纳米孔改进生物技术论文

2022-04-15

摘要采油工程技术是我国石油行业未来发展必然趋势,是开发油气田方案中尤为重要的一种手段,是决定采油速度、采油产量以及达到经济效益等问题的一门重要技术。本文分析我国采油技术发展阶段,并研究采油工程新技术上的应用。今天小编为大家推荐《纳米孔改进生物技术论文(精选3篇)》,仅供参考,大家一起来看看吧。

纳米孔改进生物技术论文 篇1:

化学工业中的纳米技术

摘要:纳米技术正全力推动着化学工业未来的发展。随着一些纳米技术的工业产品问世以及所显示出的诱人前景,现在“纳米技术”已经成为家喻户晓的名词。

关键词:纳米;生物;化学

纳米技术正全力推动着化学工业未来的发展。随着一些纳米技术的工业产品问世以及所显示出的诱人前景,现在“纳米技术”已经成为家喻户晓的名词。纳米技术能在<100nm的水平上合成、处理和表征物质,这是一个涉及多门学科的广阔领域,它包含有:纳米材料(nanomaterials)、纳米生物技术 (nanobiotechn010gy)、纳米电子学(nanoelechonics)和纳米系统(nanosystem),如纳米电子机械系统NEMS和分子机械(m01ecular machine)等。而纳米技术在化学工业中的应用,主要是新型催化剂、涂料、润滑剂,过滤技术以及一些最终产品,诸如纳米多孔材料制品和树状聚合物制品已成为化学工业的创新点。

化学工业及其相关工业,特别是一些化学反应起着关键性作用的产业盛行用纳米技术来改进催化剂性能。纳米多孔材料中的沸石在原油炼制中的应用已有很长历史,纳米多孔结构新型催化剂的发展,为许多化学合成工艺的创新提供了机会,或者使化学反应能在较温和条件下进行,大幅度地降低工艺成本。例如用此类催化剂可以将甲烷有效地转化为液体燃料,作为柴油代用品,而现用的方法比较昂贵。

纳米粒子催化剂的优异性能取决于它的容积比表面率很高,同时,负载催化剂的基质对催化效率也有很大的影响,如果也由具有纳米结构材料组成,就可以进一步提高催化剂的效率。如将Si02纳米粒子作催化剂的基质,可以提高催化剂性能10倍。在某些情况下,用Si02纳米粒子作催化剂载体会因SiO2材料本身的脆性而受影响。为了解决此问题,可以将SiO2纳米粒子通过聚合而形成交联,将交联的纳米粒子用作催化剂载体。

在能源工业中,Shenhua集团公司、Hydrocarbon技术公司和美国能源部在中国进行煤液化项目建设,采用了纳米催化剂,取得了20亿美元效益。此工艺可以生产非常清洁的柴油,在中国许多地方它可与进口原油或柴油(以全球平均价格计)竞争。燃料电池也是纳米催化剂起重要作用的领域,当前工业样品应用的是铂催化剂,约2nm宽。

在过滤工业中,纳米过滤(简称纳滤,nanofiltration)广泛应用于水和空气纯化以及其它工业过程中,包括药物和酶的提纯,油水分离和废料清除等。还可以从氮分子中去掉氧(氧与氮分子大小差别仅0.02nm)。应用此方法生产纯氧可不需要采用深冷工艺,因而可以降低成本。法国于2000年在Generale des EaMx建成世界上第一座用纳滤技术生产饮用水的装置,所用聚合物膜其孔径略<lnm。与传统净化工艺相LL,虽然电能消耗较高,但带来一些其它的好处,如不需要用氯。

由于可以精确地控制孔径,所以具有可观的近期应用前景。美国Pacific Northwest国家试验室已经创制一类称之为SAMMS结构,为在介孔载体上自组装的单层结构,含有规整的1-50nm的圆柱形孔,孔上用自组装方法涂上活性基团单层,可用于不同领域。已经利用SAMMS成功地从水溶液和非水溶液中萃取出各种金属和有机化合物。

纳米多孔材料的吸收和吸附性能也提供了在环境治理方面应用的可能性,如去除重金属(如砷和汞等)。使用其他纳米材料的过滤技术也取得了长足进步。例如入rgomide纳米材料公司开发的用直径为2nm纤维制成的高产率系统,可以过滤病毒、砷和其它污染物。

一些聚合物—无机化合物复合材料也可用作气体过滤系统,而且效率也很高。如有一种用排列成行的碳纳米管(nanotLlLe)制成的膜,由于纳米管与气体分子间互不作用,可以高产率地分离出气体。此种材料可满足高流速低压气体的分离需要。此种膜可以从气流中去除CO2,或从CO中分离H2。这种技术可应用于新一代发电厂、煤液化工厂或气体液化厂。

由精密控制尺寸的纳米管组成的膜在分离生物化学品方面也具有很大潜力。

在复合材料领域中,纳米粘土和POSS已经取得进展。在不远的将来,碳纳米管可能产生较大影响。但是,各种不同形状的树状分子结构以及它能易于功能化的性能,可以创制特殊结构的复合材料,使之具有各种性能。早在上世纪90年代中期,Bert Meijer教授就阐明了树状聚合物的结构,它是一群小分子,或是小分子的容器。一个“树状聚合物箱”(I)endrimer box),如同有一个硬壳建于软性树状聚合物周围。如果一个小分子,如染料分子进入树状聚合物中,即可被封装在空穴中。通过对其末端基因的化学改性,全部或部分烷基化,树状聚合物就可以形成与线型聚合物可化学兼容的物质,以改进混合性能。在此情况下,树状聚合物的作用在于创建了分子微观环境,或是在塑料原料中形成“纳米观口袋”(nanoscopic pocket)来聚集染料分子。作为一种形态的、结构的或是界面改性剂,树状聚合物还可提高材料韧性,而对其加工性没有影响。在材料共混和复合中,它们还起着材料组分间的兼容剂和粘接剂的作用,因此可用于工程塑料添加剂。树状多支链聚合物已经被用作环氧树脂的增韧剂,加入重量比5%的树状聚合物可显著提高材料的坚韧性。通过可控相分离工艺,可以使树状聚合物良好地分散在树脂中,树状聚合物和树脂作用可以使接枝在树状结构上的环氧基团的化学键得到加强。杜邦公司制造和应用多支链结构物质作为聚合物共混中的添加剂,可以改善聚合物的加工性能。DSM公司已经将多支链的聚丙烯亚胺(PPl)聚合物工业化,主要用于廉价塑料和橡胶制造中作为添加剂,降低粘度。在涂料、油墨和粘合剂生产中也可应用。美国宇航局向Dow Corning公司和Matcrials Electrochemical

Research公司进行项目投资,开发等离子沉积树状聚合物涂料和树状聚合体富勒烯纳米复合材料,以用作微型和亚微型表面润滑。

纳米管和纳米角(namohorn)也在进行研究,主要是探索其在燃料电池中应用,用于储存氢和烃类。根据美国能源部计划,氢基燃料电池要在车辆上实际使用,氢含量(重量比)应达到6.5%,而目前只达到1.5%。预测到2005~2015年,氢基燃料电池可能在车辆上获得广泛应用。Nanomix公司长期的燃料电池计划是用氢作燃料,使系统拥有5~6kg氢,每辆车价格能在1000美元以下。另一种储氢介质是BASF公司的“Nanocube”,但此技术近期尚达不到放大和降低成本,個人用电子设备是其市场开发的第一个目标。

综上所述,纳米技术将不断发生变化,展望前景是光明的。当然,纳米技术也与其它技术一样,对环境和社会有正反两方面的影响。提高能源生产和供应效率,对产业和环境都是有好处的,例如通过减轻复合材料重量,应用替代能源(提高太阳能和风能效率及经济性)以及扩大燃料电池应用等,达到节省大量能源的效果。其它具有竞争力的方面为纳米粒子在医学上应用,有效地进行药品施放,但纳米粒子对人类健康的影响尚无定论。任何一个新的化合物和产品在批准应用之前都必须进行全面鉴定,在工业化前要经过长期应用研究。当前用以评价这类产品的通用程序和方法将面临许多挑战。

作者:陈强明

纳米孔改进生物技术论文 篇2:

采油工程技术的发展与展望

摘 要 采油工程技术是我国石油行业未来发展必然趋势,是开发油气田方案中尤为重要的一种手段,是决定采油速度、采油产量以及达到经济效益等问题的一门重要技术。本文分析我国采油技术发展阶段,并研究采油工程新技术上的应用。

关键词 采油工程技术;石油;发展研究

目前,我国面临石油短缺问题,即使经过开发化学驱油和注水之后,石油采收率仍是较低,因此,采油工程技术在油田开发工作中是尤为重要的。我国面临这种开发严峻状况,就需要对油田开发技术进行改进与探寻,提高我国开发石油在国际上的竞争能力。

1 分层采油工程技术发展阶段

随着我国社会主义科技水平不断发展,我国采油工程技术也在不断发展,在采油工程技术发展中,主要包括分层开采工程技术有效发展阶段、采油工程技术的突破发展阶段、采油工程体制的形成三个阶段,其内容如下。

1.1 分层开采工程技术有效发展阶段

此阶段要是20世纪50年代到70年代之间,我国经过多方面的探索与实践,完成了包括防砂、油田堵水等试验[1]。这个阶段主要包括:分层采油、分层测试、分层管理、分层研究四个方面,内容如下。

1)分层采油。这种是用低渗透层的潜力对自喷井进行分采,其中它包含了双管分采、油套管分采以及单管封隔器形式。

2)分层测试。测试自喷采油井产生剖面,测试注水井注入剖面,测试无杆泵流压,以及有杆泵抽油井环空测试。

3)分层管理。在平面调整中进行注水结构,完善注采系统,提高细分注水以及工程生产能力,达到控液稳产、结构调整的效果。

4)分层研究。根据密闭取心、产出剖面等信息,与油水井结合并进行改造,研究及探索剩油分布情况以及油层动用情

况等。

1.2 采油工程技术在发展阶段的突破

适合各种类型油气藏采油工程技术的研究与开发,能够适合不同场地需求,推动工程的多样化的发展。

1)断块采油工程技术。目前,因为断块油藏断层相互分割而成为独立的单元或油藏形状以及大小的不确定因素等多方面原因,所以要采用滚动勘探方法,对其进行油层以及注水的方面的改造,以确保油井的产油数量,确保油田的产油效率[2]。

2)潜山油藏开采工艺技术。在石油开采过程中,潜山油藏是任丘油田中具有典型的一种技术,潜山油藏与砂岩油藏的区别体现在潜山油藏是否适宜油气储存地方开采,以及潜山油藏是否多数储存在裂缝、孔隙中等[3]。为了适应潜山油藏的开采,需要进行大排量耐高温电潜泵技术以及裸眼测试等。

3)稠油热力开采技术。在80年代,这种技术在油田上进行规模较大的使用与实验,在胜利油田、克拉玛依油田等实现了技术攻关。

4)气顶砂岩油藏开采技术。这种技术曾经在大庆喇嘛甸油田应用,并取得了对喇嘛甸油田的有效开采。这种技术的配套技术包括保持气锥和水锥的稳定、保证最优射孔井段等。

1.3 采油工程体制的形成

随着采油工程技术的发展,采油工程体制也得到进一步的改善,主要表现在下面的几个方面:

1)采油过程中,它采用的是中长期的发展规划,能够处理好基础研究与近期应用技术的关系,有效解决才有过程中出现的问题,改进油田开采技术。

2)对低渗透油田可以采用加强注水以及简化地面流程等,这样就能够有效提高单井产量,达到经济利益最大化。

3)对蒸汽吞吐接替技术进行有效发展,可以及时扭转稠油开采的被动局面。

2 采油工程中新技术应用

目前,生物技术、信息技术、纳米技术、新型材料代表的高新技术得到快速发展,为采油工程技术带来许多机会,也在许多方面带来挑战[4]。

2.1 生物技术在采油工程中的应用

微生物采油技术和勘探技术是采用工程中生物技术的主要应用。微生物采油技术是化学驱、继热力采油之后正在快速发展的三采技术,微生物采油技术也可以叫细菌采油,它是采油工程中生物技术的应用,在枯竭和高含水的老油田中有较强的活力。

2.2 信息技术在采油工程中的应用

在传统行业领域应用中,石油产业是计算机最早应用的产业,对计算机依赖性也很强。在采油工程技术中信息技术的应用是多方面的,例如:油藏模拟、实施优化等技术。

2.3 纳米技术采油工程中的应用

采油工程纳米技术仍处于基础阶段,目前处于应用中的有纳米MD膜驱油技术和矿场实验研究等进行应用。

2.4 新型材料在采油工程中的应用

1)在管道钢的增韧止裂方面、金刚石和金属的连接方面以及管接头连接等方面进行应用。

2)可应用于采油工程中耐磨材料,包括高韧耐磨涂层、高韧性硬质合金等。

3)可应用于材料腐蚀防护,如腐蚀的在线监测、高分子耐蚀材料等。

3 采油工程相关技术发展的建议及对其的展望

3.1 加强对采油工程专业人才培养

组建有专业素质的管理团队,有效发挥出团队的管理能力以及组织能力,培养出优秀的领导人,挖掘出人才潜力,让团队整体工作能力有效提高,在采油工程技术的发展与展望中发挥出每个人的才能与作用,实现工程的利益、效率最大化。

3.2 创建良好的工作环境

在采油工程中,需要创造出良好的实验室以及研究室,有效开发高科技相关技术,加强技术研究的发展水平,从而提高我国采油工程技术。

3.3 部署采用工程技术发展

针对我国石油行业实际情况以及国民经济条件进行部署,从而获得更高的采收率以及经济效益,将石油短期利益与长久利益相结合后,择决出最适合的采油工程技术。

3.4 全面了解采油工程中一些重要方面

1)了解石油开采的规律性,并采取相应措施。

2)在石油开采方面,可以采用保持地层压力以及人工补充能量的开采方法,这样能够使稳产期最大可能的延长,达到有效提高开采的效果。

3)在进行开采天然气过程中,对含酸性腐蚀气体、压力高等问题,可以采用开发机排、井控技术等采气技术。

4)加强与国际间的项目合作。掌握国外采油技术最新发展,根据国外技术发展趋势,发展我国采油工程技术。

4 结束语

综上所述,高新技术产业在未来将获得巨大发展,该项技术带来的益处,可以为我国油田采集事业带来新的发展,为我国油田开采事业做出巨大的贡献,使采油工程技术对我国未来创造出更高的效益。

参考文献

[1]刘合.大庆油田采油工程面临的难题和技术发展方向[J].大庆石油地质开发,2009(5).

[2]石梅,刊诚荣,侯兆伟,等.大庆油田微生物采油技术的发展与前景[J].世界石油工业,2000(5).

[3]刘振武,方超亮,王同亮.高新技术在石油工业中的应用展望[M].北京:石油工业出版社,2003.

作者简介

那旭(1990-),大学本科,毕业于吉林建筑工程学院,现任大庆油田第五采油厂第一油矿八区六队管理工作,先后从事过采油工、维修工、油气集输工,对水取井、聚驱井有一定工作经验。

作者:那旭

纳米孔改进生物技术论文 篇3:

硅藻研究与应用展望

摘要:目前对硅藻的研究侧重于其生理及环境监测功能,硅藻基因组的研究极大地推动了硅藻研究的进展。对硅藻细胞部分、个体、种群和群体等不同尺度的研究将深入揭示硅藻的生理、生态、起源与演化规律,从而使得硅藻在仿生合成、微型器件、气候控制、生物监测、古环境与气候、新能源和食品、生态修复等领域有广阔的应用前景。

关键词:硅藻;仿生合成;生态;研究;应用

全球范围内估计,硅藻每年至少贡献20%的初级生产力,相当于热带雨林。硅藻是一种单细胞藻类,全世界约有16 000多种,体长一般在1υm至200υm之间,其最明显的特征是细胞壁除个别种类外,均高度硅质化,形成上、下两个透明的壳,以壳环带套合形成一个硅质细胞壁。硅藻是一类真核单细胞光合生物,出现在约至今2亿年前后,是经过异养鞭毛虫吞噬红色真核藻类发生次级内共生产生的低等植物类群。近年硅藻基因组分析表明硅藻基因是由来源于植物、动物和细菌谱系组合而成的。

硅藻是当前世界研究的热点之一,美国、加拿大、英国、俄罗斯、丹麦、挪威等国的学者近年正加紧对硅藻的研究,美国和欧盟投入巨资开展多个单位联合的硅藻项目研究。而目前国内对硅藻的研究却相对较少,偏重于对海洋硅藻的研究,对淡水硅藻的研究不多。硅藻的应用除硅藻土的直接利用外,主要有水质监测、恢复古环境和气候等方面的应用。硅藻的研究正全面展开,现代生物科技特别是基因测序技术的发展,使人们能够从基因和分子水平上来探讨硅藻的各种生理机制,极大地促进了硅藻研究的发展,同时将会拓展硅藻的应用范围。本文分析了硅藻研究与应用现状,展望了硅藻研究与应用的前景。

1 当前硅藻的研究与应用

从18世纪硅藻被发现到现在,硅藻的研究与应用已经比较广泛。研究由原来简单的形态描述 趋广泛深入(见表1)。和分类发展到当今的众多领域;硅藻的应用也日

2 硅藻生物矿化与仿生合成

硅藻壳有很多微小的孔和几个环带围绕,其纳米结构超过了当今人类工程的能力范围。而且硅藻的生物“玻璃”的形成并不要求高温、高压或使用腐蚀性化学物质,是轻度生理条件下完成的,这种生物矿化速度比一般的无机反应要高106倍。在相对较低的温度下,用简单的化学还原过程来复制复杂的二氧化硅自然网络结构,这样的复合材料不仅功能性强,而且往往很精致。目前,只确定了个别物种少数与硅相关的多肽,不同的硅藻可能包含不同的肽,不同比例的多肽会造成二氧化硅形成差异,从而形成不同的硅藻壳结构。

微型纳米结构的开发有诱人的前景。微型纳米结构如今后的电脑芯片,将可以通过仿生方法制造。仿生制造具有低能耗、低污染和高效率的特点。传统工业中广泛使用的物理化学方法合成纳米Si02需要强碱性环境、高压和特殊的设备等,资源能耗大,试剂污染严重。玻璃工业生产也可以应用相关技术,实现节能减排,清洁生产。

3 硅藻的光合作用

硅藻由褐藻演化而成,与红藻和绿藻不同,有独特的光捕获系统和蛋白质,有很大的中央细胞核,其高尔基复合体参与硅藻壳的形成。硅藻控制光捕获系统的基因位于叶绿体上,不同于位于细胞核的其它藻类。光合作用的早期演化在细胞核,后来是叶绿体(和其它质体)基因组的移民光合基因。光合作用产物主要是金藻昆布糖和脂肪。硅藻光合作用效率是一般高等植物的40—60倍,这与硅藻是单细胞植物及其光合系统有关,可以利用硅藻大量吸收CO2,产生更多的有机物。

4 硅藻基因组

硅藻核基因组共有3 400万碱基对分布于24个染色体,其中ll 242个假定蛋白编码基因已注明,这使得硅藻细胞一些主要的稳态和调节得到透彻了解;三角褐指藻(Phaeodactylumtricornu.tltm)的完整基因组序列已经被测出,与第一个被测序的硅藻——假微型海链藻(Thalassiosirapseudonana)的对比表明,通过硅藻与细菌之间的双向基因转移,硅藻从细菌获得了数百个基因。基因转移在硅藻演化中似乎是普遍存在的,产生了基因的非正规组合(其中包括一些来自植物和动物的基因),很可能在营养管理和环境信号作用中起重要作用。基因组学使得关于硅藻起源、进化和演变等规律的研究更方便,也使利用硅藻特定的基因或生物技术途径变得更容易。

5 硅藻生态

5.1生境

硅藻的生境非常广泛,地球上凡是有水滞留的地方,小至由雨水积聚成的小水坑,大至占地球表面71%的海洋,几乎都能见到硅藻的踪迹,有海水、半咸水、淡水和广适四大类型。根据硅藻的生境栖性,可以分为浮游硅藻和底栖硅藻两大类。浮游硅藻在海洋、湖泊、水库、池塘等静水水域相对分布较多,而底栖硅藻在江河等动态水体相对分布较多。苔藓地衣栖硅藻在属于南极的克尔格伦群岛沿海拔梯度分布。在海洋中铁是硅藻生长的限制性因子,铁富集会诱导硅藻爆发。硅藻中有很多以非毒性可溶形式存储铁的非血红素蛋白,这种形式存在的铁在需要时容易被利用,这可能是硅藻在铁供应为初级生产力限制因素的30%~40%的海洋中能够成功生存的关键。所以在一些缺铁的海域合理加入一些含铁物质将可能有利于吸收大气中的C02,缓解温室效应。

5.2影响环境

硅藻生物量巨大,在全球碳、氮、氧、磷、铁、硅等循环中起重要作用。在营养丰富的情况下,硅藻在海洋中会引起赤潮,在淡水中会引起水华,对生态环境有破坏性影响。硅藻并不是一种理想的食物来源,其外壳能提供物理上的保护,避免来自某些种类动物的攻击与伤害,并有很强的化学防御机制。硅藻会释放出乙醛,不仅影响捕食动物产卵的孵化成功率,连幼虫的生长发育都会受到影响。

5.3监测环境

大量硅藻种对环境变化敏感,如pH、盐、光、温度、氮和磷含量等,大多数气生硅藻可以作为贫营养型的指示种,因此硅藻被应用于环境监测。Falciatore等报道了通过海洋硅藻感知环境信息。随着硅藻与环境之间关系研究的深人开展,各种环境的硅藻指示种或指示环境硅藻组合将会被发现,环境监测更精确、有效和简便。

5.4古环境和古气候变化

硅藻长年沉积下来形成的化石可以作为恢复古环境和气候信息的证据。Heroy等通过沉积物和硅藻证据分析了全新世布兰斯菲尔德盆地的环境和南极半岛的气候变化。Baker等则通过硅藻研究了南美热带过去25 000年的降水。

6 硅藻壳的性能与应用

硅藻土是硅藻遗骸积累和压实超过一定地质时间形成的一种轻质多孑L沉积岩。其低密度、高

孔隙率、低导热性、高熔点和化学惰性的特点使它适合于工业使用,包括过滤、隔热、吸收、建筑材料,矿产填料,磨蚀材料等。很多行业都利用硅藻土(如食品,饮料,制药,化工和农业产业)。硅藻生物硅的描述已经在纳米水平进行,其中的一些应用正在进一步改善,硅壳新的性质和用途将被发现。

6.1硅藻壳的力学性能

经过测量发现,硅藻壳能够承受压强的数量级在106 Pa,一般硅壳越小承受压强越高,其高抗压强度是由于壳结构,特别是骨架或孔隙的存在,可以化解压力。通过数学模型推算出,如果藻壳不是呈丝网结构,而变成相同外形的光滑外壳,其强度就会减少60%。这将为制造微型耐高压器件提供参考。

6.2生物硅的光学性质

海洋硅藻(Coscinodiscuss granii)壳的折射率已经被测量出,并发现硅壳的不同部位可以通过晶体独特的模式耦合到波导光子,影响传人的光。尽管这些有光学特性的生物需要进一步研究,使用和改善生物硅的光学器件可能提供一些优于现有的技术。

6.3制造三维纳米晶体材料

硅壳与镁蒸气在高温中能形成混合Mg~si系氧化物三维结构。此类化学合成反应可以得到多种纳米三维结构。在硅藻微型壳的表面用纳米氧化锆覆盖一层,然后通过有效的方法溶解硅,可得到氧化锆微组件。保形化学转换过程的进一步发展将扩大硅壳的化学和相关属性的应用。Sandhage等花了几年的时间来尝试通过将原始硅土转化成更有用的材料来利用这些复杂的形状。

7 硅藻细胞生物化合物

硅藻细胞生物活性化合物的提取已经促进如修复重金属污染或富集磷和氮的生物等一系列生物技术的产生。硅藻脂质中多不饱和脂肪酸占25%左右,硅藻的营养适合于作为海水养殖业的原料,这将是一种新的生物技术产业。硅藻可以通过基因改造产生更多的混合多不饱和脂肪酸,利用微生物发酵技术提高硅藻出油率的技术已经发展起来,并且可以实现大规模培养。通过基因工程提高含油率,将可以大量开发生物柴油,甚至通过提炼变成食用油。

8 耐贫营养

许多硅藻适应生活在高度贫营养的海洋环境中,如低浓度的氮、铁和磷,因此很可能许多硅藻的运输载体比其它生物的载体具有较高的亲和力。随着最近获得的硅藻基因组序列信息,现在已经可以克隆具体硅藻载体,然后来评估其衬底亲和力和特异性。Thalassiosira pseudonana加硅藻的嗜铁还原酶/氧化/运输复合体和酵母菌的嗜铁类似的现象已经得到确认。这意味着硅藻将可以应用于贫营养环境的生态修复,在荒漠化地区合理利用硅藻将可能取得很好的效果。

9 结语

硅藻的研究不断地揭示了硅藻许多生理生态等规律,使得原来简单的形态描述和分类发展到现在以硅藻细胞部分(如硅壳)、单个硅藻细胞、硅藻种群和类群等不同尺度的对象的研究。硅藻细胞的研究将可以直接产生应用价值,如硅藻土可能还会有更多潜在的应用价值,目前的一些应用还可以得到改进,硅壳的微型结构还可以提供工程力学、光学和美学方面的启示。硅藻细胞的研究将进一步揭示硅藻的生理生态、起源进化等规律,其独特的生物矿化、光合作用、生活史等奥秘正在等待进一步的探索;硅藻特别是广适类硅藻对环境的广泛适应的研究无疑具有重要意义;硅藻对环境因子的相应的进一步探索将可以改进目前硅藻化石在研究古环境和硅藻对目前环境指示方面的研究;目前公认的硅藻次级内共生的演化历程仍有许多未解之谜;硅藻一些种群的研究可以揭示硅藻重要的生态规律,为环境监测、污染防治提供依据;硅藻类群尺度的研究将进一步探索硅藻在生态系统中初级生产及全球碳、氮、磷、氧、硅等物质循环的重要作用。总之,随着硅藻研究的更加深入,其涉及的学科和领域更加广泛,也更加引人注目。随着硅藻研究的进展,硅藻应用的范围将更加广泛,许多新的应用将会产生,而目前的应用将得到改善。今后对硅藻的应用将突破学科的束缚,成为工程学的一些边缘交叉学科的研究和应用对象,这样又会导致产生一些新的硅藻研究领域。

作者:马健荣 刘 明 徐信等

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