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绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇纳米医学论文，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
中图分类号: G642 文献标识码: B 文章编号: 1008-2409(2009)06-1109- 03
科研就是探讨未知,而求证 未知是人类伟大的禀性,只有人类才有思维和创新。同志曾讲过“创新是一个民族进 步的灵魂”。高等学校就是培养这种灵魂的场所。作为医科院校的大学生应及早了解科研、 接触科研和参与科研,使自己具备新世纪学子应具备的学识和眼光。医学院校开设医学科研 导论课程,向学生介绍最新的医学发展趋势、研究进展和基本的研究方法,使学生扩大眼界 ,拓宽思路,受到科研思维的教育和启迪,为以后的医学学习和科研以及临床实践打下一定 基础。笔者从医学科研的定义、方法及医学研究的进展几个方面来阐述医学院校开设医学科 研导论的必要性。
1 医学生首先应了解医学科研的概念及分类
科学是知识和学 问之意,是在一定社会环境中对知识的探求,而医学是科学的分支,是一门古老的科学。医 学作为一种认识现象,是一种特殊的社会意识形式,是关于人体正常和异常的生命过程以及 同疾病作斗争和增进健康的科学知识体系,是人类长期与疾病作斗争的实践经验的总结。医 学研究是一种自然现象,它研究对象是人,它主要研究人体生命过程及其与外界环境的相互 关系规律,研究人体疾病的发生、发展、痊愈及其防治的规律,研究增进人类健康、延长人 类寿命和提高劳动能力的有效措施。根据研究对象、内容和方法的不同,把医学科学分为基 础医学、临床医学和预防医学。基础医学是研究人体的生命活动和作用于人体的致病因子、 药物、毒物以及疾病发生发展的本质和普遍规律的科学体系,是整个医学发展的基础和先导 。临床医学是研究认识疾病和治疗疾病的科学体系,是医学中的技术科学和应用科学的庞大 体系。预防医学是研究预防和消除病害、讲究卫生、增强体质、改善和创造有利于健康的生 产环境和生活条件的科学体系。以上的分类不是固定不变的,它将随着医学的发展而发展。 传统的医学分类已经不能充分地概括医学领域各分支学科的现状和全貌。基础医学、临床医 学、预防医学三者相对独立的传统界线会日益模糊,三者之间相互渗透,渐趋融合,各种新 的学科分支不断产生。
2 医学科学研究促进了医学的发展
随着社会的发展,科学在社会中地位越来越重要,医学作为科学一个分支也如此。20世纪以 来,现代医学以空前的速度向前发展,为保障人类的生命和健康作出了重大贡献。未来医学 发展前景如何?人类将遇到哪些困扰?将采取何种对策去迎接未来的挑战。这就需要医学院 校的学生打下扎实的科研基础去面对。
2.1 近代医学研究的发展
医学的产生已有4000多年,早在文艺复兴时代,比利时医生维萨里就明确宣言:“我要以人 体本身上的解剖来阐明人体的构造。”他还认为科学不应该盲从,必须从实际出发,因此不 顾教会不准解剖尸体的禁令,夜间从刑场偷回尸体,从事人体解剖的研究。1543年,维萨里 发表了《人体的构造》,奠定了人体解剖学的基础。1628年,英国医生哈维在活体实验的直 接观察的基础上,发表了《论动物的心脏运动与血液运动》,把生理学确立为科学。自此人 们由认识人体的结构形态进而认识活体的生理功能,开始了近代医学的新时代。
18、19世纪,近代医学取得了巨大进展,主要标志为实验生理学的发展,细胞病理学的 建立,科学的微生物学说的兴起。近代医学研究均以实验观察为基础,用实验中观察到的事 实来做结论。它们的特点为:分门别类,各自孤立的研究,由于分门别类的研究,积累了许 多新的事实,引起了近代医学进一步分化。例如比较生理学、病理生理学、病理解剖学、胚 胎学、微生物学等,都形成了独立的学科。
2.2 新世纪当代医学研究的发展
二十世纪当代医学发展的特点是人们的认识向微观的深入和宏观上的扩展,自然科学分科的 进一步发展,互相错综,形成一个网络式的整体系统。医学科学也随着现代科学技术的重大 成就,发生了巨大的变化,从而形成了新的历史特点。当代医学科学发展具有既高度分化又 高度综合的新特点,有力地表明了医学研究既是多样的,又是统一的。马克思早就指出了科 学统一的前景,他说:“自然科学往后将包括关于人的科学,正像关于人的科学将包括自然 科学一样,这将是一门科学”[1]。
医学的分化趋势与整体化趋势:①新技术提供现代化研究手段,对人体和疾病的研究达到分 子水平,正向量子水平前进。这就促进了学科的高度分化,例如,当今的遗传学就发展了许 多分支,诸如:毒理遗传、免疫、生态、行为遗传学等。传统外科也出现了许多分支,例如 :普外、胸外、脑外、显微外、移植外、整形外等。②整体化趋势主要表现为临床与基础的 统一,预防与临床、基础的统一,例如:环境医学、人体力学,生物材料学等。大生物学的 诞生就是当代医学高度整体化的重要标志,它是把地球上所有以生物为研究对象或研究材料 的学科集合起来,对比它们的特性、相互关系及其地球环境对它们的影响。如地球温室效应 、厄尔尼诺现象等。此外,中西医理论上的结合也变成可能。西方医学的成功是分析方法和 手段的胜利。而它的缺点主要是缺少整体观与系统论造成的。西医向更高层次的发展,将是 在实证科学的基础上,吸收系统与整体论的观点,走向生命现象的复杂系统论。这就是生物 模式向“环境-社会-心理-生物”模式转变的基础,也为中国传统医学与西方现代医学在更 高层次的结合、创立“统一医学”提供了可能性[2]。
总之,新世纪的医学科研正向两极方向高度发展,一方面向细胞分子、量子、纳米生物学深 入。另一方面,则向有关种群生态及生物圈的研究领域展开。学生必须从这些医学科研导论 中理解这些前瞻性知识对将来医学临床和科研的重要性,增加对医学的兴趣和作为医生的责 任感。新世纪医学的任务将从以防病治病为主逐步转向以维护和增强健康,提高人的生命质 量为主,未来寻求医学服务的不仅是患者,还有相当数量的正常人。寻医问诊的不仅是身体 缺欠,更多的是得到生活指导和心理咨询,医生开出的不仅是药方还有生活处方。
3 研究方法
科学研究是以研究自然界物质运动规律为直接目的的,在实验中,人们可以根据科学研究的 目的和要求,借助一些特定的仪器和设备,造成在研究中某些对象所需要的特殊条件,控制 某些因素或排除一些不利因素,把要研究的问题进行精细地、反复地观察和研究,最后得出 科学结论。科学研究史的无数事例说明,科学研究已经成为科学知识新的源泉。医学院校学 生需要掌握以下几方面科研基础知识和研究方法。
3.1 医学研究的特点
医学研究是认识疾病,掌握它的发生和发展过程,提示健康与疾病的转化规律。因研究的对 象为人体本身,故在形态学、生理学具有生物学属性外,在语言、思维和社会生活上又具有 社会属性,因此人体现象不能笼统用一般生物学规律来解释。另外,许多医学实验和观察不 允许按研究者的意愿在人体上直接试验。
3.2 掌握医学科研的基本程序
①问题提出:爱因斯坦曾说“提出一个问题往往比解决一个问题更为重要,因为解 决一个问题也许是一个数学上或实验上的技巧。而提出新的问题,新的可能性,从新的角度 看旧问题,却需要创造性的想象力,而标志着科学的真正进步”。可见,提出科学问题,尤 其是提出概念清晰的难题,更能对科学进步起到真正的推动作用。因此,学生应培养善于观 察、发现问题的好习惯。②假说建立与验证:根据经验和知识,包括文献、大体分析对象的 内部联系,提出对该问题的可能答案或解释,这种预先答案叫假说。进行医学基础或临床实 验均需先提出假说,然后通过实验设计、观察、统计等来对假说进行验证。③结论与资料解 释:此为科研中更深刻、更有理论和实践意义的部分。对在实验和临床研究过程中收集的大 量资料和数据进行科学的整理和处理,也就是对临床观察的素材进行科学加工,对大量数据 资料进行统计分析,以便为分析判断,得出科学的结论做好准备。④形成:医学论 文是医学研究的一个重要组成部分,完备的医学论文应具有学术性、科学性和创新性。
3.3 需掌握科研课题的选定
3.3.1 掌握选题的基本要求 ①要有科学性:表现为科研设计是否严密、合理 ,研究方法是否正确、完善等。②要有创新性:科研忌无意义重复前人的工作。选题的创新 表现在研究方法、设计是否在前人的基础上有所改进、提高和创新。③具体明确:医学研究 的选题必须经过严格的核对、分析,真实明确地反映客观存在的事实。对题目的选定要明确 ,不能含糊不清。④适当实施手段:慎重考虑本人技术水平和所在单位的设备状况,不能脱 离本人和单位具体情况。
3.3.2 需掌握选题的种类 医学科研选题分为:①调查研究:流行病学、卫生 学。②实验观察:生理学、药理学,需要实验条件和观察手段。③资料分析:需要既往的医 疗卫生资料,统计分析,如死因分析等。④经验体会:在自己的研究基础上着重对某一问题 进行探讨。总之,科学研究是医学工作者的重要工作之一,然而,有关的科研方法在医学院校教育中较 少涉及,仅在研究生培养过程中作为一般内容简要介绍。因此,许多医学本科生毕业后不知 怎样进行科学研究。2000年《中华外科学杂志》的退稿率为74.49%,退稿稿件中科研方法不 正确者占76.25%[3]。表明在医学科研工作中,科研方法的不合理应用已成为一种 普遍现象。要弥补医学工作者的这一缺陷,必须加强在校医学生的医学科研能力的培养。开 设医学科研导论课程就是其中一个重要的环节,应引起各类医学院校的重视。
参考文献:
[1] 马克思,恩格斯全集.经济学哲学手稿[M].1844,42:128.
[2] 21世纪100个科学难题编写组,21世纪100个科学难题[M].长春:吉林人 民出版社,1998:648.
1 现代医学科学技术革命特点
1.1 现代医学科技的集成化
现代科技衍生出不同的门类和亚类,不同的门类和亚类渗透衍生出不同的交叉学科。在医学科技发展过程中,吸收物理学、化学和生物学、环境科学、信息学乃至人文科学新理念和新技术,极大地刺激了现代医学科技的发展。如核磁共振技术的引入无论在临床诊断还是在微观药物分子结构的研究中均发挥重要作用;药剂学研究中引入纳米技术和纳米材料、药质体、分子生物学技术等促进药物的研发和使用,融合其他学科的技术、方法和理论。在原有医学学科的基础上,发展了分子药理学、分子病理学等学科。因此,在医学科技范围内,单一的学科实际上已经集成了众多的医学技术,包括分子生物学、物理学、信息学方面的最新技术和知识。现代物理学、信息网络技术可进一步推进医学科技集成化,形成以某一学科为中心的技术群、知识网。
1.2 现代医学技术的发展呈现快速化和全球化
现代医学科学技术呈现快速化发展的特点,包括新的医学科学技术的建立、推广和应用。随医学科技的发展,医学知识出现爆炸式的增长,医学论文、专利、专着、方法等飞速发展,医学知识的更新周期大大缩短。随现代网络“高速信息公路”的建立以及网络的扩大和提速,医学科技、医学知识实现了实时传播,全球共享医学知识。无论普通百姓还是专业人士,均能及时获得医学知识的更新。
现代信息技术的高速发展,无线网络和3G手机的普及使医学科技普及更快,更全面。从局域网到有线互联网时代,再到无线网络,现代信息技术正加速医学科技和知识的普及。医学知识不再专属于专业人士,而成为被普通大众接受的知识。
1.3 现代医学科技的理论和技术密切联系
现代医学科学技术的发展依赖于新技术和新理论,包括物理技术、生物技术的引入。而新技术的发现则依赖于全新理论的指导。在现代医学技术发展过程中不断发现新现象,形成新的医学知识,多学科之间的融合与交叉催生新的理论,又促进技术发明,形成良性循环。因此,现代医学科技中理论和技术密不可分,实际上是以医学科技为核心的技术群落支持下的理论创新和实践发明。
1.4 现代医学科技的发展使不同医学领域的专家合作更加密切
现代医学科技的发展、新理论和新技术的不断涌现,任何人都不可能以个人的行为独立完成技术和理论的创新。现代远程医疗系统的研发使来自不同领域、区域和层次的医学专家更加紧密地合作,为疑难杂症的诊断和治疗提供帮助。由于医学科技集成化使科技合作在医学科研中更加突出,能更有效地提高效率。
2 现代科技革命对医学教育的影响
2.1 现代科技革命对医学人才思维模式培养的影响
在人类社会实践及现代科学技术革命发展中,没有创造性思维很难产生创造性成果。现代科技革命尤其是医学科学技术的飞速发展,新知识和新技术手段的涌现更加依赖于创新思维。创新思维关系到医学科技发展的方向和速度,医学生是未来医学科学技术和理论应用与创新的主体,加强其创新思维的培养将提升未来医学的发展速度。因此在医学教育中,尤其是现代医学生的培养中,要培养更强的创新思维,建立以创新思维为核心的人才培养模式,即在灌输现有医学知识的基础上,强调其创新性思维的培养。如利用数学建模的方法预测疾病的研究,需要在医学知识的基础上进行创新,建立疾病和指标之间的数学模型,利用强大的计算机网络和处理能力预测某一医学现象的发展规律。要求研究者通过发散思维利用数学方法和计算机工具建立并处理某些命题。
2.2 现代科技革命要求培养医学专业人才的团队合作精神
首先,现代科技革命包括医学科技革命使创新思维、创新成果评价的主体由科学家个体转向科学家联合体。医学科技创新思维的提出往往来自团队的智慧。医学信息爆炸式增长的今天,如果没有群体意识,或失去了社会联系,任何一个医学科学工作者将一事无成。其次,科技革命推动科学家之间的紧密合作,包括区域间乃至国际合作,反过来,这种合作促进科技革命向前发展,形成良性循环。现代科技革命尤其是信息化技术的发展,使合作更加突出,联系更加紧密。最后,由现代科技革命引发的知识大爆炸时代已经形成,未来成千上万的专业论文、专利、评论产品的出现,知识和技术可能围绕某一专题展开,尤其是在医学研究方面的论着和专利发明,任何个体都不可能全部掌握,只有通过团队合作的方式,群策群力,才可能较全面地掌握其发展动态和前沿。现代科技革命发展的主体,医学科学家和其他科学工作者组成联合体彼此紧密合作,解决科学问题。
2.3 现代科技革命要求快速更新医学知识
在医学教育基础知识(成熟的理论体系)的传授中,对新知识和理论体系的介绍较少。现代医学科技的发展,带来庞大医学信息量,每天都有成熟或不成熟的技术和理论观点出现,这些知识可能在不久的将来被广泛认同的医学理论所替换或更新。在医学技术飞速发展的今天,要求医学教育加强新知识和新理论的传授,为知识更新做好铺垫。如近年来提出的网络药理学(诸如信号网络药理学等)、小分子RNA干扰技术理论的提出,使医学工作者重新审视药物作用及机理,根据不同的专业特点提出观点并发展不同的技术。
2.4 现代科技革命对医学教育方式和运作模式的影响
信息技术,尤其是网络技术的快速升级换代,使复杂的医学问题简单化和实时化,在现代医学教育中尤其明显。远程网络控制技术、网络会诊、远程课程等相关技术的发展在医学教育、解决医学难题和医学继续教育中的作用不容忽视。现代医学教育已经不再局限于单一大学校园,而是向实现校际合作、教育资源和信息共享教育模式发展。如远程医学教育在继续教育方面发挥重要作用,继续学习不需要长途跋涉,而是就地学习、更新知识。
在现代科技革命的推动下,现代医学教育产业的运作模式也悄然发生着改变。随着医学科学技术的发展,校际合作愈加紧密,诸如医学院校之间互派学生,包括本科生、硕士和博士研究生,互派访问学者等形式的合作。医学教育资源的急速膨胀也为学生学习选择范围扩大、个性化、互动式的终生自主学习提供便利。这些现象充分说明现代科学技术革命背景下,尤其是医学科技的进步和发展,使现代医学教育具有开放性特点,这将冲击乃至颠覆传统教育模式。
3 对现代医学科学教育发展的思考
3.1 转变传统教育观念[2,4]
传统的教育方式基本上是以教师为中心,围绕某一层次的知识展开教学活动,往往忽视学生的自主学习活动。现代科技和医学教育技术的发展,学生学习的范围、方法、时间等可选择性增强。来自互联网的医学传播平台,如各级精品课程网站、搜索引擎、论坛、各种在线即时通讯平台,尤其是专业的医学网站,均可提供各种医学知识。因此,在现代医学教学中,应逐步提高学生自主学习的能力,扩大可选择范围,逐步将以教师为核心的教育观念转至以学生为中心。
面对现代医学科技的飞速发展,需要培养综合素质高,社会工作适应性强的人才。根据社会需求设计培养目标,现代医学教育主动适应社会,坚持“产学研”培养人才的模式,加强医学基础知识教育,拓宽专业知识面,提高技能。
3.2 改革医学教育方式和运作模式
现代医学科技革命促进全球化发展,医学高等教育要适应科技革命,就必须改革运作模式,按现代科技发展提出的要求,建立多渠道、多方位的办学模式,如公私并存、中外合资等办学方式,提倡开放式办学。现代科技革命导致社团之间,大学与社会之间的界限模糊,不能局限于校园内象牙塔式的办学理念。高等教育机构必须充分利用社会资源为教育服务,医学教育也不例外,即医学高等教育与社会资源尽可能实现共享。医学高等教育所负的社会责任不单是培养人才,同时也要普及医学知识。随现代科技革命的推进,开放式的医学教育应为医学知识的普及承担更大的责任。
关键词:化学需氧量;环境监测;综述
化学需氧量(COD)是评价水体污染的重要指标之一。COD测定的主要方法有高锰酸盐指数法(GB11892-89)和重铬酸钾氧化法(GTB11914-89)。高锰酸盐指数法适用于饮用水、水源水和地面水的测定。重铬酸钾氧化法(CODCr)适用于工业废水、生活污水的测定,但此法要消耗昂贵的硫酸银和毒性大的硫酸汞,造成严重的二次污染,且加热消解时间长、耗能大,缺点十分明显,已不适应我国环境保护发展的需求。为此,人们从不同方面进行了改进。
1标准法的改进
1.1消解方法的改进
为缩短传统的回流消解时间,早期进行的工作包括密封消解法、快速开管消解法、替代催化剂的选择等;近期的工作主要包括采用微波消解法、声化学消解法、光催化氧化法等新技术。
1.1.1替代催化剂的研究重铬酸钾法所用的催化剂Ag2SO4价格昂贵,分析成本高。因此,毕业论文研究Ag2SO4的替代物,以求降低分析费用有一定的实用性。如以MnSO4代替Ag2SO4是可行的,但回流时间仍较长。Ce(SO4)2与过渡金属混合显示出很好的协同催化效应,如以MnSO4-Ce(SO4)2复合催化剂代替Ag2SO4[1],测定废水COD,不但可降低测定费用,还可降低溶液酸度和缩短分析时间,与重铬酸钾法无显著差异。
1.1.2微波消解法如微波消解无汞盐光度法测定COD;微波消解光度法快速测定COD;无需使用HgSO4和Ag2SO4测定COD的微波消解法;氧化铒作催化剂微波消解测定生活污水COD等。Ramon[2]等采用聚焦微波加热常压下快速消解测定COD。
与标准回流法相比,微波消解时间从2h缩短到约10min,且消解时无需回流冷却用水,耗电少,试剂用量大大降低,一次可完成12个样品的消解,减轻了银盐、汞盐、铬盐造成的二次污染[3]。专著[4]对此作了较全面的总结。
1.1.3声化学消解法尽管微波消解时间短,但消解完后要等消解罐冷却至室温仍需一定时间。而超声波消解方便,设备简单,且不受污染物种类及浓度的限制,近年来已有一些应用研究[5]。钟爱国[6]使用自制的声化学反应器对不同水样进行了声化学消解试验,提高了分析效率,减少了化学试剂用量,COD测定范围150mg·L-1～2000mg·L-1,标准偏差≤615%,加标回收率96%～120%。超声波消解时,超声波辐射频率和声强是两个重要的影响因素。试验表明,超声波辐射标准水样30min时,低频(20kHz)、适当高的声强(80W·cm-2)有利于水样的完全消化。
1.1.4光催化氧化法紫外光氧化快速、高效,在常温常压下进行,不产生二次污染,因此对水和废水分析的优势特别突出。近几年来,半导体纳米材料作为催化剂消除水中有机污染物的方法已引起了人们的广泛关注。当用能量等于或大于半导体禁带宽度(312eV)的光照射半导体时,可使半导体表面吸附的羟基或水氧化生成强氧化能力的羟基自由基(·OH),从而使水中的有机污染物氧化分解。艾仕云等[7]提出纳米ZnO和KMnO4协同氧化体系,并据此建立了测定COD的方法,所得结果的可靠性和重现性与标准法相当。他们还使用K2Cr2O7氧化剂、纳米TiO2光催化剂测定COD[8]。通过光催化还原K2Cr2O7生成的Cr3+浓度变化,可以获得样品的COD值。但反应仍需恒温搅拌,反应液需离心过滤。操作烦琐,且不能在线快速分析。
1.2测定方法的改进
1.2.1分光光度法分光光度法测定COD是在强酸性溶液中过量重铬酸钾氧化水中还原性物质,Cr6+还原为Cr3+,英语论文利用分光光度计测定Cr6+或Cr3+来实现COD值测定。Inaga等以Ce(SO4)2作氧化剂,加热反应后测定吸光度,计算出COD值。Konno使用自制的比色计与PC机相联测定COD,所得结果与标准法基本一致。光度法测得COD值快速、准确、成本低等。目前,国内外不少COD快速测定仪均是基于光度法原理。如美国HACH公司制造的COD测定仪是美国国家环保局认可的COD测量方法。
1.2.2电化学分析法
(1)库仑法库仑法是我国测定COD的推荐方法,该法利用电解产业的亚铁离子作库仑滴定剂进行库仑滴定,根据消耗的电量求得剩余K2Cr2O7量,从而计算出COD。广州怡文科技有限公司和中国环境监测总站研制的EST22001COD在线自动监测仪,采用库仑滴定原理,测量范围5mg/L～1000mg/L;测量时间30min～60min,测量误差≤±5%FS;重复误差≤±3%FS,与手动分析具有很好的相关性。
(2)电解法此法既不外加氧化剂,也不加热消解水样,而是利用电化学原理直接测量水中有机物的含量,是COD测定方法的突破。方法原理基于特殊电极电解产生的羟基自由基(·OH)具有很强的氧化能力,可同步迅速氧化水中有机物,较难氧化的物质(如烟酸、吡啶等)也均能被·OH氧化。羟基自由基被消耗的同时,工作电极上电流将产生变化。当工作电极电位恒定时,电流的变化与水中有机物的含量成正比关系,通过计算电流变化便可测量出COD值。作者在这方面作了一些探索工作,取得了初步的结果[9,10]。由于水样不需消解,极大缩短了分析流程,还克服了传统方法中“二次污染”的问题。目前,这类仪器代表产品是德国LAR公司的Elox100A型COD在线自动监测仪h[11]。仪器测量范围从1mg/L～10000mg/L,最大可到100000mg/L,测量周期2min～6min。此仪器在欧美各国已得到较广泛的应用,在我国也获得国家质量监督检疫总局计量器具型式批准证书。
(3)其他电化学分析法Dugin[12]提出以Ce(SO4)2为氧化剂,利用pH电极和氧化还原电极直接测定电势从而测定COD值的方法。Belius2tiu[13]以两种不同的玻璃电极组成电池,通过直接测定电池电动势,对水样中COD值进行测定。赵亚乾[14]以一定比例的反应溶液回流10min后,冷却稀释,用示波器指示终点进行示波电位滴定测定COD。
Westbroek等[15]提出Pt-Pt/PbO2旋转环形圆盘电极多脉冲电流分析法,通过电化学方法产生强氧化剂,硕士论文有机污染物在圆盘电极表面直接氧化或与产生的氧化物质反应而间接被转化。伏安计时电流法和多脉冲计时电流法测COD,可在几秒中获得结果,而且可以在线监测。形成的强氧化媒介可使工作电极表面保持清洁。但方法检测限较高,不适合地表水或轻度污染水的测定。但德忠等[16]提出混合酸消解和单扫描极谱法快速测COD的方法。该法基于用单扫描极谱法测定混合酸(H3PO4-H2SO4)消解体系中过量的Cr6+,从而间接测定COD。混合酸消解回流时间只需15min。Venkata等[17]使用示差脉冲阳极溶出伏安法(DPASV)进行电化学配位滴定确定有机金属络合物的络合能力,从而测定COD。
.2.3化学发光法根据重铬酸钾消解废水后其最终还原产物Cr3+浓度与COD值成正比关系,以及在碱性条件下,Luminol-H2O2-Cr3+体系产生很强的化学发光的原理,文献[18,19]提出一种用光电二极管做检测器测定水体化学需氧量的新方法。
1.2.4紫外吸收光谱法紫外吸收光谱法是通过测量水样中有机物的紫外吸收光谱(一般用254nm波长),直接测定COD。已有工作表明,不少有机物在紫外光谱区有很强的吸收,在一定的条件下有机物的吸光度与COD有相关性,利用这种相关性可直接测定COD。这种方法不像COD、总有机碳(TOC)方法那样明确,但在特定水体中有极高的相关性,也能真实反映有机物含量。基于紫外吸收原理测定COD的仪器已有生产。这类方法均不需添加任何试剂、无二次污染、快速简单,但前提条件是水质组成必须相对稳定。此方法在日本已是标准方法,但在欧美各国尚未推广应用,在我国尚需开展相关的研究。
2自动在线分析技术
流动分析(FA)用于水样COD的测定可将样品消解和测定实现一体化,留学生论文使整个过程实现在线化、自动化。Korinaga[20]提出以Ce(SO4)2为氧化剂,采用空气整段间隔连续流动分析法对环境水样中的COD进行测定,采样频率达90次/h,但需特制的阀,且管长达18m。陈晓青等[21]提出测定COD的流动注射停流法,系统以微机控制蠕动泵的启停,并记录分光光度计检测到的信号。由于停流技术的引入,解决了慢反应中样品的过度分散问题。
Cuesta等[22]提出COD的微波消解火焰原子吸收光谱-流动注射分析法。用微波加热消解样品,未被样品中有机物质还原的Cr6+保留在阴离子交换树脂上,Cr6+经洗脱后用火焰原子吸收光谱法测定。这种方法在检测中没有基体效应的影响。
尽管流动注射分析的优势突出,但仍免不了传统加热方式。为了提高在线消解效率,不得不加长反应管或采用停留技术,这又导致分析周期延长或低的采样频率。医学论文微波在线消解效果虽好,但去除产生的气泡使流路结构复杂化。但德忠等[23]将流动注射和紫外光氧化技术引入高锰酸盐指数的测定中,建立了紫外光催化氧化分光光度法测定高锰酸盐指数的流动分析体系,并对多种标准物质(葡萄糖、邻苯二甲酸氢钾、草酸钠等)进行了研究,反应仅需约115min,回收率8310%～11110%,检测限为016mg/L。用此方法成功测定了COD质控标准(QCSPEX-PEM-WP)和英格兰普利茅斯Tamar河水样品。
Yoon-Chang[24]将光催化剂二氧化钛铺助紫外光消解与流动分析技术联用测定化学耗氧量,获得了好的相关性。李保新等[25]把化学发光系统和流动分析法结合测定高锰酸盐指数,有机物在室温条件下发生化学氧化反应,KMnO4还原为Mn2+并吸附在强酸性阳离子交换树脂微型柱上,同时过量的MnO-
4通过微型柱废弃。吸附在微型
柱上的Mn2+被洗脱出来使用H2O2发光体系检测。若换用职称论文重铬酸钟氧化剂,在酸性条件下,重铬酸钾还原生成的Cr(Ⅲ)催化Luminol-H2O2体系产生强的化学发光可测定COD。该方法已用于地表水样COD的测定。
基于流动技术,综合电化学技术、现代传感技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术、现代光机电技术研制的COD在线监测仪,一般包括进样系统、反应系统、检测系统、控制系统四部分。进样系统由输液泵、定量管、电磁阀、管路、接口等组成,完成对水样的采集、输送、试剂混合、废液排除及反应室清洗等功能;反应系统主要有加热单元或(和)反应室,完成水样的消解和的反应;检测系统包括单片机(或工控机)、时序控制和数据处理软件、键盘和显示屏等,完成在线全过程的控制、数据采集与处理、显示、储存及打印输
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