时间：2023-01-16 22:28:18
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇化学与能源开发论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
论文摘要:农村作为社会的结构,总是随着农村社会经济,农业生产和人们生活的需要,以能源为动力作为物质基础的。因此,开展以农村为主的农村能源综合建设,特别是把农村节能工作列入到规划中,加强节能管理和提高能源的利用率,使万元产值能耗达到同行业的先进水平,是一项非常重要的工作。农村能源的综合建设,一定要全面贯彻落实国家的能源建设方针:“因地制宜,多能互补,综合利用,讲求效益”、“开发与节约并重”。充分依靠科技进步,把农村能源产业发展和服务体系建设作为重要的工作内容。特别是对新能源的开发利用抓紧抓实,因为它是一项功在当代,利在千秋的大事。具有十分重要的生态效益、经济效益和社会效益。因此,农村能源建设是一项伟大的事业,具有光辉的发展前景。
搞好农村能源综合建设:一是建立建全组织机构;二是加强对农村能源综合建设的领导;三是加大对农村能源建设的资金投入;四是充分依靠科技进步;五是加强农村能源产业和服务体系建设,适应市场经济的需求;六是加大对科技、管理和服务人才的培训;七是不断地深化改革,端正指导思想,加强法制建设方向;八是抓点带面不断开拓新领域,使新能源和农村能源的建设工作向高层次发展。
1 农村能源环境保护与农村能源建设
农村环境问题,是当今农村发展面临的重大问题,环境质量的恶化,对农业生物、农业生产和农村居民构成了严重的威胁。环境问题可分为生态破坏和环境污染两大类,农村地区能源的开发利用与这两类环境问题都有密切的关系。能源不但给农村提供了动力,而且带来了生活的文明和社会的进步,但也影响了农村的环境。如新柴的消耗量方面,19世纪以前,由于需求量不大,砍伐情况并不严重,保持了生态的平衡,没有产生污染现象。而在最近的百多年来,由于人口的急剧增加,使得生物质能源供不应求,使生态和污染方面都出现了问题。由于矿物能源的大量开发和使用,也为农村带来了严重的能源环境问题。由于能源废弃物的大量排放,对农村和能源经济的发展以及人们的健康等都造成严重的危害和重大的损失。
2 矿物能源的开发利用对农村环境的重要影响
矿物能源的开发,包含了开采、贮运、加工、转换到消费。在这全过程中,都会对环境造成污染和危害。如煤在开采过程中,首先是开采占地,它破坏了地表的生态系统,影响了农业生产。另外井工开采易造成地表的沉降或裂缝并改变水体形态及渗漏而影响农田灌溉,同时也破坏了地下水资源。另一方面开采时的排污以液体、气体、固体同时存在,如酸性矿井水、泥浆、瓦斯、煤矸石等。在运输和贮存过程中,特别经数次堆放,会造成自燃、流失等大气污染,在煤炭的燃烧利用过程中,又会排放大量的二氧化碳、二氧化硫、粉尘和灰渣,造成了严重的环境污染等。又如水陆石油的开发会造成海水域的严重污染,影响水产业的发展和造成农田的污染。石油在燃烧时也会排放大量的有害气体,对环境造成一定的影响。
3 可再生能源的开发利用对环境造成的影响
(1)生物质能源开发利用对环境的影响是:采伐对环境的影响,如导致资源的枯竭,植被破坏,水土流失和破坏生态平衡;秸杆等大量燃烧,导致土壤肥力减退、农业减产等。如木柴在燃烧时会排出一氧化碳、二氧化碳,不充分时会排放大量尘烟和颗粒造成严重的大气污染。
(2)自然能源开发利用对环境的影响是:自然能源如水能、太阳能、风能、地热能、潮汐能、海洋能等。由于不同的能源各自的物理化学性质开发利用的方式不同,也会造成不同程度的环境影响,如水能在开发利用发电时造成的河川自然环境和生态系统变化的影响。库区大面积淹没及周围生态、自然环境、地表、土质、农业生物等影响。地热能的开发利用,在用地热发电时,由于开发利用过程中废热污染和排放的硫化氢、二氧化碳、甲烷、汞等。特别是其中的硫化氢在高浓度时会致人死亡。利用潮汐能发电时会造成海域的污染等。在太阳能大规模集中开发利用的地区,可能会造成太阳能的回流,影响局部环境的变化,如气候变化和生态失衡。太阳能电池在生产过程中,需要采用大量的有毒和可燃性气体,如三氢四磷、四硫化硅等。会对居民带来危害。开发利用风能发电时,会造成噪声的危害等。
因此,在开发利用自然能源时,必须充分考虑对局部环境的危害,并制订出预防措施。
4 几个重要的能源环境问题
(1)气候变化。近百年来,地球气候已发生明显变化,主要是全球变暖,其原因就是温室效应。而二氧化碳是引起温室效应的主要气体。温室效应带来的对环境的影响主要是极地冰雪的部分融化、海水变暖和膨胀,海平面上升使沿海居民的安全受到危协。另外带来的是干旱和沙漠化的扩大、旱涝频率上升和虫害增加等。
(2)酸雨的出现。
(3)主要是大气中的二氧化硫和氮氧化合物造成的。酸雨的出现,造成土壤酸化,肥力减退,农作物减产,森林衰亡,植被枯死,水体酸化和水产的影响等。
(4)臭氧层破坏。主要原因是氟里昂的大量使用,矿物能源的消费和生产化肥产生的氧化氮造成的可导致过量辐射的影响。
(5)烟雾。烟雾是燃烧含碳量高的燃料造成的烟雾污染,主要是煤的矿物能源消费排放的影响污染物占百分之八十,烟雾能反射和吸收太阳辐射,严重时会影响农作物的生长造成减产,也直接危害人的身体健康。
参考文献:
论文关键词：环境地质学 专业特色 启发式教学 案例教学
论文摘 要：随着环境地质学研究内容、研究方法和技术不断发展，环境地质学的教学面临许多新的挑战。在环境地质学的教学过程中，通过对教学方法和教学理念的不断探索，逐步形成了具有鲜明特色的教学模式。
环境地质学是研究人类活动和地质环境相互作用的新兴学科，是地质学的一个分支，也是环境科学的一个组成部分。环境地质学研究自然和人为引起的地质环境问题，以及人类工程建设和资源开发引起的地质环境问题[1]。环境地质学已经成为地质学、地理学、环境科学等专业的必修课或者选修课。环境地质学是一门综合性的科学，内容涉及灾害地质学、环境工程学、地球化学、地质工程学、城市环境地质学、矿山环境地质学、农业环境地质学、海洋地质学等多个学科。如何为不同专业、不同年级的学生更好地讲授环境地质学课程，成为一个新的挑战。笔者在环境地质学的教学过程中，结合环境地质学的课程特点、学生的知识结构和专业特色，积极探索教学方法改革，不断总结经验和心得，逐步形成了具有鲜明特色的教学方法，取得了良好的教学效果。
1 强调人地和谐理念和可持续发展观
环境地质学课程最重要的目标之一，就是让学生树立人地和谐的理念和可持续发展观。首先要认识到，地球是人类目前可以生存的唯一场所，地质环境容量是有限的，人类活动和地质环境是相互制约的，过度地索取必然会引起地质环境的恶化，甚至出现灾难。要达到人地关系的和谐，必须以科学的人地观为指导，培养全球性、长远性和差异性的环境意识，珍视和充分利用环境质量与自净能力，减少环境损失，防止环境污染和生态破坏；培养广义性、有限性和稀缺性的资源意识，坚持节约利用、综合利用和持续利用原则，充分发挥资源的多重功能，提高资源利用效率和水平；科学的人口意识、合理的生产意识、适宜的消费意识和正确的文化意识同样非常重要[2]。另外，危害人类的自然灾害始终存在，人类一定要充分认识这些自然灾害(如洪水、滑坡、崩塌、泥石流、地震和火山活动)，尽量避开或降低它们对人类生命财产造成的威胁。
2 体现专业特色
环境地质学涉及的内容非常广泛，每个章节都可以单独作为一门课程来讲授。但由于课时的限制，不可能对每个章节都进行非常详细、深入地讲解，必须根据学生的专业特色和学校的特色，有选择、有侧重地讲授环境地质学的各个章节。对于矿业类院校的地质工程专业学生，侧重讲解自然灾害、矿产资源开发、能源开发和利用、表生地球化学异常与人体健康、环境地质调查等章节，用地质构造和地质演化的理论讲解地震和火山的发生规律和分布特征，用矿床学理论讲解矿产资源的成矿规律和矿石特征，用地球化学的理论讲解地方病的发病机理和分布规律，将地质学的理论和方法融入到各章节的讲解中。自然地理学专业要侧重自然资源开发、土地利用、房地产开发等内容；人文地理专业侧重城市规划、旅游管理等章节。
3 结合学生的知识体系
环境地质学是一门拓展学生知识面、培养学生兴趣点的课程，适宜安排在第一学年。但是，由于各种条件所限，环境地质学有可能被安排在许多专业课之后的第二学年或者第三学年。由于某些专业课的内容与环境地质学的部分章节或知识点相同，势必会增加环境地质学的讲授难度。因此，教师在讲授环境地质学课程之前，必须考虑不同年级学生在知识结构上的差异，有针对性地调整各章节的内容和深度。遇到与前期专业课相同的知识点，教师既可以有针对性地温习之前学过的重要知识点，补充新的教学内容，也可以在相同知识点上增加深度，激发学生的求知欲望。在为地质工程大三本科生上环境地质学时，环境地质学中的自然灾害章节与学生前期学过地球科学概论中的知识点重复，此时，教师需要增加新的知识点，并增加难度。比如讲到火山灰，不仅要讲火山灰对人类和动植物的危害，对全球气候的影响等基本知识点，还可以拓展到火山灰在层序地层学中的应用，火山灰具有延展性、瞬时性和等时性的特点，可以构成发育良好的区域等时面，许多含煤地层普遍发育火山灰，可以作为煤层对比的重要依据，能够有效弥补生物带法、常规标志层和沉积旋回法在煤层对比中的不足[3]。在讲到河流类型的时候，可以与能源地质学中的煤炭沉积环境知识点结合起来，让学生思考，哪种河流类型能够形成巨厚型的煤田，还有哪些典型的河流地貌非常适宜煤炭的沉积等。只有紧密结合学生的知识体系，才能将环境地质学课程讲得更生动，并且将课程内容的广度和深度有机结合起来。
4 启发式教学
环境地质学不仅普及知识、让学生记住一些基本概念和知识点，更重要的是要培养学生独立思考、全面思考以及应用所学知识解决问题的能力。随着世界人口剧增、城市化不断推进，各种环境地质问题不断出现，这些环境地质问题的解决方法往往没有标准答案，需要学生主动思考，积极查找相关资料，对问题不断探索。比如许多化学合成杀虫剂(如DDT)在害虫杀灭、粮食增产和疟疾预防等方面功不可没，但同样导致了严重的生态危机，危害人类健康，并毒死了大量鸟类、鱼类和益虫。现代农业到底能否离开化学合成杀虫剂？化学合成杀虫剂到底是毒药还是仙丹？这些问题的答案都需要学生发挥独立思考的精神去探索。
河流具有强大的侵蚀和搬运作用，能够导致河流上游不同程度的水土流失，但我们不能就此否定河流的侵蚀和搬运作用。因为河流携带的泥沙会在下游形成三角洲和冲积平原，造福人类，入海口堆积的泥沙还能有效抵御海水入侵。因此，要通过教师的讲解启发和培养学生全面思考的能力。 转贴于
5 案例分析
20世纪初，美国哈佛大学法学院创造了经典的案例教学法，之后在法学、企业管理、医学等学科的教学中得到广泛应用。环境地质学中也有很多经典的人地危机和人地和谐的案例，也可以借鉴这种成功的教学方式。从实际案例出发，提出问题、分析问题、解决问题，通过师生的共同努力使学生做到融会贯通，能举一反三，理论联系实际，从而增强知识，提高能力和水平。在选择案例的时候，要尽量选择一些影响范围广、贴近学生生活、绝大多数学生都了解的近期发生的经典案例，这样更容易激发学生的兴趣，提高案例分析的教学效果。例如，通过学生对美国墨西哥湾漏油事件和我国大连漏油事件的分析，更深刻地理解能源开发和运输中可能导致的生态和环境危机，并且深入思考如何正确面对和处理这种生态危机。在讲海洋公约中“海域”的定义时，可以对中日领海纠纷案例进行分析，通过该案例的分析，不仅能够让学生更深刻地了解领海基线、专属经济区和大陆架等概念的真正含义，还可以让学生认识到联合国海洋公约在解决领海纠纷方面的不足，同时提高学生的海洋意识。
6 结合科研动态和学科发展
环境地质学也是一门应用科学，它应用掌握的地质信息来解决实际的问题，减少环境的恶化，增加人类利用和改造自然的有利条件[4]。但是，由于撰写时间有限，大多数环境地质学教材中的某些知识点存在明显的滞后和不足，特别是关于各种环境地质问题防治方法的相关内容，而该部分内容又是学生需要重点掌握的内容。因此，非常有必要将与环境地质学相关的最新科研动态、热点研究问题和学科发展动态引入到课堂教学中。在此过程中，也可以将自己和学院其他教师与教学内容相关的科研工作和科研成果介绍给学生。比如在讲到土壤污染内容时，大多数教材都没有涉及如何治理和修复被污染土壤的内容，这就需要教师在备课的时候查阅相关的书籍和文献，查找传统和最新的土壤修复技术，以及各个修复技术的优缺点和这些土壤修复技术的应用情况。这样，才能让学生全面了解土壤污染和修复技术，同时激发学生的科研兴趣。
7 多媒体教学
环境地质学中的许多内容需要借助图片、视频等多媒体才能达到更好的教学目的和教学效果。图片具有直观明了的特性，可以根据教学目的进行实时添加，比如在讲解露天开采对地表的破坏的时候，很多学生对露天矿了解很少，仅仅用文字讲述露天矿的占地面积等破坏程度，不能让学生体会露天矿的巨大破坏性，如果将世界十大露天矿的图片展示给学生，学生就能真正理解什么是“地球表面的巨大伤疤”了。
视频也是环境地质学非常重要的教学手段，视频能更直观、全面地展示环境地质学内容，但是比较占用课时，所以课前要对平时收集的教学视频进行精挑细选。教学视频要画质清晰、客观全面、贴近生活、震撼心灵、引人思考。教学视频的画质清晰程度直接影响观看者的情绪和兴趣，高清晰的教学视频能够引起学生的观看欲望，达到更好的教学效果；教学视频的内容必须客观全面，否则容易误导学生，因此必须对视频内容仔细筛选。介绍环境地质问题的教学视频，最好有思想碰撞，学生看后能够震撼心灵，并且引发学生深层次的思考。比如中央电视台制作的“垃圾围城困局”视频就可以作为关于城市垃圾的教学视频，该视频介绍北京在城市垃圾处理过程中遇到的现实问题，通过视频可以了解不同立场人(包括主张和反对垃圾焚烧的学者、垃圾焚烧厂附近的居民和城市管理者)的观点和思想，该视频能够让学生深切体会到，城市垃圾处理既是一个刻不容缓的问题，又是一个很难解决的技术问题和管理问题，引发学生对城市垃圾问题的深入思考。
参考文献
[1] 朱大奎，王颖，陈方.环境地质学[M].北京:高等教育出版社，2001.
[2] 潘懋，李铁峰.环境地质学[M].北京:高等教育出版社，2006.
关键词：高中物理；科技阅读；方法措施
研究表明，高中阶段学生物理科技课外阅读的现状并不乐观，这为我们研究学生学习物理的动机、方法，特别是培养学生研究型学习能力提出了严峻的挑战，要完成研究型学习方法和模式的根本转变，重要的一条是要加强和改善学生的课外阅读方式，强化自学阅读能力的培养，科学做好物理科技课外阅读的指导工作。
一、构建良好的课外科技阅读环境
为高中阶段学生创造一个适宜物理科技阅读的环境，必须构建一个供阅读行为习惯形成的合理因素，
1.从教材中挖掘物理阅读的内容
高中物理是一门自然科学，它涉及自然规律、物理原理、物理特点、物理定律的实验过程和人们对物理规律的探索历程。本身就隐藏着巨大的科技阅读材料，教学中，要认真学习教材的外延，深入挖掘教材的内涵，将教材中涉及到物理学史研究的过程、物理人物、自然规律探索的经典事例、人类对物理研究的历史、物理与科学技术发展有机结合的事件等等编排成阅读参考目录，张贴在班级中，并附有参考的书目，以便供学生到图书馆进行查询或借阅，有时教师可将与其有关的科技图书直接搬到教室，如《科技物理漫谈》、《卫星与气象探测》、《地震知识》、《科技时代》、《电气化》、《物理与生命科学》、《诺贝尔获奖启示录》、《原子大爆炸时代》等等，摆到教室的临时书架上供学生课余时间阅读，以有效地刺激学生阅读物理科技课外书籍的兴趣。
2.通过考试评价手段，促进学生阅读物理科技书籍
高中物理不仅知识丰富，而且与各学科交错的知识点也很多，十分有利于学生的综合素质教育，为最大限度地调动学生学习阅读物理课外科技书籍的积极性，我们应在深入研究教材的基础上，结合新课程体系的要求，及时将物理学史、物理人物志、物理规律研究与实验的过程渗透到考试评价中去，尤其是一些与物理有关的自然知识，如，生命的起源、天气变化、力的本质及应用、运动规律中的化学、生理、数学等知识，虽然是简单的一个填空，一个回答，一个计算，一个人物的回忆与供述，但却赋有很强的指导意义，尤其是对于高中学生来说，是很大的诱惑。
3.课堂教学有意渗透物理科技新知识
在课堂教学中，每一位物理教师都深入挖掘物理教材自身的特点，将先进的科学技术、科研成果、重大科技发明融合于课堂教学中，以激发学生内在的阅读动力，例如，讲授力学时，联系我国火箭发展史，详细介绍动力学与火箭、人造地球卫星、宇宙飞船技术，重点介绍我国航天史及重大的载人成果；讲授热学时，引进地热的利用与发展，蔬菜保护地种植与栽培；讲授能量时，介绍三峡工程及地震有关知识，特别是三峡工程的发电量及水能的综合运用，课堂科技知识的渗透，目的是引导学生课后进行阅读有关的书籍，实践证明，这种教学引导方法很好、
二、探索合适的课外科技阅读模式
1.上好一节具有指导意义的物理科技公开课
教学的实践告诉我们，要真正使物理科技课外阅读活动有序、合理地发展下去，必须形成物理学科教学特有的特色，必须从课堂教学入手，为此，在物理教学的每一个单元，都精心设计一节具有阅读指导意义的公开课，有效在调动了学生课外科技阅读的积极性。
如，讲授完热学这个单元后，我们结合理想气体状态方程的应用和热分子运动理论。将目前世界地热能源开发的最新科技成果，结合我国新农村建设、住宅小区建设中地热的开发，分理论基础、应用模式、开发前景和科技创新四部分制作成多媒体课件，演放给学生观看，学生看后，反应强烈，多数学生写出了观后感，通过应用和科技的再现，不仅加深了学生对理想气体状态方程和热分子运动理论的理解，重要的是教育学生如何认识现代技术，怎样学习现代科学技术，现代科学技术是如何成为先进生产力的?同时，将中央电视台每周的科技时代，科技探索，科技苑，农业博览，探险等挂在学校网上，供学生观看和欣赏。
2.设立课外科技阅读系列讲座，定期进行科技小论文评选
每学期，物理教师要人人都举办1-2场物理科技讲座，新学期开始我们就结合物理教学的实际，将课题、讲座题目、科技领域、最新成果分类安排专讲教师，教师在通过组织材料、进行课件制作、素材剪集准备完毕后，定期开讲，讲座结束后教师都根据讲座的主体内容，向学生列出课外阅读的科技书籍目录，供学生阅读参考，并做出科学指导。
在举办物理科技系列讲座的基础上，我们组织每学期进行一次大型的物理科技课外阅读小论文征文比赛活动，将好的作品推荐参加上级组织的评选，有的学生3年内有多篇文章在报刊杂志上发表或获奖。
3.将科技阅读与科技发明创造、科技课外活动小组有机结合
结合物理科技课外阅读活动的开展，我们成立了物理科技活动小组，小组的主要任务是结合所学物理知识，制作与生活、农业、生产和服务有关的科技小产品，进行科技发明与创造，不断完善物理科技课外阅读活动。
如，力学小组，根据我县蔬菜高温大棚的现状及结构特点，积极开展力学结构研究，尤其是大棚承重力学研究，取得了比较好的研究成果，并积极推广建设，热光学小组，积极结合蔬菜高温大棚的透光性情况，进行透光及光照研究，不仅提出了改革大棚结构的形态，提出了提高后坡结构的改革办法，加大掩盖体的厚度及改变掩盖体的质量等重大具有实际意义的问题，收到了良好的效果。
参考文献：
大力推进新能源的开发利用，建设网架坚强、开放互联、高度智能的智能电网是未来电力工业发展的趋势，建设分布式的光伏发电是电网和光伏产业发展的重要方向。本文介绍了分布式光伏发电系统接入配电网所要求的技术条件和要求，系统总体构成及系统实现的硬件和软件技术方案，研究了系统各组成部分的基本原理及实现方法，为分布式光伏发电系统接入配电网的实现提供了理论指导和实际参考经验。
【关键词】太阳能 分布式光伏发电 配电网
近年来，随着社会和经济的可持续发展，世界各国都非常重视优化能源结构，在新能源开发利用方面大力推动分布式发电的技术应用与创新，而光伏产业是我国新能源产业发展的重要方向，因此大力发展包括光伏发电在内的可再生能源已经成为我国保障能源供应、治理环境污染、推动节能减排、应对气候变化的战略性选择。
分布式光伏发电以分散的方式接入配电网，易于建设且环保效益突出，在一定程度上可缓解区域局部用电紧张状况，并能避免大规模光伏电站对电网的影响及电网在长途输送中的损耗。目前分布式光伏发电在全国处于发展初期，社会各界对分布式光伏发电认知度不高，因此需要在项目管理、系统设计研发、设备安装、并网接入和运行监管等多方面进行不断实践与完善。且随着电网的日益复杂和智能电网的逐步发展，对光伏发电系统并入配电网的技术与要求也提出了新的挑战。
1 分布式光伏发电系统硬件设计
光伏发电系统设计要综合考虑负载性质、使用功率、当地纬度和太阳辐照量、日照时间、温度变化、蓄电池维持天数等各方面因素的影响。系统由太阳能电池方阵、充电控制器、蓄电池组、联网逆变器、主（次）配电箱、公网计量表等组成。
1.1 太阳能电池组
目前广泛应用的太阳电池组件是结晶硅组件，制作太阳能电池最理想的材料高纯硅材料，当光照射到光伏元件上时，在基体硅材料上生成类型相反的掺杂层从而形成大面积的PN结，在PN结附近形成光生电场即光生电压。在太阳能电池P-N结两侧的引出电极上接上负载，即有电流通过，将太阳能转换成电能。
分布式光伏系统总体性能的最关键的问题是使系统能最有效地利用太阳能资源，因此在组件安装时应向阳光最充足的方向安装，安装倾角主要由安装地域的经度、纬度、最佳辐照量决定。
1.2 蓄电池
蓄电池作为系统的储能设备，储存太阳能电池方阵受光照时所发出的电能，当光照或太阳能电池组所发电量不足时释放电能。在分布式光伏发电系统中，对蓄电池的要求主要与使用方式及当地气候有关，要综合考虑蓄电池的额定容量、低温放电和充电性能、充电效率和深放电后的恢复性能、使用寿命、海拔、电池组内各单体电池的一致性，在选择时要保证经济性与可靠性，选择合适的型号和容量。
1.3 充电控制器
分布式光伏发电系统中蓄电池因日照影响会频繁充放电，会出现过充电和过放电的现象，过充（放）电都会缩短蓄电池使用的寿命，光伏发电系统中使用充电控制器来防止过充（放）电对蓄电池造成的损害。充电控制器通过控制太阳能电池组件向蓄电池充电的电流和电压，达到控制电池组件对蓄电池的充电，并控制蓄电池和太阳电池组件对负载的电能输出。选择充电控制器时应注意系统电压、输入（输出）最大电流、蓄电池过充（放）电保护门限等参数。
1.4 逆变器
太阳电池组件在阳光的照射下产生的是直流电，而发出的直流电需要通过逆变、控制、检测、保护等过程才能并入电网，通常通过逆变器来实现。逆变器的控制主板采集来自太阳电池组件产生的直流以及电网侧的电流和电压采样信号，经过分析处理向驱动主电路发出控制指令，输出正弦波电流，从而实现并网发电。
1.5 配电设备和安全装置
配电设备是分布式光伏发电系统必不可少的组成部分，其包括母线和控制设备、保护设备、测量设备等用来接受和分配电能的设备，同时系统必须有防雷和接地设备以防止直击雷。
2 分布式光伏系统软件设计要求
分布式光伏系统的设计要对系统的运行情况进行预测，分析系统的经济效益。统计计算系统负载的用电量和功率大小，计算太阳能电池方阵组的安装倾角和表面辐射量，并对太阳能电池组件和蓄电池的容量进行计算以及对二者之间的优化匹配进行设计。
3 分布式光伏系统接入配电网
分布式光伏发电系统接入配电网要研究两者之间的交互影响，系统应具备抑制电压波动和闪变的能力，配备的保护装置能确保系统安全可靠稳定运行。采用先进技术减少逆变器产生的电流谐波和直流分量，保证光伏发电系统的电能质量。系统具有的孤岛检测技术能在紧急状态下快速切除故障，及时恢复供电。
通过采用新技术参数和控制标准，结合相关的政策和法规解决分布式光伏发电系统接入配电网后对配电网规划和配电网负荷潮流的影响，保证光伏发电系统安全、可靠、高质量运行。
4 总结与展望
本文对分布式光伏发电系统接入配电网的相关技术进行分析，提出了系统接入配电网的条件与考虑因素，为实现系统接入配电网提供了理论指导和实际参考经验。
随着智能电网的发展，未来的分布式光伏发电将通过与智能配电网的衔接，以智能化和网络化的协同在线控制为发展方向，实现高度自愈、网架坚强的智能配电网的发展。而在配合配电网发展与建设的同时，如何最大程度发挥与实现分布式光伏发电系统的优势，还需在实践中不断摸索前进。
参考文献
[1]张正陵.积极应对分布式电源并网[J].中国电力企业管理，2014（05）：23-25.
[2]高毅.分布式光伏发电在智能电网中的作用分析[J].建筑工程技术与设计，2014（03）：370.
[3]王瑶.单晶硅太阳能电池生产工艺的研究[D].长沙：湖南大学学位论文，2010.
[4]王长贵，王斯成.太阳能光伏发电实用技术[M].北京：化学工业出版社，2005.
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工业经济论文2000字(一)：对工业经济实施有效监控的若干建议论文
摘要工业经济发展是国民经济发展的重要组成部分，在实际管理中受到相关因素的影响，存在不科学和不规范等现象，直接产生不良影响。在本次研究中以工业经济管理阶段的风险为基础，对如何进行监控进行分析。
关键词工业经济有效监控监控措施
考虑到可持续发展以及生产总值的增长关系，需要以经济发展为基础，正视工业经济发展的各种问题，合理处理。在项目管理中，涉及到的细节问题比较多，导致工业经济很多方面受到影响。在实施中采取工程经济学的知识对项目进行监督管理，可以实现经济效益的最大化。在整个实施阶段考虑到经济项目的具体管理要求，要求尽量规避风险，制定合理有效的防范对策。
一、工业经济管理的风险
（一）招投标的风险
在企业的招投标管理中，风险比较多，不确定的因素很多，在招标的过程中，可能会存在资料没有严格审核的现象，招标文件和详细的文件等了解不到位，出现相关错误。部分企业在相互竞争的前提下争取合同，此类竞争形势相对来说比较严峻，在后续的项目跟进的阶段，可能会出现部分的验收问题。项目清单数和测量规则之间可能会存在一定的风险。我国改革开放之后，工业发展带动了制造行业的进步，在实施的过程中可能会存在项目验收的问题。此外在项目清单设定中，可能存在不同程度的风险。部分项目的业主对招投標项目本身了解的比较少，整体把握不足。此外在新的时代背景下，缺少科学可行的管理方式和体系，企业的招投标地位差异比较大。部分建筑公司当前处在被动的形式下，项目业主的形式变的主动和有利。
（二）生产质量风险
在工业项目中，生产量风险有不确定的特点，在生产过程中可能会遇到很多其他问题，导致企业的风险随之提升，导致工业生产管理停滞不前。在具体的工业项目建设中，项目管理人员是主体，整体管理水平对效益产生影响。但是在当前工业生产项目建设中，忽视了其他方面因素，预估的投资金额和运行成本产生差异。如果此类现象得不到及时的处理，导致生产量存在风险。在生产和指导的过程中，可能会出现个人因素导致的违规操作的现象，生产量和预期质量差异大，出现其他风险[1]。
（三）业主造成的风险
在建筑市场管理的背景下，部分业主可能没有按照合同条例进行施工，业主产生的风险也需要引起重视。在施工的过程中，风险比较多，后续施工中，如果没有及时承担责任，可能产生风险，导致整个项目的成本提升，施工难度提高[2]。
二、工业经济的监控建议分析
（一）完善现有防范模式
在工业经济发展中针对存在的各种风险，在实施中必须了解风险的类型，及时进行处理。为了守护各方的权益，在实施中签订生产合同，结合现状和要求等实施。此外在生产制造的过程中，如果出现意外情况，需要明确利益分配的问题。施工单位针对资产体系和方案等有一个大概的了解，对生产过程中的各类问题及时处理。规章制度有重要的约束作用，在签订建设工程的合同的时候，需要明确业主的施工资金来源，建设完善的生产管理方式，对其中的标准进行细化。只有强化对生产工艺和方法的创新，才能保证项目建设和生产的质量。在风险预防的过程中可以实现交流和互动，对生产过程进行监督和管控，经过目标考核和激励制度之后，达到经济管理的目标[3]。
（二）完善规模化方案
工业经济发展中制定制定详细和合理的制度方案，通过施工人员和管理人员的协调管理后，强化了相互的信任和尊重。由于在实际管理中矛盾比较多，后续操作中需要提升施工人员的自身积极性，给项目生产和管理提供温馨和和谐的氛围。在精确化管理中，考虑到经济效益和整体效益的关系，落实对应的管理政策，进而提升施工人员的自身积极性和效率，各项政策的积极落实之后能让施工企业向着规模化的方向发展。
（三）实现工业品价格的监控
工业品的价格参数一般指的是通过调查收集部分代表企业的代表产品，在实施中对价格变动的资料进行计算之后，反应出工业品的变动程度。在整个过程中涉及到原材料、燃料和动力等指数，主要反应了工业企业出厂出厂商品价格及工业企业中间投入品价格变动趋势和变动程度的相对数，是验证工业经济发展状况的重要指标之一。依据现行的工业品价格参数得知，在生产过程中需要对消耗的外购原材料和其他费用等进行计算，合理进行管控。
（四）规定工业中间投入
对企业管理而言，企业内部会计需要明确具体的表格的内容，准确的掌握中间投入计算的原则和资料等。其一从企业外部购入的产品和服务价值等，不涉及到生产过程中回收的废料和自制频的价值。其二是本期投入到生产，并一次性消耗的产品和服务价值，不包括固定资产等转移的价值。规定工业中间投入，符合经济发展的要求。
三、结语
在新的时代背景下，工业经济发展的风险比较多，考虑到经济管理的影响因素和具体要求等，需要注意的是进行风险的管控。在当前风险管理中，提供了详细的管理规范。通过完善现有防范模式、完善规模化方案、实现工业品价格的监控、规定工业中间投入等方式进行各项管理之后，对工业经济发展起到促进的作用，带动整体进步。
工业经济毕业论文范文模板(二)：新工业经济下电线电缆产业的技术发展与融合论文
摘要：电线电缆产业随着新材料、新装备、新技术和工业互联网的发展，近年来涌现出许多新的前沿领域和发展方向。电缆制造企业需适应工业互联网下的产业融合发展。智能制造和工业互联网带来新一轮产业革命，电线电缆产业链作为基础制造业，也需经受冲击和历炼，实现产业升级和突破。
关键词：电缆技术；装备材料；发展融合
0前言
电线电缆产业在国家能源开发、能源传输和能源转换中担负重任，随着新材料、新装备、新技术和工业互联网的发展，电线电缆产业近年来也涌现出许多新的前沿领域和发展方向。如何在新工业经济形势下，实现电缆行业制造体系升级，是所有电缆企业值得思考的问题。即使放在当前工业大变革的历史背景下，电缆企业也面临激烈竞争，需要突破发展。本文结合电缆行业近些年发展情况，浅析电缆产业装备、材料、工艺及产业的发展趋势。
1高端制造和检测装备
目前电线电缆行业生产检测装备大部分已实现国产化，但在高端装备领域，国产装备与国外先进水平相比，制造装备在机械加工精度、工艺稳定性、模块化集成度、生产效率，检测装备在测试精度、稳定可靠性等方面还有一定差距。电缆装备供需状况存在错位，一方面国产中低端装备供需饱和，另一方面高端装备进口依赖程度高。电缆制造高端装备以500kV立塔交联生产线为例，目前国内投产生产线以进口装备为主，国产装备多以配套或辅助功能使用。电缆高端装备投资回收周期长、占用资金量大，电缆企业在选用装备时，会慎重考虑选用装备的成熟性和行业使用情况。另外高端装备市场需求量相对较小，换代周期长，也片面影响国产高端装备的研发和投用。但未来电缆行业高端制造和检测装备仍是装备制造企业发展的一个方向，除了需要在基体材料、加工工艺、系统组成上做出突破外，智能化、信息化和高度集成化将成为未来高端装备的普遍要求。目前，电缆行业智能生产、数字供应链、大数据平台建设对车间工厂生产、检测数据集采需要另行配置传感器、数据集采装置和工业平板等辅助装备。未来数据集采和网络交互功能将是电缆装备智能化的常用配置。
2电缆新材料研发
电缆新材料研发包括两个方面：一方面是对原有材料体系的改良、改性、配方优化设计；另一方面是全新材料在电缆结构上的应用。目前我国电缆橡塑材料主要应用于中低电压等级。超高压电缆绝缘、屏蔽料存在基础原料整体水平低，核心工艺装备依赖进口，产业化程度不高。高耐压等级绝缘材料对基材纯度、配方工艺、辅助材料的分布状态要求很高，目前国内能够生产超高压绝缘料的厂家非常有限。国家已将新材料产业作为制造业转型升级的战略支撑，科研资金和人才投入巨大。随着新材料技术的不断突破，既可以在原有材料体系基础上研制出更高纯度、更细小微粒的基体材料，通过纳米处理、微粒改性等物理化学方法提升材料性能，也可以研制开发出更多实用的复合新材料。未来电缆材料的研发除了注重材料电气性能和机械物理性能，也更关注其环保性能和废旧材料的回收利用。在材料研发使用全周期，考量其环保性和循环使用价值。
3制造技术的发展
电缆制造技术发展包括制造方法的改进和电缆新结构、新生产工艺的研发。以矿物绝缘电缆为例，目前矿物绝缘电缆防火性能检测标准以BS6387要求比较全面和严格，该标准要求防火电缆除能经受单纯耐火试验外，还要求耐火测试过程能经受喷水和机械冲击。然而以此为评价标准，电缆企业在采用云母绝缘带材和铜管、铝管、钢管金属套生产工艺的基础上，发展出一系列柔性结构矿物绝缘电缆，并得到了用户和市场认可。而耐火陶瓷材料的研制和使用，使耐火结构电缆可以向更高电压等级发展。电动新能源汽车发展需要配备大量的充电桩，使充电桩电缆发展成单独的电缆系列，而机器人行业的发展又需电缆企业研发相应的高柔性、抗扭机器人电缆。电缆新结构与新应用相輔相成，而某些电缆新结构是需要采用电缆生产新型装备来实现。
4智能制造与工业互联网
电缆智能制造是采用电缆智能制造技术和电缆智能制造系统进行电缆生产的模式。电缆智能制造装备采用计算网络智能交互组成智能制造系统，通过对工作流程的动态管理、决策优化提高资源使用效率。电缆智能制造以客户需求为导向，贯通企业运营管理和工厂生产执行，公司各工作节点在执行的同时负责数据集成，组成大数据管理平台，企业管理层应用大数据管理快速决策，实现智能管理和生产。工厂车间智能生产装备采用数据集采系统，实时采集生产数据，通过大数据管理平台实现对生产过程的智能监测、判断和控制。目前电缆企业已采用有SRM、MES、CRM、SAP、ERP等系列电子采购、制造执行、客户管理电子信息数据处理系统。工业互联网将进一步加深工厂智能制造和各电子信息数据处理系统的深度融合。
随着工业互联网的逐步推进，电缆智能制造边界将突破生产工厂界限，向上下游产业链及客户端不断延伸。随着电缆制造产业链的上游产业电缆原材料制造企业包括金属冶炼加工企业和化工企业，电缆制造产业链的下游产业电缆输配电系统和最终用户，及电缆设计施工企业工业互联网的同步推进，电缆智能制造将由企业的单点网络，交互成涵盖电缆原材料、电缆生产、电缆设计施工、输配电系统集成和最终用户的共享网络。电缆智造系统通过接入端口，可以与上下游客户共享数据信息。由智能制造和工业互联网引领的新一轮工业革命，也必将给电缆行业带来新一轮的冲击和洗礼。
国家已将工业互联网定位为推动工业升级转型的重大工业基础设施。电缆行业智能制造装备和信息集采交互系统已日益成熟和完善，如何在工业互联网融合下投入应用，在实践中不短提升和完善，最终发展出工业互联网交互背景下的理念先进、具有标准规范的电缆智能制造系统，是电缆行业整体突破的一个重要契机。
5电线电缆产业链融合
电线电缆制造产业链上游是电缆材料供应企业，下游是线缆设计、施工企业和终端用户。电线电缆作为单独的产品，需与其他供应商产品配套组成完整的供配电和信息传输系统。稳定合格的原材料供应，是生产合格电缆产品的基础。电缆企业运营成本中原材料成本占比很大，许多电缆企业部分原材料例如护套料采用自主生产的方式以降低生产成本，技术实力强的电缆生产企业向原材料行业拓展，发展成为电缆原材料和电缆供应商。电缆企业生产电缆产品，但电缆制造企业本身不具备电力设计和安装施工的资质，电缆生产交付后，需交有资质的施工企业安装敷设。电缆制造企业和设计、施工企业融合，可以发展成为设计、生产、施工一体的电缆系统供应商。国内电网220kV及以上电力系统，采购招标时常常要求制造商提供的220kV交联电缆需有与其配套的220kV电缆终端和中间接头组装成的电缆系统经过型式试验或预鉴定试验，以证明电缆与其配套连接附件的整体可靠性。这样的电缆系统客观上就要求电缆制造企业和电缆附件制造企业预先研制装配电缆系统并经测试验证其可靠性。以上实例，只是电缆产业链向上下游融合的部分体现。无论是电缆生产企业通过自身努力向上下游产业拓展，还是通过工业互联网背景下供应链网络交互和大数据平台，都必将是一个融合发展的过程。
【关键词】Ni-Cr-Al高温合金;性能;研究现状;发展
1.引言
镍是一种耐腐蚀性优良、韧性较好的金属材料，具有良好的力学、物理和化学性能，添加适宜的元素可提高它的抗氧化性、耐腐蚀性、高温强度和改善某些物理性能。Ni-Cr-Al合金的成分主要是镍铝，铬的含量较少，是重要的高温合金材料，在能源开发、化工、电子、航海、航空和航天等部门中都有广泛的应用，物理与化学的性能不言而喻，耐高温、抗蠕变、抗腐蚀性能好，凭借这些优良性能，使镍铬铝合金成为未来高温合金材料中最有前景和价值的合金材料之一，因此，研究镍铬铝合金对现实工业生产具有重要的意义。
2.概述
Ni-Cr-Al高温合金依靠其耐高温抗氧化性能，成为重要高温材料之一，在国防和工业生产中，扮演着重要的角色，以其优良的性能被广泛应用于航空航天，电力，冶金等高温部件。Ni-Cr-Al高温合金这样良好的性能主要依靠Al和Cr来形成一层Al2O3和Cr2O3保护性氧化膜，氧化膜生长缓慢，粘附性较好，对基体起到良好的保护作用。
3.Ni-Cr-Al合金的发展历程
3.1 Ni-Cr合金：Ni-Cr合金可作为耐热、抗高温氧化和耐腐蚀的涂层。典型的镍铬合金为镍含量80%、铬含量为20%，但也有镍为60%，铬为16%和其余为铁的。其中80Ni20Cr合金是热喷涂常用的材料，该合金具有较好的耐高温氧化性能，耐酸和碱腐蚀，是制备耐热、耐蚀涂层的典型材料。由于涂层致密、与基体材料的粘结性好，通常作为耐热陶瓷涂层的粘结底层，既能增加涂层的结合强度，同时又能防止高温氧化和腐蚀性气体对金属的侵蚀，但该合金不耐硫化氢、亚硫酸气体、盐类及高温潮湿下还原性气体的腐蚀，在硝酸、盐酸溶液中也容易受到侵蚀。可广泛应用于锅炉水冷管壁（包括重油余热锅炉中的水冷管壁及燃煤锅炉水冷管壁）和换热器管壁，以减缓锅炉管壁的腐蚀与冲蚀。如美国TAFA公司为喷涂锅炉水冷壁保护涂层而设计的牌号为45CT的镍铬合金丝，保护锅炉管道，延长其使用寿命。
3.2 Ni-Al合金：用于电弧喷涂的Ni-Al合金丝，镍、铝的质量比为Ni：Al=95：5，成分近似于镍包铝自粘结复合粉末。许多方面Ni-Al合金丝可以代替Ni-Al复合丝，而它的冶金结合性能优于Ni-Al复合丝。Ni-Al合金丝用作电弧喷涂时，电弧使熔滴强烈过热，镍和铝的氧化反应（而不是铝化镍的形成）放出大量的热量，使熔滴地撞击到工件表面的瞬间与基体表面发生冶金结合，形成一些微“焊合”点，导致涂层与工件之间的牢固结合。Ni-Al合金涂层除具有良好的抗高温氧化性能外，还具有良好的腐蚀性能。
3.3 Ni-Cr-Al-Y合金：为四元系高温热腐蚀涂层，航空、舰船、发电用的在高温合金制作的高温部件，在其表面施加这种四元系涂层，厚度在45-200?m，可以提高机体材料的抗热腐蚀能力，耐热寿命可延长达几千小时，以致近几万小时[1]。
4. Ni-Cr-Al抗高温氧化合金性能的研究现状
随着航天、航空、电力、冶金、能源、石工工业的迅速发展，对高温抗氧化合金材料的服役性要求越来越高，高温抗氧化合金材料已经成为影响工业发展的决定性因素，这就给高温抗氧合金的研制和开发提出了新的挑战机遇，目前提高合金抗高温氧化的手段如下：
4.1 通过向合金内添加亲氧元素，使合金表面发生择优氧化，进而形成一层连续、致密、粘附性较好的氧化薄膜更好的保护基体，产生择优氧化的条件[2]：
4.1.1 添加在合金中的元素对氧的亲和力要大于基体金属的。
4.1.2 在基体中掺杂的合金元素的离子半径要小于基体的，这样容易向表面扩散。
4.1.3 在更容易发生扩散行为的情况下加热。
其中添加元素Cr、Al、Si在提高合金抗氧化性起到重要作用。
4.2 通过处理表面来加强合金的抗氧化能力
4.2.1 扩散掺层法
4.2.2 通过注入稀土元素改层法
4.3 通过防护涂层法来进一步加强防护能力
4.3.1 合金涂层
高温合金抗氧化涂层有以下分类[3]
4.3.1.1 铝-铬、铝-铅、铝-硅等铝化物涂层是通过用化学气相沉积的方法经改进所获得，这些涂层有制作简单、自身性质稳定、而且造价较低等较好的优点，其缺点是组成的成分的控制很不容易。
4.3.1.2 M-CrAl-Re，其中M包括的范畴为铁、钴、镍等磁性材料，Re包括的范畴为稀土元素钇、铈、铪等活性元素）此类涂层属于包覆涂层，这种涂层在低温低压的条件下用等离子喷涂、电子束物理气相沉积、溅射离子镀等手段制作，此类涂层的组成部分是可以控制的，同时具备抗腐蚀性能等优点，其缺点是生产的成本较高而且工艺设备造价很高，即便生产出来也难以均匀的涂在基体表面。
4.3.2 陶瓷涂层
此涂层是可以在低温低压下用等离子喷涂制作而成的。
4.4 纳米涂层[4]
如果用离子溅射沉积的方法来处理铸态合金表面，可以得到这种纳米涂层在二个方面的作用：一方面，这种涂层的应用可以明显提高合金基体的抗高温抗氧化性能，进而提高对合金基体进行保护作用，其作用机理就是改善氧化薄膜，另一方面这种涂层的使用不会使其材料与基体发生不利的作用。
5.Ni-Cr-Al合金高温氧化的研究进展
Ni-Cr-Al合金是在80Ni-20Cr 合金的基础上加入Al元素发展起来的， 由于该合金优良的耐高温氧化和腐蚀能力而被广泛地用于热防护涂层。
Ingard A等人研究了含不同Cr/A1比的Ni-Cr-Al合金在800-1300℃空气或1个大气压氧气中的氧化行为。发现氧化速率随时间迅速降低，且为理想的抛物线。主要反应产物为NiO，Cr2O3，α-A12O3和Ni（Cr，A1）2O4。反应产物相对量是成分、温度、氧压和反应时间的函数。Ni-9Cr-6Al合金由于在所有温度下都形成α-A12O3具有最好的抗氧化性能。
孙长波等研究了Ni-Cr-Al合金在1000℃空气中的氧化行为，经过试验发现在合金中添加Al元素以后使合金的氧化速度很明显的下降了，促使合金在高温条件下自身的抗氧化性能得到显著的提高;合金元素Al的添加使合金表面生成连续致密的Cr2O3薄膜，继而还降低了在合金外层形成Cr2O3薄膜需要Cr的含量，合金元素Cr，还使合金表面氧化薄膜的内部生成极薄A12O3，含Cr为20%，含Al为2.5%的Ni基合金在高温情况下在合金表面形成连续致密的氧化薄膜，成分为Cr2O3，而在Cr2O3薄膜内部形成极薄的A12O3薄膜，进而抑制了NiO的生长. 这些研究结果表明，合适的Al，Cr合金化可以使合金发生选择氧化。Cr，Al选择氧化可以提高Ni-Cr-Al合金的高温氧化性能。Ni-Cr-Al合金氧化膜与基体的粘附性不是很好，导致氧化过程中有轻微的氧化膜剥落，就其原因人们作了大量研究。早期有人注意到杂质硫会向Ni及Ni基合金表面的偏聚，且氧化膜的粘附性与杂质元素硫偏聚有关。
Ni-Cr-Al合金在真空炉中进行高温退火处理时，发现当以杂质元素形式存在的硫含量为50×10-6的合金，表面的硫含量可以达到20at%，从而引起氧化膜的严重剥落。Ni-Cr-Al合金内添加微量稀土可以显著改善合金的抗高温氧化性能。如已发展的含稀土氧化物的弥散强化合金即（ODS合金），抗高温腐蚀性能最优异的包覆涂层MCrAl-Y（M代表Ni、Co或Fe）。Funkenbusch等曾对不同S与Y添加量的Ni20Cr12Al（%）合金的循环氧化进行了研究.由于Y的加入，合金表面的氧化膜的粘附性确实得到了很大提高。人们已经对稀土元素的微观作用机制进行了大量研究，其中提出了一些具有代表性的模型：微钉理论、空位阱理论、生长应力消除理论、氧化膜塑性理论及硫效应模型，但到目前还没有统一的模型， 已经提出的多种模型都存在局限性。
6.Ni-Cr-Al-Y涂层高温氧化研究进展
Ni-Cr-Al-Y耐高温涂层材料，其热膨胀系数介于金属和陶瓷之间，有着良好的抗氧化抗腐蚀的综合性能，即可以单独用作热障涂层（TBCS）也可以作为热障涂层中的粘结层使用。广泛应用于大型燃气涡轮发动机叶片等高温部件的热障涂层中，工作温度一般在1000℃以上。热障涂层的应用不仅可以提高基体抗高温腐蚀能力，进一步提高发动机工作温度，而且可以减少能耗、提高效率、延长热端部件的使用寿命。
李美等研究了溅射Ni-Cr-Al-Y涂层氧化过程A12O3膜结构与形貌的转变，结果发现溅射Ni-Cr-Al-Y涂层在900℃～1100℃氧化过程中，氧化膜存在θα-A12O3相变，其相变的速度与温度有关，温度越高，相变越快;涂层表面生成的氧化膜形貌取决于氧化温度和时间，θ-A12O3随着温度的提高或同一温度下时间的延长，从针状依次变化为晶须状和刀片状或簇拥成团，而α-A12O3为颗粒状;对溅射Ni-Cr-Al-Y涂层进行真空热处理，可促进氧化膜的相变，使涂层表面快速形成保护性的α-A12O3 。
张玉娟等[22]研究了Ni-Cr-Al-Y涂层的表面状态对高温氧化行为的影响，经研究发现：抛光态涂层在1050℃恒温氧化，短期内（150h）生成α-A12O3保护膜，氧化膜与基体的粘附性好，氧化动力学曲线成抛物线型，涂层抗氧化性好;150h后，保护性氧化膜被破坏，动力学曲线转为线性上升，涂层抗氧化能力下降。喷涂态涂层的长期抗恒温氧化能力比抛光态涂层强。在1050℃恒温氧化300h，动力学曲线符合抛物线规律，表面α-A12O3保护膜无破坏。无涂层涂覆的基体合金表面不能生成α-A12O3保护膜，合金抗氧化能力差。
楼翰一等研究Ni-Cr-Al纳米晶合金在1000℃的高温氧化行为，研究发现纳米晶化大大扩展了铸态Ni-Cr-Al合金氧化时，连续外A12O3层生成区的成分范围;更为重要是，在常温高温合金所在的成分区域内，纳米晶合金可以在氧化初期直接一步生成抗氧化性和粘附性十分优良的A12O3膜。
7.展望
随着科学技术的进一步发展，Ni-Cr-Al高温合金将被更广泛的应用到国防、工业生产的各个领域，合理的控制好合金中Al和Cr的含量有利于氧化薄膜更好的形成，同时适量的加入稀土元素有利于控制S元素对薄膜脱落的影响，更好的保护Ni-Cr-Al合金基体，以便更好的发挥Ni-Cr-Al合金优良的抗高温、抗氧化性能。
参考文献
[1]石力开.化学材料词典[M].化学工业出版社，2006.
[2]朱日彰.金属腐蚀学[M].北京冶金工业出版社，1989.
[3]唐兆麟.Ti-Al金属间化合物的高温氧化防护涂层[D].沈阳：中科院金属所博士论文，1997.
【关键词】循环经济；农村循环经济；建设
一、前言
目前，传统生产和消费活动中残余物几乎全部进入公共领域，重新返回大气圈和生物圈，造成了严重的环境污染，农业生产的增长也是以资源的浪费和环境的污染为代价的。现行的农业经济发展模式对自然生态环境破坏严重，直接危及生存空间，必然导致经济停滞、下降，破坏社会效益、经济效益与生态环境效益的统一和平衡。为了解决传统生产方式带来的诸多弊端，在当前社会主义新农村建设中，一种新的发展模式—农村循环经济正越来越受到人们的重视。循环经济以资源循环利用为途径，以保护环境、节约资源、能源为重点，以减量（Reduce）、再生（Recover）、再用（Reuse）和循环（Recycle）（4R原则）为原则，实现经济的循环发展，首先要避免产生废物，特别重要的是减少废物的排量及其危害性；其次是利用和用来获取能源。而农村循环经济是在农业生产和农村工业发展过程中，在资源开发、生产活动、产品消费和废弃物处理的全过程中，通过产业组合使资源得到循环利用、生态环境得以有效保育、农村经济得到快速发展，农村中人与自然的关系得到协调的发展模式。
二、发展农村循环经济的好处
1.促进了农民增收致富，加快了农村经济发展。
以沼气为纽带，发展畜、菜、果、沼、鱼等生态型、环保型、经济型的农村循环经济模式，产生的经济效益显著，实现了农民增收、农业增效。
2.有效地调整了农村用能结构，保护了农村生态环境。
农村循环经济改变了过去对秸秆和柴薪燃烧对大气的污染，而改用沼气供能，创建人与自然和谐发展的生态家园，将传统农业生产、生活方式向“减量、再用、循环”的农村循环经济模式转变，采用与环境相容的绿色环保型、资源可再生利用型，促进循环经济的发展。
3.有效地补充了农村能源供给，节约了不可再生资源。
农村沼气的供应有力地减少对不可再生资源煤炭的消耗。根据农业部测算1立方米沼气燃烧热值相当于2kg标煤，一口沼气池，一年产生的能量分别相当于840kg标准煤、130kg液化气。因此沼气的应用保护和节约了煤炭资源，实现了循环经济中减少不可再生资源消耗(减量化)的原则。
4.保护了森林植被，改善了生态环境。
发展沼气用作生活燃料，改变了农民的燃料构成，每口8～10立方米沼气池户年产沼气450立方米以上，年均可节柴3.16吨，相当于保护0.33公顷的林木，因此，它控制水土流失、保护了森林植被，改善了区域内的生态环境，实现了循环经济中资源低耗原则。
5.提高了土壤地力，改善了农业生产环境。
沼肥是优质高效的有机肥，有利于土壤改良，培肥地力。沼液对农作物病虫害发生有防治和抑制作用，用于种植农作物及果蔬产品，可减少化肥、农药的使用量，减少农业生产环境污染和农产品中有毒有害物质的残留量，实现了再利用生产，净化了农业生产环境，有利于无公害农副产品的发展，保护人民健康。
6.改变了农民生产生活方式，促进了农村精神文明建设的发展。
沼气池建设与改厕、改圈、改灶结合，改变了农民传统的生产、生活方式，农户使用了优质的沼气能源，瓷砖灶台取代了泥砖灶台，厨房干净又整洁，厕所由“脏、烂、臭”向无害化卫生厕所发展，从而改善了村容村貌和环境卫生，增强了农民环保意识，提高了群众健康水平，促进了农村精神文明发展，有利于建设农村小康社会。
三、农村循环经济的现状
（一）循环经济的观念缺乏
农民往往只顾眼前利益而忽视对农业生态环境的保护，一些地方领导对农村循环经济建设的重要性及紧迫性尚未引起足够重视，有的甚至还提出一些不利于农村循环经济建设的口号和建议。对农村循环经济发展的舆论宣传缺乏力度，宣传渠道和形式单一，缺乏应有的环境。这种观念的缺乏致使在农业生产过程中资源短缺、生态破坏和环境污染等问题日益严重，已成为制约农村和农业可持续发展的重要因素之一。
（二）缺乏系统的促进农村循环经济发展的政策和法规
虽然我国已颁布《节约能源法》、《清洁生产促进法》和《环境影响评价法》等法律法规，并制定一系列促进企业节约和综合利用资源的政策。但我国的环保法律仍基于末端治理或分段治理，过于强调污染发生后的被动措施，某些条款仅有一些方向性和概念性的笼统表述，专门针对农村循环经济发展的法规还没有制定，不能适应发展农村循环经济的要求。
（三）技术研发滞后
科学技术是农村循环经济发展的支撑，而且循环链越长，所需的技术就越复杂、越精细。从我国的实际情况来看，不仅农村循环经济发展中急需的技术无法得到满足，而且已有的技术推广应用也很不到位。总体看，我国农业技术的整体水平相对较低，而且推广应用效率低。
（四）农民文化素质较低
农民素质是影响农村循环经济发展的重要因素。只有有文化、懂技术、会经营的新型农民，才能担当发展农村循环经济的重任。但我国的农民素质还远达不到这一要求。农民素质低下将会影响农村循环经济的发展。
【论文摘要】：改革开放以来，沿海地区因为便利的水上交通和丰富的海洋资源，使得经济飞速发展。但在经济发展的同时，我们也应该看到，海洋正在遭受着前所未有的破坏，如何在促进海洋经济发展的同时，让海洋的生态环境得到应有的保护，已成为全世界共同关心的话题。文章就针对海洋经济和海洋环境的相互作用，谈一谈自己的看法。
随着沿海经济的迅猛发展，近海海域遭到越来越严重的污染，使海域环境质量明显下降，生态环境日趋恶化，并对生物资源和人体健康产生有害影响。近海水域的污染已成为世界各国，特别是象我国这样具有相当长的海岸线和众多海湾的国家所共同关心的环境问题。海洋经济的发展还面临严酷的海洋自然环境，海洋灾害直接影响着海洋经济的发展规模、速度和效益，精确预报海洋灾害的发生、发展和应该采取何种防灾、抗灾和减灾工程措施，也成为严重关注的环境问题。为了开发海洋中的空间、矿产、渔业、能源等物质资源，需要在海上进行各类工程建设，在目前科技日益发展的情况下，工程建设的规模日益巨大，这些大规模的工程建设和海洋环境之间的相互作用也将是开发海洋中的一个应引起特别关注的重要问题。为了适应我国海洋经济的快速发展，海洋环境的日益恶化，海洋灾害的频发和海洋工程向大型化发展，近海石油气田的开发，以及海岸带开发过程中的后效问题的研究需要，针对我国重大海洋环境与保护问题开展研究是十分必要和迫切的。
在这方面，重点需要开展的研究课题大体上有三类。第一类课题是海洋环境特征对各类污染物作用的机理和规律研究，第二类课题是海洋工程设施防灾、抗灾和减灾研究，第三类课题是海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用吸防治措施与对策。
一、海洋环境特征
对各类污染物的作用机理和规律研究以海洋流体动力对各类污染物迁移、扩散、转化规律的研究为基础，考虑各种自然环境因素（浪、流、风、光、温度、湿度）、物理因素（扩散、挥发、沉降、吸附、释放）、化学因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋复杂条件下的运动及演变规律，并建立海洋水质预测预报模型。此外，近年来，在我国沿海海域，赤潮频发严重。因此，除了加强赤潮的监测和预报外，也应加强在建立赤潮生长机理和发展规律方面的研究工作。
此项研究应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究相结合的方法来进行。由于现场观测工作耗资巨大，且受到许多客观条件的限制，所获得的数据往往有许多综合因素的共同作用，很难将其中的单因素影响分离出来，因此，往往只能用它来作为对某一水质预测预报模型进行检验其可行性和精度的一个实例。
用数学模拟方法来建立海洋水质预测预报模型是一个较为有效的方法。目前，在这方面国内外已有不少水质预测预报模型，这些水质预测预报模型大体上都基于以下几方面的模型：水流数学模型；波浪数学模型；液流相互作用模型；近海海域污染物迁移转化数学模型。
在水流数学模型研究方面，对于较大范围的海域，通常可采用深度平均的潮流教学模型，对于紊动影响不显著的海域，可不考虑湍流影响，而对于湍流效应显著的区域，如排污口近区，则应考虑湍流效应。此外，采用坐标变换，可建立一种能够考虑复杂地形和套流效应的三维潮流数学模型，这样才能够较好地重现实际海域的三维潮流特征。在较小范围的水域，水流数学模型可以以N－S方程和通用的k－单流体数学模型。也可以基于多流体模型的基本概念，分别对两相本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进行模拟，建立两相湍浮力分层流的双流体数学模型。
在波浪数学模型研究方面，可应用BI—CGSTAB法求解由椭圆型缓坡方程离散得到的代数方程组，以提高求解效率。从水波发展方程出发，可导出一种用于大区域波浪变形问题的数学模型。通过引入弱非线性波色散关系，可使双曲型缓坡方程能够有效地考虑波浪的非线性效应。对高阶Boussinesq方程的进一步研究，可使方程的色激性从入水到深水都达到很高精度，并提高方程的非线性精度，可以更精确的计算较深水域波浪的非线性特征。
针对带自由表面的波浪场问题，通过把能有效模拟自由面形态的N— S方程和波能平衡方程的结合，可导出一个能考虑破波能量损失的抛物型缓坡疗程，用这个方程可模拟规则波和不规则波破碎引起的波高变化。建立沿岸流数学模型，可模拟海岸上波高变化和破碎波波高、波浪增减水和沿岸流。
在波流相互作用模型的研究方面，对于弱流情形，可采用一种考虑流影响的修正的合流缓坡模型；对于强流情形，可采用在Botssinesq方程中考虑流影响的模型。可以将辐射应力的计算公式与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来，建立一种辐射应力计算的新方法，用该方法可对较大区域均匀斜坡地形上的波浪辐射应力进行数值模拟。
在近海海域污染物迁移转化数学模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二维应力一通量代数全场模型，可对非对称潮流作用下的侧向岸边排放问题过分数值模拟。以研究近海海域污染物迁移转化的三维预报系统作为目标，在分析近海环境中各种物理、化学和生物现象的基础上，针对近海海域水污染的特点，从三维湍流模型出发，在动量方程中引入表面风应力、底部切应力以及柯氏力的作用；在输运方程中引入反映物理、化学、生物等作用的源、汇项，可建立一个统一考虑物理、化学和生物等过程综合作用的近海海域污染物迁移转化的三维预报模型，它可为环境评价、水质规划、污染控制以及水域排污工程设计等提供重要的科学依据；同时对确定水域环境容量，从而制定水域环境保护策略，也具有十分重要的理论价值和应用前景。
应该指出，在海洋水质预测预报模型研究方面，数学模拟无疑是一种十分有效的手段，但不论是何种数学模型，其模型中所需的必要参数和边界条件的处理是研究水质模型的技术关键，直接影响到水质模型的科学性和预测能力。而这些必要的数据是无法从数学模型本身来取得的，有些可以通过现场观测来得到，但其中一些最基本的卷数是要通过基本机理的研究才能得到，在这方面物理模型实验研究将是一个有效的手段。
能模拟海洋动力因素的先进实验设备，现代化的量测仪器和测试系统是开展物理模型实验研究的必备条件。进一步完善PIV和LIF的浓度场、速度场同步测量系统，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直结构，获得流场中水质点速度的空间分布和时间过程；并同步获得波浪及波流相互作用下浓度场的空间及时间变化过程，可用以分析定量污染物团在波浪及波流相互作用下扩散的基本特征和扩散系数。
二、海洋灾害的精确预报及海洋工程设施防灾、抗灾和减灾的研究
海洋灾害主要包括风暴潮、海浪、海冰、海啸、赤潮及海岸侵蚀等。
90年代以来，我国海洋灾害所造成的损失每年达上百亿元人民币，是世界上海洋灾害最严重的国家之一。海洋工程结构的投资费用很高，一旦发生破坏，将会造成重大的人员伤亡和巨额财产损失。当前我国海洋能源开发与海洋空间利用的绝大部分活动是在近海和极浅海海域。为了保证在这些海域所建造的工程设施能够安全服役免遭破坏，面临的首要问题是弄清这一海域中严酷和复杂多变的环境因素。我国东临西北太平洋，每年出现的台风数目占全球的38%，其中对我国可能造成灾害的台风每年有7—8个。每当台风在我国登陆或接近我国沿海通过时，都会在沿岸局部地区产生风暴潮，形成风暴潮灾害。
在我国北方海域，冬季由于受寒潮影响，沿岸地区每年都有结冰现象，结冰严重的年份则出现冰害。若对这些海洋灾害估计不足将会带来巨大的损失。渤海重叠冰与堆积冰的形成，不但可给结构物以强大的冰压力，而且由于冰激引起的振动作用，也会给海洋平台的使用和安全带来巨大的损害。而冰区溢油的迁移规律及预防和清理技术，至今尚未进行过深入的研究。对近岸大面积冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都会引起海冰的断裂，断裂后冰块的尺度直接影响其对结构物的作用。在渤海海域建造的海洋平台，为了抵抗冰害，往往建成正、倒锥体的结构型式，冰排对锥体结构的冰荷载及与其的动力相互作用，也是目前尚未解决的课题。在海冰力学的研究中，除进行理论分析和数值模拟外，实验研究也是一个重要的手段。在实验研究中，模型冰可采用冻结模型冰和非冻结模型冰来进行，它们各有其优缺点，发展这两种技术是海冰力学研究中的一个课题。
我国是一个多地震的国家，海域中时有地震发生。强烈的地震将有可能是海上工程设施的主要破坏荷载。如果一旦在地震中结构物发生破坏，除其直接经济损失极大外，其次生灾害——火灾、环境污染等的后果也不堪设想。 转贴于
近年环太平洋地区地震的频度和强度都在上升，造成重大灾害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特别是抗震防灾的基本原理和减震技术措施需要认真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的响应和振动破坏机理更有待深入研究。日本阪神地震记录资料表明，地震及由此引发的巨浪共同作用对水中和岸边建筑物造成的破坏十分严重。水工建筑物的这类破坏机理，至今国内外对此都很少研究，且由于试验条件的限制，国内外对此方面的试验研究工作开展极少。这是海上水工建筑物抗震研究中的一个新领域。
海上水工建筑物在长期运行过程中健康状况逐渐恶化，其损伤主要来自两个方面：其一是结构的老化、疲劳、超载、内部损伤（裂缝）、地基沉降变形以及环境的物理化学损伤（低温、冻融、大气侵蚀）等；其二是设计不周或设计标准偏低，施工质量差，原材料不合格，管理维护不善等。大型海上水工建筑物的损伤和事故都将对国民经济的发展造成重大的影响。
因此，发展以下的一些技术和方法将是十分重要的。如在考虑海洋环境荷载在幅值。时间及方向上的随机性所导致结构安全的不确定性情况下，对现役海洋工程结构进行健康诊断和评估剩余可靠度的理论；结构健康状态及损伤检测的新技术和新方法；结构病害治理用的新材料、新技术和新方法；海洋工程结构在多种复杂海洋环境条件下（风、浪、流、冰、地震等）的可靠度和优化理论研究，设计与建造新型抗灾工程结构；研究和设计使海洋工程结构物在设计使用期限内有足够的安全度，而在退役之后又便于拆除的各种工程措施。
为了及时掌握海洋环境的风云变幻和灾害的可能来临，发展海洋环境及灾害的预报技术是非常必要的。为此需要建立以下一些系统，如建立由近海到远海的海洋环境及灾害观测网络、预报与预警系统、沿岸防灾准备和各类应急处理系统；以主要海域和海岸带区域经济发展为背景，进行重点研究，建立数字化的海洋环境信息系统模型与结构；以及建立海岸和近海工程设施防灾减灾数字信息系统，将海岸和近海工程与网络技术人算机技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统相结合，建立数学物理模型，通过多媒体技术，形象化地描述灾害成因、发生机理、传播规律、模拟灾害破坏的过程，建成智能化的防灾、抗灾和减灾决策支持系统。
三、海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用及防治措施
为了充分利用海洋空间，现代海洋空间利用除传统的港口和海洋运输外，正在向海上人造城市、发电站、海洋公园、海上机场、海底隧道和海底仓储的方向发展。
人们现已在建造或设计海上生产、工作、生活用的各种大型人工岛、超大型浮式海洋结构和海底工程，估计到21世纪，可能出现能容纳10万人的海上人造城市。我国澳门和日本已经在海上建成了人工岛海上机场。为缓解紧张的陆地资源及减少城市噪音等，日本已经于99年8月在东京湾用6块380米长，60米宽的矩形漂浮钢板拼装海上漂浮机场。
由此可见，随着海洋资源与空间的开发利用，各类海上工程建筑物数量不断增多、规模日益复杂和庞大，保证这些海上工程设施的安全运行及采取海洋工程防灾减灾措施将越来越重要。海岸带和近岸海域是各种动力因素最复杂的地区，但同时又是经济活动最为发达的地区，海上工程建设如果考虑不当将会在一定程度上引发环境灾害。工程设施可能破坏原有海岸带的动态平衡，影响岸滩的冲淤变化。海上回填和疏浚会改变海岸的形态，破坏某些海洋生物赖以生存的栖息地，若对含有污染物的疏浚污泥倾抛处理不当则会造成二次污染。海上石油生产中的溢油事故将对海洋环境造成极其严重的污染。日益增多的海上退役工程设施如果不及时处理也将会逐渐成为海上障碍物以致引起公害。海洋工程抗灾减灾的任务是一方面要保证最大限度地减少自然界海洋灾害带来的报失，另一方面又要避免人为造成的海洋环境灾害。
随着人类对海洋资源的不断开发和利用，海洋环境保护与人类生产实践活动协调发展日显重要。如港口开发中的环境问题，主要内容包括：航道、港池开挖、疏浚引起的泥沙输运及其疏浚物抛放对海洋环境的影响，深水港口水工建筑物、大型人工岛、超大型浮式结构的环境和生态影响；破波带及其附近水域沿岸流对物质输运扩散规律研究；大型海岸工程、岸滩保护和整治工程引起的海域环境的变迁和海岸演变；海岸演变、防护及开发利用新概念的原则与理论，如由于工程措施所引起的海岸动力学、生态学、社会经济学及与环境关系的综合分析与协调。
随着沿海大、中型城市经济建设的快速发展，城平建设中的污水深海排放技术，感潮水域污水多点排放漂移扩散研究，天然海湾、人工湖及人工运河的水质交换能力，人工沙滩的保护措施，滩涂围垦对水域环境的影响等，都将是需要认真解决的问题。
【关键词】海洋生物;天然产物;先导化合物
近代人类疾病谱的进化和改变给药物学家和药物化学家提出新的难题。随着中国进入WTO,中国医药界也面临着国际药业的激烈竞争和严峻挑战。在合成药,天然药和生物药的三大支柱药业中,最具有发展潜力并最可能形成中国自主知识产权的新药应首推天然药物。组合化学与高通量药物筛选技术的结合为快速发现有新药开发潜力的先导化合物开辟了新的研究途径。但是从天然资源中寻找具有显着生物活性的天然产物仍然是发现新药先导化合物的主要途径。因此加强从天然药用资源中发现对治疗人类重大疾病高效低毒的创新药物研究,具有其特殊的重要性和迫切性。
在天然药物资源中,海洋生物资源是保留最完整,来源最丰富,最具新药开发潜力的领域。由于海洋生态环境的特殊性(高盐度,高压,缺氧,避光),使得海洋生物产生的次生代谢产物的生物合成途径和酶反应系统与陆地生物相比有着巨大的差异,导致海洋生物往往能够产生一些化学结构新颖、生物活性多样、显着的海洋药物先导化合物,为新药研究与开发提供了大量的模式结构和药物前体。海洋生物资源是一个巨大的、潜在的、未来新药来源的宝库已成为一种共识。
海洋生物活性物质的研究是海洋药物研究的核心和基础。近30年来,科学家已从海洋植物、无脊椎动物等不同海洋生物中发现近万种海洋天然产物,其中结构新颖、具有显着生物活性和重要应用前景的化合物有数百种,如从海绵Luffariellavariabilis中得到的manolide具有选择性抑制与很多炎症疾病有关的磷酸酯酶A2的活性;而由海绵Halichondriaokadai中分得的okadaicacid则对蛋白磷酸酯酶具有高度的选择性抑制作用,可用于探测细胞磷酸化过程,进而阐明炎症性疾病的发病机理。这两个海洋生物分子现已商品化正式生产。美国国立卫生研究院(NIH)癌症研究所(NCI)每年投于海洋药物研究的科研经费占全部天然药物研究经费的一半以上,他们的巨大投入已获得丰厚的回报。仅目前正在NCI进行临床疗效评价的海洋抗癌药物就至少有6个,例如Ecteinascidin743,Dolastatin10,HalichondrinB等。此外还有一些很有前景的海洋药物候选物正在进行临床前研究。海洋生物活性物质不仅是对治疗癌症,而且在治疗其他多种疾病方面亦具有巨大的潜力和美好的应用前景。例如加勒比海鞘Pseudopterogorgiaelisabethae中发现的活性成分Pseudopterosins具有很强抗炎活性而被用于皮肤过敏性疾病的治疗。
我国海域辽阔,海洋生物资源丰富。据初步统计,我国海洋生物经分类鉴定的有2万多种,其中,仅我国近海发现的具有药用价值的海洋生物就有700多种。许多具有免疫、抗炎、抗肿瘤、抗病毒以及作用于心血管系统和神经系统的生物活性物质先后被分离、提纯,其中部分先导化合物已进入临床前研究,一些海洋新药已进入临床研究。
但与先进国家相比,我国目前能形成自主知识产权的海洋新药仍寥寥无几。主要原因是我国海洋先导化合物的应用基础研究力量薄弱,未能提供足够的结构新颖化合物供生物活性筛选,导致新药先导化合物发现的几率低。
故从海洋生物中发现大量结构新颖的先导化合物,建立与重大疾病相关的生物筛选模型,并以生物筛选为导向,是发现可供临床前及临床研究的海洋先导化合物,进而开发具有中国自主知识产权海洋新药的关键。
本文根据作者几年来从事海洋天然产物研究的体会,认为我国海洋动植物作为药物开发需要考虑如下几点:
1海洋生物资源的选择
我国海洋生物资源丰富,但可供新药开发的药用资源却十分有限。因此,在选择药用资源时应考虑资源的群落分布和滋养采集的可持续性,包括资源的可培养和可种植。此外,海洋生物的传统药学用途和民间药用的调查是开发海洋药物的重要捷径。其中,海洋中药在我国传统中药中占有一定的地位,根据中药理论对其药性、药味及其物质基础进行研究,可快速开发出海洋中药的新药产品。
此外,我国民间海洋用药如红树林植物具有多种疾病治疗作用,我国红树植物有12科15属27种,广布于我国东南沿海海岸线。据对民间红树植物的药用考证,我国民间具有长期药用红树植物的历史,如正红树为治疗肾结核,尿路结石等的特效药;红茄冬用于治疗血尿病;木榄果治疗糖尿病;老鼠勒根具有抗白血病和抗乙肝活性,海莲树皮提取物具有抑制肉瘤S180和Lewis肺癌活性。在“全国中草药汇编”(1978)中记载3种红树植物(老鼠勒,海芒果和黄槿)及其药用功效。据统计,我国近一半的红树植物对多种疾病具有治疗用途。然而,对红树药用植物的活性成分及其作用机理研究在国内少见报道。而国际上,特别是东南亚国家近年在国际杂志相继发表与红树植物的化学成分和生物活性的论文,表明国际上对红树植物的化学成分多样性及其生物活性已引起高度重视。该类药用资源具有可种植再生的优点,一方面可作为陆地保护植物,另一方面可作为药用资源,并可充分利用我国盐碱地和滩涂资源。近年研究结果表明,我国丰富的藻类资源具有各种药学功效包括抗糖尿病和抗病毒,由于藻类资源可作为大规模仿生养殖培养,对资源的可持续性应用存在巨大潜力。
2海洋药用天然产物的快速分离和鉴定系统的建立
现代色谱和波谱技术及其联机技术如HPLC2MS/MS,HPLC2NMR技术的推广和应用,改变了传统植物化学技术研究海洋天然产物的方法,加快了结构新颖天然化合物的发现速度。因此,建立快速分离和鉴定系统是开发海洋药物和快速发现药物先导化合物的关键瓶颈。
3靶向药物筛选体系的建立
引进新的筛选技术,如高内涵筛选(HighContentScreening,HCS)是指在保持细胞结构和功能完整性的前提下,同时检测被筛样品对细胞形态、生长、分化、迁移、凋亡、代谢途径及信号转导各个环节的影响,在单一实验中获取大量相关信息,确定其生物活性和潜在毒性。经典的高通量筛选(HighThroughputScreening,HTS)对创新药物的研究起到了不可替代的作用,虽然其结果较为准确,易于评价,但其检测模型均建立在单个药物作用靶分子的基础上,无法全面反映被筛样品的生物活性特征,只得到有限的数据,初筛得到的阳性结果需要进一步确认。而HCS是基于个体细胞对细胞表型的多次测量,有更多的生物学信息和多个终点的定量资料,可用于筛选和确认先导化合物。通过同步应用报告基因、荧光标记、酶学反应和细胞可视化等高内涵筛选常规检测技术,研究人员可以在新药研究的早期阶段获得活性化合物对细胞产生的多重效应的详细数据,包括细胞毒性、代谢调节和对其他靶点的非特异性作用等,从而显着提高发现先导化合物的速率,减少开发后期的失败率。因此,HCS将成为HTS的发展方向。显微荧光标记、数码影像分析以及图象数据处理技术的快速发展,使以高通量方式对细胞的多个生理环节进行检测成为可能,有力推动了药物筛选技术由高通量筛选向高内涵筛选方向的革命化转变。
4针对重大疾病的创新海洋药物研究
411海洋抗肿瘤活性物质从海洋生物中寻找海洋抗肿瘤活性化合物一直是海洋天然产物研究的重点之一。从海洋动物中获得的次生代谢产物10%具有抗种瘤活性,从海洋植物中获得的化合物315%具有抗肿瘤或细胞毒活性。目前已从海绵,海鞘,珊瑚,海洋软体动物,海洋红树植物等海洋生物中获得数百种具有明显抗肿瘤活性的化合物,结构类型包括核苷类、酰胺类、聚醚类、萜类、大环内酯类、多肽类等。目前至少已有15个海洋抗癌药物进入临床或临床前研究阶段。
已进入Ⅱ期临床研究的抗肿瘤海洋活性化合物如从加勒比海鞘中分离的didemninB,ecteinascidin743,用于治疗肺癌和皮肤癌,具有显着的疗效;从总合草苔虫中分离的草苔虫素bryostatins和从海兔中分离的海兔毒素dolastatin对白血病、乳腺癌等多种肿瘤有很好的疗效;膜海鞘素didemninB是第一个进入临床试验的抗癌海洋药物;从被囊动物Tri2didemnum中分离出来的环肽化合物aplidine,dehydrodidemninB,curacinA,discoclermolide,eleutherobin,halichondrinB,具有强烈的抗白血病和黑色素瘤活性。目前应用最广的抗癌药氟尿嘧啶,是隐南瓜海绵中的海绵核苷的结构修饰产物。最近,科学家从海绵Aplysiasp1中发现了一种新的抗癌活性物质aplyronineA,体外实验结果对P338白血病细胞,肺癌细胞在低浓度下具有显着的抑制活性,T/C为544%,显示出显着的延长生命的效果,是具临床应用前景的药物先导化合物。从海绵获得的callystatinA对KB细胞显示出极强的活性(IC50=0101ng·kg-1)。大田软海绵酸(okadaicacid)为聚醚衍生物,能抑制致癌基因,使它逆转为正常表现型,现已成为研究生命科学的重要工具药。
此外,已在临床应用的鲨鱼软骨制剂(Scatp)可克服放化疗引起的副作用,增强患者机体免疫力;昆布多糖、海带多糖等8种多糖制成的复方海藻多糖是抗癌中药制剂;从海洋昆布和麒麟菜中提取的多糖类药物海力特,临床上用于治疗慢性乙肝和各种肿瘤有一定的疗效。
目前我国研究开发的抗肿瘤海洋药物,已进入临床研究或批准生产应用于临床的有62硫酸软骨素、脱溴海兔毒素、海鞘素A、B、C,膜海鞘素B、扭曲肉芝酯、刺参多糖钾注射液、海王金牡蛎、909胶囊、海洋宝胶囊、长棘海星苷、三环半萜C2Ⅱ,大田软海绵酸制剂、Hs272片、海兔毒素10、海力特、羊栖菜多糖制剂、海福康之侣等近30种。
412抗病毒活性物质病毒感染性疾病近年无论是在发病率上、还是在病种上均呈现快速上升趋势。然而,长期以来病毒性疾病的相关治疗药物却发展缓慢,迄今为止,仅有为数不多的几种药物如泛昔洛韦、齐多夫定、阿糖腺苷、六环鸟苷、干扰素等限制性地应用于临床。迄今已从海绵,海鞘,海藻等海洋生物中获得核苷类、生物碱类、萜类、多糖类、杂环类,多肽和蛋白类等抗病毒活性化合物。其中阿糖胞苷是从加勒比海生活的隐瓜海绵中获得第一个海洋抗病毒药物。
从同种海绵中还分离到对病毒L2G多聚酶活性有抑制作用的阿糖胸腺嘧啶。NCI发现了抗HIV蛋白化合物cyanovirin2N,并已成功完成了基因表达。我国近期开发的“PV2911”、珍珠贝壳酸性提取物等具有抗病毒感染功效。
另外,从地中海贪婪倔海绵中分离到的倍半萜类化合物对NO+逆转录酶的活性有强抑制作用,无细胞毒性,是一种十分理想的抗病毒先导化合物。从山海绵中分离的对单纯疱疹病毒、疱疹性口炎病毒在低浓度下即有显着抑制效果。这些海绵产生的活性物质主要是生物碱类、萜类、大环内酯类、核苷类、甾醇类、肽类和脂肪酸类化合物。
从藻类中发现的抗病毒活性物质主要是多糖类,多糖类物质能强烈干扰病毒的初始侵染过程,并最终与病毒颗粒形成无感染力的多糖病毒复合物,对病毒在宿主细胞中的复制和包装也有一定的抑制作用。藻类多糖能够激活机体的免疫系统或改善机体的生物应答功能,从而与保护正常细胞,提高整体免疫力有关。从加勒比海被囊动物三膜海鞘中分离到的一组环缩醛酸多肽,在抗肿瘤、抗病毒、抗感染等方面都表现出很强的药理活性,并在体外实验中发现该化合物对骨髓细胞病毒的逆转录酶有很强的抑制作用。
通过分离编码抗病毒活性物质的基因,将该基因转入高效表达体系,是大规模生产海洋肽类药物的一新的研究方向。通过克隆基因在载体上的表达,还可以产生系列酶合成的同系物,为新药筛选提供新的候选化合物。这方面工作目前正在我国开展,如利用自建的海带遗传转化模型,在海带中稳定表达了乙肝病毒表面抗原的转基因海带,其蛋白的平均表达量高,且表达产物具有天然表位。
另外,发展海洋生物技术,对药源生物进行人工培养是保护自然资源、解决样品短缺和采样重复性差的重要途径。
413海洋抗心血管疾病活性化合物对具有抗心血管疾病活性化合物的研究是海洋天然产物研究的另一重点。目前已对数千种海洋生物的代谢产物进行了活性筛选,发现一批具有显着活性的化合物,其化学结构类型包括萜类、多糖类、高不饱和脂肪酸类、喹啉酮类、生物碱类、肽类和核苷类等。但目前进入临床应用的抗心血管海洋药物仍然较少,我国拥有自主知识产权的药物有藻酸双酯钠(PSS),甘糖酯等。
在软体动物麝香蛸中分离出麝香蛸毒素,具有持续的降压作用,是迄今所知活性最强的降压物质,其效应比硝酸甘油强数千倍。另有50多种海洋生物毒素在心血管系统具有相当的活性,如海葵素thalassin和congestin,海葵毒素具有强心作用,对心率却无影响,可望开发成一种取代洋地黄毒苷的生化药物。海兔毒素不仅有强心作用而且有很强的降压作用。河豚毒素(TTX)的抗心律失常作用目前研究较多。海星酸性粘多糖有明显降低胆固醇及温和的抗凝血作用。从中国南海棘皮动物多棘海盘车分离获得海星甾醇(3β2羟基雄甾252烯2172酮)具有增强记忆及抗氧化作用,海星甾醇经结构修饰得化合物CO1,具有抗心律失常作用。从中国南海短指多型软珊瑚分离出的一种喹啉酮具有明显的心血管活性,作为抗心律失常药物开发是很有前途的。从中国南海小棒短指软珊瑚中分离到的柳珊瑚甾醇(gorgosterol)具有明显的抗心律失常和抗心肌缺血作用,能舒张血管、降低血压、减慢心率及减少心肌耗氧量作用,有望开发成心血管疾病药物。以牡蛎为主要原料的“东海三豪”等保健品具有降血脂、软化血管和改善微循环作用。利用海藻加工成的“脉怡康”、“必索”及螺旋藻制剂等对高脂血、动脉粥样硬化具有良好的预防和治疗作用。以合浦珠母贝提取物制成的珍珠精母注射液,治疗子宫出血疗效显着,已被国家计生委推荐为计划生育用药。
以上实例使人们看到海洋药物产业化的希望。
414海洋生物抗菌、抗炎活性化合物从海洋生物中提取分离的抗菌、抗炎化合物有脂肪酸类、糖酯类、丙烯酸类、苯酚类、溴苯酚类、吲哚类、酮类、多糖类、多肽类、N2糖苷类和β2胡萝卜素类等。最早一批海洋药物是抗菌药物,如头孢菌素类抗生素早已用于临床。
我国在开发海洋抗菌抗炎药物方面取得较显着成就,已开发了系列头孢菌素、玉足海参素渗透剂等海洋抗菌药物,海参中提取的海参皂苷抗真菌有效率达8815%,是人类历史上从动物界找到的第一种抗真菌皂苷。从刺参中分离得皂苷毒素holotoxinA,B已用于治疗脚癣和白癣菌感染。
从环节动物毛乳蛰虫中分离到的含溴化合物结构与灰黄霉素相似,已用于临床,商品名为平。国外临床使用氨基葡萄糖硫酸酯盐(glucosaminesulfate)治疗骨关节炎,能显着减轻患者的炎症和疼痛,毒副作用少。另外作为传统的民间药用植物—半红树药用植物杨叶肖槿中的man2sonones类化合物是高度氧化的倍半萜醌类化合物,和其树皮中提取到一种含棉酚(gossypol)具有很强的消炎作用,证实其在伤口治疗上有效。
从多棘海盘车中分离的海星皂苷能治疗胃溃疡,商品名为“胃可安”,及其配合中药制成的“海洋胃药”已应用于临床。褐藻多糖硫酸酯(FPS)在国内首先用于治疗慢性肾衰,尿毒症患者,现已按国家二类新药获准进入临床,商品名为“肾海康”。海螵蛸具有止血、涩经止带、制酸吞酸、剑疮等功效。
壳聚糖对格兰氏阳性菌的敏感性高于格兰氏阴性菌。
对于大肠杆菌和金黄色葡萄球菌,壳聚糖均显示出快速而显着的杀菌作用。壳聚糖的抗菌活性随分子量的下降而增强,并随脱乙酰度的增加而增大。且抗细菌活性比抗真菌活性更强,而水溶性壳聚糖的抗真菌活性要强于其抗细菌活性。从泥鳅中分离到一个21肽Misgurin,具有较强的体外广谱抗菌活性,且没有明显的溶血作用,其抗菌活性是蛙皮素的2～6倍。鲶(Parasilurusasotus)受伤后上皮粘膜细胞层分泌一种分子量为200014Da的抗菌肽parasinI,具有广谱抗菌性,其抗菌活性是蛙皮22的12～100倍。从虹鳟鱼皮中分离得到一种具有抗菌作用的白肽,在抵御胞内或胞外病毒方面起着关键作用。该肽对B1subtilis,P1citreus及E1coli等细菌的抑制作用非常强,远远超过昆虫抗菌肽的抑菌作用。研究表明,海绵中存在的环肽Diso2derminA具有抑菌活性,在浓度为3～116μg·mL-1时可分别抑制枯草杆菌和奇异型杆菌;加勒比海棉Discodermiasp1中分离得到的环肽PolydiscamideA也具有显着的抑菌活性,它对枯草杆菌的MIC为3μg·mL-1。海藻类中存在许多有抗菌活性的物质,如琼脂低聚糖、海藻糖等。
5海洋生物大分子的药学用途
海洋生物大分子指海洋生物中的多糖类、多肽类和蛋白类化合物。多数海洋生物能够产生多糖类聚合物,海洋多糖已证明具有各种各样的生理调节功能。目前国内外已从多种海洋动物中分离到活性多糖成分,如甲壳类动物的甲壳素;软骨鱼骨中的硫酸软骨素;多孔动物海绵,棘皮动物海参、海星中的硫酸多糖,软体动物扇贝、文蛤、鲍鱼、海兔等中的糖蛋白或糖胺聚糖等。另外,多糖在海藻中含量丰富,约占干重50%以上,是海洋多糖药物开发的重要资源。从海藻中还可分离到含微量元素多糖,如碘多糖、硒多糖、锌多糖等。微量元素多糖既可发挥微量元素有机态的营养作用、减少毒性,又可发挥多糖本身的生理活性,因此成为一个新的研究方向。如硒多糖能清除自由基、防治肿瘤;碘多糖能促进神经末梢细胞生长,具有增智作用;锌多糖能调节血液物质平衡,防止皮肤病等。目前有关海洋微生物活性多糖的研究报道很少。从海洋生物中分离的多糖往往具有高度硫酸化的特点,是开发抗病毒特别是抗HIV的重要资源,如从海藻中提取分离的硫酸多糖911和PS2870具有显着的抗HIV作用。硫酸多糖911能通过抑制逆转录酶活性、干扰吸附,来抑制HIV21对MT4细胞的急性感染和对H9细胞的慢性感染。
由于海洋生物生存的特定环境,导致海洋生物中存在的肽类化合物的结构和组成与陆生动植物有很大不同。
很多海洋肽类具有抗肿瘤、抗艾滋病、抗真菌、抗病毒及免疫调节等生理活性。其中抗癌多肽具有活性高、稳定性好等特点。如从海兔中分离到的小分子肽dolastatins,其抑制癌细胞的活性显着,是目前已知来源的抗肿瘤制剂中活性最强的一类;我国科学家从海葵中获得多种强心活性多肽物质和神经调节肽。肽类毒素研究是海洋活性物质研究中发展最迅速的领域之一。海洋动物肽类毒素作为一种攻击或防卫的武器,往往含多种神经、心血管和细胞毒素,一般以神经毒素为主,具有很强的麻醉、强心,抗癌、抗菌和抗病毒作用,是开发研制用于神经系统、心血管系统疾病治疗特效药物的重要来源。海洋生物肽类毒素具有毒性作用强、药效高、作用剂量小等特点,而且分子量相对较小,容易通过基因工程技术进行大批量生产。目前已知的肽类毒素有40余种。海洋抗菌肽是近10年来发展起来的一个研究热点。
抗菌肽具有广谱抗细菌、真菌、病毒、原虫和抗肿瘤功能及独特的作用机理,极有可能成为抗菌、抗病毒以及抗肿瘤药物的新来源。日本学者Nakamura等从亚洲鲎(Tachypleustridentatus)纯化出鲎素(tachyplesin),这是首次从海洋生物中发现的抗菌肽,能显着抑制革兰氏阴性和阳性菌生长。从对虾(Penaeusvannamei)中分离得到对虾肽pe2naeidins,该类肽由富含脯氨酸N端和3个分子内二硫键的C端结构域组成。它们对革兰氏阳性菌有强烈的抑制作用,MIC为016～215μmol·L-1,对革兰氏阴性菌抑制活性较弱,对真菌也表现出抑制作用。
目前许多海洋抗菌肽的基因结构已被确定。用异源大量表达载体(酵母系统)成功重组表达了P2和P32A两种对虾肽。重组肽有显着的抗真菌活性,抗细菌的活性主要集中于革兰氏阳性菌。从鲎血细胞中分离含小颗粒的血细胞与系统应答有关。当用微生物产生物质(如LPS)刺激时,这些血细胞会自发脱颗粒,将抗菌肽(如defensins)释放到胞外体液中。
我国是海洋大国,开发和利用海洋动物抗菌肽资源,将为研制肽类新药提供理想分子设计骨架和模板,为发展新的抗感染药物奠定重要基础。
6海洋极端生物的开发
极端生物的开发利用是海洋生物技术应用的又一个重要领域。具有耐高温、低温、抗压、耐盐碱等功能的极端生物是筛选和分离不同酶类、生物活性物质及次级代谢产物的重要资源。这些极端生物的开发利用将会形成很大的产业。日本计划在未来几年,在极端微生物开发利用上的产值将达到30多亿美元。另外,很值得一提的是海洋生物技术在新能源开发方面的应用。我国目前正在开展海洋极端微生物药学应用的相关研究。
7海洋生物产生的基因药物
海洋生物技术研究的快速发展得益于基础生命科学技术的创新和进步。全基因组测序与结构基因的分析及生物技术应用、DNA提取纯化和分子分析的自动化等无疑大大提高和扩展了海洋生物技术的研究水平和应用范围。
要缩短与国际海洋生物技术研究发展的差距,一项重要的措施是加大基础生命科学的研究和先进技术的发展,加大与水产养殖、天然产物、海洋环境保护、甚至与生物氢研发等应用领域密切相关的海洋分子生物学的研究。在当前选择1～2种有代表性的海洋生物(包括微生物)开展功能基因组学的研究是十分紧迫和必要的,同时,应用基因工程手段研制能替代海水养殖业中广为应用的抗生素的绿色生物药物也是非常急需的。另外,还应进一步扩展海洋生物技术在我国的应用领域,例如加强生物技术在海洋环境保护领域的应用研究,以便真正能够利用高新技术手段解决日益增多的海洋生态环境问题。
海洋药物基因工程主要是指将来自陆地的药物基因转入海洋生物中进行表达,或将海洋药物基因转入陆地微生物、植物或动物中表达,或将海洋药物基因转入海水养殖生物中表达。如海葵多肽毒素具有显着的强心作用,并有降血脂、抗血凝、抑制血栓形成等作用,活性强于毒毛旋花苷,临床前景十分看好。但由于海葵中的多肽毒素含量极微,难以满足临床前及临床试验用药的需要。故科学家们将人工合成的Ap2B基因与E1coli噬菌体基因构建成融合基因,在T49E1coli中表达,得到了融合蛋白,经过分离纯化、蛋白酶切等技术处理,获得高表达,其理化性质及生物活性与天然Ap2B肽毒素完全一致。
8加强海洋生物毒素研究
海洋生物毒素是海洋天然产物的重要组成部分,是海洋生物活性物质中研究进展最迅速的领域,它们具有结构特异、活性广泛且活性强等特点。许多高毒性海洋毒素对生物神经系统或心血管系统具有高特异性作用,可发展成神经系统或心血管系统药物的重要先导化合物,有的已被FDA批准为正式药物,如多肽类海葵毒素已作为强心药物的重要先导化合物。芋螺毒素在临床上用作特异诊断试剂,作为镇痛药疗效确切,不成瘾;ω2芋螺毒素用于癌症、艾滋病晚期的顽痛治疗,成本比鸦片类止痛剂大大降低,它比常用强万倍以上;α2芋螺毒素在小细胞肺癌的治疗中显示极好的应用前景。河豚毒素亦是一种较强的镇痛剂,可代替吗啡、杜冷丁等治疗神经痛。聚醚类毒素PTX(岩沙海葵毒素)、CTX(西加毒素)、MTX(刺尾鱼毒素)等分别具有强抑癌、高强心等作用,已成为新药开发的特殊模式结构。水母毒素有望研制成独特心血管药及神经分子生物学工具药,头足毒素(也称章鱼毒素)可望开发成抗心绞痛药物,海胆毒素和海蛇毒素在心血管、抗血栓药方面将大有作为。
9海洋中药现代化研究
近年,我国海洋生物研究的另一侧重点为海洋中药的现代化研究。海洋中药系指以中医药理论为指导的传统海洋药物。我国最早的医学文献《黄帝内经》中就有“乌贼骨作丸,饮以鲍鱼汁治血枯”的记载。我国的《神农本草经》、《本草纲目》等收载的海洋药物已达百余种。《中药大辞典》收载海洋中药134种;《海洋药物与效方》收载我国常见海洋药物208种,海药效方1197首;《中华本草》亦收载了海洋药物802种。海洋中药传统药材如昆布、海带、紫菜、乌贼骨(海螵蛸)、海马、海龙等涉及的海洋生物包括绿藻、褐藻、红藻等藻类以及腔肠动物、环节动物、软体动物、节肢动物、棘皮动物、脊索动物等。以海洋生物制成的单方药物有22种,以海洋生物配伍其他药物制成的复方中成药有152种。我国对海洋中药的研发已逐渐形成产业。如应用于临床的双海止咳膏、复方褐藻酸胶囊、海力特、复方全牡蛎胶囊、海珍玉液、珍珠精母口服液、海蛇祛风湿灵胶囊、海蛇海龙口服液等,在临床上发挥了重要作用。海洋中药的制剂涉及传统剂型和新制剂的各剂型。新晨
我国从藻类中提取得到具有抗艾滋病活性的一类药物聚甘古酯,可认为是海洋中药现代化研究的实例之一。
10结语
近十几年来,我国海洋药物的研究工作不断向广度和深度发展,发现了数百种新化合物,开发了数种海洋新药,有些已达国际先进水平。近年来,我国政府和少数地方政府对中国海洋药物事业高度重视,正在开展“科技兴海技术”的海洋药物专题研究,尤其是各种基金给予大力资助,以海洋药物为中心的专业化药业逐渐形成。
