生物效应论文范文

时间:2023-03-23 20:42:25

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生物效应论文

篇1

从服务营销的“4P”理论来分析我国民办高校招生中的困境,主要表现在以下几方面:

1产品(Product)高等教育同时具有公共产品、商品的特性

民办高校作为教育服务产品的生产者,在招生市场上提供的产品就是教育服务的品牌、质量和特色。作为教育消费者即学生而言,在招生市场上要求购买的是优质、特色的教育产品。显然,民办高校当前在品牌、质量和特色等方面尚未完全成熟,仍有比较大的改进空间,目前还很难对教育消费者产生足够的吸引力。同时,不少民办高校对学校特色发展战略缺乏准确的定位,使得民办高校的学科专业结构与普通高校有很大的相似性,什么专业热门就开什么专业,这种教育产品的相同性及相似性,导致了许多民办高校办学特色的消失、学科专业的结构性短缺,出现了许多专业人才过多,而有些专业无人可招的局面,影响了民办高校生源的合理布局。

2价格(Price)当前,民办高校对学费的依赖性不断加强

“由于高等教育成本具有递增性,加之民办高等教育成本分担结构单一,民办高校为了维持自身生存,不得不采取提高收费的办法”。《2008中国民办高校评价研究报告》数据显示:我国民办高校人均学费是公办高校的两倍左右;民办高校本科人均学费在1万元以上,其中独立学院学费平均在12000元,民办大学学费平均在11000元,其中部分独立学院学费更是高达15000甚至20000元。高额的费用抑制了民办高等教育需求,让许多考生对民办高校望而却步,这也是造成部分民办高校新生报到率不高的主要原因之一。

3渠道(Place)部分民办高校招生宣传渠道比较单一

主要通过“走出去”,即在各地设立临时招生咨询点的方式,很多招生人员是临时被抽调参加,对于招生工作了解不多,对于学校情况不甚了解,导致招生效果不佳。高校招生宣传主要集中在高考结束之后,填报志愿期间的宣传,时间过度集中,而且宣传往往只针对高三毕业生,宣传效果比较有限,对学生的影响较小,甚至可能留下负面印象。“显然,民办高校在挖掘、发现、引导需求、借助教育或教育中介组织进行招生等方面实施渠道创新仍有很大的改进空间”。

4促销(Promotion)促销是指传播媒介、公共关系等在招生市场的综合运用

“在广告宣传方面,虽然民办高校也很注重利用广告效应进行招生宣传,但形式比较单一,主要是集中利用网络、电视、报纸等媒介进行,而对传播渠道的更新、学校品牌的输出缺乏应有的认识与挖掘,使得招生广告宣传的实效甚微”。部分民办高校在招生宣传时,没有注意针对性与有效性,没有找准教育消费者学生的关注点,投入大量的人力物力财力,却收效甚微,“一般一所民办高校年招生宣传费用投入数百万元,甚至上千万元,占到学费收入(以三年计)的5%”,甚至部分民办高校还存在虚假宣传的情况,这对于民办高校的发展是非常不利的。

二宁波大红鹰学院的招生服务营销策略

基于以上四点,宁波大红鹰学院在招生宣传工作中,采取了以下服务营销策略:

1产品(Product)———细分市场

打造独特的教育产品民办高校要在同质化产品的基础上发展差异化竞争优势,做到“人无我有,人有我精”,突出自身优势,打造品牌高校,在教育消费者心目中树立品牌形象,使自己的教育产品具有特色,适合消费者需要,并与竞争者的产品有所区别,通过准确定位来把握自己的招生对象。例如,该校开设了国泰安创业学院,是国内第一家由高校和企业合作共建的开展创业管理专业教育的学院,由深圳市国泰安信息技术有限公司、宁波大红鹰学院协作共建、合作办学。充分发挥宁波大红鹰学院已有的专业优势,借助深圳市国泰安信息技术有限公司独特的创业理念、殷实的财力基础、丰富的行业资源,为创业学院的发展提供新的发展思路,在一定程度上延伸专业生态链。将高校的基础教育优势与广泛的社会资源、项目资源、企业家资源有机地结合在一起,形成创业教育、创业实践、创业孵化三位一体的EPI体系。该体系尤其强化了创业实践训练环节,提升学生解决问题的实际能力。学院的创业孵化基地,配备系列高度仿真的创业实训模拟软件,让学生足不出校就可以模拟创业,感受市场竞争压力,感悟创业真谛,激发创业意识,培养创新精神,提升综合素质,让学生在真实中演绎创业传奇。再如,该校还开设了大宗商品商学院,本着立足宁波,面向全国,链接全球,以大宗商品产业发展的应用型人才需求为目标,“专业教学、职业培训、创业孵化”三位一体,既对接国际高端教育资源,又服务全球大宗商品领先企业,培育国内大宗商品产业领域的“应用型”、“复合型”、“国际化”的高素质人才。本着“政府指导、学校主办、企业支持”的改革模式培育大宗商品交易相关人才;在高校教育实践基础上进行大宗商品交易试点;核心课程实行“理论讲授+专家讲座+企业实践”的教学模式;创新校企“双导师”、“双班主任制”等行之有效的管理模式,逐步形成了基于“政、校、企”紧密联动的实战型大宗商品交易人才的培养模式。

2价格(Price)———通过价格策略

吸引家庭困难、成绩优秀的学生“所谓价格策略,从某种程度来讲,高校对于学生的奖学金、助学金等都可以认为是一种价格优惠,高校在实施价格策略时,可以从提高经济资助、奖学金等方面入手”。2013年,香港大学在全国高考人数连续5年下降的情况下,申请人数达到1.2万人,最终录取了303人,在录取的学生中,有16位全国各省、市、区的高考状元。香港大学为他们设立了丰厚的入学奖学金,其中,全额奖学金可达每年17.5万港币,包括了全年的学费(每年港币15万元),以及生活费和住宿费。很多学生因此而放弃了北大、清华的名校,选择了香港大学。该校帮困助学服务项目主要有以下几个(:1)助学贷款:全日制普通本专科学生(含第二学士学位、几个高职学生,下同)每人每年申请贷款额度不超过8000元;(2)勤工助学岗位:一般有卫生清洁、图书馆图书整理、食堂服务、水房送水、电影院管理、办公室文秘等工作,校内的工作岗位原则上优先照顾家庭经济困难的同学;(3)奖助学金:国家奖助学金、宁波市政府奖助学金、宁波慈善助学金、宁波市彩虹助学;(4)该校还坚持开展寒假“百人送温暖”活动,由“送温暖”小组分赴各地,详细了解学生家庭状况和面临的实际困难,转达学校的慰问,赠送慰问金,将学校对学生的关心、问候和鼓励送到贫困学生以及贫困生家中。同时,该校还设立了院长奖学金、优秀学业奖学金等,其中,国泰安创业学院还设立了入学奖学金、优秀学业奖学金、企业奖学金、创业奖学金等,用于吸引优秀学生的报考。

3渠道(Place)———多渠道的招生长效宣传手段

首先,通过参加省内各地的招生咨询会、举办网络校园开放日、设立地方宣传点、深入高中宣传等传统宣传方式,开展招生工作。其中,高中学校作为直接高校生源的提供者,越来越受到该校的重视。该校与中学开展了校校合作,利用高校优良的硬件设施、雄厚的师资力量、丰富的校园文化等资源,多方面展开合作和交流,如组织学生活动、学术报告进入高中,拉近高中与高校的距离,让高中学生在了解大学生活的同时增长见识;利用校校合作的机会,逐渐向这些学生渗透我校的办学理念、专业特色等,在高中建立长效宣传机制,期望达到深入人心的宣传效果。

4促销(Promotion)———完备调研数据、建立招生队伍

篇2

论文摘 要: 目前我国高校生物双语教学存在诸多问题,主要表现在学生问题、双语师资问题、双语教材问题及课程设置等方面,为增强生物双语教学效果,可以从激发学生学习动机,加强双语师资培训,加强双语教材建设和改善双语教学环境等措施上给予强化和提高。 

 

随着经济全球化的加速和国际间交流的频繁,目前急需高层次的复合型人才参与竞争,复合型人才一般被认为是既懂专业又能熟练运用外语进行交流的人。而目前我国高校在外语和专业课的学习上存在诸多问题。许多学生往往能通过国家英语四、六级考试,却不能真正看懂专业文章;能在听力考试中取得好成绩,却无法用英语交流。推行双语教学能有效地避免这种“应试哑巴英语”,在更广的学科领域、更丰富的语言层面上扩大英语实践,培养英语思维能力。双语教学在“培养学生学习能力,提升竞争力及提高综合素质”[1]等方面具有重要作用。 

“二十一世纪是生物科学的世纪”。在高科技领域中,生物科学和技术占有突出重要的位置,生物科学对医学和农学及其生产具有很大的促进作用,涉及领域广泛。不可否认在生物知识、生物进展及生物教学等方面国外要领先很多,而这些相关信息多数直接来自原版杂志、原版教科书,因此,生物学科本身的发展呼唤双语教学。 

1.在生物双语教学中存在的问题 

由于双语教学在我国高校中推进得较快,铺开的力度较大,而真正具备开展有效的双语教学条件的高校并不多,因此双语教学在各高校的实施过程中出现不少问题。 

1.1学生问题 

实施双语教学首先要考虑学生的接受能力问题,因为学生是学习的主体,他们的接受能力将直接影响双语教学的效果和质量,所以双语教学对学生的基本素质要求较高,尤其是语言能力方面。我国虽然长期开展英语教学,学生从初中甚至小学就开始学习英语,但由于一直以考试为指挥棒,过于注重笔头而忽视听力和口语,致使学生的整体语言水平一直不高。国内大多数高校生物双语教学采用的是国外原版教材,这些教材内容丰富、新颖,阅读量大,能提供该领域最新的专业知识,但对于英语水平较差的学生,这些大量涌现而又完全陌生的信息恰恰成为他们阅读和理解的障碍。加之高校普遍以大班授课为主,教师很难兼顾程度参差不齐的所有学生,因此双语教学会影响部分学生的积极性甚至导致学生产生抵触情绪,不仅不能促进专业学习,反而成为专业学习的阻碍。因此,对英语基础好的学生进行双语教学很有帮助,但对部分基础差的学生进行双语教学反而会影响专业的学习。 

1.2双语师资问题 

双语教师是推动双语教学的关键,教师的业务素质是教学质量的重要保障。双语教学要求教师在专业课教学当中使用外文原版教材、外文板书、外文讲授,因此对教师的专业水平和外语能力都有很高的要求,教师不仅要有牢固的专业知识,而且要有扎实的语言功底。 

双语师资短缺是高校推进双语教学的最大瓶颈[2]。目前我国高校中进行生物双语教学的教师一般都具有硕士学位、博士学位,专业基础比较扎实,并且具备了一定的英语基础。但这些双语教师绝大多数没有国外学习或工作经历,他们的英语能力并不全面,通常在词汇和阅读方面能力较强,但听力、口语方面却相对薄弱,对西方文化的了解也仅来自媒体或有限的阅读。在对某高校学生进行的问卷调查中[3],当问及“你对双语教师的英语水平是否满意”,仅有18.09%的学生表示“满意”,61.17%的学生表示“还可以”,而表示不满意的学生有20.74%。在“你认为给你们进行双语教学的教师最需要改进的是什么”一项,11.7%的学生回答的是“加强专业素养”,29.26%的学生回答的是“提高口语”。 

1.3双语教材问题 

由于双语教材是双语教学内容的载体,是教师与学生开展课堂教学活动的主要依据与媒介,直接影响双语教学的质量,因此实施双语教育的国家普遍重视双语教材的选择与开发,他们强调教材内容的选择要有理论性、可行性、针对性、系统性、易读性、真实性、文化性、规范性、教育性与趣味性[4]。 

目前我国高等院校生物学科双语教学使用的教材多是原版进口教材,普遍存在一定的问题,难以激发学生的学习兴趣和教师的教学热情,无法满足生物学科双语教学的要求[5]。第一,引进的教材费用太高。原版教材的优点是显而易见的,如语言地道、专业术语表述准确、能比较全面地反映国外该学科专业的研究现状,缺点是花费昂贵,使师生难以承受。另外,学生往往会为避免由于英语水平问题带来的理解上的偏差,需要购置相应的中文教材,这样就更增加学生学习的经济负担。笫二,引进教材的适用性问题。由于中西文化在文化底蕴、背景及思维表达方式和价值观上的差异使学生在对引进教材的理解上存在一些困难。 

1.4课程设置问题 

建立完整的双语课程框架指导双语教学朝向规范、统一、明晰的体系方面发展是双语教学成功的一个重要因素。从何时、哪些科目开始实施双语教学最为合适是我国高校一直在探讨的问题。英语在和生物学科专业知识的学习和应用上更是一个渐进的过程,不可能通过一两门课程的双语教学就达到理想的程度。因此,双语教学在生物学课程安排上,应注意其延续性,使其贯穿于学生的整个大学学习阶段;双语课程的数量也应随着学生语言水平的提高而逐渐增加。但目前多数高校按照《大纲》精神是从三年级才开始开设双语课程,而且学时不多,因此,学生接触英语的机会依然很少,而从语言的学习规律方面来看,语言环境对学生的语言能力的提高有直接影响,课时数量不够会导致双语教学的实效大打折扣。此外,课程设置应该具有连贯性,课程之间的衔接要自然、平稳,不能有过大的跨度,而目前我国高校由于师资方面的原因难以综合考虑到课程的各个方面。 

2.改进生物双语教学效果的对策与建议 

2.1激发学生的学习动机 

生物双语教学教师在进行双语教学之前,要清楚、生动地提出生物双语教学的目的和意义,引发学生的求知欲。教师在生物双语课程开始阶段可以先给班级的学生发一些有关生物方面的外文资料,让他们在规定的时间内阅读完,并且把主要内容以书面形式用中文表达出来。以此为契机,教师可以将双语教学的必要性引出来,这样,学生首先在情感上认识到双语教学的重要性,便于以后双语教学的开展。 

在具体的授课过程中,教师要把握好双语教学的“度”,过于简单的知识和英语对学生没有挑战性,无法激发他们的学习兴趣;过于难的知识,学生力不能及,会打消学生学习双语的积极性,也不利于学习动机的培养。这就要求教师充分了解学生现有的知识水平和英语水平,使新的学习内容与学生已有发展水平构成一个适当的跨度,并且做到在用英语讲授内容的时候难易适中,让大多数学生能够听得懂学得会。按照这一思路,在进行生物双语教学时首先根据学生英语测试水平进行分班。对于学生英语水平较好的班级,在授课时可以以稍微高于50%的英文比例进行[6]。对于学生英语水平稍差的班级,在授课时可以采用30%—50%的英文比例,适当放慢语速,对于学生较难理解的知识点在用英语讲完后适当用中文作补充。至于部分外语水平过低的学生,我认为可以不必接受双语教学。双语教学毕竟不能以损伤学科教学为前提,对于这部分学生,用外语进行学科教学只能妨碍其对专业知识的学习。 

2.2加强双语师资培训 

高校生物双语师资的培训,应该以培养为主,辅以引进。培养包括双语教师的职前培养和双语教师的在职培训。双语教师的职前培养是指对双语教学感兴趣的人员进行的就业之前的正规的教育。双语教师的在职培训是指对各学校在岗双语教师进行的双语教学的技能培训。 

我们可以从几个方面展开对双语教师的在职培训:(1)校本培训。由于不同高校开设的生物双语课程各不相同,教师自身水平及面对的教学对象之间差异相对较大,实施以双语教师任职学校或该地区层次相当的学校为基本培训单位的校本培训会是比较符合现阶段我国高校双语教学现状的一种方式。这种培训首先要注重教师自身的双语教学实践和经验,并且要注重双语教师的自我反思。所以校本培训首先要有针对性,譬如教师所欠缺的是英语语言能力,培训就重点强化双语教师听、说、读、写等方面;欠缺的是教学技巧,培训就重点介绍演示各种课堂教学策略、手段等,总之,培训者的讲座要和被训者的经验和实践密切结合。(2)出国培训。选派优秀的双语教师直接去国外接受生物双语教育培训是有效而快捷的方式。这种培训不仅能直接有效地提高双语教师的英语语言水平与语言教学技能技巧,而且能使双语教师习得国外教师先进的双语教育教学理念、方法,开拓视野,了解多元文化。 

2.3加强生物双语教材建设 

高校生物双语教材在选用或编写时要紧扣教学大纲,教材的语言要采用纯正地道的英语来讲授和表达生物学知识,对于较难理解的部分可以多用短句和简单句,用清晰的形式对知识点加以表达。教材的内容通常要包括:学习目标和本章概要;专栏形式的阅读材料;每章结尾的复习材料,如关键术语表、小结、复习题等。书中还可以加入大量经过仔细挑选和设计的图表,这样有助于加深学生对内容的了解。教材编写时要注意在系统讲授生物学知识的同时,保证其英语表达的准确性和原汁原味,因而可由国内外学者合作编写中国版的双语教材。 

2.4改善生物双语教学环境 

只在生物课堂上加强口语训练是远远不够的,还应该利用好校园环境。如提供各种教育活动的时间、场地等,如语音室、多功能活动室、录像室、制作室、运动室、模拟社区、模拟超市等,保证学生双语环境下的活动时间,创设一个教师与学生平等融洽的心理环境等。学校可以充分利用校园广播播放英语节目,开设英语交流与活动区域,邀请同校的外籍学生一起举办英语角,举办各种趣味英语竞赛、英文歌曲演唱比赛并采取多种奖励手段,尽可能调动学生的学习热情,创建一个全方位的双语校园环境,让学生在愉快的校园生活中、轻松的学习环境中,潜移默化地使用英语。 

 

参考文献: 

[1]李榕.我国高校双语教学问题与对策研究[d].华中师范大学,2008:23. 

[2]雅克.德洛尔.教育——财富蕴藏其中[m].北京:教育科学出版社,2004. 

[3]袁长青,范正华.对我国高校推行双语教学模式阶段性成果评述[j].广东外语外贸大学学报,2007,(9). 

[4]赵慧.双语教学纵横谈[m].天津:天津教育出版社,2006. 

篇3

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污水脱氮除磷论文参考文献:

[1]李艾宏.深圳市横岗污水处理厂的工艺改造.中国给水排水,2004(06).

[2]杨红,王辉,姜义圆.营口市污水处理厂二级处理系统改造设计.给水排水,2006(05).

[3]孙笙,刘月.污水厂增加和完善硝化功能的工艺改造探讨.中国市政工程,2006(04).

[4]蒋玖璐,励建全,何文斌.上海南桥污水厂改造工程的设计.中国给水排水,2006(08).

[5]晏振辉.上海市泗塘污水处理厂脱氮除磷达标改造工程实践.中国给水排水,2007(02).

[6]李洪利.光大水务(济南)有限公司第二污水厂脱氮除磷工艺改造工程.中国给水排水,2007(24).

[7]胡英,杨侃.污水处理工艺改造的实践成果——高效A/O工艺.大众科技,2007(02).

[8]李燕峰,管真真,郭方铮.临沂污水处理厂除磷脱氮工艺改造成果介绍.科技咨询导报,2007(26).

[9]张亚勤,熊建英,雷震珊.上海松江污水处理厂达标改造工程介绍.给水排水,2008(01).

[10]邓铭庭,虞锦君,朱丽梅.萧山城市污水处理厂HCR工艺改造.中国给水排水,2008(02).

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[1]张辰,李春光.城镇污水处理厂改造研究与实例.建设科技,2008(14).

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[3]林清秀.海沧污水处理厂升级改造的思路及工程实施.中国给水排水,2008(24).

[4]肖宁.ECOSUNIDE工艺在德州污水处理厂升级改造中的应用.中国给水排水,2008(22).

[5]张雁秋,李昂,李燕.分点进水脱氮除磷新工艺的理论基础和实践.中国给水排水,2008(24).

[6]周金全,董小龙,蒋伯忠.污水处理厂升级改造一级A排放标准新工艺及工程实例.中国建设信息(水工业市场),2009(Z1).

[7]王秋阳,李涛,王东升.AAO污水处理工艺化学强化除磷研究.环境工程学报,2008(11).

[8]段瑞文.化学辅助除磷在改良AAO工艺中的应用.中国给水排水,2005(08).

[9]郑兴灿.城市污水处理决策与典型案例,中国建筑工业出版社,2007.11:18-19.

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[2]周岳溪.废水生物除磷机理及间歇式生物处理工艺的研究.清华大学,2004.

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[4]陈朋,反硝化细菌的筛选、鉴定及其强化处理硝酸盐废水的研究,环境工程,2009,5.

[5]许彦娟,张利平,反硝化聚磷菌的分离筛选及鉴定,河北农业大学学报,2008.5

篇4

光学信息科学与技术国际学术会议1997年8月26至30口在莫斯科召开来自22个国家的210多位科学家,分别在大会、分会和专题讨论会上266篇。分会的主题是光学存储和神经网络,光学生物电子学和生物计算,光存储机制和材料,计算机光学和衍射光学元件。随着信息时代的发展,对信息的获取、存储、处理、传输与显示的方法和技术提出了越来越高的要求。

为满足这些要求,在发展现代电子和电子计算机科学与技术的同时,人们对光学信息科学与技术也有极大的兴趣。这是因为,由光束、光波或光子作为信息的载体时,不仅信息容量大、传播速度快,而且并行性高、互连能力强,存在着巨大的潜在优势。在这次会议上,近三分之一的论文是关于光学存储和神经网络的。大会主席、俄罗斯科学院的A.IJ.Mik。!边n院士在大会报告“全息存储、现状与预期应用”中综述了俄罗斯以及国际上在这个领域的研究状况。

在分会报告中也充分反映了这一领域非常活跃。例如,美国加州理工学院的D‘Psaltis教授介绍了他们在一立方厘米大小的光折变品体中存人10()()0幅图像的基础上,所完成的小型化光学全息存储器,引起与会者的极大兴趣。该存储器的存储容量高达1TB(即10(j0GB),已接近实用化。由于是按页并行存取信息,读写速率比现在的CDR()M高出2一3个数量级。人们认为这将是继综合孔径雷达(光学信息处理)、光纤通信(信息传输)、光盘‘存储)和激光打印机与激光电视(显示)之后,光学信息技术的又一重大突破。义如,英国Heriot一wat:大学的B.Wherrett教授为解决芯片与芯片间通信速度瓶颈而设计的光互连灵巧像素阵列(SmartPixelArrays)。该器件的使用可使芯片间的数据传输速率超过1TBPs(即xTeraBit。perSeeond)。神经网络方面的论文也很多,主要是关于神经网络光电混合硬件系统和神经网络模式识别方面的,这是神经网络得以推广应用的关键。笔者报道了基于液晶神经元阵列和光互连的神经网络系统,受到会议的重视。该文除了和其他论文一样在SPIE论文集上发表外,大会主席Mikealian院士还在会后通过e一mail要求我将该报告写得更详细些,在他所主编的国际学术刊物<()ptiealMemoryandNeuralNetworks》上发表。与光学存储密切相关的领域是光存储机制和材料研究,这个分会上发表的论文也占三分之一左右。

篇5

生物技术药物是生物制品的重要组成部分,在人类医疗健康方面发挥着不可或缺的作用。在2012年全球销量最高的10种药物中,有7种是生物技术药物,现代生物制品的概念已外延成为生物药品或生物技术产品的同义词[4]。随着全球生物技术产业规模不断扩大,生物技术药物的种类及适应症不断增加,在GDP中所占比例不断上升[5]。目前,各高校生物制药和生物技术等相关专业中生物技术制药课程开设是相对更为普遍的,如何做到生物制品学与生物技术制药的合理搭配和内容衔接是需要思考的问题。二者相比较而言,主要的差别是生物技术药物不包括各类疫苗、菌苗、血液制品以及人或动植物原料制备品种。为此,在生物制品学教学过程中,我们在保证主要讲授内容的基础上,通过强调以上区别而注意体现两个课程的差异,避免相同知识的重复讲授。

2.关注国内生物制品领域发展现实情况。

尽管目前我国生物制品的种类、数量不断在增多、生产工艺持续改进,呈现良好的发展势头,但与该产业发达国家相比,我国生物制品在自主创新方面表现出明显不足。具体表现为:新产品的研发多为仿制品或工艺改进品,科技含量高的新、特、优产品较少,且研发周期长,研发经费投入不足等[4]。以上原因导致国内新产品的研发跟不上疾病流行趋势变化。我国政府对生物制品产业发展高度重视,生物技术研究在各级各类科学技术研究发展计划中均占有重要位置,如国家“863”计划、国家“973”计划、十二五计划等[4]。在政策、条件、人才、资源多方条件的协调下,我国生物制品产业也取得长足进步。我国生物制品的标准化研究和质量控制水平不断提高。世界卫生组织(WHO)正式批准中国药品生物制品检定研究院为世界卫生组织的生物制品标准化和评价合作中心,标志我国从此跨入国际一流的生物制品质控队伍行列[6]。新产品方面,我国已经先后批准上市多种细菌性疫苗、病毒性疫苗和血液制品以及36种国产生物技术药物,其中7个品种在国际是首先批准上市,包括重组血管内皮抑素、重组葡激酶、重组人碱性成纤维细胞生长因子、神经生长因子等。整个产业产值方面,2010年我国的生物技术药物销售额已经超过1200亿元[6]。以上这些现状决定了高校生物制品课的设置的必要性和重要性。通过这样的课程可以发展学生的专业兴趣,提升学生的专业技能和创新能力,满足我国生物技术产业振兴的人才需要。因此,我们的教学过程中注意加强最新相关领域的发展趋势,引导学生注意创新能力的培养,以期对其今后的研究和工作能够发挥引导作用。

3.注重教材和讲义的建设和更新。

生物制品的教材建设相对其他课程明显落后,正式出版的教材屈指可数。针对这一现实,我们经过长期时间的研究总结,编著了一部由化学工业出版社出版的适合综合院校本科相关专业使用的国家级“十二五”规划教材。经过几年的教学实践,对于很多相关的问题有了更加深入的了解,加之相关研究内容和技术及授课教师的科研成果有了新的发展变化,因此对该部教材已经在进行新的修订(第二版)。尽管如此,教材的修订速度仍无法跟上相关研究和产业的最新发展趋势。为弥补这一问题,实际教学过程中注意讲义的不断更新,在保证主要框架结构无改变的前提下,注意生物技术各个方面的最新发展以及应用到生物制品领域的最新变化。特定传统生物制品品种的工艺改变和技术提升、以及最新制品的产生和生产是主要的关注点。

4.课程论文的作用。

传统的考试考核方式效果显著,但也有过于教条等缺点,在正常授课和考试考核的基础上,把部分成绩和课程论文联系起来,用课程论文作为一些专业课考试形式,作用将非常巨大[7]。通过指定内容或自选内容相关领域的文献阅读,完成综述论文的撰写,达到成绩评定和自身文献阅读能力培养的目的。通过广泛的特别是英文文献的阅读,不但可以加强文献阅读能力培养,而且对于加强相关领域知识的了解也具有促进作用。此外,该论文作为成绩评定的一部分还可以弥补单纯考试的局限,经实际评估,该举措是具有积极作用的。

5.课程实验课的作用。

篇6

生物界面是指细胞与固体材料表面接触所形成的有生物和化学活性的界面,所进行的研究是化学、生物学、材料科学与医学等交叉的前沿学科。有科学家指出,“与细胞相互作用的材料的表面化学工程是一个极具挑战且迫切的世界性难题”。细胞与人造材料之间的生物界面科学的发展将密切关系着人类的健康和持续发展,将能够显著的降低与生物技术、组织工程及细胞基诊疗相关的医学应用中的危险。

近年来中科院化学研究所王树涛教授一直从事细胞粘附生物界面化学的研究,在生物界面的构筑原理与方法、细胞与固体表面特异性识别与可控粘附取得了一系列有影响的成果,并在恶性肿瘤诊断上的应用研究方面获得了重大突破。

出奇制胜――界面的构筑

循环肿瘤细胞作为重要的癌症标志物之一,它的识别检测近年来倍受关注,然而其在血液中极低的含量(亿分之一),因此通常用于细胞分选的流式细胞分选仪的灵敏度(万分之一)远远不能满足检测的需求。当前的领先技术是基于免疫磁珠的细胞分离技术,但是其灵敏度低,设备昂贵,费时等缺陷,仍然不能满足恶性肿瘤血液检查的需求,因此细胞检测新材料与技术的出现显得尤为迫切。

基于硅纳米线阵列

通过制备识别抗体修饰的硅纳米线阵列,以乳腺癌细胞作为靶向细胞,王树涛开发了特异性识别、粘附肿瘤细胞的三维微纳米界面。识别抗体使得硅纳米线阵列对目标癌细胞具有特异性的识别功能,同时纳米线能与细胞表面的微纳米伪足相互作用,二者具有相似的尺度,从而获得了比平面结构更强的作用力。这一工作利用微纳米尺度效应对生物界面上的细胞粘附特性进行调控,结合特异性抗体和界面纳米结构,大幅提高了界面对循环肿瘤细胞识别粘附的有效性,实现了肿瘤细胞的高灵敏的特异性捕获。后来,受生物界中免疫系统的高选择性识别粘附现象的启发,王树涛进一步提出了纳米尺寸选择和生物分子的识别协同效应,建立了结构选择和分子识别的新的生物界面识别粘附模型。

王树涛在此方面的研究是国际上第一个利用多尺度粘附可控的功能界面识别捕获肿瘤细胞的例子,选择性得到了3―4个数量级的提高。自2009年发表在Angew. Chem. Int. Ed.杂志以来,得到国内外同行的广泛关注,被Science Daily及国内多家媒体进行专题新闻报道,同时被Nanomedicine做了题为“硅芯片上的纳米柱增加了检测灵敏性”专题新闻评述,指出“该技术在癌症诊断上很有潜力,它能给医生提供患者病情的相关信息和检测治疗的效果”。王树涛因此获得了2010年世界科技奖材料类提名,这在之前中国只有两位教授获此殊荣。

基于聚合物纳米簇

自2010年回国后,与日本理研及美国加州大学的合作者合作制备了肿瘤细胞特异性抗体修饰的导电聚合物纳米簇表面代替相对硬的硅纳米线表面。研究结构表明,相对较矮的聚合物纳米簇(1―2微米)仍然取得了与较高的硅纳米线(8―10微米)相当的细胞特异性识别粘附的结果。结果发表之后,被Science Daily等以“诊断工具:负载抗体的聚合物薄膜能捕获肿瘤细胞”为题作了亮点介绍。

重磅出击――粘附的研究

血液中的痕量循环肿瘤细胞的捕获问题通过我们发展的细胞粘附界面可以解决,而如何在捕获后将痕量的肿瘤细胞无损的释放是难题的关键。通常,生物实验室用胰蛋白酶将细胞与基底间的蛋白水解,使细胞从基底上去粘附。但是这个过程,不可避免对这些痕量的肿瘤细胞造成损坏。

针对以上问题,王树涛设计了一个用核酸外切酶来完成高效快速释放的细胞粘附去粘附三维纳米生物界面。研究中选择了对癌变淋巴细胞特异性识别的核酸适配体作为细胞识别和捕获分子,将之修饰到硅纳米线阵列表面。与平的表面相比,这个界面提供了一个三维的细胞接触模式(多点接触),酶可以多点同时切断核酸适配体,细胞去粘附的过程变得更容易、更快速,且不对细胞本身产生伤害。相关结果在Adv. Mater.上发表并选为封面文章。审稿人高度评价“这一结果是非常振奋人心的,……,将引起细胞材料的相互作用领域的研究者极大的兴趣”。之后又被Wiley出版社的MaterialViews中国等新闻报道,称该研究提供了一个“高粘附易释放”的细胞检测平台。因此,王树涛也受到Science Publishers出版社邀请为纳米医学专著《Nanomedicine in Diagnostics》上撰写题为“Emerging Nanotechnology for Efficient Capture of Circulating Tumor Cells”的章节。

美妙福音――肿瘤的检测

研究表明,恶性肿瘤的死亡率与各国的国民收入成反比,低收入国家的恶性肿瘤患者死亡率一直高居不下。一个重要的原因,是癌症诊疗的费用非常高,除了药物外,其中很大一部分是检测的费用。如何发展一个高效、便宜、简单的肿瘤细胞检测器件成为世界各国的关注热点。

鉴于以上的问题,王树涛发展了廉价、易操作的第一代基于细胞粘附界面的肿瘤细胞检测器件――将细胞特异粘附硅纳米线界面,做成尺寸规范化的检测芯片试剂盒。操作流程非常简单,不需要另外昂贵的设备,绝大多数的生物实验室或医院的检测中心都具备检测条件;这种简单的检测器件在全血中的细胞识别捕获效率在有40%左右;重要的是其细胞识别检测时间从4―6小时缩短到2小时左右。这些优点基本上可以满足发展中国家普通患者做细胞基的癌症检测和术后监测的需求。该成果已申请国际专利。因为其特异高效的细胞粘附特点,被Science Daily等称作“捕蝇纸”式肿瘤细胞检测器件。

为了进一步实现恶性肿瘤早期预警的目标,在第一代器件的基础之上,王树涛将微流控技术与硅纳米线细胞粘附界面结合,构筑了第二代肿瘤细胞检测器件,实现了高于97%的细胞识别捕获效率。该成果被选为当期的封面文章,同时被Nature Medicine做了题为“将癌症从人体循环中取出的新技术”的新闻评述。目前,这种新型芯片已开始癌症病人的临床血液检测尝试,有望为癌症早期诊疗提供参考。

篇7

关键词 医学微生物学 教学 实验课 设计性实验

中图分类号:G424 文献标识码:A

实验课可以进一步加深学生对理论课的知识的理解和记忆,也是提升学生观察能力、操作能力、思维能力、运用能力等智力因素的一个重要途径,也是培养学生创新能力和创新精神的一个重要手段。①因此,实验教学在知识、能力、素质的培养方面具有其它教学方式不可取代的重要地位和作用。然而,目前包括我校在内的大部分高校的医学微生物学实验教学大多为验证性实验,其基本模式是教师为学生准备好所有的实验材料,并按照预先制定好的实验程序安排学生机械地完成规定的实验内容。②这严重制约了学生的主动性和积极性,不利于学生创新能力和独立工作能力的培养,不利于学生个性的发展。因此,迫切需要在实验教学中引入能启发学生创造力的设计性综合实验。

设计性实验是指由学生自行设计实验方案,并在教师指导下加以实施的一种实验课教学模式。它将学生在已有的理论知识基础上,进一步有目的地获取新的知识,可调动学生的学习积极性、主动性,最终提高学生发现分析和解决问题的能力。③为提高实验课的教学质量,《普通高等学校本科教学工作水平评估方案(试行)》中明确了设计性实验的重要性和在整个课程中所占的比例。④本文分析本教研室今年来采用的设计性实验教学的实践活动,探讨了微生物设计性实验的教学模式、教学方法和教学组织形式。

1 本文的设计性实验教学的思想

近年来,在世界范围内发生了一些新型传染性疾病,如禽流感和猪流感病毒导致的人的感染、NDM-1超级耐药细菌的感染等,引发高度关注。为了激发学生的学习兴趣,我们将相关病原微生物的关键分子,如流感病毒血凝素和NDM-1金属- -内酰胺酶等的原核表达引入实验课中,并开展设计性实验教学研究探索。在学生完成基础实验的前提下,我们指导学生设计实验,表达上述关键分子;最后指导学生撰写论文,并模仿研究生答辩的方式进行总结汇报。我们希望在实验中引入受到广泛关注的新型病原微生物,并且采用临床医学生向往的分子生物学技术,以激发学生对医学微生物学的学习兴趣,提高学生的科研能力。在这一过程中,我们也尝试建立一套适合于培养我校临床医学专业的医学微生物学和实验课的教学体系。

2 设计性实验教学的实施方案

2.1 实验前的准备

我校的医学本科生课程中,生物化学、分子生物学和医学微生物学分别依次在第三个连续的学期开课。因此,在生物化学开课的学期,我们从32个实验班中选取所有课程总平均成绩相差在5分以内的6个班,随机将这6个班分成两组,每组三个班。其中一组为实验组,采用上述实验教学方法,另一组采用常规教学方法。通过年级的学习部向实验组学生发放相关资料,让学生初步了解实验课教学改革的思想,并建议学生在完成正常的课程学习后,重点学习分子生物学相关技术原理,如PCR及DNA琼脂糖凝胶电泳、质粒提取、DNA酶切及连接、感受态细胞制备、蛋白诱导表达、SDS-PAGE等,为下学期实验课中所需的分子生物学知识扎实的基础。

在开课前四周,利用课余时间,进一步向学生讲授上述技术原理,操作步骤及注意事项。并采用闭卷考的形式,检查学生对相关知识的掌握情况。最后,教师亲自操作,向学生演示上述实验技术的操作要领。

2.2 设计实验方案

在设计性实验开始的前8周里,我们规定学生在两周内,以《分子克隆实验指南》(第三版)为主要参考书目,并在CNKI或highwire等数据库中查阅一定量的文献,然后采用小组讨论的方式,完成具体实验方案的制定。然后由指导教师对实验方案提出修改意见,进行修改,在第8周末确定最终实验方案。

2.3 实验操作

从第9周开始,学生根据自己设计的实验方案,利用课余时间进入实验室开展实验。在此后的四周时间里,实验室全天对学生开放,为学生配备所需的实验材料、试剂、培养基和仪器等。在学生实验期间,安排教师全时段值班并陪同学生实验,解决学生在实验过程中遇到的问题,并确保实验室安全,以防出现事故。学生在实验过程中做实验记录,写实验报告。

2.4 实验论文的撰写及实验汇报

在实验前和实验中,分多次系统地向学生讲解论文写作的相关知识,首先讲解论文写作的意义、一般要求,然后用举例的方式,重点讲解摘要、前言、材料和方法、结果和讨论的格式和具体要求。在实验完成后,指导每个小组的学生完成论文写作,并帮助学生修改论文,在反复修改后,以小班为单位,要求各组将自己的论文以PPT报告的形式,按照研究生毕业答辩的要求进行交流,并择优在全班范围内进行交流。

3 教学方法的成果分析及问题总结

在多年的教学实践中,我们发现,虽然每个实验班在实验的过程中会遇到一些问题,但是经过四~五周的实验,每个实验小组最终都能完成实验方案的全部内容,并能独立完成论文写作和实验总结报告。通过认真分析学生的学术论文和总结汇报,并且最后比较实验班和非实验班的医学微生物学这门课程的期末考试成绩,我们认为,本教研室采用的设计性、创新实验取得了满意的效果,完全达到预期的目的。这种教学模式的成果主要表现在以下几个方面:

3.1 设计实验课对医学微生物学学习的促进作用

我们采用的是综合性实验,实验过程中需要用到多种分子生物学和基本的微生物学技术和操作,通过系统的训练,学生的实验操作能力明显得到提升。从实验考核(表1)来看(以2010级本科生为例),实验班高分段(>90分和80分~90分)人数和平均成绩明显高于非实验班。这表明与传统的实验教学模式相比,新实验教学模式在培养和提高学生的动手能力方面有较大的优势。在学生准备及实验过程中,针对实验方案所涉及的领域查阅一些相关资料,对相关病原微生物学的基本特性、致病机制等方面的内容有了进一步的熟悉和理解,从而丰富了微生物学知识体系。因此,值得一提的是,在实验班的期末考试的成绩(表2)也显著高于非实验班(以2010级本科生为例),这表明设计实验可以提高学生对医学微生物学课程学习的兴趣,增强了学生对微生物学知识的学习、理解和记忆的能力。

3.2 学生的科研能力得到提高

3.2.1 文献调研、论文写作能力得到了提高

由于在实验方案的准备及论文写作的过程中需要参考资料,每个实验小组都在网络数据库查阅了相关的文献,并查阅了相关的图书资料,因此,学生查阅文献的能力在这一过程中得到了有效的锻炼和提高。由于要求学生按照公开发表的学术论文的格式进行论文写作,而在这一过程中,学生必须认真总结自己的实验过程和实验数据,并对实验数据进行适当的分析和讨论,而且在论文写作过程中,需要反复按照老师的意见和建议进行修改,因此,在这一过程中不仅有效锻炼了学生的文字功夫,还使他们系统分析问题的能力得到了较大的提高。最后由于我们要求每个实验小组安排一名同学进行实验总结报告,在这一过程中,学生需要自己组织PPT多媒体文件,并进行汇报。

3.2.2 科研思维和实验技能得到了有效的训练

本实验需要用到较多的分子生物学技术,此外,还需要用到培养基配制、细菌分离培养及鉴定(蛋白表达宿主菌)、无菌操作技术、感受态细胞制备及发酵技术等微生物学技术。在开展实验前,学生必须首先理解相关的技术原理,然后将实验所需的多项实验技术组成一个有序、连贯的有机整体。这一过程的深度和广度是传统实验课的内容无法达到的。在规定内容实验课上,学生每次学到的是一项或几项实验技术,而在自主设计实验过程中,学生自主地组合并综合应用这些技术。在实验过程中,学生组成团队分工合作,密切配合,共同完成了实验,这培养了他们的团结合作精神。学生往往需要要进行1~2次的复复实践才能掌握这些技术,尤其是当出现问题时,实验重复的次数会增加。学生在老师的指点下,分析并解决问题,不仅掌握了技术本身,而且学会了分析并解决问题的科研思维能力。

3.3 教师的素质获得提高

首先,我们所采用的自主设计实验难度接近科研课题,教师必须具备较强的科研能力才能顺利完成该实验,因此对施教老师的素质和能力也提出了更高的要求。其次,教师需要自己开展预实验,并向学生讲述实验技术的原理、示范相关操作要领;再次,在制定实验方案的过程中,教师要在查阅相关文献资料的基础上,才能发现学生拟定的实验方案中存在的问题,这对促进教师的教学起到了积极作用。教师在于学生交流的过程中,自身的科研水平也得到了提高,更有利于实验教学工作,从而达到以教促学,以学促教,教学相长,共同发展的良性循环。

4 存在的问题及对策

为了完成自主设计实验,本教研室的教师付出了比传统教学实验更多的时间和精力,做出了更多的牺牲。首先,需要我们在上学期就要开始为该学期的实验设计进行提前宣传,做好准备。在自主设计实验的过程中,教师要利用业余时间为学生讲解相关病原微生物的各种知识、各个实验技术的原理和操作注意事项。在指导学生修改实验方案的过程中,需要对学生的实验方案进行修改。在实验过程中,即使是在晚上和周末,只要学生做实验,教师就要全时段值班,指导实验。因此,教师需要花大量的时间。这就要求我们的教师必须有无私奉献的精神,要对工作负责,从工作的角度出发,不计较个人得失。

5 总结

与传统的验证性实验相比,我们所采用的设计性实验首先通过具有轰动效应的病原微生物激发学生的实验兴趣和热情。其次,我们的设计性实验使学生由被动学习转变为主动学习,由“授之以鱼”转变成“授之以渔”。这种实验课的教学模式首先直接提高了医学微生物学的实验技能,并间接增强了医学微生物学的学习效果。它在培养学生解决问题能力和创新能力方面的作用远远超过传统的验证性实验。在完成自主设计实验的过程中,学生对科研工作有了初步的认识,对查阅资料、设计方案、开展实验、进行报告和总结等方面进行了初步尝试,积累了一定的经验,这为今后继续学习,积累了一定经验,奠定了基础。虽然我们在医学微生物学实验教学中进行了上述的尝试,也取得了一定的成绩,但是当然还存在一定的问题,这需要我们坚持在教学改革的道路上继续探索。

注释

① 陈琼华,钱黎明.微生物学实验教学改革中培养学生创新能力的探索.中山大学学报论丛[J].2006.26(6):22-26.

② 易力,,陈万光等.推进微生物学实验教学改革培养学生的综合能力[J].实验室科学,2010.13(1):10-11.

篇8

关键词:贾第虫,再生水,风险评价,膜生物反应器

蓝氏贾第鞭毛虫(以下简称“贾第虫”)是一种致病性肠道原生动物,介水贾第虫病的暴发时有发生[2],。根据美国1998-2002年贾第虫观测数据,报道的病例为全国每年19700-24200例[1],在1993-2002年之间,美国有21次源于饮水、7次源于娱乐用水的贾第虫病爆发报道。虽然我国还没有出现过源于饮用水的贾第虫病暴发报道,2006年颁布的《生活饮用水卫生标准》(5749-2006)将其列在非常规检验项目中,限值小于1个/10升[3]。

近年来,城市污水再生利用已经成为我国解决越来越严重的水资源不足问题的重要手段之一。众所周知,城市污水是人类活动排放污染物的载体,各种病原微生物最终都会进入城市污水。研究结果表明,一些污水处理厂及再生水出水中含有肠道病毒、肠道病原菌[4-6]以及隐孢子虫和贾第鞭毛虫[7-11]。城市再生水用于农业灌溉、市政杂用、商业娱乐等用途时,可能会直接或间接地与人体接触。因此,城市再生水的微生物安全问题值得关注。对于肠道菌、病毒,氯消毒非常有效。但是,隐孢子虫和贾第鞭毛虫具有很强的氯耐受性。膜分离与活性污泥法有机结合的膜生物反应器(MBR)因为具有良好的颗粒物拦截效果,被认为是解决耐氯性病原微生物传播的有效手段,并已经在工程上得到一定的应用。但至今为止,由于缺乏系统的评价,有关MBR出水的生物安全性并没有一个定论。截止目前为止,对水中肠道微生物的调查以及定量风险评价已有大量研究,但是对再生水中贾第虫的调查及风险评价还没有全面深入的研究[12-14],在国内更是缺少这方面的报道和信息。国外对贾第虫的风险评价评价研究也主要集中在饮水方面,也有少量再生水的研究[9]。

本研究针对我国北方采用MBR的某城市再生水厂(设计规模3万吨/天)的出水进行了为期四个周的连续采样,分析了水中隐孢子虫和贾第虫的存在水平,并采用剂量-效应指数模型对其中含量较高的贾第虫感染风险进行了评价。

1材料与方法

1.1样品采集

对我国北方某市A再生水厂进出水水样进行采集。博士论文,膜生物反应器。该再生水厂的原水为城市污水,采用预处理-厌氧(A)-膜生物反应器(MBR)-加氯消毒工艺,MBR采用某国产中空纤维膜组件。目前实现部分出水(约7000-8000吨/天)补充景观河道,预期部分还将将用于工业、绿地灌溉等。取样期间的常规水质指标为:浊度0.548-1.57 NTU;溶解氧3.86-5.44mg/L;CODMn 5.843-10.338 mg/L;总大肠杆菌1.05×104 -9.25×104 MPN/L;粪大肠杆菌1.0×106-6.0×106 CFU/L。

2010年7-8月一个月内连续四周取再生水厂出水,第一个周为周一至周五,第二至第四个周,每周三取样,共计8个样品,样品体积为10 L。水样24小时内运抵实验室,4℃冷库保存。96小时内完成浓缩、纯化、染色,中间暂停时于4℃黑暗保存。染色后48小时内完成镜检[15 ]。博士论文,膜生物反应器。

1.2显微镜检计数

本研究采用密度梯度分离/免疫荧光技术进行隐孢子虫和贾第虫检测 [16]。通过浓缩、分离纯化、染色、分别在FITC、DAPI、DIC视野下对贾第虫进行确认。再生水进出水的隐孢子虫和贾第虫回收率分别为18%-31%卵囊和24%-95%包囊,能够满足检测要求。

处理每一批样品以纯水做空白,空白样无两虫检出,确保实验过程无污染。同时以纯水加标样品作为阳性控制,镜检阳性样品,50%以上的卵囊和包囊结构完整。

结果表示为浓度水平,即镜检的阳性数量(如果无卵囊检出,认定数量为<1)/ 镜检样品体积[17]。 检测结果表明,MBR出水中仅存在贾第虫。因此,风险评价仅考虑贾第虫。

1.3 风险评价

检出的出水贾第虫浓度用于评价使用再生水灌溉的公共绿地致使贾第虫感染的风险。

该风险评价采用的是剂量-效应指数模型[18]

P=1-exp(-N/K)式(1)

其中P为日摄入一定量病原体而感染的可能性,与平均暴露水平N相关;K-反映该污染物致病效力的参数, 其中Giardia 的K值为50.5(95% 置信区间, 27.9–102.1) [19]。

由日风险值用以下模型推算出多重独立暴露途径引起的累积感染风险。博士论文,膜生物反应器。

Pn=1-(1-P)n 式(2)

Pn为年感染几率,n为暴露次数。

日平均暴露水平:

N = C×10-DR×V 式(3)

其中C-两虫浓度 (包囊/L); DR - 消毒效率。博士论文,膜生物反应器。根据再生水厂和中试出水中卵囊浓度来评价,再生水厂出水中包囊浓度为8个样品平均值。再生水出水经过氯消毒、紫外(UV)消毒或臭氧消毒后直接回用。氯对贾第虫包囊消毒效率为0.5 log[20],UV和臭氧的消毒效率均为3 log[21-22]。博士论文,膜生物反应器。用户通过常规户外活动使用的设施接触再生水浇灌的植物,暴露量(V)按照公共绿地使用者一天内一次暴露于5 mL再生水[23]。暴露次数(n)为一周一次,即按全年52次计。另外,由于包囊厚壁对环境因素的强烈抵抗力,不考虑干燥、光照、捕食或其他因素对包囊灭活作用。

根据文献报道,本研究以1.00×10-4作为可接受的风险值[24]。

2结果与讨论

表2 A再生水厂出水的贾第虫检出浓度

采样日期07-1207-1307-1407-1507-1607-2107-2808-04

包囊浓度(个/10 L)7559738495528021

表3 绿地灌溉再生水的贾第虫年风险值估算

样品类型样品量平均浓度 (包囊/L)浓度范围(包囊/L)消毒 效率日风险值年风险值

A再生水厂出水(氯)86.742.1-9.50.5 log2.11×10-41.09×10-2

出水(UV/臭氧)86.742.1-9.53 log6.67×10-73.47×10-5

Ryu (2007)[6]三级出水 (UV/氯)

0.0158- 0.312

3 log

1.86×10-6-2.54×10-5

三级出水(氯)

0.0046- 0.365

0.5 log

3.74×10-4-1.58×10-1

2.1 A再生水厂的贾第虫存在水平

表2所示为为检测期间贾第虫浓度的数据,在四个周的采样周期中,再生水样品贾第虫阳性率为100%,,范围在21-95个/10L,平均浓度6.74个包囊/L(表3)。A再生水厂出水中检出的包囊含量比Ryu[6]的针对再生水不同消毒出水的调查结果(0.0046-0.365个/L)高1到3个数量级,可能存在较大风险。国外有关研究表明污水中蓝氏贾第虫的含量在10-10000个包囊/L [25-28],说明污水再生系统中贾第虫的污染状况差异较大。国内很少有再生回用水的贾第虫污染检测,但对作为再生水原水的污水及污水处理水有一些报道,如上海某污水厂出水检出贾第虫阳性率为75%,最高含量为56个/10L。有调查显示深圳的某些污水处理水中也有贾第虫检出。A再生水厂位于工业园区,其进水为园区生活污水和工业废水,其贾第虫污染来源还有待于进一步探索。该厂采用预处理-厌氧-好氧(MBR)-加氯消毒工艺,目前处于调试和部分出水阶段,还没有正式供水,但部分出水已经回用于园区一条景观河道和排污河水质改善。

一般来说,MBR具有较好的颗粒物去除效果,通常MBR出水具有较低的浊度。但本研究发现,运行中MBR出水浊度较高,表明膜组件可能出现部分断丝现象。由于MBR具有良好的颗粒物拦截效果,活性污泥和贾第虫都在系统内高度富集。当膜组件出现断丝现象时,高度富集的贾第虫就有可能泄漏到出水中。因此,使用MBR进行再生水处理必须考虑膜组件破损时的生物安全性问题。

篇9

1城市环境地球化学调查的技术路线

1.1采样点布置方案

目前,国外的城市环境调查一般在两个区域进行,即郊区和城区。在郊区的调查一是为了确定城区的背景值,写作论文二是获得城-郊地理变化区域内元素分布的地球化学变化梯度。如Lind等在瑞典的斯德哥尔摩市调查土壤重金属的含量时,以城市最繁华地带为中心,分带布置样点,带距为0~3km,3~9km和>9km[5];Birke等在德国柏林市的调查中就包括大范围的郊区区域[3]。通过对比城-郊区的地球化学特征来揭示人类活动对城区地球化学环境状况的影响程度。

为了调查城市不同区域内的环境地球化学状况,研究不同的用地类型对元素分布的影响,分别在城市的不同功能区域分类取样,即:郊区土壤、工业区土壤、居民区土壤、商业区土壤和农业土壤[3-5]。主要采集表层土壤(0~5cm)。在不同类型区域内选择代表性点位取垂向土壤剖面样品。城区的土壤难以实现均匀的网格化取样,一般按公园和绿地的分布随机布置取样点。

1.2采样介质

环境地球化学的采样介质包括土壤、大气、水、水系沉积物、生物样等。但目前城市环境地球化学调查主要集中在土壤、大气颗粒物(或气溶胶)、大气降尘等三种。其中较常用的是采集和分析城市浅层土壤样和降尘样。

在街道两边或高层建筑物顶部收集降尘并结合地面土壤是城市环境地球化学调查的主要方法。如Rasmussen等在渥太华市内取居室内灰尘、附近的街道降尘和公园土壤进行比较来研究该市的环境质量[6]。降尘和土壤对比调查,即可查明元素在不同介质中的污染水平,还有助于分析污染物的来源。

2城市环境地球化学的解释与评价

2.1城市环境的地球化学解释

城市环境调查结果的地球化学解释是指对城市环境中重金属元素的分布特征、成因及其来源进行解释,写作毕业论文研究元素地球化学分布模式、迁移转化规律和机理,建立城市环境地球化学调查成果解释体系。

2.1.1元素来源判别

对城市环境中污染物的来源及成因进行分析判断是城市环境地球化学调查的重要内容。多元统计方法在研究城市环境的物源判断中具有广泛的应用,并以聚类分析和因子分析为主[7-9]。不同来源的元素在因子分析中常常进入不同的主因子或表现为聚类分析中的不同元素组合,根据元素的组合特征来区分元素的来源。如Manta等在意大利的城市土壤中发现了Cu、Pb、Zn人为源的因子组合,而V,Ni,Mn,Co等元素作为自然源进入另一因子,并在聚类分析中组合在一起[8]。

城市环境物源判断的另一重要方法是富集因子(EF)法,它是一种能反映不同地质环境的化学元素比率方法,用代表陆地来源的元素(如Al、Ti、Zr和稀土元素等)和代表海洋源的元素(Na)作为参考元素对样品中的元素含量进行标准化,以平抑自然差异对元素含量的影响,在此情况下出现的较高的富集因子值即意味着人为源的存在,这种方法在环境地球化学判断

元素来源及富集程度中具有非常广泛的应用[10-11],特别是在大气颗粒物或气溶胶介质中的应用效果尤为显著。其计算公式为[11]:

EF海(X)=(X/Na)气/(X/Na)海(1)

EF壳(X)=(X/Na)气/(X/Na)壳(2)

其中,公式(1)为判断海洋源的计算公式,以Na为参考元素;公式(2)为陆地源的计算公式,以Al为参考元素。(X/Na)气、(X/Na)海、(X/Na)壳分别代表元素X在大气颗粒物、海水及地壳中的含量。

通常将EF>10作为大气颗粒物的人为源标志。但在粒径为2.5μm的大气颗粒物中,EF>5即为人为源的标志[12]。

2.1.2元素分布类型及成因

在世界范围内的城市土壤中重金属元素含量普遍偏高,但在不同的城市中变化很大,这依赖于城市的历史年代、经济发达程度、写作硕士论文不同的用地类型、汽油的添加济成分、车辆元件的组成等,在城市环境元素分布及成因的解释中应综合分析以上各种因素。城市交通是产生重金属元素的重要途径之一,如Cu通常是汽车剂的组分,而Pb曾一度是汽油的防爆剂,Sb可以作为闸垫材料。因此,交通是城市中Cu、Pb、Zn、Sb等元素的主要来源。Romic等发现,燃烧和道路交通,尤其是轮胎的磨损和消耗是城市区域内Cd的主要污染源[7];Moller等在大马士革调查时认为交通是表层土壤中Cu、Pb、Zn等重金属元素富集的主要原因[9]。与历史久远的工业化城市相比,相对年轻的城市具有较低的重金属含量,如非洲的哈博罗内市[4]比悠久的重工业城市伦敦[2]、柏林[3]的表层土壤的重金属含量偏低[9],Li等发现,城市公园土壤中Cu,Pb和Zn的含量与公园的年龄之间具有明显的相关性[1],即城市历史越长,重金属含量越高。元素在表层土壤中的分布明显依赖于城市用地及工业类型,如Birke等[3]在柏林市调查中发现,Al,K,Si,Na,Sc和Ti主要是自然源,即与母质的组成有关;工业区域倾向于被Cu,Cd,Zn,Pb,Hg污染;农业区由于大量使用化肥和污泥,富集Cd,F,Cr,Hg,Ni,Zn和P元素。尽管非洲的哈博罗内市比较年轻,但它的不同区域仍然受Cr,Co,Ni,Cu,Zn和Pb等元素不同程度的污染。如城市中心和工业区的Co,Cu,Pb,Zn等元素污染,农业土壤中的Cr,Ni污染,居民区及工业区的Zn污染[4]。

2.2城市环境地球化学评价

2.2.1污染程度评价

将郊区土壤背景值与城市各功能区含量进行比较是了解城市环境污染水平最常用、最直接的方法。如瑞典斯德哥你摩市Hg在市中心土壤中的含量是郊区背景值的20倍,Pb和Zn在市区中的含量也远远高于背景值[5];在柏林老工业区,Cu的最大值是背景值的2050倍,Cd是1638倍,Hg是1780倍[3]。通过同一城市不同功能区内元素含量的对比以及不同城市之间的对比,也常用来评价城市环境的污染水平。

农业土壤与城区内土壤不同,除了农用化学品外,大气沉降、污水灌溉、垃圾填埋场等都会对农田中的重金属积累产生重要影响。对这部分的污染评价,比较有效的评价方法是地质积累指标法(Igeo)和富集因子法(EF)。对大气污染物的评价,富集因子法尤为有效。

2.2.2生态效应评价

(1)气溶胶的生态效应评价。大气固体悬浮物的粒径大小具有来源特征,粗粒源于陆地尘埃,而细粒源于燃料的燃烧[13]。颗粒越细,危害越大,极细的颗粒物可通过呼吸进入人体,粒径小于10μm(PM10),尤其是小于<2.5μm(PM2.5)的粒子,会导致哮喘,甚至死亡[14]。因此,生物圈气溶胶中的重金属含量具有高度的生态风险性。

(2)元素生物有效性评价。研究元素生态效应的常规方法是连续偏提取法,在城市环境调查中,也有相关的研究实例,如Zhai等调查发现,写作医学论文由交通引起的人为源的Pb主要以有机质吸附和铁-锰氧化物态存在[4];香港和伦敦的路尘中,Pb,Zn主要以铁锰氧化物相存在,Cu主要以有机质吸附态存在[15]。影响降尘中元素有效性的重要因素是降雨的pH值。一般情况下,在较低pH条件下元素易于溶解,Alloway等报道其可溶性Cd平均为总量(降尘量)的60%[16];这可能是由于人类活动输入的硫和氮的氧化物使雨水酸化。因此,在易出现酸雨的城市区域具有较大的生态风险性。

3城市环境地球化学调查应解决的重点问题

3.1开展城市环境的立体空间调查

目前城市环境地球化学调查主要集中在土壤和大气,缺乏系统的地下水及地表水资料。在城市环境的地球化学元素循环过程中,起源于自然地质作用和人类活动的元素在土壤-大气-水-生物系统内迁移转化,借风力作用进入大气中的元素通过干湿沉降进入土壤和水体。世界各国所进行的城市环境地球化学调查,获得了大量土壤和大气颗粒物等方面的资料,但结合水体和生物样的调查不多。如果采样介质涵盖环境生态系统中的各个环境因子,将有助于综合分析重金属元素在城市环境系统中的迁移转化规律,建立元素在城市环境系统中的循环演化模型。

3.2确定城市环境调查的污染指示物

城市区域内浅层土壤样及农业土壤深、浅层样是目前国际上广泛使用的城市环境调查指示物,但是,以何种粒度的样品作为指示物尚没有统一。Birke等在柏林市的土壤调查中分析了<2mm粒度样品[3],写作职称论文而有的作者用沉积物中<2μm的粘土组分进行污染评价,而用<63μm的泥粒作相态分析[17]。细粒组分含有更多的粘土矿物和有机质,对重金属元素的吸附力强,使重金属元素倾向于在细粒组分中富集[1],所以表层土壤的细粒组分,如<63μm适于作为污染评价的指示物。

其次是大气颗粒物或是气溶胶。由工业排污、燃料燃烧、机动车交通等引起的污染物,多以气态、颗粒物或气溶胶等形式存在[5]。一般情况下,污染物含量依赖于粒径大小,颗粒越细,越具有毒性效应[16],因此Fairley等认为,PM2.5适于作为颗粒物质引起的风险评估[17]。

另外,重金属通过自然作用和人类活动进入大气圈,它们主要以分子或颗粒物形式通过大气圈进行大规模的迁移[18]。在英国城市区域内Cd的大气沉降速率为3.9~29.6g/hm2·a,郊区为2.6~19g/hm2·a[7]。所以,城市区域内的表层土壤和路边尘土是大气沉降污染的有效指示物。

篇10

美国加州理工学院的生物学家马科斯・梅斯特对最近的一项被他称为“感官磁场生物学最后之谜”的研究课题提出质疑,该课题主要研究动物的磁探测能力。这种“磁场感应”为包括苍蝇、家鸽、鼹鼠和蝙蝠在内的许多种生物提供导航帮助。

来自北京大学、弗吉尼亚大学和纽约洛克菲勒大学的研究团队,基于富铁颗粒蛋白分子的存在,建立了一个有关活细胞如何受磁场影响的科研模型。他们分别独立撰写了3篇文章,发表在英国自然出版集团旗下的学术期刊上。如果他们的研究结论正确,将能够帮助揭示动物如何感应磁场,以及它们通过磁场控制细胞功能的可能性。

铁的重要特性之一是可以像指南针一样被磁化。一种假说是,富铁颗粒蛋白含有大量铁元素,会受到地球磁场的影响,为生物感应磁场提供了可能。

生物学教授梅斯特表示,问题在于这3篇文章里提到的蛋白没有一种含有足够多的铁使其能受到磁场影响。

“这些蛋白分子中的铁含量远远不够,与真实需求存在5到10个数量级的差距。”梅斯特在《eLife》杂志发表文章指出,这种差距是巨大的,相当于一节5号电池和一辆电动汽车跑一年使用的电量的差距。梅斯特的文章题为《磁遗传学的物理学界限》。

在发现这一问题之后,梅斯特联系了该领域内的同事,包括加州理工学院地质学教授约瑟夫・科什文克,他以关于磁铁矿(Fe3O4)磁感应的研究闻名,磁铁矿是一种具有铁磁性的矿石。2 001年,科什文克发表了有关动物体内磁铁矿晶体可能在动物磁场感应中发挥作用的研究成果。科什文克同意梅斯特的分析:“马科斯说到点上了。”

北京大学谢灿教授带领的团队发现果蝇眼内富铁杆状蛋白复合体可能是其磁感受的来源,并将这项研究成果发表在2015年11月的《自然材料》上。他们将这种蛋白复合体命名为MagR,意为“磁感应受体蛋白”。

MagR包含40个铁原子。北京大学的研究者说,这些铁原子足以产生磁矩(通过感应磁场而产生运动),大约45%的分离蛋白以它们的长轴为方向沿地磁场排列了。换句话说,该文章认为富铁蛋白感应到地球磁场并沿其方向排列,像指南针一样指向地磁北极。

然而,梅斯特质疑说,这些蛋白中的铁含量理论上不足以感应到磁场。

室温下已知能够产生永磁性的最小铁颗粒是磁铁矿晶体,大小约为30纳米。每个晶体大约包含100万个紧密排列的铁原子。这意味着即使MagR蛋白当中所有40个铁原子全部连接起来以单一单元发挥作用,蛋白的磁矩还是太小,无法在室温下沿地球磁场排列。磁性和导致混沌的热能处在不断的抗衡中,后者会使蛋白复合体随机排列。热力学效应比40个铁原子产生的磁性要高出差

不多5个数量级。

另外两篇文章――弗吉尼亚大学的麦克・魏勒刊登在《自然神经科学》上的论文以及洛克菲勒大学莎拉・斯坦利刊登在《自然医学》上的论文――探讨了通过细胞中铁原子操控离子通道的工程学机制的可能性。

离子通道是细胞膜上允许离子过膜运输的通道,由此在细胞内外传递信号。这些信号控制着细胞功能。例如,神经细胞上的离子通道能够传递疼痛信号。如果能够通过磁场来选择性开合离子通道,而不是通过药物作用,将可以提供临床上侵入性最小的控制细胞技术――例如,不服用药物就能减缓疼痛。

魏勒和斯坦利的发现完全依赖于铁蛋白,一种中空的蛋白壳体,可以装满铁元素。(大多数生物体会自然合成铁蛋白来储存铁,因为游离态铁对细胞来说是有毒性的。)两个研究团队都在细胞膜上的离子通道旁边附着了铁蛋白球,希望创造一种通过磁场操纵铁蛋白球来开合通道的机制。魏勒提出通过磁场对铁蛋白进行物理牵拉,而斯坦利使用磁场对铁蛋白加热来触发其连接的离子通道的开合。

这两种方案都无法起作用,梅斯特说。

的确,梅斯特的计算表明,对受到磁场影响所必需的铁元素含量来说,铁蛋白小了好几个数量级。“这两种实验方案都错在选择了铁蛋白。”梅斯特表示,铁蛋白不具有永久性的磁矩,因此磁场跟它的相互作用非常微弱。“如果文章中表述的作用现象属实,那它们或许跟铁蛋白没什么关系。”