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中国是具有深厚文化底蕴的文明古国,关于对茶叶的记载,可以追溯至公元前2000多年有关神农氏的传说"神农为民尝百草遇七十二毒,得茶而解之"。茶,原为药茶,而非嗜好品。在西汉初年(公元前206年)成书的中国最早的词典"尔雅"中,已有了有关茶的文字记载,在三国时代(公元222~280年),茶已开始成为日常的嗜好饮料。到了唐朝时,茶已相当普及,唐朝元年陆羽所著《茶经》对茶的性状、品质、产地、采制烹饮方法及用具作了详细的论述,是我国第一部关于茶的专门著作,陆羽也被人尊为"茶圣"。
关于茶的原产地有种种说法,比较可靠的说法认为茶出自高原的东部,即云南和四川一带,最早被看成是一种药茶,后来,逐渐繁殖到内地,一是顺黄河而下,二是顺长江而下,到公元3世纪,已普及到民间成为嗜好品了。进入公元8世纪,茶叶已成为农家的专业或副业而大面积种植起来。公元8世纪初,茶由派往唐朝的日本僧侣引入日本,17世纪80年代被移植到印度尼西亚,1788年传到印度;1869年进入斯里兰卡,1833年已广泛地被移植到俄罗斯等国家。在云南,有一条始于唐代,从云南西部经、印度到中亚的"茶马古道",这条古道在宋朝达到鼎盛时期,是中国西南与中亚地区经贸往来的重要通道,同时茶也一直是内地与地区的大宗贸易货物。
与茶叶近缘的同组(TheaSection)野生种类,据载共有12种,5变种,大多分布于中国南方,其中不少种类当地百姓长期采制作茶饮,如贵州普百县的"炒青茶"为四球茶(C.tetracoca)云南文山、红河一带的"苦茶"为厚轴茶,凤庆、大理一带的"野?quot;"感通茶"为大理茶C.taliensis(C.irrawardiensis),明末旅行家徐霞客到云南时,就曾记录为"感通茶"的采制工艺。
据现代药理研究,茶叶内含物主要有维生素、蛋白质、咖啡因、茶碱、茶多酚、单宁、挥发油等,其中茶碱、茶多酚有强心利尿作用,咖啡因对心血管和神经系统有兴奋作用,过量摄入对健康不利,目前国内外都在对降低咖啡因的含量进行研究,希望能培育出保健作用强、对人体刺激小的优质保健茶。
二、中国南方的重要木本油料作物-油茶
油茶是山茶属植物中另一类有重要经济意义的作物,在中国南方各省都有栽培,是重要的木本油料作物,在湖南、江西还是重要的食用油。我国栽培的油茶主要有以下几种,油茶C.oleifera,分布于江西、湖南、浙江、广西等。分布于浙江省的浙江红花油茶X.chekiangoleosa;广东省的南山茶C.crapnelliana、云南省腾冲的红花油茶C.reticulata等,茶油中含有较高比例的不饱和脂肪酸,具有较高的营养价值,如腾冲的红花油茶就是一种优质食用油。随着人民生活水平的逐步提高,对动物性脂肪的摄入量会逐渐减少,而茶油作为不饱和脂肪酸含量高、营养价值高的优质食用油,市场需求会逐步增加。油茶种子榨油后剩下的油枯还可以作为肥料、杀虫农药。目前,对油茶的研究还不是很多,在育种、栽培、改善茶油口感和营养成分方面还有很多工作可做,同时还可将油茶的栽培与改善生态环境、防治水土流失、贯彻可持续发展的战略结合起来,为山区经济的发展作出贡献。
三、世界著名花卉-山茶花
山茶属植物另一个有世界影响的方面是观赏花卉,现代的人工栽培范围遍布中国长江以南、以及日本、北美、西欧、澳大利亚、新西兰等国,传统上作为观赏花卉而栽培的山茶属植物均是山茶组(Sect.Canellia)种类,如山茶C.japonica,云南山茶C.reticulata.,茶梅C.sasanqua.等。山茶古称"海榴",在唐朝已有栽培,宋代以后才出现"山茶"的名称,北宋陈景沂的《全芳备祖》,明代李时珍《本草纲目》,吴彦匡《花史》,王世懋《花疏》,王象晋《群芳谱》中都有对山茶形态、分类、用途及栽培的详细记录,历代文人对山茶也有许多题咏。
约在公元7世纪初,茶花传入日本,并于18世纪时传入欧美,目前栽培品种已达1.5万余个,目前英、美、日、意、法、德、澳大利亚、新西兰等国都在栽培和培育,茶花已成为各国不可或缺的庭院观赏花木,而且有的国家进行大宗的商品化生产,作为出口创汇的物资之一。
云南山茶虽有1300多年的栽培历史,自隋唐开始,宋、元、明以后渐盛,但地处偏僻,山川阻塞,世界各国知道较少,云南山茶的学名CamelliareticulataLindley,始于19世纪中叶,但到20世纪后半叶才引起各国园艺学家的重视。云南山茶花大色艳,花型变异较多,极具观赏价值,而且野外分布较多,常易形成自然杂交新品种,如腾冲野生红花油茶林中就有由于自然杂交而形成的花型、花色有很大区别的新品种,90年代初由腾冲县城建局组织了对红花油茶林中自然杂交新品种的鉴定,经专家仔细研究后共评审鉴定了62个云南山茶新品种。1995年又从昆明震庄国宾馆的栽培品种中鉴定出10个新品种。我国茶花育种应发挥我国茶属众多的种质资源优势,进行种间和属间远缘杂交,培育出我国特色的茶花新品种。目前对新品种的培育主要有以下几个方面:
1.培育芳香茶花:用有香味的茶属植物杂交,形成有香味的茶花品种,如美国已培育出的"香粉红"Fragrantpink,以及"辛迪玉桂"CinnamonCindy等多个具有香味的茶花品种;
2.不同茶色茶花的选育:茶花的花色仅有红色(从粉红、银红、桃红到深红)或白色,60年现了黄色的金花茶,以后又发现了20多种开黄花的种类,但黄色花的花型较小,花瓣较少,观赏价值不太高,目前国内外正在将黄色花的种类与茶属其它植物杂交,希望能得到有较高观赏价值的黄色品种;
3.培育矮化品种:茶花株型高大,特别是云南山茶本身就是乔木,枝条长,叶大而稀,不宜在居室内栽培。可利用茶属中矮生的植株,杂交得到节间短,株形丰满的新品种,目前随着经济的发展和人们生活水平的提高,对绿化和美化居室环境与城市环境的要求日益高涨,这为茶花的发展提供了极好的机遇,许多南方省市的居民都有栽植茶花的爱好,昆明、温州、重庆等城市还把茶花定为市花,并成立了中国茶花协会,进一步促进了茶花的普及推广。可以预期,山茶花作为中国原产的著名花卉,是极有市场价值的优秀花卉。
[参考文献]
1.1生物芯片和生物传感器应用于环境监测
生物芯片、生物传感器是利用固定在载体上的生物大分子与检测对象间的特异性地相互作用的原理做成的检测模块。载体上的生物大分子与检测对象相互作用的过程中发生的物理或化学变化现象转化成生物电信号,检测系统将电子信号放大,可得到与生物转感器或生物芯片相互作用的环境物质的相关信息。这类检测方法灵敏度高、针对性强、检测速率快,目前已有产品成功应用于环境监测领域,诸如生物需氧量生物传感器、微生物毒性生物传感器等。
1.2生物免疫检验
生物免疫检验是利用检验系统的免疫自我识别功能,对环境毒性物质进行抗原或抗体的特异反应而检测环境毒性物质。该方法灵敏度高、针对性强、操作方便、成本低,目前已广泛应用到环境污染物的实时监控领域。
1.3Ames实验
1975年美国加利福尼亚大学Ames教授建立Ames实验。该实验广泛应用于食品、化妆品的致突变性。方法适用于测试样品中的混合污染物,反映的是多种污染物的综合致突变效应,是一种较好的环境潜在突变物的预警手段。
2生物技术在废气治理中的应用
随着现代工业的发展,不可避免的会产生大量有机废气,如不经过处理直接排入大气层中,会产生严重的空气污染,最终危害人们的健康。有机废气的处理方法有物理法、化学法、生物法等,生物法是基于“双膜理论”发展而来的新技术,与传统有机废气处理方法相比,具有成本低、效率高、安全性好和无二次污染等优点,因此,应用生物处理技术净化有机废气逐步成为应用越来越广泛的有机废气治理新技术。生物法治理废气工艺有很多种,比如生物滤池法、生物滴滤法、生物洗涤法、生物吸附法等。生物法理有机废气包括气液转化阶段、生物吸附吸收阶段和生物降解阶段三个阶段。诸如,美国有公司利用微生物分解有机物的能力处理工业性恶臭气体,取得了满意的除臭效果,且无二次污染产生,德国的科学家利用生物滤池法处理含硫化氢气体,90%以上硫化氢得以去除。有机废气生物处理技术是一项新兴的新方法,不但成本低、能耗少,而且处理效率高。但是,应用生物方法处理有机废气也存在着不足之处。比如,生物法在处理低浓度有机废气时效果良好,处理高浓度有机废气的治理效果欠佳,生物过滤法所用填料的比表面积、孔隙率等直接影响有机废气的处理效果,高比表面积、高孔隙率的填料方面的研究和产品还很少,有待更深入的研究。
3生物技术在污水净化中的应用
3.1生物强化处理法
为了提高常规活性污泥法的效能,通过提高系统微生物浓度或者投加生物强化材料成为生物治理技术发展的一个主要方向。主要强化方法有:(1)高浓度活性污泥法。通过培养颗粒污泥等方法,提高生物系统中污泥浓度,延长龄泥,从而促进对难分解物质的处理,提升污染物降解效能。高浓度活性污泥系统中有效微生物的数量是常规活性污泥法的3~5倍,从而大大降低了污泥负荷,提高系统污染物处理效果。日本有科学家采用该方法处理难分解的聚乙烯醇废水,取得显著效果。(2)化学生物絮凝法。它是20世纪80年代兴起的一种强化生物处理技术。是在常规活性污泥中加入氯化铁、聚合氯化铝、硫酸铁等混凝剂,形成生物铁或铝絮凝体活性污泥。这种污泥呈颗粒状,沉降性能好,可避免污泥膨胀现象,同时通过周期性排泥,除磷效果好。(3)生物活性炭法,该方法是美国杜邦公司在1972年提出的一种生物强化处理方法,用于处理化工废水,取得了很好的效果。该方法借助活性炭优良的吸附能力以及微生物氧化能力的协同增效作用,提升污染物去除效能。中国的张旭等利用生物活性炭工艺处理石油类污染地下水,发现该技术对石油类污染物的平均去除率为45.4%,同时提升了系统的脱氮效果。
3.2固定化微生物法
固定化微生物技术是20世纪70年展起来的。这种技术通过将微生物固载到一定的填料或载体上,提升系统中有效微生物的数量,同时可富集污泥龄较长的微生物,并且固、液分离效果好,减少占地面积,缩短水力停留时间。实践证明,固定化微生物技术的容积负荷可达常规活性污泥法的3~7倍,同时可取得50%以上的的脱氮效果。敬一兵等利用海藻酸钠与戊二醛进行交联作为微生物固定化载体处理味精废水,系统的COD去除率在70%以上,总氮去除率在60%以上。王增长等人利用聚集交联固定化细胞技术,将筛选的脱色菌固定在活性污泥絮体上,投加到“厌氧-好氧-生物滤池”系统中处理印染废水,发现处理后出水色度极低,可实现废水回用。固定化微生物技术可增加生物系统中的微生物浓度,提高污染物去除效率,是现有污水处理厂扩容、提升处理能力的一个切实可行的方法。
3.3投加特种菌法
投菌法就是筛选出对特定污染物有较强降解功能的微生物,直接或者放大培养后投加到生物系统中,可以使生物反应器中的特定细菌处于最佳状态,以提高特种污染物的处理效率。该方法对于毒性或者难降解废水处理效果好,经济成本低,但对于常规废水经济成本偏高。例如,中科院微生物研究所从上海石化厂分离出能够去除硫氰酸钠的混合菌种处理硫氰酸钠废水,可使得两段生化工艺的硫氰酸钠的去除负荷提高2~4倍,出水水质也得到了显著提升。
3.4序批式活性污泥法
序批式活性污泥法(SBR法)是按照进水、反应、沉淀、排放和闲置五个阶段周期运行,间歇进出水。SBR法将厌氧、好氧、沉淀等设施集成在一个反应器中,通过控制时间程序而完成连续式设施所达到的效果,一般会设计2套以上交替运行。该方法运行灵活,可以随时调整反应阶段,例如把反应段与进水段同时进行,也可以在进水期的同时曝气,各阶段运行时间亦可随时调整。例如,余宗莲等采用SBR工艺处理生物制药废水,在不额外投加氮、磷等营养物质情况下,当进水COD在3500mg/L以下、水力停留时间16h时,出水COD可以稳定在350mg/L以下。更重要的是,在处理过程中可根据水质水量的变化,灵活调整反应阶段,特别适应于水质水量变化较大的工业废水或分散式污水的处理。
3.5废水生物除磷脱氮技术
水体中氮、磷等营养元素过量时会造成藻类的大规模爆发,形成富营养化水体,导致水体功能下降,丧失原有生态功能。研究表明氮、磷等营养物质的过量是造成水体富营养化的关键因子,因此,研究废水中氮、磷的处理技术显得非常必要。生物脱氮技术主要是借助硝化细菌和反硝化细菌通过硝化和反硝化过程实现。朱淑琴等基于间歇式活性污泥法,通过硝化-反硝化过程脱氮,发现在硝化段停留时间7h,氨氮去除率达90%以上,反硝化阶段,以甲醇作为碳源,6h后反硝化率达95%以上。山西汾西矿业集团焦化厂采用A2/O工艺处理焦化废水,发现水解酸化可以改善碳源的生化性,NH+4-N去除率高于60%,COD去除率高于70%,产水可用作熄焦及洗煤补充水加以回用。生物除磷是利用聚磷菌在厌氧条件下释放磷,好氧条件下过量吸收磷来除去污水中磷的方法。目前,应用于工程实践的生物除磷技术有多个系统:Phostrip工艺、Phoredox工艺、Bardenpho系统、A/O系统、UCT工艺、改良氧化沟、SBR工艺等,这些工艺均有一定的除磷功能。
4生物技术在城市固体废弃物处理中的应用
城市规模扩大和经济发展导致生活垃圾快速增长和资源能源需求短缺,已成为世界各国城市发展普遍面临的棘手问题。发达国家从20世纪60-70年代开始重视对城市生活垃圾污染防治的研究,逐步形成了填埋、堆肥、焚烧和热解相结合的综合处理模式,80-90年代开始,德国、日本、美国、英国、新加坡等国家逐步引入“避免和减少垃圾产生”的减量化观念,从垃圾处理处置的末端治理向源头减量与循环利用方向转变。进入21世纪,随着科学技术的进步和人类环境意识的加强,过去的垃圾成了城市矿产资源,各国开始探寻城市发展中资源能源化解决方案。城市城市固体废弃物中有机物占40%以上,是宝贵的可利用资源。如通过生物技术将其转化为能源或者有机肥料,可以实现城市生活垃圾的资源化利用。因此,基于生物技术处理城市固体废弃物,从而获得能源或者优质有机肥是城市固体废弃物无害化、减量化、资源化的有效途径。由于我国城市固体废弃物资源能源化处理起步较晚,国外的一些成熟处理技术不能在国内直接应用,加上资金、技术等方面的短缺,需要加大在生活垃圾资源能源化方面的科研投入力度,同时跳出仅仅回收能源的思想束缚,寻求适合我国国情的其它功能化应用(如作为吸附材料或工农业原料)将更有意义。
二生物技术在其他领域中的应用
生物技术除了可应用在废水处理、废气净化、固体废弃物的处置以及环境污染的快速监测等领域,还可以应用在污泥处理与处置、农业环境保护以及场地修复等领域。由于农药、化肥等的大量使用已引起土壤、地下水、水系和海洋的严重污染,世界各个国家都积极制定了各类环境修复计划,其中生物修复技术得到了很高的重视。例如,欧洲的德国、丹麦、荷兰等国家非常重视生物修复技术,他们利用微生物分解有毒有害物质,把生物修复技术作为治理大面积区域污染的一种有价值的方法。美国也在积极推进生物修复技术的研究和应用,美国能源部组建了“生物修复行动委员会”来推进生物修复技术的研究和工程实施。
随着经济社会的发展和生活水平的提高,畜禽养殖发展迅速,畜禽养殖呈现出规模化等特点,污染问题越来越突出。畜禽粪便尿未经处理直接排放,影响周边环境卫生和群众生活,养殖场(大户)与周边群众因污染而引发的纠纷不断。此外,在城镇污水处理管网覆盖不到的区域,生活污水基本上采用传统化粪池处理或直接排放。传统化粪池仅将粪便尿和污水过滤沉淀,其固化物在池底分解,上层的水化物进入管道流出。污水在进入化粪池时,细菌会对污物进行无氧分解,并使固体废物体积减小,再经过沉淀后排出,水质污染程度就会降低,但是达不到污染排放标准要求。而且在化粪池里有大量的沼气产生,存在安全隐患,一旦发生泄漏将危害周围群众的身体健康。
2工程原理
中小型沼气生物净化工程处理生活污水或养殖场粪便尿污染物技术,其原理是在严格的厌氧环境条件下,利用厌氧微生物的分解代谢和兼氧生物过滤净化技术,对高浓度粪便尿和生活污水进行处理,把复杂的有机物分解成简单溶解性有机物和无机物,随后,这些具有溶解性的低分子有机物进入厌氧微生物细胞内,由胞内酶分解为易挥发的乙酸、丙酸等脂肪酸和乙醇等醇类,在甲烷菌作用下,利用乙酸等生成甲烷,从而达到降解有机物的目的。目前,厌氧-好氧活性污泥法已广泛用于生活污水和养殖场粪便尿治污处理,自2000年以来,玉溪市结合“三湖”农村面源污染综合治理,已引进示范推广了100余座生物净化公厕。
3工艺流程
根据农村或养殖场的地理、环境、气候等实际情况,结合排污管网铺设,设计建设造价低廉、靠重力流动、无能耗运行、易管理、回收利用率高的沼气生物净化工程。采取“粪便尿污水-沼气-作物”模式,利用沼气厌氧发酵技术和兼氧生物过滤净化技术,对生活污水或畜禽粪尿进行处理和循环利用,其工艺流程如下:在总结、调研玉溪市生物净化公厕建设成果的基础上,综合考虑养殖场污染物和生活污水排放实际和治理效果,依据厌氧-好氧活性污泥法治污原理,采用“预处理-厌氧处理-兼性滤池”工艺方式处理高浓度污染物。其中,厌氧处理为主体工程,采用50~100m3的中小型沼气池替代生物净化公厕中的厌氧池,厌氧池建成多格式,故称之为中小型沼气生物净化工程。预处理池容积4~6m3,利用自然沉降沉淀入池污染物中的固态无机杂质。高浓度污染物在小型沼气池中经过多级厌氧发酵后,进入填充有格栅、软填料、活性炭、海绵等填料的10~15m3兼性滤池进行过滤脱色,之后流入好氧塘进行适当好氧处理,使其充分接触氧气,进一步降解有机物,实现达标排放的目的。氧化塘又可作为贮液池,农田用肥时抽到田间。养殖场粪便尿或生活污水经过该工程处理后,污染物中的固体有机物大部分被分解,难以降解的,形成活性污泥沉淀池底。厌氧池、生物滤池、好氧塘的污泥定期进行清掏存放,经自然干化脱水后作为有机肥利用或出售。正常运行后,视情况隔2~5年清掏一次污泥。
4生物技术特点
要确保中小型沼气生物净化工程建池质量,应注意以下几点:1)预处理池、厌氧池及兼性滤池底层处理。地基夯实后,用100~200mm厚卵石垫层,200mm厚C20混凝土现浇。2)厌氧池施工严格执行GB/T4752-2002《户用沼气池施工操作规程》,采用C20混凝土整体浇灌,混凝土搅拌均匀,不间断连续操作,用振动器振动捣实,避免池体出现蜂窝麻面现象,若遇池坑地下水位高,开挖集水坑抽排积水和淤泥。3)密封层施工采用四层抹面法处理,选用经省、部级鉴定的优质新型密封材料进行密封处理,确保池内光滑、密实、防腐、耐久性好。4)工程完工后,待混凝土强度达到设计强度的85%时,严格按照GB/T4751-2002《户用沼气池质量检查验收标准》进行试水、试压验收,合格后方可投入运行使用。5)池内正常工作气压≤9kPa,最大工作气压≤10kPa,正常产气率0.3m3/d。6)使用、维修沼气管路及设备时,要严格防火、防爆和防止窒息事故的发生,清掏污泥沉渣时,严禁人员进入厌氧池内,可采用出料装置清除池底的沉渣和污泥。
5污水处理结果
工程竣工投入正常运行3个月后,2006年玉溪市环境监测站对江川县大街镇陆家嘴生物净化公厕进出口水质连续3d取样测定,检测结果见表1。监测结果显示,利用厌氧发酵工艺处理高浓度人畜禽粪便尿污染物是可行的。该工程净化系统出口水质对粪便尿中主要污染物悬浮物(SS)去除率平均达100%,化学耗氧量(CODcr)去除率平均达99.4%,5d生物耗氧量(BOD5)去除率平均达99.2%,氨氮(NH3-N)去除率平均达64.7%,总氮(TN)去除率平均达65.8%;总磷(TP)去除率平均达74.5%,大幅度地减少了各类污染物的含量。
1、工程概况
大坑口污水泵站是通过加压将南宁市朝阳溪污水经跨江管道输送到江南污水处理厂的一个加压污水泵站。泵站位于南宁市大坑口朝阳溪旁,经多方案比较优化,泵站结构设计为沉井结构,这也是目前南宁市在建最大的沉井结构之一。沉井结构尺寸为28.6米×23米,下沉深度为16.1米。
2、水文地质情况、气候条件
泵站地面高程73.2m,沉井底部高程为57.4m泵站场地土层自上而下分别为杂填土
①、粉质粘土②、粉质粘土③、圆砾④、粉砾⑤和泥岩⑥。场地地下水主要为贮存于填土层①的上层滞水和贮存于圆砾④、粉砂⑤中的空隙承压水。上层滞水的稳定水位为67.5~67.9m,空隙承压水与邕江水有互补关系(邕江水位全年水位61.15~68.19,未计洪水水位)。
南宁市气候为亚热带气候,长夏无冬,雨量充沛,降雨多集中在5~9月间,约占全年降雨量的72%左右。
3、沉井施工方案
沉井根据设计井壁形式,采取分2次制作、1次下沉,施工顺序为:挖基坑——铺设砂垫层,安装垫架——制作底节、第二节沉井、隔墙——拆除垫架、模板、挖土下沉到设计深度——沉井封底、浇筑钢筋砼底板——制作第三节沉井。
4、沉井结构
下沉受力计算根据以往经验,沉井高度大于12m,浇筑困难,下沉易引起倾斜,本沉井高达16.1m,采取分节制作,分节高度应保证其稳定性,使沉井能在自重下顺利下沉,沉井下沉系数计算如下:K=Q/L(H-2.5)f其中:K—沉井下沉系数Q—井壁自重H—井壁高度L—井壁外周长f—土壤的摩擦系数第一次下沉系数(包括第一、二节沉井和底梁、隔墙):K=(539+346.42+151.8+26.38+89.7+40.5)×24/100.4×(16.1-6-2.5)×25=1.5>1.15本沉井根据沉井井壁设计分节,采取分三节制作,高度分别为7.1m,5.5m,3.5m,浇筑程序是第一、二节沉井砼和底梁、隔墙砼浇好后,待其达到设计强度100%后,即进行下沉12.1m然后进行封底、浇注设备平台、浇筑第三层沉井砼。
5、沉井施工过程
5.1施工坑开挖沉井采取在基坑中制作,以减少下沉深度,降低施工作业面。开挖深度为6米,考虑到拆除垫架和支模操作的需要,基坑比沉井宽2米,四周挖排水沟,集水井,使地下水位降至比基坑底面低0.5m,挖土采用1台小松220-31.0m3反铲挖掘机进行。配合人工修坡和平整坑底,挖出的土方用自卸车运至弃土场堆放。
5.2沉井制作
5.2.1刃脚支设本沉井高度大,重量重,地基强度较低,采用垫架法支撑。
沉井刃脚铺设标准枕木(160mm×220mm×2500mm)作支承垫架的垫木,然后在其上支设刃脚及井壁模板,浇筑砼。地基上铺设砂垫层,可减少垫架数量,将沉井的重量扩散到更大的面积上,避免制作中发生不均匀沉降,同时易于找平,便于铺设垫木和抽除。
根据第一、二节沉井的重量和地基的承载力设计,按下式计算枕木用量:n——每米内垫木根数(根);G——第一节沉井的单位长度的重力(kN/m);F——每根垫木与地基(或砂垫层)的接触面积(平方米);「f——砂垫层(或地基土)的承载力设计值(kN/平方米)
n=1193.8×24/(97.2×0.22×2.5×250)=2.14枕木间距为0.46m,共用97.2÷0.46≈212根。设8组定位架,砂垫层厚度为50cm,满足砂垫层底面处的自重应力加砂层底面处加附加应力小于或等于砂垫层底部土层的承载力设计值。选用中砂用平板振动器振捣并洒水,控制干密度≥1.56t/m3,地基整平后,铺设垫木,使顶面保持在同一水平面上,用水平仪控制其标高差在10mm以内,并在其孔隙中垫砂夯实,垫木埋深为其厚度一半。
5.2.2模板支设和钢筋绑扎沉井制作的模板支设和钢筋绑扎与普通结构施工要求一样,只不过由于是在软基上施工,所以要均匀对称施工,以防止不均匀沉降。
5.2.3混凝土浇筑混凝土采用商品砼,并用砼输送泵,送至沉井浇筑部位,沿井壁均匀对称浇筑。浇筑采用分层平铺法,每层厚30cm,将沉井沿周长分成若干段同时浇筑,保持对称均匀下料,以避免一侧浇筑,使沉井倾斜,每层混凝土量为23立方米,要求2h内浇筑一层。
两节混凝土的接缝处设凹型水平施工缝,上节混凝土须待下节混凝土强度达到70%后浇筑,接缝处经凿毛及冲洗处理,并浇10cm厚减半石子混凝土。
5.3沉井下沉控制
5.3.1下沉速度的控制根据土质情况,采用台阶形挖土自重破土方式。采用从中间开始向四周逐渐开挖,并始终均衡对称地进行,每层挖土厚度为0.4~1.5m.刃脚处留1.2~1.5m宽土垅,用人工逐层全面、对称、均匀地削薄土层,每人负责2~3m一段,方法是顺序分层逐渐往刃脚方向削薄土层,每次削5~15cm,当土垅挡不住刃脚的挤压而破裂时,沉井便在自重作用下破土下沉,削土时应沿刃脚方向全面、均匀、对称地进行,使均匀平衡下沉,刃脚土方开挖方法如下图所示。
沉井挖土下沉采用人工挖土,一台塔吊吊运出土,由于挖土施工困难,综合考虑挖土、吊运的施工能力,研究沉井下沉的安全控制,沉井下沉速度控制为30cm/天。沉井自2003年5月19日开始挖土下沉到7月21日封底,历时64天,基本按预定的速度进行。
沉井下沉中,如遇到砂砾石或硬土层,当土垅削至刃脚,沉井仍不下沉或下沉不平稳,则按平面布置分段的次序,逐段对称地将刃脚下掏空,并挖出刃脚外壁10cm,每段挖完后用小卵石填满夯实,待全部掏空回填后,再分层刷掉回填的小卵石,可使沉井因均匀地减少承压面而平衡下沉。
在沉井开始下沉和将沉至设计标高时,周边开挖深度小于10cm,避免发生倾斜,尤其在开始下沉5m以内时,其平面位置与垂直度要特别注意保持正确,否则继续下沉不易调整,在离设计深度20cm左右停止取土,依靠自重下沉至设计标高。
5.3.2下沉观测沉井位置的控制是在井外地面设置纵横十字控制桩、水准基点。下沉时,在井壁上设十字控制线,并在四侧设水平点。于壁外侧用红铅油画出标尺,以测沉降,井内中心线与垂直度的观测系在井内壁四边标出垂直轴线,各吊垂球一个,对准下部标志板来控制,并定时用两台经纬仪进行垂直偏差观测。挖土时随时观测垂直度,当垂球离墨线边达50mm或四面标高不一致时,立即纠正,沉井下沉过程中,每班至少观测两次,并在每次下沉后进行检查,做好记录,当发现倾斜、位移、扭转时,及时通知值班队长,指挥操作工人纠正,使允许偏差范围控制在允许范围以内。沉井在下沉过程中,最大沉降差均控制在250mm以内。当沉至离设计标高2m时,对下沉与挖土情况应加强观测,以防超沉。
5.3.3下沉纠偏沉井下沉过程中,有时会出现倾斜、位移及扭转等情况,应加强观测,及时发现并采取措施纠正。
产生倾斜的可能原因有:⑴刃脚下土质软硬不均;⑵拆刃脚垫架时,抽出承垫木未对称同步进行,或未及时回填;⑶挖土不均,使井内土面高低悬殊;⑷刃脚下掏空过多,使沉井不均匀突然下沉;⑸排水下沉,井内一侧出现流砂现象;⑹刃脚局部被大石块或埋设物搁住;⑺井外弃土或施工荷载对沉井一侧产生偏压。
操作中可针对原因予以预防,如沉井已经倾斜,可采取在刃脚较高一侧加强挖土并可在较低的一侧适当回填砂石,必要时配以井外射水,或局部偏心压载,都可使偏斜得到纠正。待其正位后,再均匀分层取土下沉。
位移产生的原因多由于倾斜导致,如沉井在倾斜情况下下沉,则沉井向倾斜相反方向位移,或在倾斜纠正时,如倾斜一侧土质较松软时,由于重力作用,有时也沿倾斜方向产生一定位移,因此预防位移应避免在倾斜情况下下沉,加强观测,及时纠正倾斜。位移纠正措施一般是有意使沉井向位移相反方向倾斜,再沿倾斜方向下沉,至刃脚中心与设计中心位置吻合时,再纠正倾斜,因纠正倾斜重力作用产生的位移,可有意向位移的一方倾斜后,使其向位移相反方向产生位移纠正。
沉井下沉产生扭转的原因是多次不同方向倾斜和位移的复合作用引起的,可按上述纠正位移、倾斜方法纠正位移,然后纠正倾斜,使偏差在允许范围以内。
5.4下沉到位、封底技术当沉井沉到设计标高,经2~3天,下沉已稳定,在8h内累计10mm时,即可进行沉井封底。沉井封底有排水封底和不排水封底两种方案,本沉井对封底质量要求严格,不允许出现渗漏,再者涌水量不大,井底土质较密实,因此确定采取排水封底方案,分两步进行。第一步进行土形整理,使之呈锅底形,自刃脚向中心挖放射形排水沟,填以石子做成滤水暗沟,在中部设2~4个集水井,井深1~2m,插入直径0.6~0.8m,周围有孔的混凝土或钢套管,四周填以卵石,使井中的水都汇集到集水井中,用潜水泵排出,使地下水位保持低于井底面30~50cm.刃脚混凝土凿毛处洗刷干净,然后,在井底对称均匀浇一层0.7~0.9m厚的混凝土垫层,强度达到30%后,绑钢筋,浇筑上层550mm厚的防水混凝土底板。浇筑应在整个沉井面积上分层由四周向中央进行,每层厚30~40cm,并捣固密实。混凝土养护14d期间,在封底的集水井中应不间断地抽水,待底板混凝土达到70%设计强度后,进行第二步,对集水井逐个停止抽水,逐个进行封堵。方法是在抽除井筒水后,立即向滤水井管中灌入C30早强干硬性混凝土捣实,装上法兰,再在上面浇筑一层混凝土,使之与底板平。封底时因上部结构尚未施工,设备管道未安装,应验算沉井的抗浮稳定性。
5.5沉井抗浮计算若地下水对沉井的浮力大于井壁及封底砼重量与井壁与土的摩擦力之和,可以采取在井壁上加载的方法抗浮,但根据地勘资料中对地下水的描述,稳定水位为55~56m,而沉井底高为58m,地下水对沉井的浮力很小。考虑洪水期施工的影响,取土层滞水的稳定水位67m为水面标高,则地下水对沉井的浮力为F=ρghs1其中ρ-水的密度,取103Kg/立方米。h-水面至井底高度67m-58m=9ms1-井底面积,23.626.6=627.76平方米F-水对沉井的浮力F=5649.8t井壁与土层的摩擦力f=s2μs2-井壁表面积(23.6+26.6)×12×2=1204.8平方米μ—单位摩擦力,取最小值20Kpaf=2409.6t井壁及封底砼自重:p=ρv=1900×2.4=4563tF=5649.8因此,沉井在地下水浮力的作用下,是能够保持稳定的。
6、沉井施工中管涌处理及经验体会
6.1管涌及处理因沉井近靠朝阳溪,沉井在下沉至距离基底2米时,开始出现管涌现象,共有6处,且涌水量大小不一,涌水的同时带出大量的细砂,影响了沉井开挖、下沉,处理措施主要是采用卵石装袋,进行填堵,并用滤布覆盖,阻止细砂流出。过滤的水集中至集水坑进行抽排。
2环境监测中生物传感技术的应用
随着科学技术的不断进步及生物技术的快速发展,作为一个逐渐形成的新型科技领域,生物传感器是一种具有特殊性的化学传感器,是通过结合生物感应元件的专一性和一个能够产生和待测物浓度成比例的信号传导器的分析装置。生物传感技术的工作原理主要取决于生物敏感元件和待测物质之间的作用,利用这种方式,可以将待测对象冲电子组分内检测出来并进行可测量电子信号的转变。生物传感技术具有以下几个特点:第一,产生的生物学反应具有特异性及多样性,因此可以进行全部生物物质检测传感器的制作;第二,这种技术相比其他生物技术,操作过程中无需进行试剂的添加,因此具有操作简单、快捷及精确的特点,同时还可以进行多次应用;第三,这种技术可以进行不间断地分析及联机工作。环境监测水体内的BOD、有机磷、酶及NO3-。通过生物传感技术进行BOD测定仪的制作,这件仪器可以对水中BOD含量进行直接测量。溶液、有机介质内的酶类化合物的件检测可以通过酶电极安培传感器进行准确检测,生物催化剂可以通过不同的NO3-还原酶进行制作,水中NO3-含量的测定可以利用电流测量的生物传感装置进行测定。在环境监测中生物传感技术也要进行大气内二氧化碳、二氧化硫等含量与浓度进行分析。点位传感器的制作可通过自养微生物与氧电极进行有效制作,起到多种离子、与挥发性酸的抗干扰作用,并对大气环境内二氧化碳含量进行不间断自动在线分析,这种技术具有较高的灵敏度。安培型生物传感器的制作主要硫杆菌属与氧电极进行有效制作,这种设备可以进行酸雨酸雾样品内二氧化硫含量的检测,微生物传感器主要通过多孔气体渗透膜、固定化硝化细菌及氧电极合成,可以对样品内亚硝酸钠含量进行测定。
中国是具有深厚文化底蕴的文明古国,关于对茶叶的记载,可以追溯至公元前2000多年有关神农氏的传说"神农为民尝百草遇七十二毒,得茶而解之"。茶,原为药茶,而非嗜好品。在西汉初年(公元前206年)成书的中国最早的词典"尔雅"中,已有了有关茶的文字记载,在三国时代(公元222~280年),茶已开始成为日常的嗜好饮料。到了唐朝时,茶已相当普及,唐朝元年陆羽所著《茶经》对茶的性状、品质、产地、采制烹饮方法及用具作了详细的论述,是我国第一部关于茶的专门著作,陆羽也被人尊为"茶圣"。
关于茶的原产地有种种说法,比较可靠的说法认为茶出自高原的东部,即云南和四川一带,最早被看成是一种药茶,后来,逐渐繁殖到内地,一是顺黄河而下,二是顺长江而下,到公元3世纪,已普及到民间成为嗜好品了。进入公元8世纪,茶叶已成为农家的专业或副业而大面积种植起来。公元8世纪初,茶由派往唐朝的日本僧侣引入日本,17世纪80年代被移植到印度尼西亚,1788年传到印度;1869年进入斯里兰卡,1833年已广泛地被移植到俄罗斯等国家。在云南,有一条始于唐代,从云南西部经、印度到中亚的"茶马古道",这条古道在宋朝达到鼎盛时期,是中国西南与中亚地区经贸往来的重要通道,同时茶也一直是内地与地区的大宗贸易货物。
与茶叶近缘的同组(TheaSection)野生种类,据载共有12种,5变种,大多分布于中国南方,其中不少种类当地百姓长期采制作茶饮,如贵州普百县的"炒青茶"为四球茶(C.tetracoca)云南文山、红河一带的"苦茶"为厚轴茶,凤庆、大理一带的"野?quot;"感通茶"为大理茶C.taliensis(C.irrawardiensis),明末旅行家徐霞客到云南时,就曾记录为"感通茶"的采制工艺。
据现代药理研究,茶叶内含物主要有维生素、蛋白质、咖啡因、茶碱、茶多酚、单宁、挥发油等,其中茶碱、茶多酚有强心利尿作用,咖啡因对心血管和神经系统有兴奋作用,过量摄入对健康不利,目前国内外都在对降低咖啡因的含量进行研究,希望能培育出保健作用强、对人体刺激小的优质保健茶。
二、中国南方的重要木本油料作物-油茶
油茶是山茶属植物中另一类有重要经济意义的作物,在中国南方各省都有栽培,是重要的木本油料作物,在湖南、江西还是重要的食用油。我国栽培的油茶主要有以下几种,油茶C.oleifera,分布于江西、湖南、浙江、广西等。分布于浙江省的浙江红花油茶X.chekiangoleosa;广东省的南山茶C.crapnelliana、云南省腾冲的红花油茶C.reticulata等,茶油中含有较高比例的不饱和脂肪酸,具有较高的营养价值,如腾冲的红花油茶就是一种优质食用油。随着人民生活水平的逐步提高,对动物性脂肪的摄入量会逐渐减少,而茶油作为不饱和脂肪酸含量高、营养价值高的优质食用油,市场需求会逐步增加。油茶种子榨油后剩下的油枯还可以作为肥料、杀虫农药。目前,对油茶的研究还不是很多,在育种、栽培、改善茶油口感和营养成分方面还有很多工作可做,同时还可将油茶的栽培与改善生态环境、防治水土流失、贯彻可持续发展的战略结合起来,为山区经济的发展作出贡献。
三、世界著名花卉-山茶花
山茶属植物另一个有世界影响的方面是观赏花卉,现代的人工栽培范围遍布中国长江以南、以及日本、北美、西欧、澳大利亚、新西兰等国,传统上作为观赏花卉而栽培的山茶属植物均是山茶组(Sect.Canellia)种类,如山茶C.japonica,云南山茶C.reticulata.,茶梅C.sasanqua.等。山茶古称"海榴",在唐朝已有栽培,宋代以后才出现"山茶"的名称,北宋陈景沂的《全芳备祖》,明代李时珍《本草纲目》,吴彦匡《花史》,王世懋《花疏》,王象晋《群芳谱》中都有对山茶形态、分类、用途及栽培的详细记录,历代文人对山茶也有许多题咏。
约在公元7世纪初,茶花传入日本,并于18世纪时传入欧美,目前栽培品种已达1.5万余个,目前英、美、日、意、法、德、澳大利亚、新西兰等国都在栽培和培育,茶花已成为各国不可或缺的庭院观赏花木,而且有的国家进行大宗的商品化生产,作为出口创汇的物资之一。
云南山茶虽有1300多年的栽培历史,自隋唐开始,宋、元、明以后渐盛,但地处偏僻,山川阻塞,世界各国知道较少,云南山茶的学名CamelliareticulataLindley,始于19世纪中叶,但到20世纪后半叶才引起各国园艺学家的重视。云南山茶花大色艳,花型变异较多,极具观赏价值,而且野外分布较多,常易形成自然杂交新品种,如腾冲野生红花油茶林中就有由于自然杂交而形成的花型、花色有很大区别的新品种,90年代初由腾冲县城建局组织了对红花油茶林中自然杂交新品种的鉴定,经专家仔细研究后共评审鉴定了62个云南山茶新品种。1995年又从昆明震庄国宾馆的栽培品种中鉴定出10个新品种。我国茶花育种应发挥我国茶属众多的种质资源优势,进行种间和属间远缘杂交,培育出我国特色的茶花新品种。目前对新品种的培育主要有以下几个方面:
1.培育芳香茶花:用有香味的茶属植物杂交,形成有香味的茶花品种,如美国已培育出的"香粉红"Fragrantpink,以及"辛迪玉桂"CinnamonCindy等多个具有香味的茶花品种;
2物联网技术在环境监测中存在的问题
2.1物联网技术在环境监测管理系统中使用不完善
由于我国环境监测建立是在20世纪70年代,早期的环境监测技术是通过人工采集样品进行检测,其检验方式结果缺乏时效性,且准确度不高,需要耗费大量的工作量和成本,不利于环境监测结果的质量和准确度。现代使用物联网技术监测环境,虽然减少提高环境监测的工作量,但是由于现代环境监测管理系统中对于物联网技术使用不完善,让物联网技术监测环境的作用受到影响。在环境监测管理系统中,物联网数据管理没有制定相关的标准,让物联网信息不规范,缺失了其准确性,且由于物联网技术在环境监测管理系统的数据共享方向单一,让政府部门、相关企业的信息得不到统一和整合,让物联网技术在环境监测管理系统中的应用受到限制[2]。
2.2环境监测内容不周全
根据目前物联网技术应用与环境监测中的状况分析,由于地域和环境等因素影响,环境监测中的水质量、空气质量和污染源等方面的监控技术还处于不成熟的阶段,物联网技术应用与环境监测中的内容不够详细,所以,只能监测到物联网技术设定范围内的环境改变。而且,在范围内的环境监测,只能对于污染后续工作进行监测,不能对与环境变化的整个过程进行有效的监督,而不能提出很好的解决方案,让物联网技术在环境监测中的监督管理职能受阻。2.3环境监测范围没有明确物联网技术应用于环境监测中的信息分析显示:物联网技术在监测记录数据的结果会受气温、空气水含量和其他各种方面的影响而产生变化,使得其监测数据的准确性受到严重影响。由于我国的物联网技术尚未成熟,环境监测的范围和事项是不完整的,使得环境监测范围没有得到明确的确认,例如物联网技术目前无法对生活噪音、辐射污染和粉尘污染进行智能监测。
3物联网技术在环境监测中的发展方向
为了确保环境监测信息的时效性和准确性,要深化物联网技术在环境监测中的应用,加大对物联网技术的开发水平,扩大物联网技术在环境监测中的应用范围,加强其环境保护的作用。所以,未来物联网技术在环境监测中的发展方向是以下几点[3]:
3.1加强环境监测中的噪音监控能力
可以根据国家相关法律法规和噪音标准,制定合理、科学的噪音监控,提高物联网技术在环境检测中的噪音监控力度,扩大物联网技术的应用范围。引起噪音污染的原因有许多方面,可以根据实际情况制定相应的监测政策,提高物联网对环境检测数据的准确性,保障物联网的检测结果。比如:根据住户反映日常噪音的来源与发生的时间段,制定符合实际要求的监测方案,将噪音污染程度较高的地区统一,使用新的监控方式,对噪音污染进行物联网技术的监控,加强环境监测中的噪音监控能力。
3.2建立健全的物联网水质监测系统
可以根据物联网对水质监测的相关信息和监测地区的水质状况相结合,建立健全的物联网水质监测系统,对于检测地区的江河或其他水源的水质进行严格的监测。监测内容从常规的项目扩大到有毒物质、重金属等危害饮用者生命安全的因素,尤其是在重工业或污染严重的地区。例如,在居民饮用水源进行严格的物联网监测,并设置科学的水质标准,并提出相应的预防措施,一旦物联网监测到居民饮用水源水质出现变化,就采取有效的应对措施,防止居民饮用有毒水源。建立健全的物联网水质监测系统,能够保证环境监测中的水质监控能力,保障居民的用水安全。
3.3完善物联网监测数据共享平台
完善物联网检测信息共享,能够确保物联网监测数据的准确性,将环境监测的结果分享给更多的群众,提高群众的环保意识,让社会对于环境监测和环境保护引起更多的理解与支持,从而促进物联网技术在环境监测中的发展。而要做到这一点,首先要建立完善的物联网监测数据共享平台,让政府部门与相关企业的信息能够相统一,提高监测数据的准确性,然后需要改进物联网技术在环境监测中的应用水平,提高信息处理系统的自动化和智能化,并建立警报系统,对于超出标准的参数进行预警,从而提高环境监测的准确性和智能化。
1厌氧处理法
厌氧微生物可以在无氧环境下生存,那么将这些微生物置入废水中,就能够让废水中存在的有机物分解成CO2和CH4等物质。具体过程大概经过三个步骤:第一,水解发酵。这个环节主要是废水中的有机物在厌氧微生物的作用下被分解成较为简单的有机物,比如纤维物质在厌氧菌的作用下转化成蛋白质以及糖类等,然后再进一步转换成脂类以及氨基酸等物质,接着进行转换就能够转变成脂肪酸和甘油等物质。接着添加一些产酸菌,就能够将这些物质进一步转换成乙酸、丁酸以及醇类物质。参与这些发酵活动的微生物包括了拟杆菌属、真细菌以及双歧杆菌等厌氧微生物。第二,转化成乙酸或者氢气环节。这主要是利用产氢产酸菌将第一阶段中间衍生物如丙酸和丁酸和各种醇类等进行转换,形成乙酸和氢气,同时伴随二氧化碳气体产生。第三,转化成甲烷。在这个阶段主要是运用产甲烷菌将第二阶段生成的乙酸、氢气以及二氧化碳进行发酵反应转化成甲烷。其具体的处理方法包括了厌氧接触法、升流式厌氧污泥层反应器以及生物膜等方法。
2好氧处理法
这种方法就是将好氧微生物放置在拥有大量氧环境下,使之快速繁殖,然后通过好氧微生物对污水中的有机物进行氧化分解,从而转化成二氧化碳以及水和硝酸盐等物质,这样就能够实现对污水的净化。目前这种方法比较简单,而且灵活性较强,比如有活性污泥法以及生物转盘法等。
二对固体垃圾进行微生物发酵
转化成肥料对于固体垃圾的处理,可以在这些固体废物中置入大量的嗜热的微生物以及硝化细菌、纤维分解微生物等,然后再为这些微生物的快速生长提供一定的环境,并能够促进微生物反馈回路的形成。比如对于部分中温微生物,如果温度升高或者不能够适应该种微生物生长时,就能够变成负反馈机制,此时会抑制微生物的生长,然后嗜热微生物的在高热环境下活性增强,于是又再次形成正反馈回路,也就是高温微生物的数量快速增长会让温度出现升高,但是如果温度上升到一定程度,同样也会对嗜热菌构成负面影响,于是嗜热菌的数量增长就会变缓,最终让这个温度保持在一定范围之内。根据最新对不同微生物的研究表明,白腐真菌能够很好的分解含苯有毒污染物,所以注意这类真菌的培养则能够很好的分解固体垃圾。
三运用微生物对废气进行净化
微生物也能够对废气进行净化,对此第一,要对废气进行液相转换,然后通过液相环境置入微生物从而实现对废气进行降解,其中产生的代谢物则能够进入到液相环境中,部分可以作为细胞代谢能源,另一部分比如二氧化碳被析出。比如通过微生物净化二甲苯就可以在室温环境下进行,其中废气含有二甲苯的浓度达到了每立方米为250mg~2500mg之间,气流量则为每小时100L~400L,废气在空塔中的时间为28s~83s,该塔的阻力将为12.8Pa~40.9Pa之间,根据实验结果得出,该生物膜填料塔在处理含有二甲苯的废气具有良好的效果,总有效去除率达到了90%以上。
在社会主义市场经济条件下,我国的书目信息服务情况可用几句话来概括:书目信息服务的内容不断增加,书目信息服务的范围不断拓展,书目信息服务的领域逐步扩大,书目信息服务的方式越来越多,书目信息服务的质量与效率逐步提高,书目信息服务的手段越来越先进,书目信息服务中存在的问题也越来越突出。
1.1我国图书情报机构的书目信息服务状况
从武汉大学出版社出版的专著《书目情报需求与服务研究》中披露的调查资料可知,国家书目信息、专题性文献及出版物推荐目录信息、地方文献及出版物目录信息三者的被利用率,分别占调查样本数的51.7%、48.53%与33.1%,由此可见书目信息资源在人们工作和生活中所起的重要作用。书目信息服务的提供方式,一般有传统印刷型方式及现代技术型方式两种。长期以来,我国书目信息主要是以传统印刷型形式出现。1996年以后,随着因特网及其他新技术、新材料、新工艺的出现,我国书目信息服务的内容与形式明显增加,如通过网络向社会大众及本馆读者及时通报馆藏文献信息;通过网络查阅、订购、下载书目文献信息及出版物内容信息;利用网络享受联机文献借阅和复印等信息服务内容;提供CD-ROM封装盘片形式的可供货书目信息;网上并可下载的图文并茂的出版物外观、内容提要及其他书目服务信息,等等。
我国图书馆界于20世纪70年代中期开始将MARC等书目信息新技术、新规则介绍到国内。与此同时,我国高校图书馆也开始进行微型机西文编目、查目、新书通报和流通管理的试验。当时北京大学图书馆研制出“北京地区西文新书通报系统”和“西文图书联合目录系统”,南京大学图书馆采用简化MARC格式进行了“西文编目研究”,中南工业大学图书馆研制出“微型机湖南地区西文期刊目录系统”,武汉大学图书情报学院研制出“微型机图书情报西文书目检索系统”和“图书馆流通管理自动化系统”等等。20世纪80年代中期,我国有更多高等学校和科研院所进入计算机文献信息服务研究领域,陆续开发出实用的微机编目系统,并开始进行局域网环境下的联合编目工作,其中比较有代表性的有上海交大、复旦大学、中科院上海分院联合开展的“上海地区西文书目信息检索网络”研究计划,中科院、清华大学、北京大学三所图书馆联合开展的“APTLN”书目信息检索网络建设与研究工作等。
我国图书馆自动化工作开展至今已近30年。在众多图书馆自动化管理系统中,原北京图书馆与深圳图书馆的自动化系统在图书馆界有较大影响,并且已推广到全国多家省市公共图书馆与高等学校图书馆。20世纪90年代后我国图书馆界加快了编目自动化的研究进程,利用网络环境实现计算机编目的应用研究也逐步开展起来。1995年国家投资建设的“中国教育和科学研究计算机网络(CER-NET)”加快了我国高校图书馆的计算机编目和书目数据库的建设进程,全国各高校通过校园网就可进入CERNET,方便地通过网络利用其他高校的信息资源,而且还可以借助CERNET与INTERNET相联,从而直接利用因特网信息。
在国家有关政策的支持与鼓励下,我国信息化基础设施的建设取得了重大成就。20世纪90年代建成的中国公用分组交换数据网(ChinaPAC)、中国公用数字数据网(ChinaDDN)、中国公用计算机互联网(ChinaNET)等,为我国高校、公共和专业图书馆开展联机编目、合作编目创造了良好的网络环境。近些年我国电信部门陆续推出了ISDN、ADSL等多种较高网络传输速度的新型数据传输方式,为我国图书情报部门提供了较过去更好的书目信息传递工具。20世纪90年代我国又推出了中国文献机读目录标准(CNMARC),为进一步推进我国文献机读目录信息的交换和共享创造了良好的条件。
1.2我国出版发行界的书目信息服务状况
我国出版界于1991年开始正式采用CIP(在版编目)规则,1996年国家新闻出版署信息中心专门成立了CIP处,负责组织、规划、协调与管理全国的在版编目工作。目前,全国有超过百分之五十的出版社已进行CIP工作,并正在研究利用计算机处理出版社在版图书的目录信息。在数据通信和计算机网络等现代技术手段被引入出版业之前,传统印刷型书目一直是我国出版发行部门的主要书目信息服务工具。通过印刷型书目信息报纸预告新书及可供图书信息,为书店及广大读者提供有效的订购参考信息。
改革开放以来我国出版社数量不断增加,出版物的品种与数量直线上升,传统的印刷型书目信息服务方式已暴露出诸多不足。因此,引进发达国家的先进技术,利用网络环境实现出版信息的传递和出版物的交易,已成为我国出版发行部门的共识。1995年,新华书店总店与北京、辽宁、上海、江苏、浙江、湖北、四川、广东等八家省级书店联合研制我国出版发行业的互联网——“全国出版物发行信息网络(CPRN)”,并希望将该网络建设成为覆盖全国、以新华书店为主体、以出版社为源头、兼容其他发行渠道和社会读者,集批发、零售、订购、查询于一体的出版发行信息系统。1998年10月,该项目完成了网络“中心”和八个省网络“分中心”的硬件配置建设、软件安装以及与信息产业部CHINAPAC和CHINADDN通信骨干网的联接工作。1998年底,“全国出版物发行信息网络”投入试运行,并将工作重点逐步转向发展网络成员及建设可供书目数据库等方面。一方面,希望能够吸收更多的出版社、地市县书店、集个体图书发行机构成为网络成员,使它们能够享受通过网络订购图书的优质服务;另一方面,希望各个网络成员不断将可供书目与征订书目信息充实进网络数据库,满足网络成员订购、查询与余缺调剂的需求。该项目后期进展不理想,多种原因导致网络成员的发展工作陷入停顿,“全国出版物发行信息网络(CPRN)”的运作出现困难。目前,新华书店总店信息中心已改与网络信息技术公司联手,建设具有电子商务功能的网站,利用因特网向国内外用户提供书目信息并开展出版物销售服务。
国家新闻出版总署一直在积极推动建设“中国出版物在版编目数据库”,使广大读者能够通过网络查阅出版信息和可供出版物信息。与此同时,一大批书业网站(如“当当书店”、“人民时空”、“旌旗书店”、“北京图书大厦”、“上海书城”等)正通过网络向广大读者提供可供货书目信息,方便读者在线浏览与购买出版物。
2我国书目信息服务中存在的问题
我国书目信息服务工作存在的问题,归纳起来主要有:
(1)国家书目信息报道的时滞过长,文献被重复报道的现象时有发生。与发达国家的书目报道仅需一周时间相比,我国《全国新书目》的报道周期长达一个月。此外,在《全国新书目》、《全国总书目》、《中国国家书目》中收录的文献及出版物存在大量的重复;就是出版发行行业自己编制的《社科新书目》、《科技新书目》以及省级书店的宣传书目中,重复的书目信息也不少。
(2)书目信息格式不一致。无论是出版机构在网上的书目信息,还是书店系统长期使用的传统印刷型书目信息,其格式与我国图书馆等信息服务部门的书目信息格式不完全一致,与出版社在版编目的格式也有许多差异。由于格式的不一致,直接影响了书目信息的兼容与共享。
(3)统一书目信息格式存在着困难。就CIP数据而言,它对书目信息服务部门的确重要;但对出版社而言,有没有CIP数据,CIP数据的质量如何,并不影响出版物的销售,所以它们对CIP的重视程度就不如信息服务部门,目前仍然有将近一半的出版社未执行CIP数据;那些已执行CIP数据的出版社,也存在着诸多问题,主要表现为数据不详尽、标识符号不准确、著录项目遗漏、著录格式不规范等。
(4)图书正式出版后的数据与出版前征订目录中的数据时有变动。例如图书的“估价”项,据武汉大学出版社总编室的同志介绍,有将近百分之二十的图书正式出版时,“定价”与原“估价”不同。又如“页数”、“出版时间”、“书名”等项,出版后的正式数据与出版前的宣传数据都会有所不同。如果将出版前书店的征订目录数据直接作为图书馆的目录使用,必然有部分数据在出版物到馆后需要修改。这时在图书馆机读目录数据库的多个数据文件之间,就很容易因修改的遗漏而产生记录彼此的不一致。
(5)书店征订目录不适合图书馆直接使用。一般来说,书店征订目录中没有提供图书信息检索点的排检项,其分类也比较粗略,仅指出了出版物所属大类,没有给出具体的分类号。在图书馆等信息部门的信息服务中,书目信息中的排检项十分重要,它是读者能够接受正确信息服务的切入点(如书名、作者、主题、分类号等常用的检索点)。如果图书馆直接用缺乏主题词与详尽分类号的书店征订目录作为自己的目录,将对读者通过书目进行的信息检索十分不利。
(6)出版社在版编目(CIP)数据产生的延迟直接影响书店征订目录的编制与出版物的推销宣传。书店系统编制征订目录,是希望社会公众在图书正式出版之前就能了解这些出版物的信息,以便赢得更多的订数,占有最大的市场份额,获取较好的经济收益。为了改变传统发行方式下出版物信息产生与传递不及时的问题,出版发行部门非常希望出版社能在图书正式出版前就尽早提供准确的出版物信息,以便书店及时编制出征订目录。一般情况下,出版物的在版编目(CIP)数据都是先由出版社编制,再报送并等待国家版权局审核批准,然后由出版社以订单的形式传递给发行部门。这种运作方式使得直接利用CIP数据编制征订目录的设想难以实现,也无法满足书店获取订数所需要的充足的宣传时间。
(7)书目信息来源于它所对应的出版物以及编辑生产它的出版社。出版社的编辑人员虽然具有较强的稿件编辑、组织与加工能力,但缺乏能够准确确定每一种出版物的在版编目数据的知识,也缺乏编制书店征订目录与图书馆书目所需的知识。因此,目前我国出版物的在版编目数据(CIP)质量存在这样或那样的问题,无法满足书店与图书馆等书目信息服务部门在编制书目时的各项要求。
3网络环境下整合我国书目信息的措施
为了提高书目信息的通用性与兼容性,我国图书情报界自20世纪70年代起就采用文献信息著录交换用国际标准(MARC),并开始书目自动化应用的研制与推广工作。我国图书发行部门为了增加出版物的销售,非常重视编制与发行出版物征订目录,各种征订目录(如《科技新书目》、《社科新书目》、《上海新书目》等)一直都在为宣传推销出版物服务。出版社编制的图书CIP数据,有不少地方与图书情报界的书目不同,与书店的征订目录也有不少差异。这三类书目的数据来源、编制单位及信息传递路径都不相同。在这种情况下,寻求一种能整合三种不同书目信息的途径与方式是非常必要的,也会遇到各种阻力与困难。为此,笔者提出如下一些建议。
3.1统一思想、提高认识是整合书目信息的前提
要使书目信息整合工作得以顺利进行,首先必须统一思想,提高认识,使三大书目信息部门的领导和有关人员都能认识到整合书目信息的重要性,并积极支持这项工作。具体而言,出版社必须加强在版编目(CIP)工作的组织及在版编目工作人员的队伍建设,提高CIP数据的编制质量;书店等图书发行部门要加强征订书目的组织工作,提高书目数据工作人员的业务素质及工作责任心,以保证所给出的出版物分类号、主题词(或关键词)的质量;图书馆与情报部门应提高对书目信息整合重要性的认识,重视对出版社、图书发行机构有关技术人员的培训,帮助他们提高CIP及征订书目数据的质量,同时需要改变自身对CIP数据及征订书目数据的不信任态度,制订直接采用CIP数据及征订书目数据的措施,为整合书目信息营造良好的软件环境。
3.2以出版社在版编目为基础整合我国书目信息
抓源头、带全面是整合我国书目信息的主导思想。由于出版物书目信息的源在出版社,所以,建议以出版社在版编目数据(CIP)作为三种不同书目信息格式整合的突破口。具体来说,应在国家在版编目条例的基础上,制定在版编目的补充规定,对在版编目数据项做适当的修改和补充,使CIP数据成为一种能满足各方面书目信息应用要求的书目信息数据。为此,建议由国家信息服务主管部门对整合后书目信息格式的具体要求,由国家信息与文献技术标准化委员会出面组织协调,成立由国家重点(权威)出版社在版编目编制人员、书店及出版社征订书目信息组织人员以及图书馆和情报部门编目部技术人员共同组成的“中国书目信息格式整合工作小组”。在充分协商的基础上,按照国家文献书目信息交换标准(参照有关的国际标准)的要求,充分考虑各个信息服务部门的业务特点与要求,制定出符合书目信息资源共享要求的新的书目信息著录格式。出版社在版编目人员只要严格遵照新的书目信息格式组织CIP数据,经国家版权部门审核通过,就可以传递给书店、图书馆及其他信息服务部门直接加以使用。
3.3充分利用网络环境实现书目信息的整合
为了满足书店征订目录与图书馆藏书目录多方面的要求,可以考虑充分利用网络资源,将出版社、批发书店与图书馆联系在一起,形成全国范围的庞大书目信息广域网。审核后的出版社在版编目(CIP)数据可经过这个网络迅速传递到批发书店和图书馆等信息服务部门,使它们在第一时间就能直接用CIP数据编制征订目录和馆藏书目。为此,整合后的书目信息格式必须与在版编目(CIP)数据格式高度统一,书店、出版社、图书馆(包括信息所等信息服务部门)都必须具备网络应用条件。为了给规范化的书目数据的传送奠定物质基础,需要加快“金版工程”建设。应在国家信息产业部与新闻出版总署的指导和协调下,继续完成“全国出版物发行信息网络”和“全国新闻出版管理信息网”以及与之配套的四个大型数据库的建设。这四个大型数据库为“新闻出版管理数据库”、“中国百科术语数据库”、“图书在版编目数据库”和“国家新闻出版版权数据库”。一旦“金版工程”完成,就能从根本上解决在版编目信息、征订目录信息传送慢的问题。这项工作可以在新闻出版总署“金版工程”的统一规划下,集中全国出版社、书店、图书馆、电信部门与网络公司等多方面的力量,建设这个全国性的网络平台;各出版社可以通过该网络直接将本社出版物的CIP数据传递给国家版权局审核,核准后又可以经由网络传递给书店,书店据此能顺利地转换成征订目录。国家重点信息工程中国教育与科研网(CERNET)已运行了五年多,它在上世纪末就已吸收我国大多数高校及科研院所的图书馆入网,使数以百计的我国高校图书馆通过该网络共享书目信息资源。如果再将全国公共图书馆自身的自动化管理系统也接入CERNET,就能实现以图书馆系统为基础的书目信息服务广域网。由于CPRN与CERNET都以电信数据通信网为基础,所以,通过电信部门的网络平全可实现这两个全国性的广域网的对接,使整合后的书目信息能够真正在网络环境下快速传递,实现书目信息资源的网络化利用与共享。
3.4编制书目格式转换软件,灵活应用整合后的书目信息
为了整合我国的书目信息,让我们先对三大书目的格式及内容作些分析。一般来说,书店的征订目录包括征订号、书名(丛书名)、版本、出版者、类别、责任者、开本、字数、页数、装订形式、估价、出版时间、ISBN号、内容简介、读者对象等;出版社的在版编目(详细级)包括书名(及有关信息)、责任者、版次、出版地、出版者、出版时间、丛书的详细信息、附注、ISBN号、排检项、其他注记等;图书馆的图书目录(详细级)包括的内容与CIP数据基本一致,不同之处是增添了索书号和定价项,去掉了其他注记项。可见,三者的信息很大部分相同。不过,由于书店是依据出版社的新书预告编制征订目录,当时该出版物的CIP数据尚未完成,二者的著录格式、著录项目及内容明显存在差别,且产生的时间不同步。一方面,由于双方的信息都来源于出版社,所以通过出版社能够做到著录信息内容的一致性。另一方面,整合书目信息后还能有效解决征订目录著录不够规范、缺乏统一著录标准的问题,并能解决《社科新书目》、《科技新书目》等书目报及出版社征订书目单中书目信息重复、彼此体例不一致等问题。至于出版社的在版编目数据和图书馆目录数据,由于双方内容比较一致,可根据规范化的要求统一书目的项目。
由于三种书目信息都源自出版物,所以可设想以在版编目(CIP)作为整合三种书目信息的纽带。虽然目前我国CIF数据还存在一些质量问题,但只要做好CIP数据的编制与核查工作,实现出版社、书店、图书馆(以及信息所)书目信息的共享是完全可行的。具体思路是:以现行在版编目的著录格式为基础,按CNMARC(国家文献信息机读目录通信格式标准)的要求设计规范化的书目信息格式。建议其主要著录项目包括:书名、著作者、出版项(出版地、出版者、出版日期(出版日期也可以待图书正式出版后通过网络即时传送))、估价(出版物正式出版后,通过网络迅速将定价传递给书店和图书馆,以便修改此项内容)、预计出版日期(此项目供书店征订目录使用,图书馆可作为订购时的参考因素)、装帧、开本(包括外形尺寸信息)、字数、页码(此项目待出版物正式出版后再传送)、类别、ISBN号、内容提要(此为新增项目,有利于信息检索及用户订购)、关键词(由出版物著作者在提交书稿时一并提供)、读者对象、附注等。
为了实现书目信息资源共享,节省三家单位书目编制的人、财、物力,实现一家编目、多家共享,需要对整合图书馆目录、出版社在版编目和新华书店征订目录的编制工作进行具体规划。如果从现在起就规定这三家单位要按照整合后统一的书目格式著录和传递信息,则首先必须对这三家单位的相关技术人员进行培训,使他们立即按照新的规范生产和传递书目信息,同时要逐步将过去已建成的庞大书目信息数据库加以改造,使数据库中的记录内容都符合规范化的要求。为了使这三家单位目前已经建立的书目信息数据库还能够继续使用,而且不至于因为对新书目规范的不熟悉而导致书目信息的编制与传递利用出现差错,笔者建议集中技术力量编制几套相应的书目格式转换软件,使整合后的书目信息能够得到灵活的应用。这一设想的操作思路是:集中我国三家书目信息服务部门及信息技术部门的技术力量,编制在版编目(CIP)数据和以CNMARC格式为基础的整合后书目信息数据的转换软件,编制图书馆(信息所等)目录和以CNMARC格式为基础的整合后书目信息数据的转换软件,编制征订目录和以CNMARC格式为基础的整合后书目信息数据的转换软件。目前这三个部门内部的书目信息的著录、编制以及书目数据库的建设等,仍然可以按照过去的方式运转,本单位过去已经建立的庞大的书目信息数据库的内容也继续保留使用。这样做既能够尊重过去业务人员书目信息工作的习惯,保证目前的书目信息服务工作效率与速度不受影响,也能够充分利用过去建立的庞大的书目信息数据库记录。这三家单位之间的书目信息的传递与资源共享。可以借助网络及转换软件实现。也就是说,在不同的书目信息服务部门之间需要传递与共享书目信息时,借助转换软件,先将本单位的书目信息转换成标准(规范)的CNMARC格式的书目信息(项目的选取可参照上面的分析确定),然后通过网络快速传递给对方;对方收到信息后,只要利用自己的转换软件将其转换成本单位自己的书目信息格式,就能够直接加以利用。这样的操作方法不仅大大降低了书目信息整合的难度,而且执行起来也比较容易。
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在一般会计准则体系下的利源分析