海洋生物修复技术范例(12篇)
海洋生物修复技术范文篇1
海洋经济虽已成为国家经济发展中不容忽视的生力军,但我们也应该看到,海洋经济对于促进我国经济社会和谐发展仍存在诸多问题。如海洋经济总体规模还明显偏小,对整个国民经济的拉动作用不明显;海洋经济科技含量不高,科技创新水平相对滞后;主要海洋产业,如海洋渔业生产手段较落后,机械化程度低,经济效益不高;同样,海盐生产技术手段落后,机械化程度低,主要靠增加盐田面积的粗放办法来增加产量;海洋科技创新的机制不完善,科技成果向市场转化的有效机制还没有真正建立起来;海洋科技管理落后,体制不健全,科技投入严重不足,优秀海洋科技人才缺乏,科技知识有效供给不足;海洋科技研究低水平重复较多,投入产出比例较小。据统计,发达国家科技创新因素在海洋经济发展中的贡献率达到80%左右,我国只有30%多。我国海洋科技创新水平低,已成为影响海洋经济增长方式转变、制约海洋经济可持续发展的最大障碍。
当前,随着经济信息化和全球化的进展,海洋经济在经历了以直接开发海洋资源的产业发展阶段以后,跨入了以高新技术为支撑的发展阶段。面对世界海洋科技创新的发展趋势,我们应当有计划有目标地实施海洋科技创新战略。只有创新,才能为海洋经济的持续和健康发展提供无穷的动力源泉。中国是海洋大国,实施海洋科技创新战略,抓住科技革命和产业革命的机遇,对推动我国海洋经济的快速增长,优化海洋产业结构,大力发展新兴海洋产业,提升海洋经济整体竞争力;对缓解我国在发展中所面临的人口、资源、环境方面日益严重的压力,实现海洋经济增长方式从海洋资源消耗型向海洋资源节约型的转变;对保护海洋生态环境,促进经济社会全面、协调、可持续发展;对维护国家海洋权益和经济安全,都具有重大的现实意义和不可替代的作用。实施海洋科技创新,促进海洋经济可持续发展的措施:
1、大力发展海洋高新技术产业,促进海洋资源科学利用。我国海洋高新技术研究和应用起步较晚,海洋高新技术产业规模不大,在这方面,我们和海洋发达国家相比较还有较大差距。海洋高新技术产业是现代海洋经济发展最具潜力的新兴领域,大力发展海洋高新技术产业,可以提升我国海洋经济可持续发展的空间和整体水平。所以,我们要在吸收和采用国际最新的科技成果的基础上,组织技术攻关和技术创新,发展我国的海洋高新技术产业,特别是在海洋资源开发利用、海洋渔业资源可持续利用;海洋资源深加工技术、海洋功能食品开发、海洋医药产品开发、海洋精细化工产品研制;海洋能源开发利用、海岸带区域水资源开发和保护、海洋矿产资源开发、海域资源和环境评估技术、海洋信息技术等方面加快发展步伐。重点应放在海洋资源的综合利用和清洁能源的开发利用上,为海洋经济的快速发展提供科技支撑。
2、通过科技创新,积极扶持新兴海洋产业。新兴海洋产业的发展,要以高新技术为支撑,以市场为导向,以产业转型升级为重点,以结构调整为主线,提升海洋经济整体竞争力。着力建设一批新兴海洋项目和海洋产业区,逐步形成特色鲜明、优势明显、产业聚集力和带动力增强、产业可持续发展能力全面提升、竞争力强的海洋产业聚集区和产业集群。对新兴海洋产业,国家应在科技协作、资金投入、税收优惠等方面提供支持,以推动海洋经济结构调整和产业升级。此外,采取积极有效措施开展海洋未来产业技术储备的研究,促进海洋未来产业的发展,不断开拓新兴的海洋空间利用领域,不断形成海洋经济发展的新的增长点。
3、支持和鼓励海洋循环经济技术创新。当前,发展海洋循环经济就是要依托循环经济创新技术,以海洋资源的高效与循环利用为核心,用循环经济理念指导产业结构调整和布局,形成海陆大循环的经济发展模式。国家应出台发展海洋循环经济的政策措施,建立健全发展海洋循环经济的科技创新促进机制。应从海洋产业结构调整、培育海洋新兴产业、降低能源消耗、清洁生产、保护海洋环境等方面,认识发展海洋循环经济的重要性,制定发展海洋循环经济的战略规划,大力发展循环经济。政府应及时向社会有关海洋循环经济的技术创新、管理和政策等方面的信息,支持海洋循环经济关键技术的研究开发,开展信息咨询、技术推广、宣传培训等。
发展海洋循环经济应有重点、有层次推进。海洋循环经济的重点应放在总体污染排放中所占比例比较大、资源消耗多的行业和具有较为成熟的海水循环利用资源技术、资源再生技术的产业领域。我国海水综合利用经过多年技术攻关,已具备产业化发展的条件,沿海缺水城市应在海水的综合利用方面优先推进。重点发展海水直接利用和海水淡化技术,降低成本,扩大海水综合利用的产业规模,推动海水资源产业化的全面发展,改变我国沿海地区水资源结构,促进沿海经济社会的全面发展。此外,支持和鼓励海洋循环经济技术创新也十分重要。政府应及时向社会有关海洋循环经济的技术创新、管理和政策等方面的信息,支持循环经济关键技术的研究开发,开展信息咨询、技术推广、宣传培训等。加快循环经济法规标准体系建设,设立海洋循环经济科学评价指标体系和海洋循环经济核算体系。
4、加快海洋生物技术开发,发展海水综合养殖业。近年来,由于我国海水养殖业面积的大量增加,加剧了海洋环境污染,导致大量海洋生物死亡,带来了一系列生态环境问题。海洋生物技术的开发,为海水科学养殖业提供了前所未有的发展空间。当前,在海水养殖方面应采取科学的养殖方法,建立海上养殖区环境管理制度和标准,编制海域养殖区域规划,合理控制海域养殖密度和面积。利用海洋生物技术,建立各种清洁养殖模式,改善已被污染和正在被污染的海水养殖环境,减轻或控制海域养殖业引起的海域环境污染。通过技术改造和养殖水域的生态修复技术研究,加大海洋生物资源可持续利用和科学养殖技术,维护海洋生态平衡,达到提高产量、增加效益、保护环境的生态养殖模式,实现海水养殖业的可持续发展。
5、利用高新技术,加快海洋环境治理和海洋生态建设,努力实现资源利用集约化、海洋环境生态化,增强海洋经济可持续发展能力。对于海洋环境保护与海洋环境污染治理,我们在严格执法、加大整治力度的同时,必须利用高新技术,大力发展清洁能源和环保产业,提高工矿企业污水处理和达标排放水平,把污染物的排放浓度和排放量尽可能压缩到最低限度。此外,扩大海洋环境监测、海洋污染防治与生态保护技术及其他海洋高新技术的应用范围。加强海洋环境保护和生物治理,开发和利用环境生态生物技术,解决海洋污染的生物修复问题。坚持海洋经济发展规模、速度与资源环境承载力相适应,坚持海洋资源开发利用与海洋生态环境保护相统一,逐步建立在保护中开发、开发中保护的良性发展模式,达到海洋生态环境保护和海洋经济发展的协调统一,实现海洋经济的可持续发展。
海洋生物修复技术范文篇2
关键词:海洋生物技术本科院校专业建设课程建设
海洋生物技术作为一个新的学科领域已明确被定义为“运用海洋生物学与工程学的原理和方法,利用海洋生物或生物代谢过程,生产有用物质或定向改良海洋生物遗传特性所形成的高技术”[1]。近年来,随着对海洋生物多样性特征认识的不断深入,海洋生物资源多层面的开发利用极大地促进了海洋生物技术研究与应用的迅速发展。
一、海洋生物技术的发展现状
为了适应这种快速发展的形势,美国、日本、澳大利亚等发达国家先后制定了国家发展计划,把海洋生物技术研究确定为21世纪优先发展的领域。1996年,中国也非常及时地将海洋生物技术纳入国家高技术研究发展计划(863计划),标志着我国海洋生物技术走向了新的阶段。
海洋生物技术作为一个全新的学科,具有巨大的应用价值和潜力,已成为世界各国竞相发展高新技术的重要战略组成部分,并沿着三个应用方向迅速发展。一是海洋生物养殖技术,目标是通过海洋生物技术实现种质保存、优良品种培育、病害防治和规模化生产等方面的跨越式发展;二是海洋天然产物开发,目标是探索开发高附加值的海洋新资源,促进功能特殊的海洋生物活性物质和海洋新药的产业化开发;三是海洋环境保护,其目标是通过海洋生物修复技术的开发与应用,保证海洋环境的可持续利用和可持续发展。
二、全国涉海类大学及海洋类专业开设情况
数据显示,截止到2010年6月,我国的高校已经超过2000所,其中本科院校792所[2],但是纵观全国的高校中,直接跟海洋关联比较紧密的仅有为数不多的几所:中国海洋大学,广东海洋大学,上海海洋大学,大连海洋大学,浙江海洋学院等。据统计,开设有海洋类专业的高等院校也只有三十几所,包括:中国海洋大学、厦门大学、上海海洋大学、广东海洋大学、中国地质大学(北京)、大连海洋大学、扬州大学、哈尔滨工业大学(威海)等,所占的比例尚不到13%[3]。
三、海洋生物技术专业建设的必要性
首先,海洋生物技术是推动海洋产业发展的关键因素。海洋生物技术是一个新兴的高新技术领域,研究的范围非常广泛,涉及到海洋生物的分子遗传学、微生物学、细胞生物学、发育生物学、生殖生物学、基因工程学、蛋白质组学、生物化学和海洋生态学等。虽然在过去的几年里,我国在海洋生物技术方面取得了一些成绩,但总的来说,我国海洋生物技术力量分散,研究的力度不均匀,在运用基因工程技术和蛋白质组学等现代生物技术对海洋生物进行研究开发方面还比较落后。基于此,我们需要进一步加大海洋生物技术的投入,使我国的研究水平能达到国际领先水平。
其次,海洋生物技术人才缺口严重,加大人才的培养是有效发展海洋经济的保障。统计数据显示,在欧美等发达国家的海洋经济发展中,科学技术因素的贡献率已达到80%左右,我国尚不足30%[3]。随着海洋开发上升为国家战略,对海洋技术人才的需求也日益迫切。在全球海洋大开发的背景下,优化专业结构、增设海洋生物技术专业,为社会输送大批高质量的海洋类研究型人才是缓解目前供需矛盾的有效途径。
再次,建设海洋生物技术专业是服务地方经济,提升地方高校竞争力的有效举措。目前,以《江苏沿海地区发展规划》通过国务院审议为标志,江苏沿海省域发展规划跃升为国家战略,使江苏沿海发展站在了新的历史起点上[4]。我校地处江苏省盐城市,盐城市沿海海域是中国唯一无赤潮的内海水域。随着江苏省和盐城市沿海大开发的深入开展,对海洋人才的需求也越来越强烈。在这种背景下,充分发挥我校的地域优势,建设海洋生物技术特色专业是服务地方海洋经济发展和提升我校竞争力的有效途径。
四、专业建设定位
在海洋生物技术专业建设中,最重要的是人才培养目标。我们在定位人才培养目标时,确立了人才培养应主动适应我国经济建设和社会发展需要的思想,重点在于应用型人才的培养,特别是具有创新意识和科研能力人才的培养。即:具备海洋生物技术专业知识,能在海洋生物学的基础理论研究、海洋生物资源调查、海洋环境保护、海洋药物、海洋天然活性物质开发等领域从事科学研究、教学与管理工作、服务第一线的海洋生物技术应用型及高技能型人才。
五、我校海洋生物技术专业建设的措施
尽管我校海洋生物技术专业面临许多问题,但为了适应沿海大开发对海洋科技人才的需求,充分发挥地域优势,将该专业办得有特色、有质量,已经成为我们工作的核心,为此,我们将采取以下几个方面的措施来强化专业建设。
(一)注重专业内涵建设,构建多样化的人才培养模式
根据该专业的特殊性,采用多视角构建多样化的人才培养模式,纵向拓宽专业内涵、横向拓宽专业口径,实行开放的、多样化的、突出个性的培养模式,基础教育、专业教育、实践教育三者有机结合。第一,在低年级时注重基础课程的建设,在高年级时将海洋生物技术最前沿的科研成果引入教学内容,让学生及时掌握该专业的发展现状和未来发展趋势。第二,鼓励学有余力的学生跨学科、跨专业修读第二学位。第三,加强校外合作,实行校校和校企共同培养人才的办学模式,积极与著名的涉海类大学和科研院所交流合作,并对学生进行联合培养,提高办学水平。
在专业教育的基础上,我们也注重素质教育,鼓励学生积极参与第二课堂活动,如:读书节活动、青春风采大赛、音诗画朗诵比赛、生态美环保服饰大赛、通讯报道比赛等。锻炼学生接触社会、服务社会的能力,提高学生的综合素质,有助于培养德智体美全面发展的应用型专门人才。
(二)优化课程体系,改革教学方法和教学手段
课程体系是实现专业建设目标,构建学生知识结构的重要环节,制定科学合理的课程体系具有非常重要的意义。为此,我们具体从下面几个方面来建设课程体系。首先是公共基础课,包括外语、计算机基础、数学等;其次是专业基础课,包括分子遗传学、微生物学、动物学、植物学、生物化学、细胞生物学等;再次是专业课程,包括海洋生物技术、海洋生态学、海洋药物学、发育生物学、水化学与水质管理、特种水产经济动物增养殖学等,专业课程的开设丰富了学生们的知识面和视野。在课程内容方面,大量吸收当今科技发展的新成果,压缩了理论课时,增加应用型课程和实践技能课的比例。
改革教学方法和教学手段是建设特色新专业的保障。在新专业的建设中我们要更新教育观念,改善教学方法:确立以学生为主体的教育理念,始终把学生放在第一位,结合各门课程的实际情况,采取灵活多样的启发式、互动式、去育苗场和养殖场进行现场教学等教学方法以活跃课堂,激发学生的学习潜力,培养他们举一反三的创新能力;积极开拓双语教学,鼓励学生养成查阅外文文献和阅读外文原版教材的习惯,实时了解国外海洋生物技术发展的最新成果,做到与世界接轨。在教学手段上,要充分利用教室多媒体,在抽象的理论知识讲授中多插入图片、动画和影音,做到图文并茂,帮助学生理解,激发学生的学习积极性,做到“教”和“学”的统一,改善教学效果。
(三)建设师资队伍,树立人才强校、强专业的观念
人才是学校发展的基石,是专业建设的保证。首先,加大对在职师资的培养力度,组建海洋生物技术专业的高水平教学团队,提升该专业的竞争实力,例如:我院每年暑假都有计划地组织教师到企业生产一线挂职锻炼,参加企业的生产和研究活动,一方面可以培养教师的实践经验,另一方面也可以明确企业对人才的具体要求,及时修订培养方案和培养目标,做到专业建设跟社会需求的紧密结合,使人才培养与学生就业能够形成良性互动。其次,对专业核心课程成立教师负责人制,由专门的教师负责提前制定教学计划,全程跟踪教学过程,发现问题及时调整课程体系;鼓励教师根据科研成果和教学经验,编写符合我校专业特色的教案和教材,提高教学水平。再次,要根据学科发展和专业建设的需要,不断加大优秀人才的引进,逐步形成一批海洋生物技术专业的带头人物;并且积极挖掘校外资源,聘请海洋生物领域的知名专家和学者参与我校海洋生物技术专业的建设过程。
(四)强化专业实践教学,实行产学研合作教育
产学研合作教育是高校推行实践教学的重要途径。教学实习是学生将学到的理论知识应用到生产实践,从而将知识转化为生产力的一个非常重要的环节。第一,要搞好校企联合,调动企业的积极性,建立长期联系。比如,我校已与盐城大丰海洋生物产业科技园进行了合作,作为我校海洋生物技术专业的教学实习基地。在海洋生物的生物周期内安排学生进行为期5-7个月的实习,鼓励学生将实习中发现的问题转化为研究课题,提高学生解决实际问题的能力。第二,要实行科研与教学有机结合的方式,以科研成果丰富教学内容,以科研方向完善专业建设目标,积极探索研究成果服务地方经济的模式,加速沿海大开发的进程,形成“以科研优化生产、生产支持科研、科研促进教学”的理想局面,突出专业特色。第三,搭建科研平台,鼓励学生参与科研过程。一方面,指导他们申请省级和校级海洋生物技术领域的大学生实践创新项目,鼓励他们积极参加大学生创业大赛,让学生亲身参与科研项目选题、申请、开展、结项的整个过程,提高学生参加科学研究的兴趣和能动性。另一方面,鼓励学生积极参与到教师的科研项目中,实行导师负责制,在导师的指导下,对学生进行文献阅读、实验设计、实验技术等方面的锻炼。
海洋生物技术专业的建设是一个复杂的工程,目前尚处于摸索阶段,办学经验不足,专业建设经费比较缺乏,教育质量与国内外的涉海类大学之间也存在较大差距,办学水平和规模也有待于进一步加强。我校要办好这个专业还有很长的路要走,专业目标也要随着社会需求的变化做相应的调整,只有这样才能形成专业特色,提高人才培养的质量,从而提升学校的竞争力。
参考文献:
[1]杨宝灵,姜健,桂佳,王智,刘业伟,张洪艳.海洋生物技术研究现状与前景展望[J].大连民族学院学报,2005,(1):67-70.
[2]王文礼.建设世界一流大学背景下我国高等教育质量提升的几点思考[J].现代教育管理,2012,(3):29-33.
[3]苗振清,刘煜.海洋类专业人才培养的思考—以浙江省为例[J].高教论坛,2009,(2):4.
[4]周晓见,靳翠丽,董昆明,缪莉,封克.江苏沿海开发战略下的海洋科学与技术人才培养[J].中国科技信息,2011,(14):16-17.
海洋生物修复技术范文
1984年,在全苏历史文物与名胜古迹保护中央委员会、俄罗斯苏维埃联邦社会主义共和国文化部历史文物与名胜古迹保护修复与使用总局、列宁格勒市(今圣彼得堡)劳动者代表苏维埃执行委员会文化总局下属历史文物与名胜古迹保护与使用工会这三家单位的大力推动下,拥有“阿芙乐尔”号所有权的苏联海军决定对这艘系泊在十月革命爆发地的老巡洋舰展开史上最大规模的修复工作。这项工程代号“01917”。负责单位是大名鼎鼎的北方设计局。那次修复工程耗时两年半左右。而在30多年之后,那次修复工作的主管设计师奥夫扬尼科夫,又主管了21世纪的这次修复。
舰艇博物馆
自从1897年5月23日下水之后,“阿芙乐尔”号巡洋舰一生累计航行了10万海里,参加过三次战争,经历过九次维修,其中六次属于大修(从驻地进入船坞)。无论舰体还是内部设备都得到过维护和改造。
最初,“阿芙乐尔”号的满载排水量是6731吨,长126.8米,宽16.8米,平均吃水深度6.4米。而2016年最新一次大修后亮相的“阿芙乐尔”号除了吃水深度(5.6米)与满载排水量(5600吨)有变外,其他参数都没有变化。
在苏联时代,“阿芙乐尔”号一直被誉为“革命巡洋舰”。1917年11月7日,其前甲板上的火炮打出了布尔什维克进攻冬宫的第一炮。由于国内革命战争以及之后海军建设的需要,“阿芙乐尔”号一直没有卸下戎装。她要么充当作战力量参与军事行动,要么作为海军学员的练习舰,机械磨损乃至战伤早已让这艘名舰变得斑驳不堪。
1950年,经过舰上仅存的教学军官的争取,苏联海军总司令部和最高苏维埃同意把“阿芙乐尔”号改造成陈列博物馆,并于1956年7月5日对外开放。截至2014年8月,该舰已经接待了来自160多个国家的3000多万名游客。世界上作为博物馆的舰艇约300艘,而在舰龄、吨位等方面与“阿芙乐尔”号相当的只有三艘。其分别是美国的“奥林匹亚”号装甲巡洋舰(建于1893年)、日本的“三笠”号装甲舰(建于1902年)以及希腊的“阿维罗夫”号装甲巡洋舰(建于1909年)。这种诞生于百年之前的“古董”,在修复工作方面都花费了大量时间与金钱。希腊人为了修复“阿维罗夫”号,不仅政府财政拨款,还向海外希腊人募捐了250万德拉克马。
在博物馆性质的纪念舰中,不依赖辅助设施在水上保存的并不多。而“阿芙乐尔”号有幸成为其中的一员。早在1983年4月,苏联政府就开始为庆祝十月革命胜利70周年,对“阿芙乐尔”号的大修进行过细致的准备。作为项目的前奏,苏联海军历史学家梅利尼科夫以及来自北方设计局的舰艇机械师基谢列夫和设计师奥夫扬尼科夫,都登上过停泊在纳希莫夫大街附近涅瓦河畔的“阿芙乐尔”号。他们对军舰进行了详细考察,梅利尼科夫提出一个建议,要全套保存舰艇的机械装置,补充缺失的部件。其目的是把“阿芙乐尔”号打造成一个舰艇技术博物馆。这一点也成为了日后北方设计局规划巡洋舰修复工作的主导思想。
按照这一主旨,修复工作的总进度表于1984年春夏交替之际完成。里面列出用于展览的2000余个部件的清单,但其中1732个要重新制作,并且原汁原味地安放到原来的位置上。
1984年7月,“阿芙乐尔”号巡洋舰被牵引到以日丹诺夫名字命名的列宁格勒造船厂(今北方造船厂)的干船坞里。也正是在这个时候,苏联政府宣布该舰为部级文物,注册编号为779/46。
修复过程中,北方设计局要求不仅在该舰水上部分安装原来的机械装置,还要体现原有的结构和附属设施(舱壁、舱门、基座、通风井、围壁和其他设施),展示出内部空间的原貌。厂方在有些舱室钉上铆钉、安上垫板,目的是展现出原有的内饰风格。舰艇上的一些新油漆也被铲掉,目的是恢复舱室与机械装置的本色。如今,人们在一些展室内看到的颜色(甚至是色调)都与百年前的“阿芙乐尔”号原貌几近相同。
修复过程中,担任总监督员的V・N・布罗夫海军中将决定按照舰艇管理模式按照机械装置和舰艇设备分类。于是,除了在用的柴油发电机和供暖锅炉外,唯一的蒸汽轮机原件和蒸汽炉模型都被列入舰艇动力装置中;作战武器中包括了所有14门152毫米法国造施耐德-卡内特舰炮和相关武器(仍在使用的礼炮除外)。
按照副总监督员吉利亚罗维奇的建议,所有机械装置和设备都制作了“身份证”,上面包含的内容除了历史说明,还有保养与维修指南。于是,“阿芙乐尔”号巡洋舰的舰员们就获得一份详细的保养手册,1985年,舰长尤金海军上将要求每名舰员都有责任掌握“阿芙乐尔”号的历史,熟悉舰上展品,还定期就该舰历史与技术问题组织考试。
精心修复的展品
1984-1987年举行的保护性修复,让“阿芙乐尔”号巡洋舰焕发了生机,特别是“技术展览”的理念得到彻底的执行。舰上主要机械装置都还原成19世纪末俄罗斯与欧洲供应商所提供的原物模样,这在是世界范围内也是极为罕见的。
奥夫扬尼科夫透露,“阿芙乐尔”号巡洋舰的主发动机早年为三台三汽缸三级膨胀式蒸汽轮机,1946年拆掉其中两台。在20世纪80年代的改造中,动力舱中只有一台原装的蒸汽轮机,当炉内气压为17.2个标准大气压时,蒸汽轮机的功率可达到2846.38千瓦。
蒸汽轮机内的汽缸分为高压(直径800毫米、12.9个标准大气压)、中压(直径1273毫米、5.5个标准大气压)和低压(直径1900毫米、2.2个标准大气压)三种类型,直径165毫米的活塞杆由锻钢制作而成。蒸汽轮机内所有转轴都是当年法国供应商锻造加工的原件。除了主发动机,“阿芙乐尔”号的机械装置中还包括:一台带有2884个管道、冷却面积为629.6平方米的主致冷机(冷凝机);一台冷却面积为377.6平方米的辅助机械蒸汽冷凝机,这些辅助机械是用于驱动循环泵的。两台由蒸汽驱动的送风机为蒸汽轮机提供了60000立方米/小时的送风量。仅在动力舱的独特历史展品中,还包括推力轴、“默德斯利”系统梳状推力轴承、“布里克斯”式离合器、螺旋桨轴隔离密封物和其他多种设备,足以让“老舰迷”们流连忘返。
而特别要告诉读者的是,当年沙皇俄国建造包括“阿芙乐尔”号在内的帕拉达级(古希腊神话中的“智神星”)巡洋舰时,列国家纷纷引入船用电动机械装置。为了评估哪一款舵机电传动装置品质更好,沙俄海军部决定让帕拉达级首舰“帕拉达”号安装本国波罗的海造船厂生产的电动机,“狄安娜”号(古希腊神话中的“月亮女神”)安装本国“统一”电气公司的电动机,而“阿芙乐尔”号(古希腊神话中的“曙光女神”)则安装了德国西门子-海尔斯克公司的电动机(耗电15.8千瓦)。
德国电动机用实战证明了自己的能力:1905年5月发生在对马海峡的日俄海军决战中,装备德国电动机的“阿芙乐尔”号在纷飞的弹雨中左躲右闪,成功脱离险境,表现出令人满意的可靠性。1914-1918年第一次世界大战期间,“阿芙乐尔”号上的电动机失去原产国的养护,但品质表现同样优秀。直到1935年,它的性能都无可挑剔。在1984-1987年的修复中,位于舰尾平台114-118肋位区域的舵机电动机舱得到有效恢复。该舱右侧依旧安放着那台功勋卓著的电动机。
巡洋舰的食品库位于舰艉98-103肋位区域。这里储存的都是保质期短的食品,用于军官餐厅。为了保持食品库内的低温,这里安装了英国制造的“Lightfoot”空气冷凝机。这种被称作“雪屋”的食品库最低温度可达到-12至-14摄氏度,这一冷凝机也应该是目前世界上唯一保存下来的那一时期的舰船降温设备。
“阿芙乐尔”号还是最先安装水声装置的俄国军舰之一。1911年,美国人费森登发明了大功率音频等幅振荡发射机,使得水下信号处理技术进入新的发展阶段。1915年5月,俄国海军部与美国潜艇信号公司签署合同,订购10部费森登发明的水下声波通信设备(简称“水声设备”),1916年又订购了45部。俄国波罗的海舰队司令部、海军部和舰船建造总局水雷处负责为舰艇安装水声设备。1915年波罗的海舰队的五艘舰艇、达吉罗尔特角海岸基站和黑海舰队四艘玛利亚女皇级战列舰都安装了水声设备。1916年波罗的海又有四艘舰船安装。就在这一年10月,“阿芙乐尔”号巡洋舰上出现了这种设备。在1984年的那次大修中,其中一部水声设备被拆卸下来,如今放在水下水雷布放器舱展览。
“阿芙乐尔”号巡洋舰采用105伏直流电,电能来自于总功率为336千瓦的六台蒸汽发电机。从发电机到配电箱的缆线为40×5毫米规格铜质导线,从配电箱到电器使用的是线织外皮单股七丝电线。
通往不同电器的电线采用不同颜色的线织外皮,例如作战大灯(探照灯)的电线为橙黄色,路灯电线为黄色,航行用电线路为绿色。作为用电绝缘材料的是从天然树木上提取的古塔波胶(又称杜仲胶、马来树胶)和橡胶。“阿芙乐尔”号舰上主要用电设备是舰艇机械装置的电动机,包括舵机与锚机、发动机舱送风机、排水涡轮机、绞盘吊车、弹药提升机、探照灯和照明灯。
舰上大部分电器设备都是由德国西门子-海尔斯克公司提供的,甚至包括电线。舰上的语音通话设备为直径为38.1毫米的黄铜传话筒,舰上所有传话筒的总长度为816米,话筒在房间结尾处安装了便于说话的镀镍嘴子,筒管其他部分包括着一层硬橡胶外皮。发起通话前,需要对着传话筒吹哨子。大部分传话筒都分部在中央工位上,使用最多的是从作战室到舵机舱。
重要历史的见证
在国际纪念舰领域里,海军舰艇历史学会有着无与伦比的权威地位。该学会1966年由13个国家的170家纪念舰博物馆代表在美国成立,旨在宣传历史名舰,普及海军知识。“阿芙乐尔”号巡洋舰凭借众多独一无二的技术展品受到专家的好评。2002年,该学会正式授予了“阿芙乐尔”号巡洋舰入会奖章。
不过,“阿芙乐尔”号的命运却随着苏联社会制度的变迁也过多次出现意想不到的变化。1991年苏联解体后,作为十月革命标志的“阿芙乐尔”号受到俄罗斯自由派人士的攻击。他们扬言要取消它的部级文物资格。
万幸的是,1992年7月2日,俄联邦总统叶利钦第798号总统令,授予“阿芙乐尔”号海军旗和“俄联邦海军第一舰”称号。但在2010年12月1日,俄国防部突然作出决定,取消“俄联邦海军第一舰”的称号。2012年8月,该舰从海军编制中注销,成为一座军事建筑,由位于圣彼得堡的俄中央海军博物馆管理。由于拨款不足,该舰维护水平每况愈下。
2013年2月6日,俄国防部长绍伊古宣布,对“阿芙乐尔”号巡洋舰再次进行维修。同时鉴于其不可估量的历史价值,同年7月1日,俄国防部决定再次将其纳入海军序列,编入西部军区列宁格勒海军基地第13舰艇建设与维修支队。
海洋生物修复技术范文篇4
(天津渤海水产研究所,天津经济技术开发区300457)
基金项目:天津市科技兴海项目“天津大神堂海洋特别保护区资源修复与生境评价技术研究”资助(KJXH2011-14)。
作者简介:王宇(1986-),女,硕士,助理工程师,主要从事海洋浮游动物分类和生态学研究,Email:iocaswy@163.com
摘要:2012年4月、9月和2013年5月、9月份对渤海湾天津大神堂海洋特别保护区分别进行了大型底栖动物调查,用丰度/生物量比较曲线法分析了6个调查站位的大型底栖动物群落投礁前后受污染扰动的变化状况。结果表明,在调查期间保护区大型底栖动物群落表现出从最初的受到中等程度干扰趋向于受到干扰群落状况趋向正常,保护区生态状况已经大有好转,人工生态修复效果初显。
关键词:大型底栖动物;丰度/生物量曲线;扰动;修复
1研究背景
近岸海域是人类生产活动的重要经济带,也是人类优先开发海洋的区域。随着人们不断开发与利用海洋,海洋污染的不断加剧,近岸海域环境污染和富营养化严重危及到海洋渔业资源与环境。目前对海洋环境污染的监测已引起沿海各国的重视,而对海洋渔业环境的危害与风险评估技术研究跟不上海洋污染的速度。海洋底栖生物是指栖于海洋基底表面或沉积物中的生物,是海洋生物中种类最多的一个生态类型,在食物链中位于第二或更高的层次[1-4]。大型底栖动物生活相对稳定,对海洋环境污染敏感,常作为污染效应的指示种。
人类活动以及环境的变化,是直接导致海洋生物群落和海洋生态系统结构改变的两大因素。海洋生态学家通过提出一系列指标,来定量度量这些干扰对海洋生物群落乃至整个生态系统的影响。1986年,Warwick提出用丰度/生物量比较曲线法(ABC曲线法)来评估监测环境污染对大型底栖动物群落的扰动[1-4],通过不同海域、不同生境中的大型底栖动物群落进行了验证,表明:大型底栖动物群落对任何物理性、生物性以及污染扰动都会有响应变化,都能通过ABC曲线法体现。
ABC法的原理是稳定的海洋环境中,底栖生物群落结构近似平衡,而群落的生物量由一个或几个大型的种占优势,且数量较少,因此生物量较丰度分布显优势。若将每个种的生物量和丰度对应作图在K-优势度曲线图上,生物量曲线应位于丰度曲线上方。当底栖生物群落受到不同情况干扰时,ABC曲线可作为一种基于生态系统管理的基本方法进行简单明了的分析。因此应用ABC曲线分析人为干扰(捕捞)对底栖生物群落的影响,确定生物群落对干扰产生预期的反应,对于底栖生物资源的研究与保护意义重大。本研究利用2012-2013年天津大神堂海洋特别保护区大型底栖动物的调查资
料,应用ABC曲线方法探讨了生态修复前后大型底栖动物群落受扰动的状况。初步评价了保护区生态修复的效果,以期为受损生态系统的修复以及今后的人工鱼礁工程建设提供基础资料。
天津市大神堂海洋特别保护区位于汉沽区以南,面积大约35km2,位于5m水深处砂岗外。大神堂海域曾经是渤海湾重要的贝类(如扇贝、牡蛎等)渔场和栖息场所,是具有独特的生态环境和海洋生物资源的海域[5]。它是华北平原唯一保存下来的现代纯天然泥质活体牡蛎礁,该海域形成了活牡蛎礁为依托的独特生态系统。90年代后期,随着周围捕捞品种的不断减少,渔民加强了对这一海域贝类资源的开发利用。贝类资源成为主要采捕对象,生态环境和资源遭到严重破坏。近年来,随着天津海域的不断开发利用,研究区域附近就有如北疆电厂、中心渔港、汉沽产业园等多个大型用海工程立项实施,这些工程的建设都对该区域的海洋水动力环境造成了一定的影响[6-7]。
为了降低大神堂保护区海域周边建设项目对生态系统环境的影响,提高生物多样性,改善生物栖息地生态环境,遏制生态系统退化,维护区域生态平衡。通过鱼礁及牡蛎礁的投放、沙岗地形特别生境维持与修复技术、底栖生物种群增殖技术,重塑大神堂海洋特别保护区特殊生境。
2材料与方法
2.1研究海域
调查的区域位于渤海湾内的天津汉沽大神堂海洋特别保护区的生态修复区,共设置6个站位进行底栖生物调查(站位分布见图1)。2012年4月26日-28日对大神堂海域进行第一次底栖生物本底调查,2012年9月4日-5日进行了投礁后第一次跟踪调查采样,2013年5月7日-8日,2013年9月12日-13日分别又进行了二次跟踪调查采样。根据本次调查,海域平均水深介于3?4~5.6m之间,海底地形总体上呈北高南低的趋势,北侧靠近潮间带,水深较浅。海底地形平均坡降约为0.5‰,海底地形平缓。底部有部分贝壳岗,底质主要由粉砂质砂(TS)、粘土质粉砂(YT)、砂质粉砂(ST)组成。
2.2采样方法
依据《海洋监测规范》(GB17378-1998)[8],底上动物[9]用网口宽度为1.5m的阿氏拖网(AgassisTraw1)进行底栖生物的采集。阿氏拖网每站拖网时间为10min,船速1.00kn,每网实际扫海面积为463m2。采样使用0.05m2的箱式采泥器,每站采泥样面积0.2m2。对所采泥样经0.5mm孔径两层网筛小心冲洗掉泥沙,对剩余生物样品及残渣进行挑拣,并用75%(V/V)乙醇溶液固定,编号站位、采样时间,获得每站位的大型底栖生物样品。
2.3分析方法
样品在奥林巴斯解剖镜下尽量鉴定到种并计数,每站每种的样品使用0.0001g感量的电子天平(MettlerToledoMLI04/02)进行称重,以湿重作为重量,称重前使用滤纸将生物体吸干。其中软体动物和寄居蟹去壳称重,管栖多毛类去管称重,群体标本不计算个数[8-9];各种群的丰度换算为ind·m-2,生物量换算为g·m-2。
2.4优势度计算方法
2.6丰度/生物量比较曲线
应用英国普利茅斯海洋研究所开发的大型多元统计软件PRIMER5.0(PML,1994)进行数据处理并绘制ABC曲线,x轴表示依物种降序排列序号的对数,y轴表示丰度或生物量的累积百分比。
ABC曲线法具有生态学生活史策略的意义,体现了r选择和k选择的生存和进化的策略。在群落未受干扰的状态下,则底栖生物选择k策略,群落以生长慢、性成熟晚的大个体为主,生物量优势度曲线位于数据优势度曲线之上,w统计值为正。随着干扰的增加,k选择物种的生物量逐渐减少,r选择的物种增多,生物量则逐渐增加,当处于中等干扰的状态时,两条曲线将相交:当群落由选择的物种(生长快、个体小的种类)为主,此时生物量曲线在数量曲线之下,w统计值为负,表明群落处于严重干扰的状态。W统计量公式为:
其中Bi和Ai分别表示序号对应的生物量和数量累积百分比;S为出现的物种数。
3结果
3.1投礁前后试验海域内大型底栖动物的种类组成及生物类群的变化
4个航次共采到大型底栖动物96种,其中投礁前46种,投礁后89种(见表1-表3),其中多毛类33种,软体动物28种,节肢类20种,棘皮动物7种,其他类群8种。各航次大型底栖生物类群构成见表1,随着人工鱼礁的投放时间的延续,底栖生物的种类逐渐增多,节肢动物、棘皮动物和其他动物在底栖生物中的比例逐渐增大。其中,环节动物比投礁前增加19种,软体动物4种,节肢动物8种,棘皮动物5种,其他动物6种。投礁前后物种的相似度为39.4%,其中以软体动物(Js=65.5%)和节肢动物(Js=45.0%)物种相似度最高,棘皮动物和环节动物相似性较小,种类变化较大。
3.2投礁前后调查海区大型底栖生物优势种的变化
本底调查的优势种为凸壳肌蛤(Musculussenhousia),2012年9月的优势种没有改变,2013年5月调查海区底栖生物优势种为日本角吻沙蚕(Goniadajaponica)和凸壳肌蛤,2013年9月为浅古铜吻沙蚕(Glycerasubaenea)、青蛤(Cyclinasinensis)和黑龙江河篮蛤(Potamocorbulaamurensis)(见表4)。
3.3大型底栖动物的丰度和生物量
各调查站大型底栖动物的丰度和生物量见表5和表6,投礁后大神堂海域大型底栖生物的平均丰度呈现减小的趋势,生物量呈现先增大后减小的趋势。大型底栖生物的种类数量和质量逐渐趋于平衡。
3.4丰度/生物量比较曲线
根据所调查的4个航次6个测站的丰度和生物量资料作的丰度/生物量曲线(ABC曲线)见图2和图3。2012年4月航次为本底数据,其他3个航次为跟踪监测。从曲线情况看,大型底栖动物群落由最初的收到严重干扰到中度干扰,到生物量曲线位于丰度曲线之上,且优势度明显,大型底栖生物群落基本未受干扰,趋于稳定。图2显示,仅2012年9月航次中的1号站位大型底栖生物受到中度干扰。图3显示,1~4号站位大型底栖生物群落均受到严重干扰,种类数很少,1号站位2013年9月航次、4号站位2012年4月航次、5号站位2012年9月航次、2013年5月航次和6号站位2012年4月航次、9月航次、2013年9月航次ABC曲线的生物量起点都很低,说明占优势的底栖生物为小型种,大型种有消失的趋势。
4讨论
4.1种类数及优势种的变化
本研究结果表明,大神堂人工鱼礁区投礁后一年,人工鱼礁对大型底栖动物群落的养护作用已初步显现。从数量上看,大型底栖动物种类数由投礁前的46种增加到投礁后的89种(第2、3、4个航次采集到的种类数)。环节动物的种类投礁后增加了15个新种类;软体动物的种类数从投礁前的21种增加到26种;棘皮动物种类数投礁后增加了6种,节肢动物由投礁前的9种增加至投礁后的20种。因此,环节动物和节肢动物种类数增加是种类数增加的主要因素。从种类更替率看,投礁前后底栖生物种类相似度为39.4%,而更替率为60.6%,其中以棘皮动物和环节动物种类更替率最高,说明人工鱼礁成果显著。从优势种类看,大型底栖动物优势种也发生了明显的变化,投礁前凸壳肌蛤为绝对优势种,投礁后优势种被青蛤和黑龙江河篮蛤代替。
投礁后2013年度大神堂海域底栖动物种类为76种(2013年两个航次采集到的种类数),相当于2010年渤海湾大型底栖动物的种类数,且远小于2011年的平均水平[11]。
4.2渤海湾大型底栖生物的历史变动
2009年渤海湾春季大型底栖动物调查的丰度平均值为568.18ind·m-2,生物量平均值在40.76g·m-2[12],本次调查海区投礁后春季底栖动物的丰度减小了,而生物量则较大,可能与调查海区软体动物较多有关。相比2005年房恩军对渤海湾近岸调查结果来看,夏季底栖动物丰度差异不大,生物量则增大[13]。根据渤海湾底栖生物丰度和生物量的年际变化[11],大神堂海域的丰度和生物量远远低于平均水平。
4.3人工鱼礁对底栖动物的影响探讨
底栖动物群落结构和分布与水环境理化要素和底质性质关系密切。人工鱼礁的投放改变了海底的地貌、海流及沉积物的粒径分布,为海洋生物提供了觅食场所、栖息场所以及隐蔽场所[14-18]。由于人工鱼礁的集鱼效应,吸引了周围海域内的各种大型游泳动物进入人工鱼礁区域栖息觅食,鱼类的排泄物和礁体上附着贝类的脱落死亡形成的碎屑,都给海区底栖动物提供了生长需要的有机质。但人工鱼礁对其影响机理比较复杂,目前也没有相关文献报道和统计资料证明这一猜测,还需对人工鱼礁区域生物链组成的进一步研究。由于大神堂人工鱼礁区的建成时间较短,其对大型底栖动物群落的影响尚不明显,本研究可能是人工鱼礁的建设丰富了礁区的物种丰富度,使原本脆弱的生态系统稍微稳固,使其达到新的平衡。对人工鱼礁对大型底栖动物影响的深入研究,还需要更多次和更长时间的跟踪调查。
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海洋生物修复技术范文1篇5
关键词:海洋经济发展机遇问题与对策
中图分类号:F202
文献标识码:A
文章编号:1004-4914(2011)10-009-02
海洋作为蓝色国土,中国拥有18000多公里的大陆岸线,依照《联合国海洋法公约》中200海里专属经济区制度和大陆架制度,中国可拥有约300万平方公里的管辖海域,沿海岛屿6500多个,4亿多人口生活在沿海地区。随着沿海地区的开发和开放,海洋在我国经济发展中起到了举足轻重的重要作用。发展海洋经济已成为世界各国经济发展战略的中不可或缺的组成部分。沿海开发开放地区,在经济社会和产业优化发展方面均走在全国的前列,沿海地区工农业总产值占全国总产值的60%左右。海洋经济的发展为我国经济的快速腾飞奠定了基础,海洋经济已成为我国经济发展的新的增长点。
我国“十二五”规划把海洋经济纳入经济发展的重点,并批准了《山东半岛蓝色经济区规划》、《浙江海洋经济发展示范区规划》等重点区域,作为大力发展海洋经济的试点区域。应该说,我国海洋经济的发展正在步人一个新的发展阶段。在海洋经济快速发展中,生态环境保护已成为是我们面临的突出问题。因此,正确处理好海洋生态环境和经济发展之间的关系,尤为重要。
一、海洋是缓解国民经济和杜会资源瓶颈的重要保障
从全球化背景来看,世界已进人海洋经济的大发展时代。海洋是人类生存和发展的基本环境和重要资源,是世界各国进入全球经济体系的重要桥梁。随着陆域资源的紧张和能源的日益短缺,世界的触角不断向海洋延伸。而海洋蕴藏着丰富的资源,全球海洋仅天然气储备就达140万亿立方米,与此同时,海水温差能、盐差能、波浪能、潮汐能、海流量能等都是取之不尽的绿色能量。海底多金属及核资源为代表的海洋新能源,储量更是巨大。并且,海水淡化也是人类饮用水的重要组成部分,可以解决1/5人口供水问题。在陆地资源匮乏和环境污染严重的背景下,海洋经济是全球社会谋求可持续发展的重要手段。应该说,海洋已经成为世界主要沿海国家拓展经济和社会发展空间的重要载体。我国是海洋大国,在海洋上有广泛的利益和权利。随着我国开放型经济的形成,海洋的战略地位日益突出,海洋经济对国民经济和社会发展的支撑作用也越来越明显。
1海洋日益成为我国未来生存和可持续发展的保障。从目前来看,我国每年围填海面积已达120至150平方公里,在支持沿海地区经济发展、缓解建设用地紧张等方面发挥了重要作用。海洋水产品年产量达2000多万吨,海洋已经成为我国食物资源的战略性基地。海洋石油资源量约240亿吨,天然气资源量约14万亿立方米。海水日淡化能力已达24万吨,年冷却用海水量已达500亿立方米,海水利用技术已成为缓解沿海工业和生活用水压力的主要途径。海洋日益成为我国未来生存和可持续发展的保障。
2海洋是维持外向型经济格局和我国经济稳定的重要载体。我国外贸依存度已高达60%,贸易的持续增长推动了我国海运量的提升,对外贸易运输量90%是通过海上运输完成的。而我国海区属于半封闭海。与外部大洋相连主要通过大隅海峡、官古水道和马六甲海峡三条海上战略通道。因此,海洋是我国国家经济安全的战略前沿,对维护我国在周边及世界重要海峡的通航利益至关重要。
3海洋经济是我国国民经济的重要增长点。2010年我国海洋生产总值超过3.8万亿元,占到GDP近一成;海洋经济已经高度渗透国民经济体系,涉及20个门类;主要海洋产业在世界举足轻重,海盐产量、港口货物吞吐量和集装箱吞吐量连续多年居世界首位。2010年海洋油气产量首次超过5000万吨,跨人海洋油气生产大国的行列;全国造船完工量、新接订单量和手持订单量三项指标均位居世界第一。除此之外,2010年我国涉海就业人口已达3350万,这意味着沿海地区每10个人中有一个是涉海就业人员。我国经济已是高度依赖海洋的开放型经济,从经济社会长远发展看,这种经济形态将长期保持,并不断深化。
正是由于海洋经济对国民经济的突出贡献以及启动海洋战略的重要性,国家“十二五”规划中专门以“发展海洋经济”为题,部署海洋工作,提出制定和实施海洋发展战略。
二、海洋经济迎来前所未有的发展机遇
随着海洋经济的不断发展,海洋经济对国家的贡献将越来越大,地位也将越来越突出。预计今后5到10年,我国海洋经济重点将在保障国家资源能源经济安全、助推战略性新兴产业发展等领域发挥重要作用。海洋经济的发展将不断使我国在全球竞争中的地位会越来越明显,我国海洋经济的发展将迎来黄金增长期。
1海洋是缓解陆域资源短缺的最佳途径,发展潜力巨大。海洋经济的发展在相当一段时间,将较大范围地缓解陆域资源的短缺,解决陆地资源匮乏的瓶颈,保障国民经济安全。目前,我国陆域资源已经日益枯竭,一时间难以突破。目前,我国已公布的资源枯竭城市已达到44个,而海洋资源的开发尚属起步阶段,海洋经济发展大有作为。因此,围填海对支持沿海地区经济发展、缓解建设用地紧张发挥了重要作用,能够保障国家重点基础设施和产业政策鼓励发展的项目用海。
从海洋水产品来看,目前海洋水产品的年产量相当于当年全国肉类和禽蛋类总产量的1/4,已经成为我国食物资源供给的重要保障之一。近20年来,我国石油产量增长的50%以上来自海洋,为全国石油供给作出了突出贡献。海水淡化技术也有了新的突破,未来我国淡化海水产量将大幅增长,将会加大满足居民的日常用水供给力度。另外,我国的潮汐能、海浪能、海流能、温差能、盐度差能等海洋再生能源理论蕴藏量约在6.3亿千瓦以上,开发潜力巨大。
2国家政策将快速助推海洋经济的高速发展。前不久,国务院了《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,较为密集地提出要大力扶持和重点发展的涉海产业,内容涉及海洋油气业、海洋新能源、海水利用业、海洋生物产业、海洋高端装备制造业等,预示着海洋将成为国家发展战略性新兴产业的主战场。目前我国战略性海洋新兴产业迅速崛起,取得了长足的发展。据不完全统计,“十一五”期间,我国战略性海洋新兴产业发展规模逐年增大,年均增速在20%以上。战略性海洋新兴产业是国民经济的战略先导产业。从建设小康社会和创新型国家的需求出发,从长足发展来看,将带动我国钢铁、机械、有色、造船、石化、轻纺、高档建材等多个工业体系的发展,可有效满足国家战略需求或形成产业技术储备、形成一批国家海洋权益保障能力的关键性、战略性海洋产业需
求;同时也将进一步推动海洋领域的技术转化、承接产业转移和扩张,从而促进我国经济结构深度调整,带动传统产业改造升级,提升我国海洋产业竞争实力等连锁反应;并有效缓解国民经济建设短缺的资源瓶颈,保护海洋资源环境,开发利用与保护未来海洋等。
因此,大力发展海洋经济,加快培育海洋生物、海水利用、海洋能和深海资源开发、海洋新材料、高端船舶及海洋工程装备制造、海洋现代服务业等战略性新兴产业,将在高起点建设现代产业体系,推动产业结构升级和经济发展方式转变,抢占经济和科技竞争制高点,提升我国在全球竞争中的地位等方面发挥重要作用。
3国家对地方政策扶持和具体指导将继续加大。“十二五”期间,我国将强化海洋经济发展的宏观调控和规划指导,加强海洋法律法规的制定和实施,加强海洋经济统计分析和研究等方面的工作。
以浙江为例,在促进海洋经济的发展方面,今年年初国务院正式批复《浙江海洋经济发展示范区规划》,浙江海洋经济发展示范区的建设上升为国家战略。国务院在批复中指出,建设好浙江海洋经济发展示范区关系到我国实施海洋发展战略和完善区域发展总体战略的全局。批复要求,规划实施要突出科学发展主题和加快转变经济发展方式主线,以深化改革为动力,着力优化海洋经济结构,加强海洋生态文明建设,提高海洋科教支撑能力,创新体制机制,统筹海陆联动发展,推进海洋综合管理,建设综合实力较强、核心竞争力突出、空间配置合理、生态环境良好、体制机制灵活的海洋经济发展示范区,形成我国东部沿海地区重要的经济增长极。
根据规划。浙江将充分挖掘丰富的海洋生产力,并把海洋经济作为经济转型升级的突破口。到2015年,浙江的海洋生产总值将突破7200亿元。同时,浙江将打造一核两翼三圈九区多岛为空间布局的海洋经济大平台,宁波―舟山港海域、海岛及其依托城市是核心区;在产业布局上以环杭州湾产业带为北翼,成为引领长三角海洋经济发展的重要平台,以温州台州沿海产业带为南翼,与福建海西经济区接轨航州、宁波、温州三大沿海都市圈通过增强现代都市服务功能和科技支撑功能,为产业升级服务。在此基础上形成九个沿海产业集聚区,并推进舟山、温州、台州等地诸多岛屿的开发和保护。
围绕这些大平台,浙江省将构建大宗商品交易平台、海陆联动集疏运网络、金融和信息支撑系统三位一体的港航物流服务体系,突出我国在原油、矿石、煤炭、粮食等重要物资储运中的战略保障作用;同时扶持培育一批海洋战略性新兴产业,提升浙江整体产业层次。
国家海洋局表示,在《浙江海洋经济发展示范区规划》的贯彻实施方面,将着重在海域使用和海岛开发方面提供指导和扶持。第一,要适当考虑增加浙江等地的建设用围填海年度计划指标,并依据开发与保护并重的原则,对列入国家和省重点的涉海工程和海洋生态保护、海洋生态等项目,优先安排围填海计划指标;第二,在海域使用审批上,进一步提高审批效率,优化审批程序,积极支持浙江省开展海域使用权证书按程序办理项目建设手续试点工作,探索用海项目审批新模式;第三,在海域资源市场化方面,国家海洋局将进一步推进浙江省海域资源市场化配置进程,完善海域使用权招拍挂制度,为探索建立浙江省海域使用二级市场提供技术指导和支持;第四,在海岛开发利用与保护方面,逐步完善海岛保护法各项配套措施,进一步规范无居民海岛开发利用审批程序和监管工作,为浙江省加强海岛资源的分类管理与有效保护,合理利用海岛提供法律与政策依据。与此同时,国家海洋局还将在经济监测与评估、规划监督实施、海洋产业指导、海洋人才培养等方面,加大对浙江等地区海洋经济发展的支持力度。
三、海洋环境保护问题是发展海洋经济面临的最大挑战
1实现海洋经济与海洋资源环境的协调发展。重视海洋资源环境保护,实现海洋经济与海洋资源环境的协调发展十分重要。中国近海和管辖海域蕴藏着丰富的海洋资源,包括生物资源、油气资源、固体矿物资源、海水资源、海洋能源、海洋旅游资源等。各种海洋资源开发活动分别形成了不同的海洋产业,传统的海洋产业有海洋捕捞业、海洋交通运输业、海水制盐业;新兴的海洋产业有海水增养殖业、海洋油气工业、海滨旅游业、海水直接利用业、海洋药物和食品工业等;另外还有一些正处于技术储备阶段的未来海洋产业,如海洋能利用、深海采矿业、海洋信息产业、海水综合利用等。海洋产业已成为沿海经济的重要内容之一,经过多年发展现已初具规模。据不完全统计,中国海洋经济总产值目前已达1400亿元人民币。
2保护环境是当前海洋经济发展的第一要务。近些年来,随着海洋环境影响气候变化、降雨量分布和自然灾害的发生,加之部分地区工业污染加剧和对海洋的无序开发,使海洋环境面临着重要的挑战。比如,近海渔业资源捕捞过度使海洋生物资源破坏严重;人海污染物总量不断增加,致使某些海域环境污染加剧,生态环境趋于恶化;缺乏高层次的规划和协调机制造成用海行业之间矛盾突出,开发利用不合理;沿海岸段经济发展不平衡,个别地区还没有完全摆脱贫困状态,而在经济发达岸段,也存在着诸多的环境问题;全球气候变化及沿海地区经济活动增加使海洋性灾害频率增高,范围扩大,经济损失程度也相应增加,后果更严重。此外,国际海洋事务出现了新的形势,维护海洋权益面临繁重任务;各国都在加强海洋科学技术研究、开发和应用,以增强国际海洋竞争能力。开发海洋、保护海洋已成为中国环境与发展的不可分割的重要组成部分。
应该说,发展海洋经济是沿海经济发展的一个重大机遇,但同时对海洋生态环境保护方面也带来了一个巨大的挑战,海洋的开发与保护,经济与生态效益的和谐发展,是复杂的系统工程。我们只有在保护好海洋生态的基础上,适度开发,开发与保护并举,保持海洋资源的可持续利用,才能保证我国海洋经济的可持续发展。
四、对我国海洋生态环境保护的对策建议
1要正确处理好开发与保护的关系。开发和保护似乎是一直存在着矛盾的冲突,但是海域资源和土地一样,是不可再生的宝贵资源,如果在开放过程中没有科学的规划和管理,不加以有效保护,势必造成资源环境的巨大浪费和破坏。因此,我们必须贯彻“在开发中保护、在保护中开发”的方针,把握好开发与保护的最佳结合点、平衡点,进一步规范海洋开发秩序,转变用海方式,实现集中、集约、节约、科学用海。
2要高度重视海洋环境保护工作。要重视海洋资源环境保护,提高清洁海域水质标准。实现海洋经济与海洋资源环境的协调发展也应当是试点工作的重点之一。海洋生态环境保护事关可持续发展的全局,必须给予高度的重视。
3海洋环境保护的对策建议。一是加强海洋环境监测。要进一步提高海洋污染监控能力,以污染防治为重点,恢复和改善生态系统为立足点,提高预警和全程监测设备的装备水平,实施重点企业、重要人海口的全天候监控,从上游切断污染的源头。二是加强执法力度,依法治污。尽快在全国推进海洋环境质量公报和定期预报制度,依法从严查处重点工业污染,对于陆源污染企业要进一步核查,集中整治或关闭,海上作业企业要坚决按照国家有关规定,符合海洋作业环境要求。三是推行目标责任制,加大海洋环境综合治理。探索推行建立沿海各级政府海洋环境保护目标责任制,按照污染防治和生态建设并重的要求,制定实施全区海洋环境保护和生态建设规划,有计划、有步骤地推进重点海域的海洋环境综合治理。四是加快海洋生态监控,适时做好生态修复。确保海洋生物适时在全国部分重点区域推进海洋生态监控区建设,大力开展水生物资源养护等行动。与此同时,各级政府部门要加大对海滩、海岛以及湿地、海上生物等进行必要的投入,提高海洋自我生态修复功能,实现人为修复与自然修复并举。五是优化海洋产业结构,加快海洋科技成果转化。海洋环境与生态保护,其关键要依靠科技,要正确处理好以创新为引导的科技支撑与海洋产业结构低质化的矛盾。据统计,目前我国海洋科技对海洋经济的贡献率仅有30%左右,与发达国家海洋科技对海洋经济发展70%的贡献率相距甚远。因此,要充分利用科技优势,提高海洋科技成果的转化和推广力度,以减少产业发展与环境保护之间的矛盾,实现海洋经济的可持续发展。
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6《中国海洋年鉴》编纂委员会2009年中国海洋年鉴
7《中国海洋鉴》编筹委员会,20lO年中国海洋年鉴
8中国经济年鉴20lO年卷
海洋生物修复技术范文
关键词海洋生物技术
发展展望
近10年来,由于海洋在沿海国家可持续发展中的战略地位日益突出,以及人类对海洋环境特殊性和海洋生物多样性特征的认识不断深入,海洋生物资源多层面的开发利用极大地促进了海洋生物技术研究与应用的迅速发展。1989年首届国际海洋生物技术大会(以下简称MPS大会)在日本召开时仅有几十人参加,而1997年第四届IMBC大会在意大利召开时参加入数达1000多人。现在IMBC会议已成为全球海洋生物技术发展的重要标志,出现了火红的局面。《IMBC2000》在澳大利亚刚刚开过,《IMBC2003》的筹备工作在日本已经开始,以色列为了举办们《IMBC2006》早早作了宣传,并争到了举办权。每3年一届的IMBC不仅吸引了众多高水平的专家学者前往展示与交流研究成果,探讨新的研究发展方向,同时也极大地推动了区域海洋生物技术研究的发展进程。在各大洲,先后成立了区域性学术交流组织,如亚太海洋生物技术学会、欧洲海洋生物技术学会和泛美海洋生物技术协会等。各国还组建了一批研究中心,其中比较著名的为美国马里兰大学海洋生物技术中心、加州大学圣地亚哥分校海洋生物技术和环境中心,康州大学海洋生物技术中心,挪威贝尔根大学海洋分子生物学国际研究中心和日本海洋生物技术研究所等。这些学术组织或研究中心不断举办各种专题研讨会或工作组会议研究讨论富有区域特色的海洋生物技术问题。1998年在欧洲海洋生物技术学会、日本海洋生物技术学会和泛美海洋生物技术协会的支持下,原《海洋生物技术杂志》与《分子海洋生物学和生物技术》合刊为《海洋生物技术》学报(以下简称MBT),现在它已成为一份具有权威性的国际刊物。海洋生物技术作为一个新的学科领域已明确被定义为“海洋生命的分子生物学如细胞生物学及其它的技术应用”。
为了适应这种快速发展的形势,美国、日本、澳大利亚等发达国家先后制定了国家发展计划,把海洋生物技术研究确定为21世纪优先发展领域。1996年,中国也不失时机地将海洋生物技术纳入国家高技术研究发展计划(863计划),为今后的发展打下了基础。不言而喻,迄今海洋生物技术不仅成为海洋科学与生物技术交叉发展起来的全新研究领域,同时,也是21世纪世界各国科学技术发展的重要内容并将显示出强劲的发展势头和巨大应用潜力。
1.发展特点
表1和表2列出的资料大体反映了当前海洋生物技术研究发展的主要特点。
1.1加强基础生物学研究是促进海洋生物技术研究发展的重要基石
海洋生物技术涉及到海洋生物的分子生物学、细胞生物学、发育生物学、生殖生物学、遗传学、生物化学、微生物学,乃至生物多样性和海洋生态学等广泛内容,为了使其发展有一个坚实的基础,研究者非常重视相关的基础研究。在《IMBC2000》会议期间,当本文作者询问一位资深的与会者:本次会议的主要进步是什么?他毫不犹豫的回答:分子生物学水平的研究成果增多了。事实确实如此。近期的研究成果统计表明,海洋生物技术的基础研究更侧重于分子水平的研究,如基因表达、分子克隆、基因组学、分子标记、海洋生物分子、物质活性及其化合物等。这些具有导向性的基础研究,对今后的发展将有重要影。
1.2推动传统产业是海洋生物技术应用的主要方面
目前,应用海洋生物技术推动海洋产业发展主要聚焦在水产养殖和海洋天然产物开发两个方面,这也是海洋生物技术研究发展势头强劲。充满活力的原因所在。在水产养殖方面,提高重要养殖种类的繁殖、发育、生长和健康状况,特别是在培育品种的优良性状、提高抗病能力方面已取得令人鼓舞的进步,如转生长激素基因鱼的培育、贝类多倍体育苗、鱼类和甲壳类性别控制、疾病检测与防治、DNA疫苗和营养增强等;在海洋天然产物开发方面,利用生物技术的最新原理和方法开发分离海洋生物的活性物质、测定分子组成和结构及生物合成方式、检验生物活性等,已明显地促进了海洋新药、酶、高分子材料、诊断试剂等新一代生物制品和化学品的产业化开发。转贴于
表1近期IMBC大会研讨的主要内容
表2近期IMBC大会和《MarineBiotechnology》学报论文统计表
1.3保证海洋环境可持续利用是海洋生物技术研究应用的另一个重要方面
利用生物技术保护海洋环境、治理污染,使海洋生态系统生物生产过程更加有效是一个相对比较新的应用发展领域,因此,无论是从技术开发,还是产业发展的角度看,它都有巨大的潜力有待挖掘出来。目前已涉及到的研究主要包括生物修复(如生物降解和富集、固定有毒物质技术等)、防生物附着、生态毒理、环境适应和共生等。有关国家把“生物修复”作为海洋生态环境保护及其产业可持续发展的重要生物工程手段,美国和加拿大联合制定了海洋环境生物修复计划,推动该技术的应用与发展。
1.4与海洋生物技术发展有关的海洋政策始终是公众关注的问题
其中海洋生物技术的发展策略、海洋生物技术的专利保护、海洋生物技术对水产养殖发展的重要性、转基因种类的安全性及控制问题、海洋生物技术与生物多样性关系以及海洋环境保护等方面的政策、法规的制定与实施倍受关注。
2.重点发展领域
当前,国际海洋生物技术的重点研究发展领域主要包括如下几个方面:
2.1发育与生殖生物学基础
弄清海洋生物胚胎发育、变态、成熟及繁殖各个环节的生理过程及其分子调控机理,不仅对于阐明海洋生物生长、发育与生殖的分子调控规律具有重要科学意义,而且对于应用生物技术手段,促进某种生物的生长发育及调控其生殖活动,提高水产养殖的质量和产量具有重要应用价值。因此,这方面的研究是近年来海洋生物技术领域的研究重点之一。主要包括:生长激素、生长因子、甲状腺激素受体、促性腺激素、促性腺激素释放激素、生长一催乳激素、渗透压调节激素、生殖抑制因子、卵母细胞最后成熟诱导因子、性别决定因子和性别特异基因等激素和调节因子的基因鉴定、克隆及表达分析,以及鱼类胚胎于细胞培养及定向分化等。
2.2基因组学与基因转移
随着全球性基因组计划尤其是人类基因组计划的实施,各种生物的结构基因组和功能基因组研究成为生命科学的重点研究内容,海洋生物的基因组研究,特别是功能基因组学研究自然成为海洋生物学工作者研究的新热点。目前的研究重点是对有代表性的海洋生物(包括鱼、虾、贝及病原微生物和病毒)基因组进行全序列测定,同时进行特定功能基因,如药物基因、酶基因、激素多肽基因、抗病基因和耐盐基因等的克隆和功能分析。在此基础上,基因转移作为海洋生物遗传改良、培育快速生长和抗逆优良品种的有效技术手段,已成为该领域应用技术研究发展的重点。近几年研究重点集中在目标基因筛选,如抗病基因、胰岛素样生长因子基因及绿色荧光蛋白基因等作为目标基因;大批量、高效转基因方法也是基因转移研究的重点方面,除传统的显微注射法、基因枪法和精子携带法外,目前已发展了逆转录病毒介导法,电穿孔法,转座子介导法及胚胎细胞介导法等。
2.3病原生物学与免疫
随着海洋环境逐渐恶化和海水养殖的规模化发展,病害问题已成为制约世界海水养殖业发展的瓶颈因子之一。开展病原生物(如细菌、病毒等)致病机理、传播途径及其与宿主之间相互作用的研究,是研制有效防治技术的基础;同时,开展海水养殖生物分子免疫学和免疫遗传学的研究,弄清海水鱼、虾、贝类的免疫机制对于培育抗病养殖品种、有效防治养殖病害的发生具有重要意义。因此,病原生物学与免疫已成为当前海洋生物技术的重点研究领域之一,重点是病原微生物致病相关基因、海洋生物抗病相关基因的筛选、克隆,海洋无脊椎动物细胞系的建立、海洋生物免疫机制的探讨、DNA疫苗研制等。
2.4生物活性及其产物转贴于
海洋生物活性物质的分离与利用是当今海洋生物技术的又一研究热点。现人研究表明,各种海洋生物中都广泛存在独特的化合物,用来保护自己生存于海洋中。来自不同海洋生物的活性物质在生物医学及疾病防治上显示出巨大的应用潜力,如海绵是分离天然药物的重要资源。另外,有一些海洋微生物具有耐高温或低温、耐高压、耐高盐和财低营养的功能,研究开发利用这些具特殊功能的海洋极端生物可能获得陆地上无法得到的新的天然产物,因而,对极端生物研究也成为近年来海洋生物技术研究的重点方面。这一领域的研究重点包括抗肿瘤药物、工业酶及其它特殊用途酶类、极端微生物中特定功能基因的筛选、抗微生物活性物质、抗生殖药物、免疫增强物质、抗氧化剂及产业化生产等。
2.5海洋环境生物技术
该领域的研究重点是海洋生物修复技术的开发与应用。生物修复技术是比生物降解含义更为广泛,又以生物降解为重点的海洋环境生物技术。其方法包括利用活有机体、或其制作产品降解污染物,减少毒性或转化为无毒产品,富集和固定有毒物质(包括重金属等),大尺度的生物修复还包括生态系统中的生态调控等。应用领域包括水产规模化养殖和工厂化养殖、石油污染、重金属污染、城市排污以及海洋其他废物(水)处理等。目前,微生物对环境反应的动力学机制、降解过程的生化机理、生物传感器、海洋微生物之间以及与其它生物之间的共生关系和互利机制,抗附着物质的分离纯化等是该领域的重要研究内容。
3.前沿领域的最新研究进展
3.1发育与生殖调控
应用GIH(性腺抑制激素)和GSH(性腺刺激激素)等激素调控甲壳类动物成熟和繁殖的技术[1],研究了甲状腺激素在金绍生长和发育中的调控作用,发现甲状腺激素受体mRNA水平在大脑中最高,在肌肉中最低,而在肝、肾和鳃中表达水平中等,表明甲状腺素受体在成体金银脑中起着重要作用[1],对海鞘的同源框(Homeobox)基因进行了鉴定,分离到30个同源框基因[1],建立了青鳉的同源框(Homeobox)基因[1],建立了青鳉胚胎干细胞系并通过细胞移植获得了嵌合体青鳉[1],建立了虹鳟原始生殖细胞培养物并分离出Vasa基因[2],进行斑节对虾生殖抑制激素的分离与鉴定[2],应用受体介导法筛选GnRH类似物,用于鱼类繁殖[2],建立了海绵细胞培养技术,用于进行药物筛选[2],建立了将海胆胚胎作为研究基因表达的模式系统[2],通过基因转移开展了海胆胚胎工程的研究[2],研究了人葡糖转移酶和大鼠已糖激酶cDNA在虹鳟胚胎中的表达[3],建立了通过细胞周期蛋白依赖的激酶活性测定海水鱼苗细胞增殖速率的方法[3],研究了几丁质酶基因在斑节对虾蜕皮过程中的表达[4],从海参分离出同源框基因,并进行了序列的测定[4]。
3.2功能基因克隆
建立了牙鲆肝脏和脾脏mRNA的表达序列标志,从深海一种耐压细菌中分离到压力调节的操纵子,从大西洋鲑分离到雌激素受体和甲状腺素受体基因,从挪威对虾中分离到性腺抑制激素基因[1];将DNA微阵列技术在海绵细胞培养上进行了应用,构建了班节对虾遗传连锁图谱,建立了海洋红藻EST,从海星卵母细胞中分离出成熟蛋白酶体的催化亚基,初步表明硬骨头鱼类IGF-I原E一肽具有抗肿瘤作用[2];构建了海洋酵母De—baryomyceshansenii的质粒载体,从鲤鱼血清中分离纯化出蛋白酶抑制剂,从兰蟹血细胞中分离到一种抗菌肽样物质,从红鲍分离到一种肌动蛋白启动子,发现依赖于细胞周期的激酶活性可用作海洋鱼类苗种细胞增殖的标记,克隆和定序了鳗鱼细胞色素P4501AcD-NA,通过基因转移方法分析了鳗细胞色素P450IAI基因的启动子区域,分离和克隆了鳗细胞色素P450IAI基因,建立了适宜于沟绍遗传作图的多态性EST标记,构建了黄盖鲽EST数据库并鉴定出了一些新基因,建立了班节对虾一些组织特异的EST标志,从经HirameRhabdovirus病毒感染的牙鲆淋巴细胞EST中分离出596个cDNA克隆[3];用PCR方法克隆出一种自体受精雌雄同体鱼类的ß一肌动蛋白基因,从金鲷cDNA文库中分离出多肽延伸因子EF-2CDNA克隆,在湖鳟基因组中发现了TC1样转座子元件[4];鉴定和克隆出的基因包括:南美白对虾抗菌肽基因、牡蛎变应原(allergen)基因、大西洋鳗和大西洋鲑抗体基因、虹鳟Vasa基因、青鳉P53基因组基因、双鞭毛藻类真核启始因子5A基因、条纹鲈GtH(促性腺激素)受体cDNA、鲍肌动蛋白基因、蓝细菌丙酮酸激酶基因、鲤鱼视紫红质基因调节系列以及牙鲆溶菌酶基因等[1—4]。
3.3基因转移
分离克隆了大马哈鱼IGF基因及其启动子,并构建了大马哈鱼IGF(胰岛素样生长因子)基因表达载体[1]。通过核定位信号因子提高了外源基因转移到斑马鱼卵的整合率[1],建立了快速生长的转基因罗非鱼品系并进行了安全性评价;对转基因罗非鱼进行了三倍体诱导,发现三倍体转基因罗非鱼尽管生长不如转基因二倍体快,但优于未转基因的二倍体鱼,同时,转基因三倍体雌鱼是完全不育的,因而具有推广价值[2];研究了超声处理促进外源DNA与金鲷精子结合的技术方法,将GFP作为细胞和生物中转基因表达的指示剂;表明转基因沟鲶比对照组生长快33%,且转基因鱼逃避敌害的能力较差,因而可以释放到自然界中,而不会对生态环境造成大的危害[3];应用GFP作为遗传标记研究了斑马鱼转基因的条件优化和表达效率[3];在抗病基因工程育种方面,构建了海洋生物抗菌肽及溶菌酶基因表达载体并进行了基因转移实验[2];在转基因研究的种类上,目前已从经济养殖鱼类逐步扩展到养殖虾、贝类及某些观赏鱼类[2.3]。通过基因枪法将外源基因转到虹鳟肌肉中获得了稳定表达[4]。
3.4分子标记技术与遗传多样性
研究了将鱼类基因内含子作为遗传多样性评价指标的可行性,应用SSCP和定序的方法研究了大西洋和地中海几种海洋生物的遗传多样性[1]。研究了南美白对虾消化酶基因的多态性[1];利用寄生性原生动物和有毒甲藻基因组DNA的间隔区序列作标记检测环境水体中这些病原生物的污染程度,应用18S和5.8S核糖体RNA基因之间的第一个内部间隔区(ITC—1)序列作标记进行甲壳类生物种间和种内遗传多样性研究[2];研究了斑节对虾三个种群的线粒体DNA多态性,用PCR技术鉴定了夏威夷Gobioid苗的种类特异性。通过测定内含子序列揭示了南美白对虾的种内遗传多样性,采用同功酶、微卫星DNA及RAPD标记对褐鳟不同种群的遗传变异进行了评价,在平鱼鉴定并分离出12种微卫星DNA,在美国加州鱿鱼上发现了高度可变的微卫星DNA[3];弄清了一种深水鱼类(Gonostomagracile)线粒体基因组的结构,并发现了硬骨鱼类tRNA基因重组的首个实例,测定了具有重要商业价值的海水轮虫的卫星DNA序列,用RAPD技术在大鲮鲆和鳎鱼筛选到微卫星重复片段,从多毛环节动物上分离出高度多态性的微卫星DNA,用RAPD技术研究了泰国东部泥蟹的遗传多样性[3];用AFLP方法分析了母性遗传物质在雌核发育条纹鲈基因组中的贡献[4]。
3.5DNA疫苗及疾病防治
构建了抗鱼类坏死病毒的DNA疫苗[1];开展了虹鳟IHNVDNA疫苗构建及防病的研究,表明用编码IHNV糖蛋白基因的DNA疫苗免疫虹鳟,诱导了非特异性免疫保护反应,证明DNA免疫途径在鱼类上的可行性,从虹鳟细胞系中鉴定出经干扰素可诱导的蛋白激酶[2];建立了养殖对虾病毒病原检测的ELISA试剂盒,用PCR等分子生物学技术鉴定了虾类的病毒性病原,将鱼类的非特异性免疫指标用于海洋环境监控,研究了抗病基因转移提高鲷科鱼类抗病力的可行性,研究了蛤类唾液酸凝集素的抗菌防御反映[2];研究了一种海洋生物多糖及其衍生物的抗病毒活性[3];建立了测定牡蛎病原的PCR—ELISA方法[3];研究了LatrunculinB毒素在红海绵体内的免疫定位[4]。
3.6生物活性物质
从海藻中分离出新的抗氧化剂[1],建立了大量生产生物活性化合物的海藻细胞和组织培养技术,建立了通过海绵细胞体外培养制备抗肿瘤化合物的方法[1];从不同生物(如对虾和细菌)中鉴定分离出抗微生物肽及其基因,从鱼类水解产物中分离出可用作微生物生长底物的活性物质,海洋生物中存在的抗附着活性物质,用血管生成抑制剂作为抗受孕剂,从蟹和虾体内提取免疫激活剂,从海洋藻类和蓝细菌中纯化光细菌致死化合物,海星抽提物在小鼠上表现出批精细胞形成的作用,从海洋植物Zosteramarina分离出一种无毒的抗附着活性化合物,从海绵和海鞘抽提物分离出抗肿瘤化合物,开发了珊瑚变态天然诱导剂,从海胆中分离出一种抗氧化的新药,在海洋双鞭毛藻类植物中鉴定出长碳链高度不饱和脂肪酸(C28),表明海洋真菌是分离抗微生物肽等生物活性化合物的理想来源[2];发现海洋假单胞杆菌的硫酸多糖及其衍生物具有抗病毒活性,从硬壳蛤分离出谷光甘肽一S一转移酶,从鲤血清中分离出丝氨酸蛋白酶抑制剂,从海绵中分离出氨激脯氨酸二肽酶,从一种珊瑚分离出具DNA酶样活性的物质,建立了开放式海绵养殖系统,为生物活性物质的大量制备提供了充足的海绵原料[3];从虾肌水解产物中分离到抗氧化肽物质[4];从一种海洋细菌中分离纯化出N一乙酸葡糖胺一6一磷酸脱乙酸酶[4]。
3.7生物修复、极端微生物及防附着
研究了转重金属硫蛋白基因藻类对海水环境中重金属的吸附能力,表明明显大于野生藻类[1],研究了石油降解微生物在修复被石油污染的海水环境上的可疗性及应用潜力[1];研究了海洋磁细菌在去除和回收海水环境中重金属上的应用潜力[1];用Bacillus清除养鱼场污水中的氮,用分子技术筛选作为海水养殖饵料的微藻,开发了六价铬在生物修复上的应用潜力,分离出耐冷的癸烷降解细菌,研究了海洋环境中多芳香化烃的微生物降解技术[2];从噬盐细菌分离出渗透压调节基因,并生产了重组Ectoine(渗透压调节因子),从2650米的深海分离到一种耐高温的细菌,这种细菌可用来分离耐高温和热稳定的酶,在耐高温的archaea发现了D型氨基酸和无氧氨酸消旋酶,测定了3种海洋火球菌的基因组DNA序列,借助于CROSS/BLAST分析进行了特定功能基因的筛选,从海底沉积物、海水和北冰洋收集了1000多种噬冷细菌,并从这些细菌中分离到多种冷适应的酶[2];建立了一种测定藤壶附着诱导物质的简单方法,研究了Chlorophyta和共生细菌之间附着所必需的形态上相互作用,研究了珊瑚抗附着物质(dterpene)类似物的抗附着和麻醉作用[3];分析了海岸环境中污着的起始过程,并对沉积物和附着物的影响进行了检测[4]。
4.展望与建议
海洋生物修复技术范文篇7
21世纪初,生态文明作为一种新的价值观进入人类现实生活中。这是人们从文化的视角思考环境问题的结果,是人类文明的一次重大进步。我国是一个海洋大国,在海洋的战略地位不断提高的今天,如何坚持生态航运建设,保护海洋环境,发展海洋运输,维护海洋生态系统的平衡,建立全球可持续发展的伦理观,是一个关系着经济社会发展的大问题。
一、以生态文明为基点促进海洋运输发展
1.生态文明的内涵。生态是指生物在一定的自然环境下存在和发展的状态。[1]文明是社会的进步状态,是人类改造世界的物质和精神成果的总和。生态文明则指以人与自然和谐发展、共生共荣为目标的社会进步状态,是协调人与自然关系的文明。它以可持续发展为依据,以尊重和维护生态环境为目标,以强调人的自觉与自律为基点。人类文明大体上经历了原始文明、农业文明、工业文明的阶段,现在正在向生态文明阶段迈进。生态文明的提出,是人们对可持续发展理论认识深化的必然结果。
党的十七大报告首次提出生态文明建设,不但成为新时期实现全面建设小康社会奋斗目标的新要求,也是发展生态海运的基点。
2.我国海洋运输的历史与现状。海洋运输简称海运,是国际物流中最主要的运输方式。通常指使用船舶通过海上航道在不同国家和地区的港口之间运送货物的一种方式。海洋运输历史悠久,源远流长。在中国,7000年前我们的祖先就刳木为舟,剡木为楫”;到了隋唐五代和宋元时期,海上丝绸之路形成并繁荣起来;我国航海家郑和先后七次下西洋,遍访亚非各国,在整个世界航海史上,竖起了一座永垂史册的丰碑。人类海洋运输的初始动力主要是依靠人力与自然力,海洋运输范围有限,再加上世界经济贸易数量较小等原因,近代以前的海洋运输并没有给海洋环境造成很大的不良影响。
当今时代,随着科学技术的突飞猛进,航运科技进步日新月异,海洋运输发展迅猛。表现为船舶大型化、专业化、高速化、自动化、电子化……发生了划时代的变革。近年来,随着经济的高速发展,我国已经成为世界上最重要的海运大国之一。港口吞吐量和集装箱吞吐量迅速发展,如上海港吞吐量自2005年跃居世界第一大港。我国沿海矿、煤、油、箱、粮五大运输系统基本建立,港口货物吞吐量和集装箱吞吐量连续五年位居世界第一。目前,随着21世纪海洋战略地位的凸显,人类纷纷把目光投向海洋,中国近海海域已成为世界上最繁忙的海域之一,海洋运输进入了深度发展的时代,同时对海洋环境产生的负面影响愈演愈烈。
3.发展生态海运的必要性。从徐福东渡到麦哲伦远航,从哥伦布发现新大陆到郑和多番下西洋,海洋为人类文明的历史发展提供了波澜壮阔的舞台;从姜根迪如的第一颗冰融到崇明岛外的碧波浩渺;从河姆渡的独木之舟到万吨巨轮乘风本文由收集整理破浪连通了五洲四海,我国的航运业正由一个海运大国向一个海运强国迈进。据专家分析,进入21世纪,我国海运发展大体经历2001—2004年的战略准备阶段,2005—2010年战略框架阶段,预计到2022年我国将成为世界海运强国。
长期以来,海运作为国民经济基础性和服务性产业,为我国经济社会和对外贸易的发展发挥了重要的支撑和保障作用。海洋运输是国际贸易中基本的运输方式,古往今来,海洋运输以其运量大、运费低、航道四通八达等优势备受人们青睐。当今世界经济联系更为紧密,贸易往来频繁,国际贸易总运量中的2/3以上,我国进出口货运总量的约90%以上都是利用海上运输。它不仅节省了大量外汇支付,而且还赚取了更多的外汇收入。既保障国家经济利益,又提高国际地位。虽然随着航运事业的蓬勃发展,人类利用海洋创造了空前的经济繁荣景象。但是,海洋运输的负面效应不容小觑。因而发展生态海运是海洋全球化”的时代要求,是建设海洋强国”的必然选择,也是我国十二五”规划的重要组成部分。
二、以生态文明为视角审视海洋运输对海洋环境的负面影响
海上运输的发展一方面促进了经济发展,另一方面也带来一系列的环境问题,船舶运输造成的海洋环境污染不容忽视。最近相关研究发现,仅200多艘商船每年排放的颗粒物就达约9980吨,而全球每年排放的氮氧化物气体中30%来自海上船舶。[2]海洋运输对海洋环境的负面影响大抵可为以下方面:
首先,船舶航行产生的海洋垃圾污染使大海遭受了致命的劫难。20世纪末全世界每天大约有近2000万名乘客在海上旅行,每年产生垃圾近3万吨。以此做不完全推算,全世界每天在海上航行的商船约万艘,游艇数百万艘,渔船约几十万艘,加之各国在海上游弋的军舰、航母等产生的垃圾和由于各种海难事故沉没的船体均计算在内,那么全世界由于海上航行每年产生的固体垃圾总计有600多万吨。大量废物堆积在海底,使五彩斑斓的海底世界严重污染,海水水质和海洋生态环境急剧恶化。[3]
其次,海上船舶溢油污染海洋环境。我国是航运大国,也是石油进口大国,近年来的石油进口量均在亿吨以上。石油水上运输量的逐年递增,也增加了船舶发生溢油事故的风险。何谓海上船舶溢油?一般指油船在航行途中由于意外状况而发生的海难事故,以至在很短时间内使大量石油倾泻进海洋,造成海洋环境污染。这种溢油事故频繁发生,仅在21世纪的前5年内,我国海域发生的大型溢油污染事件就已经多达80多起。据有关资料显示,2009年11月1日凌晨2时55分左右,受强风浪影响,靠泊在长江口嵊泗绿华锚地的伊朗籍zoorik”轮发生移锚后在西绿华山北岸触礁,船体破损进水,11月3日船体发生断裂,船舱内500余吨重燃油及100余吨轻质燃油大量外泄。事故发生后,虽然海事部门及时采取了拦油、吸油等清污、打捞措施,但仍有近100吨燃料油泄漏入海,油污在海流、风浪、潮汐的共同作用下迅速扩散,造成绿华海域严重污染。经有关部门评估,这次溢油事故对海洋生态环境和当地养殖企业造成的损失高达人民币7000余万元,为清理油污支付的费用达3000余万元。但是,生态学家认为,赔偿额再大,也无法弥补污染给当地生态环境造成的危害。[4]因此原油泄漏往往会给海域的生态系统带来灾难性的破坏。国家海洋局相关数据显示,由重大船舶油污事故、石油勘探开发等造成的原油污染事件屡屡发生,给国家经济、海洋环境以及人民的生产生活带来了极大影响。
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再次,危险化学物品泄漏破坏海洋生态环境。目前,我国危险品运输量年均超过100万吨。化学品一旦发生大规模泄漏,通常会引起严重的环境灾难。有些化学品干扰生物体的细胞生长过程,并且因此而直接导致其死亡;有些化学物质虽不会直接引起生物体死亡,但会破坏其生理或行为活动(例如减少产卵、繁殖量等),或产生某些生物体和分子化学影响(如破坏卵体基因,使染色体反常,抑制免疫力等);某些化学品在一定环境达到一定的浓度值后,可能会对生态系统产生不利的影响(如损害生态,破坏物种,降低生物多样性,降低能量流,较大型生物迁居,寿命较短物种幸存数量减少)。[5]危化物泄漏往往对海洋生物产生灭顶之灾。
最后,部分海员海洋环保意识淡薄,故意违章排放。为防止船舶污染海洋环境,船舶所有人按照相关公约、法规的要求配置了相应的船舶设备、装置和材料,配备适任、健康、合格的海员。但仍有部分海员素质不高,海洋环境保护意识不强,不能严格遵守有关公约、法律、规范中关于船舶防污染的规定,对船舶设备的维护保养不够,管理不善,未使机器处于良好的技术状况,随时启动船舶防污设备。未运用良好的船艺靠离码头、安全航行,未遵守各项操作规程,故意违章排放污染物,造成了对海洋环境的污染。
此外,由于其他海上事故、海洋石油勘探开发以及因人为进行海上倾废等原因致使各类有害物质进入海洋等,海洋生态系统平衡也因此遭到严重破坏。目前每年排入海洋的石油污染物约1000万吨,此种情况的出现,致使大面积海水被油膜覆盖,海洋生物大量死亡,严重影响海产品的价值,以及其他海上活动。
三、以生态文明为目标强化海洋环境保护的对策
建设生态海运是一个系统工程,需要方方面的努力。我们要坚持建设生态文明、低碳环保、可持续发展的海洋运输业。必须加强培育船员爱护海洋的意识,积极开展低碳环保的道德实践,同时还要让环保的理念深入人心,不断推进技术创新,强化我国海洋运输对海洋环境保护的有效对策。
1.培养海员海洋环境保护理念。在海上运输过程中,海员是最重要的参与者。因而,海洋环境的有效保护,在很大程度上取决于海员。必须培养他们爱护海洋的理念,对他们进行系统、全面、专业的海洋环保、建设生态海运教育。深入宣传、普及《海洋环境保护法》以及自2010年3月1日起施行的《防治船舶污染海洋环境管理条例》等相关法律知识。使其清楚地意识到船舶泄漏或排放污染物造成海域污染、人身伤亡及其他经济损失,可归结为海上侵权行为,需承担相应的法律责任与其他责任,从而积极地维护海洋生态平衡,珍惜海洋资源,保持大海的清澈湛蓝,使海员们自觉严守《海洋环境保护法》及其他防污染的条例、公约,按照排污规定严格控制排放含油、含有毒的污水,严防有害物质跑冒滴漏现象的出现。
2.开展海洋运输低碳、环保的道德实践活动。海洋运输行业是耗能大户,具有节能减排的巨大潜力,要加快建立以低碳环保为特征的海洋运输体系。加强节能技术的创新、推广和利用,最大限度地减少海洋运输对海洋环境的污染以及对能源的消耗。有学者指出,科学谨慎地规划航线,在不违反避碰规则,不影响航行安全的条件下,使船舶跑经济航速和经济航线,努力降低燃油单耗;合理配载,适当调整吃水和吃水差,在尽量减少压载水操作、保证船舶稳定性和强度符合要求的前提下,减少燃油消耗。在日常生活中,教育海员不准随意排放污染物,油轮或油糟的压载水、洗舱水以及船底含油污水、有毒有害物质的甲板污水,都不得随意排放入海,均会减少海洋污染。广泛深入地组织开展节能减排先进典型示范推广等活动,使其在海洋运输低碳、环保的道德实践活动中起到引领作用。
3.培育全民性海洋环境保护伦理观。为了更好地维护海洋生态平衡,保护海洋环境,提高公民的环保意识与公德意识,基层单位,社区组织,每个家庭,都要弘扬生态文明,传播环保文化,积极行动起来,从点滴做起,从自我做起,为海洋生态环境建设做出应有的贡献,积极落实十二五”规划,真正把海洋环境保护作为一项崇高的事业来做。应采用多种方式,并充分发挥新闻媒体的舆论导向和监督作用,不断增强人们的忧患意识、责任意识和工作自觉性、创造性。牢固树立可持续发展的科学发展观和节约、清洁、生态消费、保护海洋环境的科学理念,建设生态文明新风尚。
4.发展技术创新,控制船舶溢油与其他海洋油气污染。航运科技创新在控制船舶溢油与其他海洋油气污染方面发挥了重要的引领和支撑作用。据专家分析,首先要大力开发和引进船舶节能减排新技术,包括研发应用新一代节能环保型运输船舶,提高主机运行效率,达到高效航运,使得船体在水中的阻力减轻,油耗减低,废气排放减少,达到既节能又环保的目标。并且要坚定不移地走科技创新之路,有效控制船舶溢油,努力引领国际生态海洋运输技术发展。不断推进我国海洋运输业国际竞争力的整体跃升。
5.完善航运法律、法规与海洋环境保护伦理规制。全面实施生态航运,是一项长期、艰巨的任务,需要我国有关方面持续不懈地努力与全社会的关注。首先应切实履行相关国际公约、法规。还要积极、主动地参与其制订、修订工作,结合我国的利益需要和实际情况,提出相关建议,努力把船舶运输对海洋环境的危害降至最低水平。并且在行业部门广泛、深入地宣传相关的法律规章。各级主管部门、航运企业在管理中实行责任到人,追究相应的直接事故责任、领导连带责任,强化环境保护政策法规的执行力度。同时建立健全我国海洋环境保护伦理规制,海运各行各业规范职业道德准则,确实使生态航运与海洋环境保护落实到位。
6.建立油污灾害修复基金与船舶运输海洋环境保护表彰基金。由于石油使用广泛且污染潜在危害大,海运石油的货主、储存、运输和使用者应共同对石油的潜在油污危险负有环境保护的责任。不应完全归责于政府,而应对油污责任方收取一定数量的防治石油污染损害费用,建立油污灾害修复基金。为油污损害评估、赔付、清除油污行动、复原环境、恢复正常的生产和生活提供资保障。并建立船舶运输海洋环境保护表彰基金,抓好先进典型,树立海洋环保奋斗目标。大型航运企业、港口公司应与政府携手定期举办各种类型国际海运发展论坛,积极参与国际海运问题研究。应加强与各航运国的联系、合作与交流工作,保证国际海上运输多快好省地发展。
海洋生物修复技术范文篇8
关键词:建筑材料;发展;分析
建筑生产活动的物质基础,与建筑设计、建筑结构、建筑施工和建筑经济一样,是建筑工程学科的重要组成部分。建筑工程中许多技术问题的突破和创新,常有赖于建筑材料的解决,新的建筑材料的出现,又将促进结构设计及施工技术的革新。由于社会生产力的不断发展和科学技术的进步,建筑材料才越出了几千年来沿用的砖、木、石、土的限制,广泛使用水泥和钢材,出现了钢筋混凝土结构。随着轻质高强材料的问世,又推动了现代建筑和高层建筑的发展。而建筑技术的发展,总是不断地对建筑材料提出更新的要求,一些具有特殊功能的材料也就应运而生。由此可见建筑材料生产及其科学技术的发展,不仅对建筑业的发展有重要作用,还会影响地区和国家经济建设的速度。
1新型建筑材料发展现状
(1)新型墙体材料发展状况
新型墙体材料品种较多,主要包括砖、块、板,如粘土空心砖、掺废料的粘土砖、非粘土砖、建筑砌块、加气混凝土、轻质板材、复合板材等。我国新型墙体材料发展较快,1987年新型墙体材料产量为184.5亿块标准砖,到1997年增长到1849.88亿块标准砖,新型墙体材料在墙体材料总量中的比例由4.58%上升到25.2%。
经过近20年的发展,近年来,我国已经能够自行研制开发生产技术和设备,我国的墙体材料工业已经开始走上多品种发展的道路,初步形成了以块板为主的墙体材料体系,如混凝土空心砌块、纸面石膏板、纤维水泥夹心板等,但代表现代工艺水平的各种新型轻板、复合板所占比重仍很小,还不到整个墙体材料总量的1%,与工业发达国家相比,相对落后,主要表现在:产品档次低、企业规模小、工艺装备落后、配套能力差。新型墙体材料发展缓慢的重要原因之一是对实心粘土砖限制的力度不够,缺乏具体措施保护土地资源,以毁坏土地为代价制造粘土砖成本极低,使得任何一种新型墙体材料在价格上无法与之竞争。
(2)防水密封材料
防水材料是建筑业及其它有关行业所需要的重要功能材料,是建筑材料工业的一个重要组成部分。随着我国国民经济的快速发展,不仅工业建筑与民用建筑对防水材料提出了多品种高质量的要求,在桥梁、隧道、国防军工、农业水利和交通运输等行业和领域中也都需要高质量的防水密封材料。
改革开放以来,我国建筑防水材料获得较快的发展。我国的防水材料早已摆脱纸胎油毡一统天下的落后局面,目前拥有包括沥青油毡(含改性沥青油毡)、合成高分子防水卷材、建筑防水涂料、密封材料、堵漏和刚性防水材料等类产品。防水材料基本上形成了品种门类齐全、产品规格、档次配套,工艺装备开发已初具规模的防水材料工业体系,国外有的品种我国基本上都有。目前我国防水材料与国外先进国家相比存在以下主要问题:一是产品结构不合理,目前新型防水密封材料的生产量和使用量都很小,制胎油毡仍占防水卷材的95%;二是产品质量普遍偏低,假冒产品充斥市场;三是设计施工应用技术有待提高,建筑渗漏还相当严重。防水材料工业亟待调整结构、规范市场。
(3)保温隔热材料发展现状
改革开放以来,我国保温隔热材料有了长足的进步,已发展成为品种比较齐全,初具规模的保温材料的生产和技术体系。我国保温材料不少产品已从无到有,从单一到多样化,质量从低到高,形成以膨胀珍珠岩、矿物棉、玻璃棉、泡沫塑料、耐火纤维、硅酸钙绝热制品等为主的品种比较齐全的产业,技术、生产装备水平也有了较大提高。但总体技术和装备水平仍较低,在建筑领域的应用技术也还有待完善,在很大程度上制约了保温材料的推广应用。
另外,保温材料工业重复建设现象严重,全国各地蜂拥而上,而在应用领域的开发上却投入不多,造成了目前投资效益低、供大于求的局面。
目前,我国保温材料主要存在的问题为:市场应用率低、生产工艺整体水平和管理水平较低、产品质量不够稳定、科研投入不足。特别是保温材料在建筑中的应用技术研究与开发多年来进展缓慢,严重地影响了保温材料工业的健康发展。加强新型保温隔热材料和其他新型建材制品设计施工应用方面的工作,是发展新型建材工业的当务之急。
(4)装饰装修材料发展现状
建筑装饰装修材料品种门类繁多,更新换代十分迅速,与人民生活水平提高和居住条件改善密切相关,是极具发展潜力的建筑材料品种之一。它的品种、质量和配套水平的高低决定着建筑物装饰档次的高低,对美化城乡建筑、改善人民居住和工作环境有着十分重要的意义。
我国建筑装饰装修材料的发展,虽然起步较晚,但起点较高,主要生产能力是80年代以后引进国外先进技术和装备基础上发展起来的。目前花色品种已达4000多种,已基本形成初具规模、产品门类较齐全的工业体系。1995年我国装饰装修材料年产值约为400亿元。1991~1995年,我国装饰装修材料年递增速度30%左右。在2000年,全国壁纸、墙布的需求量为2.5~3亿m2。胶印壁纸、全天然壁布及其他功能的壁纸将进一步发展,可基本满足高级宾馆、饭店的需要。预计到2010年,全国壁纸壁布需求量将达到4亿m2以上,并有部分出口。
目前,三星级宾馆的装饰装修材料基本可以由国内生产供货,四星级、五星级宾馆的装饰装修有30%~40%可以做到自给。建筑装饰装修材料产业存在的主要问题:一是生产企业规模偏小,产品质量不稳定,款色旧,档次低,配套性差,市场竞争能力弱;二是科研开发力量不足,产品更新换代能力弱,不能适应市场需求;三是产品结构不合理,中、低档产品比例大,高档材料比重低,不能满足高档建筑装饰装修的需求。
2新型建筑材料的发展趋势
到目前为止,普通建筑物的寿命一般设定在50~100年。现代社会基础设施的建设日趋大型化、综合化,例如超高层建筑、大型水利设施、海底隧道等大型工程,耗资巨大、建设周期长、维修困难,因此对其耐久性的要求越来越高。此外,随着人类对地下、海洋等苛刻环境的开发,也要求高耐久性的材料。目前,主要的开发目标有高耐久性混凝土、钢骨混凝土、防锈钢筋、陶瓷质外壁胎面材料、弗素树脂涂料、防虫蛀材料、耐低温材料,以及在地下、海洋、高温等苛刻环境下能长久保持性能的材料。
在大空间建筑中“第五代建材”膜材料也是一种广泛应用的新型材料,它是由高分子聚合物涂层与基材按照所需的厚度、宽度通过特定的加工工艺粘合而成。现在它可以发挥极大承载力,构筑灵活大空间,并且具有自然生态美外观。大深度地下空间是目前为止还没有被广泛开发利用的领域,随着地球表面土地面积逐年减少,人类除了向高空发展外,大深度地下是一个很有潜力的发展空间。与超高层建筑相比,地下空间结构具有很多优点。例如具有保温、隔热、防风等特点,可以节省建筑能耗。
为实现大深度地下空间建设,需要开发能适应地下环境要求的新型材料如药剂材料、生物材料、土壤改良剂、水之净化剂等。
海洋建筑与陆地建筑的工作环境有很大差别,为了实现海洋空间的利用,建造海洋建筑,必须开发适合于海洋条件的建筑材料。海水中的盐分、氯离子、硫酸根等侵蚀作用,使材料很容易被腐蚀而破坏;海水波浪不同地往复作用,对建筑物构成冲击、磨耗和疲劳荷载作用;海洋建筑物还要经常受到台风、海啸等严酷的气候条件的作用;建筑在海滩、近海等软弱地基上的建筑物,其沉降现象也很明显。
这些严酷苛刻的环境下工作的海洋建筑物所用的材料,要求具有很高的强度、耐冲击性、耐疲劳性、耐磨耗等力学性能,同时还要求具有优良的耐腐蚀性能。为实现这些性能,要求开发以下新型材料:如涂膜金属板材、耐腐蚀金属、水泥基复合增强材料、地基强化材料等。
为了实现可持续发展的目标,将建筑材料对环境造成的负荷控制在最小限度之内,需要开发研究环保型建筑材料。例如利用工业废料(粉煤灰、矿渣、煤矸石等)可生产水泥、砌块等材料;利用废弃的泡沫塑料生产保温墙体板材;利用废弃的玻璃生产贴面材料等。既可以减少固体废渣的堆存量,减轻环境污染,又可节省自然界中的原材料,对环保和地球资源的保护具有积极的作用。免烧水泥可以节省水泥生产所消耗的能量。高流态、自密实免振混凝土、在施工中不需振捣,既可节省施工能耗,又能减轻噪音。
建筑材料也有向细微发展的趋势,随着纳米技术和纳米材料的进一步发展和研究,国外和国内利用纳米材料研究开发和应用的建筑材料,目前主要是纳米TiO2光催化生态建材。包括空气净化建材、抗菌灭菌建材、除臭和表面自洁建材等。新晨
随着人类智能化的发展,智能化材料也被人们重视和研发。所谓智能化材料,即材料本身具有自我诊断和预告破坏、自我调节和自我修复的功能,以及可重复利用性。这类材料当内部发生某种异常变化时,能将材料的内部状况,例如位移、变形、开裂等情况反映出来,以便在破坏前采取有效措施;同时,智能化材料能够根据内部的承载能力及外部作用情况进行自我调整,例如吸湿放湿材料,可根据环境的湿度自动吸收或放出水分,能保持环境湿度平衡;自动调光玻璃,根据外部光线的强弱,调整进光量,满足室内的采光和健康性要求。智能化材料还具有类似于生物的自我生长、新陈代谢的功能,对破坏或受到伤害的部位进行自我修复。当建筑物解体的时候,材料本身还可重复使用,减少建筑垃圾。
海洋生物修复技术范文篇9
关键词:海上石油钻井平台设备风险维修
中图分类号:F407文献标识码:A
Abstract:Properchoiceofrepairmethodtorepairandstrengthenmanagementistheeffectivemeasurestoreducetheenterprisecost.Basedontheanalysisofthedisadvantagesofthetraditionalrepair,raisedtheriskofrepairofthismethod,andtostudyitsapplicationinoffshoreoildrilling.Theriskofrepairisbasedoncosteffectiverepair,costeffectiveistosupplementandimprovethereliabilityofrepairtoneutral,Ihopethatthroughtheintroductionofthetheoryofriskrepair,offshoredrillingplatformrepairofhighquality,lowcost,highefficiency.
Keyword:Offshoreoildrillingplatformequipmentriskrepair
中图分类号:TE951文献标识码:A
人们利用海上装置勘探开发海洋石油资源始自十九世纪末,而“海上钻井平台”这个词汇是由于近两年的安全事故才逐渐进入人们眼帘的。2010年4月份,墨西哥湾“深水地平线”号钻井平台发生爆炸沉没,这是自美国1989年“埃森克瓦尔迪兹”号油轮溢油事故以来最严重的环境灾难。次年6月,我国渤海湾蓬莱19-3号油田发生漏油事故,更具同年事故调查组调查结果显示,这次原油泄漏造成的重大污染事故的受污染海洋面积达到了6200平方公里。原油中所含的苯和甲苯等有毒化合物泄漏进入海洋之后,这些有毒化合物会迅速进入食物链,在食物链中的高层消费者体内富集,对海鸟、鲸、海豹等哺乳动物的毒性极大,所以保证海上石油钻井设备的安全运行并且及时进行维修是避免这些严重环境灾难的必要措施。风险维修可以通过对石油钻井设备建立更科学的管理体系,有效维护设备的正常运行。
海上钻井石油平台
发展简史
最初的海上石油开发是将钻井设置在岸边,通过岸边向海底倾斜到油田海底进行采油实现的。但是很快这种方式已经不能满足现代工业对石油的巨大依赖性需求,海上采油开始由海岸开始向着距离海岸一二百米的海上进行。之后海上石油钻井平台经过了从海岸到浅海再到深海,和从浅油气层到深油气层,从简单地质层到复杂地质层的发展历程,固定岸基开采技术的局限性开始显露,已经逐步不再适用于更加复杂和困难的深海油气田开采。于是,在上个世纪五十年代,相关技术人员研发了自升式石油钻井平台、钻井驳船、钻井船移动钻井装备等,初步满足了需要。之后再七十年代,壳牌石油公司引入了浮式生产储油船的概念。
我国的经济发展使国民经济对石油的需求量激增,我国近些年也开始了海上钻井石油开采的工程研发,打破了大国对石油开采技术的垄断。我国在六十年代建造了第一座固定式钻井平台,之后又有一系列石油钻井投入使用,在2011年5月23日,中国船舶工业集团建造的“海洋石油981”3000米超深半潜式钻井平台具有世界先进的第六代超深水半潜式钻井设备,这有力的证明了我国在海上石油钻井平台的建造方面拥有的较高实力。
海上石油钻井平台分类和结构形式
海上石油钻井平台主要有固定式、自升式、半潜式、钻井船、钻井驳船。
固定式钻井平台
是一种最原始、最古老的平台,只能够浅水作业,建成后无法移动,但是结构简单风险小、成本低,同时对海洋气候条件的变化不敏感。
2.座底式钻井平台
这种平全坐落在海床上,稳定性较好,同时具有可移动性,作业结束之后可以转移到其他位置进行继续作业。但是一旦建成,就只能在低于平台高度水域内工作,工作条件受到了限制,同时深度一般也只能在30米之内,进行适应水深的改造需要增加建设成本,对海床条件要求也较高。
3.自升式钻井平台
自升式钻井平台有附体,可以被拖拽至不同海域进行作业,同时这种结构形式还能够实现灵活的升降,对不同水深的适应性要优于之前几种。进行作业时,平台桩腿深入海床进行整个平台的支撑,整个平台结构稳定,对海床情况的要求也不高。这种结构形式的缺点是拖航困难,定位操作也较为繁琐。
4.半潜式和海洋钻井船
半潜式石油钻井平台是一种具有一定自航能力的钻井平台,能够实现超水深海域石油开采作业,是海上石油钻井平台的未来发展方向。
海洋钻井船通常是油轮改造而成,具有船舶的外形,比半潜式平台在适应水深和航速等方面存在优势,属于超水深钻井平台,但是海洋钻井船的甲板面积小,整体由于风浪的作用会产生摇晃,稳定性差,对海洋气候环境的敏感度大。
国内海洋钻井平台设备现状
根据相关数据统计,我国石油钻井事业从起步到发展至今,一共拥有钻井58座,大多数属于中海油、中石油、中石化三大企业,半潜式和自升式占有很大比例,建设水平和国外相比还是存在着一些差距。国内钻井平台目前看来主要有两种,一种是早期用在海上石油开发和勘探的钻井,技术相对落后,作业水深低,比较典型的有渤海5号等。另外一种是国家为了满足海洋石油产业发展的需要,通过引进国外先进技术手段,和外资共同建设的一批海上钻井平台,这是一批无论是技术还是设备上都更加先进的钻井平台,作业范围也更加广阔。总体看来,我国海上石油钻井设备有着使用时间久、设备老化、深水作业能力不强等问题。保证钻井设备的正常运转,及时检修钻井设备,运用风险维修策略解决海洋钻井平台的维修问题,是值得探索的方案。
海上石油钻井风险维修策略
(一)风险维修原理
风险是衡量危险性的指标,可以表示为时间发生概率和后果的函数。即:
海上石油钻井设备的风险维修,就是在确保系统的安全性和可靠性前提下,以降低维修成本为目标,评估钻井设备中出现的风险,并依据风险的大小合理的编制检测和维修策略。风险维修主要包括风险辨识、风险评价、风险管理和控制等步骤。
(二)风险维修方法
风险维修通常采用工业风险分析和评价方法。主要的方法有:故障模式影响分析法、故障树分析法、事件树方法、结构可靠性风险评价法、主逻辑图法等方法。
(三)海上石油钻井风险维修策略
首先对设备进行分类。按照使用及部门分类有动力、电站设备;锚泊设备、起重设备;锅炉、压力容器;钻井设备;井控设备;救生设备;环保设备等。之后进一步对每一类设备进行进一步划分,划分为船舶年检设备、特检设备、钻井期间无法检查的设备、有备用、无备用设备、连续工作设备、正常工作间隙可以维修设备等。分类完成后对每一件设备监理详细的设备档案,内容应该包括设备名称、数量、购买时间等,同时和爱要记录每一次发生故障的始末,包括原因和维修解决办法等。
根据档案资料分析每一次故障的原因和后果,运用分析结果对设备进行预防性检修。
把设备模块进行分解,对重要部件进行重点分析。
由设备专业人员制定设备维修方案,并由专业操作人员进行维修。为了便于维修方案和操作人员的选择,机务部门需要编制一系列文件:维修分类、故障模式维修方式逻辑判断程序、维修工作任务手册等。
集合海洋石油钻井平台作业的特殊性,确定自修、锚修和厂修。自修可以完成维修的尽量选择不影响正常作业的时间段,例如拖航期间。进行正常钻井时可以对锚泊系统进行维修,总之尽量选择设备不工作的时段进行维修。
在保证生产安全的前提之下,能自修的尽量自修,自修不能解决问题,要及时上报申请锚修或者厂修。
结束语:
风险维修为海上石油钻井维修提供了一个精准快速简洁的维修准则,为维修的方式、周期和操作人员等相关事宜的确定提供了参照依据,这种风险管理和维修的策略便于进行定量化处理,同时为以后的维修童工了丰富的数据依据,这种管理方式本身也更容易录入计算机,便于保存和管理。风险维修理念引入海上钻井平台的设备维修,对避免设备损坏造成的灾难性环境事故有着积极的意义,值得深入和推广。
参考文献:
[1]李天生.海上钻井平台立法研究论纲-从船舶到科学发展海洋经济的视野转换[J].大海事大学学报(社会科学版),2011(01):1-5.
[2]朱姝霖.海上溢油事故的影响及处理分析[J].航海,2010,(06):54-56.
[3]张用德,袁学强.我国海洋钻井平台发展现状与趋势[J].石油矿场机械,2010,(09):14-17.
海洋生物修复技术范文篇10
【关键词】海底管道;损伤;维修方法;修复
0.前言
目前中海油在役的2000多公里海底管道分布在渤海、东海和南海不同水深海域,管道直径各异,使用年限不同。一旦出现损坏和泄漏,导致油气田停产,污染海洋环境,给企业和国家带来巨大的经济损失。采取有效的措施尽快恢复油气生产,减少经济损失是油气生产管理者的最大愿望。海底管道的自身参数不同,环境条件各异,所采取的方法和手段也不相同。
1.海底管道的维修方法
1.1水上焊接维修
先把水下管道切断或切除破损段,然后把两管端吊出水面,焊接上修复短节部分,做好NDT检验和涂层后,再放回海底,即可完成维修工作。
水上焊接维修的主要特点:
(1)要进行吊装计算分析,只适用状态较好的海底管道。
(2)需要专门的施工作业铺管船。
(3)不需要特种机械设备,维修速度快。
(4)在水上焊接维修,能达到较高的维修质量。
(5)只适用水深较浅的海域。
1.2水下干式高压焊接维修
水下干式高压焊接的维修过程是先切除破损管段,然后在水下安装焊接工作舱。工作舱内配有动力电源、照明、通讯、起重、气源、焊接施工设备、生命支持系统等。在工作舱内注入与此海域水深相同压力的高压气体后,形成干式环境,安装短节,进行水下干式焊接。此种方法多用于水面焊接不能实现,但又要求保证管道原有整体性或其他方法受限制的地方。
1.3水下湿式维修
1.3.1不停产开孔维修
海底油气管线带压开孔和封堵维修技术,经实践证实是一种安全有效的,能够在管线正常运转中,对管线的损坏部分进行永久性修复的方法,同时避免了因维修而关闭该条管线物流,所导致的重大经济损失和社会影响。2001年,海洋石油工程股份有限公司与美国T.D.Williamson公司和Hydrotech公司合作,成功的对渤西12”天然气海底管道进行了不停产双封双堵维修。修复过程如下:
a.安装水下机械三通和开孔机,在不停产的情况下开孔。
b.水下安装封堵机和旁路三通。
c.安装旁通管道。
d.用封堵机堵住需更换的管道,使油气从旁路通过。
e.将需更换的管道泻压,并检查封堵的密封度。
f.用氮气将需更换管段处的油气进行置换。
g.在安全的情况下用冷切割锯把需更换的管段切除。
h.在管线的两个切割端分别安装Hydrotech连接法兰或冷挤熔法兰或者Smart法兰。
i.测量两个法兰之间的长度,按此长度准备带球形法兰的管段。
j.在不停产的情况下安装球形法兰。
k.调整平衡管道的压力。
l.将封堵头打开并关闭三文治阀。
m.将旁通管道泄压并去除旁通管道。
n.拆掉封堵机。
o.放入内锁塞柄。
p.封好盲板后,对海底管道冲泥区域进行海床表面的复原,包括必要的砂袋覆盖。
1.3.2机械连接器维修
机械连接器包括一系列管端固定和机械密封构件,它是一种可以提供长度调节的水下管道修复设备。它也可与各法兰配套使用,2002年WZ12-1—WZ11-4海底管道的维修就是采取这种组合方案。
机械连接器维修方法的特点:
1)适合于各类海区水深作业要求。
2)不需要第三方检验合格的焊接程序和焊工。
3)不需要特种船舶和设备。
4)修复时间短且费用低。
5)虽然不能保证原有管道的整体性,但有足够的机械强度和可靠性。
1.3.3法兰维修
法兰分为标准法兰、旋转法兰和球法兰等。标准法兰主要用于更换段,在水面以上预制加工。旋转法兰和球法兰主要用于调节水下安装的角度和方向。它主要用于原有管道法兰联接处破损后的更换,也用于平管段破损后的联接维修。SZ36-1海管和WZ12-1—WZ11-4海管维修就是采用了上述方法。法兰维修程序,所用设备与机械连接器修复相似,其优点是节省时间,费用低。
2.结束语
目前,我国在浅水领域对海底管道维修方面,有一定的技术和相当可观的成效,但在深水以及超深水领域,与世界上先进海洋石油工程公司还存在很大的差距,要想在深水及超深水领域有突破,就必须拥有一定的深水施工设备和熟悉深水工程作业的技术人员,进一步完善深水配套技术,只有这些条件都具备的时候,才能真正的进军深水海管维修领域,与世界先进技术接轨,保障海上油田的管道的安全运行。
【参考文献】
[1]刘永.海底管道修复连接器的研究[D].哈尔滨工程大学,2011.
[2]刘欣,刘红伟.国内外原油海底管道的修复技术[J].石油库与加油站,2011(03).
[3]刘春厚,潘东民,吴谊山.海底管道维修方法综述[J].中国海上油气,2004(01).
海洋生物修复技术范文1篇11
1、建立可持续发展的能源体系
综合分析世界及我国化石能源可开采储量以及未来经济社会发展对能源的需求和环境承受能力,我国能源消耗必须向大幅度节能减排方向发展,大幅度降低对化石能源的依赖度。比较理想的是,到2050年,单位GDP能耗相当于届时发达国家的中等水平,化石能源消耗量同2005年相比增加不超过0.5倍,先进可再生能源达到25%~30%,水电和核能达到20%~25%。近期应重点发展节能和清洁能源技术,提高能源效率,力争突破新一代零排放和二氧化碳大规模捕捉、储存与利用的关键技术,积极发展安全清洁核能技术和先进可再生能源技术,前瞻部署非传统化石能源技术。
2、有效突破水问题对经济社会发展的瓶颈式制约
我国是全球人均水资源贫乏的国家之一,正面临最严峻的水问题挑战。解决我国水问题,从科技角度看,近期要加快开发水污染综合治理技术、水污染物减排与清洁生产技术、饮用水安全保证技术等,重点发展节水和循环利用技术、高效低成本海水利用和淡化技术等,前瞻部署和发展水生态系统相关科技问题,初步建成节水减排型社会的技术支撑体系。
3、从基本遏制生态环境恶化过渡到有效修复生态环境
全球环境变化是人类面临的共同挑战。我国已呈现大范围生态退化和复合性环境污染的严峻局面,严重制约着我国经济社会可持续发展。近期要坚持和完善源头治理战略,重点开发生态和环境监测与预警技术、重污染行业清洁生产集成技术、废弃物减量化和资源化利用技术、温室气体减排技术,开展环境污染综合治理、典型生态功能退化区综合整治的技术集成与示范。
4、实现由“世界工厂”向“创造强国”的跨越
要从根本上转变我国经济发展方式和产业结构,必须抓住信息科技更新换代和我国即将成为世界第一大网络通讯和计算机市场的难得机遇,大力发展以知识和创新为基础的现代服务业,加快振兴装备制造业、先进材料产业,发展工业生物经济,力争突破一批关键技术,掌握一批重大自主知识产权,大幅度提升我国产业的国际竞争力。近期要重点发展低成本、高能效的硬件、系统软件、互联网服务技术,突破CPU芯片、高性能宽带信息网、分布式操作系统等关键技术;提升重大装备的自主设计和制造能力,推进制造业信息化技术向支持产品全生命周期管理发展;研发高性能复合材料、轻质高强结构材料、高性能工程塑料等基础材料及应用技术,发展新一代信息功能材料及器件、能源材料和环境友好材料等新材料;发展微生物代谢工程与生物基产品开发等工业生物技术。
5、使全体人民生活得更健康
近期要重点发展针对我国多发病、常见病的低成本预防和治疗技术,加强环境因子、生活方式、心理与行为对人口健康的影响研究,发展基于现代科学基础的健康生活模式,力争突破肿瘤、心脑血管疾病、代谢性疾病、神经退行性疾病等重要慢性病的发病机制和防治机理,建立监测和防御重大与新生传染病、突发公共卫生事件的生物安全网络,发展新一代人口控制技术以及生殖健康检测与干预技术,开发一批具有自主知识产权的创新药物。
海洋生物修复技术范文篇12
科技是引领经济社会发展的主导力量。我们必须按照科学发展观的要求,把握世界科技发展的大势,抓住制约我国经济社会发展的重大瓶颈问题,立足对我国长远发展起关键与先导作用的重要科技领域,进一步明晰科技发展的着力点。
建立可持续发展的能源体系。综合分析世界及我国化石能源可开采储量以及未来经济社会发展对能源的需求和环境承受能力,我国能源消耗必须向大幅度节能减排方向发展,大幅度降低对化石能源的依赖度。比较理想的是,到2050年,单位GDP能耗相当于届时发达国家的中等水平,化石能源消耗量同*年相比增加不超过0.5倍,先进可再生能源达到25%-30%,水电和核能达到20%-25%。近期应重点发展节能和清洁能源技术,提高能源效率,力争突破新一代零排放和二氧化碳大规模捕捉、储存与利用的关键技术,积极发展安全清洁核能技术和先进可再生能源技术,前瞻部署非传统化石能源技术。中长期应重点推动核能和可再生能源向主流能源发展,突破快中子堆技术、太阳能高效转化技术、高效生物质能源技术、智能网格和能源储存技术,重点发展可再生能源技术规模化应用和商业化,力争突破核聚变能应用技术,建成我国可持续能源体系。
有效突破水问题对经济社会发展的瓶颈式制约。我国是全球人均水资源贫乏的国家之一,正面临最严峻的水问题挑战。解决我国水问题,从科技角度看,近期要加快开发水污染综合治理技术、水污染物减排与清洁生产技术、饮用水安全保证技术等,重点发展节水和循环利用技术、高效低成本海水利用和淡化技术等,前瞻部署和发展水生态系统相关科技问题,初步建成节水减排型社会的技术支撑体系。中长期建成行业性节水和循环利用技术体系,开展重点行业和重点城市、区域的技术体系示范,开展湖泊、流域水体生态系统修复工程,使我国主要水体污染得到根本治理,研究全球变暖和气候变化条件下的水资源和水生态系统变化的适应技术并进行示范。
从基本遏制生态环境恶化趋势逐步过渡到有效修复生态环境。全球环境变化是人类面临的共同挑战。我国已呈现大范围生态退化和复合性环境污染的严峻局面,严重制约着我国经济社会可持续发展。近期要坚持和完善源头治理战略,重点开发生态和环境监测与预警技术、重污染行业清洁生产集成技术、废弃物减量化和资源化利用技术、温室气体减排技术,开展环境污染综合治理、典型生态功能退化区综合整治的技术集成与示范。中长期要深刻认识自然系统的演化规律和人类活动对自然系统的影响,系统认识我国生态环境的现状和变化趋势,建立生态、环境、气候综合监测与预警系统和生态补偿机制,开展退化生态重建转型、区域污染综合治理、环境健康监控防治、循环经济研发示范、全球环境变化适应与减缓、环保产业技术和设备研究,形成环境污染控制和生态建设的科技创新体系。
实现由“世界工厂”向“创造强国”的跨越。要从根本上转变我国经济发展方式和产业结构,必须抓住信息科技更新换代和我国即将成为世界第一大网络通讯和计算机市场的难得机遇,大力发展以知识和创新为基础的现代服务业,加快振兴装备制造业、先进材料产业,发展工业生物经济,力争突破一批关键技术,掌握一批重大自主知识产权,大幅度提升我国产业的国际竞争力。近期要重点发展低成本、高能效的硬件、系统软件、互联网服务技术,突破CPU芯片、高性能宽带信息网、分布式操作系统等关键技术;提升重大装备的自主设计和制造能力,推进制造业信息化技术向支持产品全生命周期管理发展;研发高性能复合材料、轻质高强结构材料、高性能工程塑料等基础材料及应用技术,发展新一代信息功能材料及器件、能源材料和环境友好材料等新材料;发展微生物代谢工程与生物基产品开发等工业生物技术。中长期要突破服务科学和网络化、智能化、可持续的服务技术,初步建成我国信息科技软件和服务工业体系;推进制造技术与电子、信息、生物、纳米、新材料、新能源等相互融合,发展新的制造技术,根本改变产品的设计和制造过程;突破现代材料设计、评价、表征与先进制备加工技术,发展纳米材料与器件;加强生物科技在相关领域的应用,把生物科技作为未来高技术产业迎头赶上的重点。