湖泊底泥中磷释放的随机动力学模型
2003年11月
水 利 学 报
SHUILI XUEBAO 第11期
收稿日期:2002 01 31
作者简介:王颖(1962-),女,四川荣县人,讲师,硕士,研究方向为环境水力学。文章编号:0559 9350(2003)11 0071 08湖泊底泥中磷释放的随机动力学模型
王颖,郭世花
(西安理工大学水利水电学院,陕西西安 710048)
摘要:本文从随机过程的观点出发,推导出湖泊底泥磷相对释放量概率密度函数的随机微分方程,并给出了相应的定解条件。利用隐式差分法进行求解,分析了磷释放的均方差系数(D )、吸附系数(K 1)、解吸系数(K 2)及其对磷相对释放量概率函数分布的影响情况。所建立的磷释放随机动力学模型计算结果与实验数据吻合良好。关键词:底泥;动力学模型;磷释放
中图分类号:X524文献标识码:A
目前,有关湖泊底泥对磷的吸附问题的研究开展了大量的工作,而对于湖泊底泥中磷的释放研究则大多侧重于湖泊的氮磷平衡、背景值的调查以及一些实验研究,这些工作大多是研究磷在平衡条件下底泥中磷的释放问题,因而有局限性。一般来讲,湖泊底泥中磷的释放是一个缓慢的过程,比如底泥中磷的释放平衡时间长达5d 以上,因此,用动力学模型能比较准确地描述底泥中磷的释放过程,而且,建立底泥营养盐的释放动力学模型,也是建立湖泊营养化模型的基本工作之一。
在湖泊底泥中污染物释放动力学模型的研究方面,对于重金属释放的动力学模型,已有比较多的研究。比如裘袒楠[1]给出了静态条件下重金属Cd 的释放动力学模型,栾兆坤和汤鸿霄
[2]以湘江重金属污染底泥为研究对象,给出了释放动力学模型。周孝德和黄廷林[3]则以渭河底泥为研究对象,研究
了在动态条件下,底泥中重金属释放的动力学模型。虽然这些工作对于湖泊底泥中磷释放的动力学模型的研究有借鉴作用,但由于湖泊底泥中磷的释放机理与重金属的释放机理有所不同,因而相应的释放动力学模型也有所不同。
对于湖泊底泥中磷的解吸动力学模型,一般常用一级反应动力学、二级反应动力学、抛物线扩散,修正的Elovich 公式及双常数速率公式来描述。Amer [4]等用阴离子交换树脂法研究土壤磷素释放
动力学,表明释放速率不受树脂性质影响,而只取决于固相磷的溶解速率。Chien [5]用Elovich 方程模
拟磷酸盐在湖泊底泥中的释放过程。由于Elovich 公式是基于气-固界面化学理论推导出来的,它可以较好地描述均匀或不均匀固体表面对气体分子的释放过程,但对于象湖泊底泥中磷释放的固、液面化学问题,应用Elovich 公式则有局限性。何振立[6]
等研究了我国几种代表性土壤(包括黄壤、红壤、砖红壤性土、黄棕壤、黑土和褐土)磷酸根释放的动力学特性,结果表明,供试土壤磷酸根释放量随时间变化与Langmuir 动力学方程最为吻合,Elovich 方程其次,一级动力学相对较差。Elovich 和Lang
muir 动力学模型与一级动力学模型的不同之处在于前者把扩散过程考虑在内。王建林[7]研究了可变电
荷表面P 吸附和解吸动力学,结果表明,P 吸附和解吸动力学均可用修正的Elovich 方程、双常数速率方程和分段拟合的抛物线扩散公式来表示。Sharpley [8]等提出了经验性的磷解吸动力学模式,合理地描述了各种土壤中磷解吸的过程,在模拟土壤磷的解吸作用中是可以应用的。
前面所述的各个动力学模式都可以很精确地描述在一组特定条件下的磷的释放的实验数据,却不能用来描述其它条件下磷的释放问题,通用性差;又由于研究者在实验手段、实验条件及研究对象等
方面的差异,使得许多结果难以定量比较。本文将从随机过程的观点出发,以实验为依据,建立新体系的释放动力学模型,即释放的随机动力学模型,并以滇池底泥为研究对象,系统开展湖泊底泥中磷释放动力学的实验研究。
1 随机释放动力学模型的建立
在给定的水环境体系条件下,设溶液中相对释放量w随时间的变化是由一个随机过程w(t)所定义。以P(w,t)表示随机过程中w(t)的概率密度函数。我们设w(t)符合Marlkov过程,则: w(t)的n级联合概率密度函数与条件概率密度函数可写成
P(w1,t1;w2,t2; ;w n,t n)=P(w2,t2; ;w n,t n|w1,t1)P(w1,t1)(1) 其中P(w1,t1)为一级概率密度函数。继续式(1)的过程,发现
P(w1,t1; ;w n,t n)=P(w3,t3; ;w n,t n|w1,t1;w2,t2)P(w1,t1;w2,t2)
=
=P(w n,t n|w n-1,t n-1; ;w1,t1)P(w n-1,t n-1; ;w1,t1)(2)由于w(t)是一个Marlkov过程,所以有
P(w n,t n|w n-1,t n-1; ;w1,t1)=P(w n,t n|w n-1,t n-1)(3)而Marlkov过程的转移概率符合Chapman kclmogorov方程
P(w,t|w0,t0)= + - P(w,t| s) P( s|w0,t0) d t>s>t0(4)式中: ,S均为转换变量,对于一个Marlkov过程,我们可以通过转移概率来建立任何时刻的一级概率密度与初始概率密度的关系,即
P(w,t)= + - P(w,t|w0 t0) P(w0,t0) d w0(5)式中:P(w,t)为概率密度函数,P(w0,t0)为初始的一级概率密度函数。
现在关键的问题就是如何确定转移概率P(w,|w0,t0)的微分方程,为此,把式(4)改写为P(w,t+ t)|w0,t0)= + - P(w,t+ t|w- w,t) P(w- w,t|w0,t0) d w(6)对式(6)进行Talor展开,整理简化,可得
p(w,t|w0,t0)
t=-
w[ 1(w,t) p(w,t|w0,t0)]+
1
2
2
w2[ 2(w,t) p(w,t|w0,t0)](7)
n(w,t)=lim
t 01
t + - ( w)n P(w+ w,t+ t|w,t)d w(8)
式中: 1, 2为矩参数, n(w,t)是增量w(t+ t)-w(t)的矩。
边界条件和初始条件可概化为
lim w p(w,t|w0,t0)=0, lim
w
p(w,t|w0,t0)= (w-w0)(9)
式(7)两边同乘p(w0,t0),并积分得
p(w,t)
t=
w[ 1(w,t) p(w,t)]+
1
2
2
w2[ 2(w,t) p(w,t)](10)
至此,给出了释放过程w(t)概率密度函数p(w,t)所满足的一般方程。一旦给出了w(t)本身所遵循的方程式,就可求出 1、 2,然后通过方程(10)求出p(w,t)的具体函数表达式。
对于确定性解吸动力学模式,有
d w
d t=f(w,t)
考虑随机扰动作用,有
d w d t =f(w,t)+q(w,t)d H(t)
d t
(11)
式中:f(w,t)为一确定性函数;H(t)为一Wener过程,q(w,t)是表征释放过程w(t)的导数与其时均值的差值分布的离散程度。
这样,通过参数 1(w,t)、 2(w,t)将式(10)和式(11)有机联系起来,构成了固体颗粒对吸附质的随机释放模式的一般表达式。
进一步分析随机解吸模式的结构,可以推出
1(w,t)=f(w,t)(12)
2(w,t)=q2(w,t)(13)这样,与式(11)相应的式(10)就变成
p(w,t)
t=-
w[f(w,t) p]+
1
2
2
w2[q
2(w,t) p](14)
现有的大量试验资料表明,就确定释放过程来讲,湖泊底泥对磷的释放过程可以用Langmuir型方程动力学表达式来描述,即
E d w
d t
=k1t(1-w)-k2w
再由式(11)可得
E d w
d t
=f(w,t)
所以
f(w,t)=k1C(1-w)-k2w(15)式中:k1为吸附系数、k2为解吸系数,C为平衡液中溶解态重金属离子浓度。
假设q(w,t)=2(Dw)1 2(16)式中:D为均方差。将式(15)、(16)代入式(14),得
p(w,t)
t=-
w[k1(1-w)-k2w]+
1
2
2
w2(2Dwp)(17)
将式(15)、(16)代入式(11),则有
d(w,t)=k1t(1-w)-k2w+(2Dw)1 2d H(t)(18)相应的初始条件和边界条件为
p|t=0,w>0=0
p|t=0,w=0= (0)
p|w=0=0
d p
d w w=0
=0
(19)
(pw)|w= =0, 0p(w)d w=1 (t>0)(20)采用隐式差分法求解。
2 随机释放动力学模型的特性分析
本文所提出的模型,反映了湖泊底泥释放磷酸根离子的随机特性。本模型的特点就在于由2个方程组成,其一是用Langmuir动力学方程描述湖泊底泥释磷的时均值;其二是以马尔克夫过程为基础提出的概率密度函数,它描述了湖泊底泥相对释磷量的随机变化情况。
在模型中,影响概率密度函数的主要参数是系数k1、k2和均方差D。下面分析在若干取值情况下的释放概率密度的分布情况。
2 1 均方差系数D对概率密度分布的影响 均方差D的大小对概率密度分布有直接的影响。这是因为,均方差D本身就是反映底泥释磷量的离散程度的一个参数,D大,表明底泥释磷量的分散程度
大,D小,表明底泥释磷量的分散程度小。例如,在快反应阶段,即t=1h时,D从0 05(1 s)变到点5(1 s),相应的概率密度分布图的变化情况就说明了这个问题。如图1,2所示。
图1 均方差D对概率密度分布的影响(1)图2 均方差D对概率密度分布的影响(2)
当D较小时,如D=0 05,0 1,0 2(1 s),此时的概率密度分布图较为对称,这说明,底泥释磷量的分散程度相对较小,而当D较大时,如D=0 8(1 s)此时的概率分布图严重向右偏态,峰值减小,这说明底泥释磷量的分散程度相对较大。
从图中还可以看出,在D<0 5(1 s)的范围内,随着D的增大,概率密度分布的峰值减小得很快,峰值位置逐渐向右移动。在0 05(1 s)
当t=25h时,我们认为底泥释磷过程已进入慢反应阶段,此时,概率密度分布的最大值均集中在w=1处,具体请参见图3,图4。D值从0 05(1 s)变化到5(1 s),概率密度分布的最大值随着D的增大而减小,此阶段与快反应阶段的差别在于,在慢反应阶段又出现了底泥的再吸附现象。
图3 均方差D对概率密度分布的影响(3)图4 均方差D对概率密度分布的影响(4)
2 2 系数K1对概率密度分布的影响 系数k1对概率密度分布的影响比较明显,如图5,当D=0 05 (1 s),k2=
3 3(1 s)时,t=1h,k1=2 5,3 0,3 6,
4 0,
5 0(1 s2)时,P的峰值位置从左逐渐向右移动,并以1为极限。换句话说,随着k1的增加,底泥对磷的解吸能力增大,使得底泥的相对释放量集中到1,因此,概率密度函数更为陡峻。
当D=0 05(1 s),k2=3 3(1 s)时,在慢反应阶段,如t=16h时,(见图6)概率密度函数几乎全部集中到1,并随着k1的增加,w 1处逐渐出现概率密度分布,因此,随着k1的增大,概率密度分布的最大值略有减小。
2 3 k2对概率密度分布的影响 系数k2对概率密度分布有重要的影响,这从图7中可以明显地看出来。当D=0 05(1 s)k1=3 6(1 s2),k2=1 0,2 0,3 3,3 6,4 0(1 s)时,概率密度分布曲线的峰值随K2的增加而增大,峰值位置也从右向左移动。k2对P的分布的影响随着时间的延长而减小,如当t=16h(见图8)时,P的峰值位置集中在1,P的最大值随k2的增加而略有增大。
图5 系数k 1对概率密度分布的影响(1)图6 系数k 1对概率密度分布的影响(2)
图7 系数k 2对概率密度分布的影响(1)图8 系数k 2对概率密度分布的影响(2)
3 随机释放动力学模型的验证
3 1 实测资料的统计分析 我们在云南滇池草海取底泥进行了大量磷的释放动力学实验,试验部分结果如图9所示。从该图中可以看出,几乎所有的试验结果符合Langmuir 型动力学模型,即在较短时间内,释放量随t 急剧增大,随着t 的增大,相对释磷量w 的增长率逐渐减小,最后趋于零,并以1为极限,即当t 时,释放量等于最大释放量。虽然各组试验结果均符合L 型方程,但所有的试验结果并没有统一在一条曲线上,而是在一定的范围内变化,也就是说,试验结果具有随机的特性。对释放试验资料进行统计分析,分析结果如图10所示。在这些图中,以时间t 为参数给出了概率密度函数p 实测与相对释放量w 的关系曲线。
图9 滇池底泥中磷释放的动力学曲线图10 实测资料的概率密度分布
从图中可以看出,随着时间t 的延长,p 实测的峰值增大,峰值位置逐渐向右移动,并以1为极限。分布曲线基本上以峰值位置为中心对称。当t >8h 时,相对释磷量绝大多数集中在w =1处,使得p 实测值较大。
3 2 均方差D 的确定 均方差D 是反映湖泊底泥相对释放量的离散程度的参数,通过对云南滇池底
泥释放磷的试验资料分析,可以初步探明均方差D的变化规律,如图11所示,从图中可以看出D随t的延长而发生规律性的变化,在快反应阶段,磷释放速率很大,均方差D随着t的增大而急剧增大;在慢反应阶段,D值逐渐减小。
3 3 底泥释放动力学模型的验证 对于不同的时间t,用图11确定均方差系数D,用图12和图13确定系数k1和k2,用底泥释放随机动力学模型计算出相对释放量的理论值P(见图14),并把各时间阶段的实测资料与理论计算值点绘在同一图上,如图15~19所示。图中实线为计算值,虚线为实测值,从该图中可以看出理论计算值与试验结果基本吻合,随着时间t的改变两者吻合的程度略有差异。在快反应阶段(t 4h),两者吻合程度一般,主要原因是在快反应阶段,磷释放速率大,实测资料值分散性较大,使得均方差D变化大,不易准确确定。在慢反应阶段(t>4h)理论计算值与实测值吻合良好,当t=16 25h时,理论计算值与实测值基本落在了一条曲线上,并且随着时间t的延长,两者的吻合程度越好。之所以出现这样的结果,是因为随着t的增加,实测值集中性较高,离散程度趋于一定,使得离散系数趋于稳定,这样得到的方差值准确性高,使得理论计算值更符合实际情况。因此,两者的吻合程度良好。
图11 均方差D随时间t的变化曲线
随时间变化过程线
图12 k
1
图13 k
随时间变化过程线图14 不同时间的相对释放量的理论值
2
图15 t=0 5h相对释放量的计算值与实测值比较图16 t=1h相对释放量的计算值与实测值比较
图17 t =4h 相对释放量的计算值与实测值比较图18 t =8h 相对释放量的计算值与实测值比较
图19 t =16h 相对释放量的计算值与实测值比较
4 结论
从随机过程的理论出发,结合底泥释磷的基本规律,建立了底泥中磷释放的随机动力学模型;对模型进行了特性分析,讨论了系数k 1和k 2及均方差D 对p (w ,t )的影响: 当k 1增加时,底泥对磷的解吸能力增大,概率密度函数更为陡峻; 当k 2增加时,概率密度分布曲线的峰值随之增大,峰值位置也从右向左移动,k 2对P 的分布的影响随着时间的延长而减小; 均方差D 随时间t 的延长而发生规律性的变化,在快反应阶段,磷释放速率很大,均方差随着t 的增大而急剧增大;在慢反应阶段,D 值逐渐减小。利用大量实验资料对模型进行了验证,效果良好。
参 考 文 献:
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(下转第84页)
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Large scale system simulation for flood and anti flood
counter measures in Pearl River delta
PENG Jing,HE Shao ling,LIAO Wen gen,Z HANG Shi qi
(China Institute o f Wate r Resources and Hydro powe r Research,Bei j ing 100038,China)
Abstract:A large scaled simulation system for modeling the flood in Pearl River delta is established.
The whole river ne tworks,all river mouths of the delta and the sea bay are included in the system.The water levels,discharges of the rivers in the complicated networks,the discharge ratios of river forks, the discharge allocations of river mouths as well as the flow regimes in the sea bays under the mutual ac tion of river runoff and tide are simulated.The model is calibrated and verified by the ne west topographic and hydrological data obtained in1999.Acc ording to the simulation results,countermeasures for flood prevention are proposed.
Key words:Pearl River delta;hydrodyna mic model;numerical simulation;countermeasure for flood prevention
(上接第77页)
Kinetic model for simulating phosphorus released from the sediment of lake
WANG Ying,GUO Shi hua
(Xi an Unive rsit y o f Te chnolo gy,Xi an 710048,China)
Abstract:Based on the principle of stochastic analysis,the differential equation of the probability densi ty function for the phosphorus amount released from the sediment of lake is established and the corre sponding c onditions for determining the solution are also deduced.The equation is solved by implicit dif ferentiation.The effec t of mean square deviation coefficient,sorption coefficient and desorption c oeffi cient on the probability function distribution of the relative amount of phosphorus are analyzed.The valid ity of the model is verified by experiment data.
Key words:sediment of lake;kinetic model;phosphorus released
系统动力学模型 (1)
第10章系统动力学模型 系统动力学模型(System Dynamic)是社会、经济、规划、军事等许多领域进行战略研究的重要工具，如同物理实验室、化学实验室一样，也被称之为战略研究实验室，自从问世以来，可以说是硕果累累。 1 系统动力学概述 2 系统动力学的基础知识 3 系统动力学模型 第1节系统动力学概述 概念 系统动力学是一门分析研究复杂反馈系统动态行为的系统科学方法，它是系统科学的一个分支，也是一门沟通自然科学和社会科学领域的横向学科，实质上就是分析研究复杂反馈大系统的计算仿真方法。 系统动力学模型是指以系统动力学的理论与方法为指导，建立用以研究复杂地理系统动态行为的计算机仿真模型体系，其主要含义如下： 1 系统动力学模型的理论基础是系统动力学的理论和方法； 2 系统动力学模型的研究对象是复杂反馈大系统； 3 系统动力学模型的研究内容是社会经济系统发展的战略与决策问题，故称之为计算机仿真法的“战略与策略实验室”； 4 系统动力学模型的研究方法是计算机仿真实验法，但要有计算机仿真语言DYNAMIC的支持，如：PD PLUS，VENSIM等的支持；
5 系统动力学模型的关键任务是建立系统动力学模型体系； 6 系统动力学模型的最终目的是社会经济系统中的战略与策略决策问题计算机仿真实验结果，即坐标图象和二维报表； 系统动力学模型建立的一般步骤是：明确问题，绘制因果关系图，绘制系统动力学模型流图，建立系统动力学模型，仿真实验，检验或修改模型或参数，战略分析与决策。 地理系统也是一个复杂的动态系统，因此，许多地理学者认为应用系统动力学进行地理研究将有极大潜力，并积极开展了区域发展，城市发展，环境规划等方面的推广应用工作，因此，各类地理系统动力学模型即应运而生。 发展概况 系统动力学是在20世纪50年代末由美国麻省理工学院史隆管理学院教授福雷斯特（）提出来的。目前，风靡全世界，成为社会科学重要实验手段，它已广泛应用于社会经济管理科技和生态灯各个领域。福雷斯特教授及其助手运用系统动力学方法对全球问题，城市发展，企业管理等领域进行了卓有成效的研究，接连发表了《工业动力学》，《城市动力学》，《世界动力学》，《增长的极限》等着作，引起了世界各国政府和科学家的普遍关注。 在我国关于系统动力学方面的研究始于1980年，后来，陆续做了大量的工作，主要表现如下： 1）人才培养 自从1980年以来，我国非常重视系统动力学人才的培养，主要
底泥中磷释放的影响因素
底泥中磷释放的影响因素 罗玉兰，徐颖 河海大学环境科学与工程学院 （210098） E-mail ：loulan0624@https://www.360docs.net/doc/223016117.html, 摘 要：综述了水体底泥中磷的化学形态以及磷素释放的影响因素。化学形态有水溶性磷、铝磷、铁磷、钙磷、还原态可溶性磷、闭蓄磷、有机磷等。磷素释放的影响因素有：溶解氧、温度、pH 值、磷存在的形态、微生物作用、沉积物-水界面磷的浓度梯度、盐度以及扰动。这些因素具有关联性。 关键词：底泥 化学形态 磷释放 影响因素 1 引言 P 是造成湖泊水质富营养化的关键性的限制性因素之一[1]。一般认为当水体中磷浓度在0.02 mg ·L - 1以上时,对水体的富营养化就起明显的促进作用[2 ] 。由于近年来大量未经处理的生活污水加上农业面源氮磷的大量流失，造成河流尤其是河口富营养化趋势的逐年加剧 [3 -4 ]。大量的磷在河流等水体中沉积下来，其在适宜的条件下会重新释放进入水体，从而延 续水体的富营养化过程并加剧了水体的恶化[5 - 8 ] 。 沉积物-水界面是水体和沉积物之间物质交换和输送的重要途径，沉积物中的磷可能通过有机质的矿化分解作用、铁氧化物解吸作用和沉积物扰动等形式向水体释放。本文根据国内外研究富营养化水体磷释放的有关资料，综述了水体底泥中磷的化学形态以及底泥中磷释放的影响因素，对于今后研究水体中磷行为、抑制水体富营养化、改善水质具有深远的意义及参考价值。 2 沉积物中磷的含量和存在形态 沉积物中磷形态通常分为水溶性磷( P sol ) 、铝磷(P Al ) 、铁磷(P Fe ) 、钙磷(P Ca ) 、还原态可溶性磷、闭蓄磷(P o-p ) 、有机磷(P org ) 等7 种化学形态[9 ] 。闭蓄磷表面有一层不溶性的 Fe (OH) 3 或Al (OH) 3 胶膜,包括一部分P Al 和P Fe ,溶解度极小，含量较小，这部分磷被认为 是生物不能利用的。水溶性磷和还原态可溶性磷可以通过物理溶解作用进入水体，在沉积物中的含量也不会太高，但它们是最先被释放出来的，可以很方便地被水生生物吸收利用[10 ]。 沉积物中P 的结合态及形态之间的相互转化是控制沉积物P 迁移和释放的主要因素。P 释放量是由不同的迁移和转化过程决定的，控制沉积物P 迁移（释放和形态转化）的环境参数的相对重要性首先取决于沉积物中P 的化学形态[11]。沉积物释P 量的多少并不与沉积物中的总 P 量成比例关系，释放进入间隙水中的P 大部分是无机可溶性P [12，13]。在厌氧释放过程中，
人体动力学模型与仿真研究
基于ADAMS人体动力学下肢建模与仿真 前言 人体生物力学研究的是一个多学科交叉的新兴领域,它涉及到机器人机构学、运动学、动力学、人体解剖学、外科学(特别是骨科)、摄影测量学、测试技术以及计算机辅助设计等多方面的知识。研究人体动力学的建模和仿真，获取有关运动、力学数据，对指导机电产品设计、运动康复机械设计等具有重要意义。为了满足人们的需要和安全，在一些实验中必须模拟人体作为实验对象。为了保证人体的安全和新设备的研发，因此在人体运动仿真研究中需要将人体作为某种程度的抽象，这种抽象既要尽可能反映人体的真实情况，又要易于实现。人体模型是车辆设计、动力学分析和服务型机器人设计与仿真的基础，为设计用的人体模型属于人体几何学/运动学模型，它还为动力学分析与仿真提供了必要的几何特性；为分析与仿真用的人体模型属于多体系统动力学模型。人体动力学模型是多体系统动力学在生物力学方面的最新研究成果，已在国外车辆动力学分析与仿真领域获得工程应用。如果从建模的方式来看人体模型种类可以分为以下两种。从仿真角度建模—人体仿真模型（目前主要是指运用计算机仿真软件进行人体多体仿真建模）；从力学角度建模—动力学模型。 一、历史发展及现状 1.运动生物力学的国内外发展现状 有关生物体运动的力学问题很早就引起了人们的注意，早在15世纪末，意大利科学家Leonardo Da Vinci研究了人体的各种姿势和
运动，首先提出了“一切能够运动的生物体都遵循力学定律而运动”的重要观点。随着生命科学、力学和计算机技术的飞速发展，一门以研究人体力学行为特征为主的学科一运动生物力学诞生了。 运动生物力学作为一门学科，它的产生与发展，在我国还只有不到60年的历史。直到70年代后期，随着体育科学的全面进步和高科技的渗入，运动生物力学才真正活跃起来，并迅即发展成为体育科学体系中最体现现代高科技水平的学科之一。考察并分析运动生物力学的发展过程，在欣喜于运动生物力学已取得长足进步的同时, 我们还不得不承认，运动生物力学的理论基础是不完善的，在这方面的科学研究也几无进展。 人体运动分析是近年来计算机视觉领域中备受关注的前沿方向之一，是当代生物力学和计算机视觉相结合的一项重要技术，具有十分广阔和重要的应用领域，它在机器人学、仿生机械学、智能控制、人机交互、运动分析和虚拟现实等领域都有着广泛的应用。建模是研究人体运动的核心，目前的建模方法包括：有限元分析，多刚体动力学，肌肉一骨骼建模，振动力学，运动学建模以及实验等方法。 2.多体系统动力学研究的发展 多体系统动力学的核心问题是建模和求解问题，其系统研究开始于20世纪60年代。从60年代到80年代，侧重于多刚体系统的研究，主要是研究多刚体系统的自动建模和数值求解。 到了80年代中期，多刚体系统动力学的研究已取得一系列的成果，尤其是建模理论趋于成熟，但更稳定，更有效的数值求解仍然是
动力学模型
月球软着陆控制系统综合仿真及分析（课程设计） 在月球探测带来巨大利益的驱使下，世界各国纷纷出台了自己的探月计划，再一次掀起了新一轮探月高潮。在月球上着陆分为两种，一种称为硬着陆，顾名思义，就是探测器在接近月球时不利用制动发动机减速而直接撞击月球。另一种称为软着陆，这种着陆方式要求探测器在距月面一定高度时开启制动系统，把探测器的速度抵消至零，然后利用小推力发动机把探测器对月速度控制在很小的范围内，从而使其在着陆时的速度具有几米每秒的数量级。显然，对于科学研究，对探测器实施月球软着陆的科学价值要大于硬着陆。 1月球软着陆过程分析 目前月球软着陆方式主要有以下两种方式： 第一种就是直接着陆的方式。探测器沿着击中轨道飞向月球，然后在适当的月面高度实施制动减速，最终使探测器软着陆于月球表面。采用该方案时，探测器需要在距离目标点很远时就选定着陆点，并进行轨道修正。不难发现，该方法所选的着陆点只限于月球表面上接近轨道能够击中的区域，所以能够选择的月面着陆点的区域是相当有限的。 第二种方法就是先经过一条绕月停泊轨道，然后再伺机制动下降到月球表面，如图17-1所示。探测器首先沿着飞月轨道飞向月球，在距月球表面一定高度时，动力系统给探测器施加一制动脉冲，使其进入一条绕月运行的停泊轨道；然后根据事先选好的着陆点，选择霍曼变轨起始点，给探测器施加一制动脉冲，使其进入一条椭圆形的下降轨道，最后在近月点实施制动减速以实现软着陆。 主制动段 开始点 图17-1 月球软着陆过程示意图 与第一种方法相比，第二种方法有以下几个方面较大的优越性： 1）探测器可以不受事先选定着陆点的约束，可以在停泊轨道上选择最佳的着陆点，具有很大的选择余地。
长江中下游湖泊沉积物氮磷形态与释放风险关系
J. Lake Sci.(湖泊科学), 2008, 20(3): 263-270 https://www.360docs.net/doc/223016117.html,. E-mail: jlakes@https://www.360docs.net/doc/223016117.html, ?2008 by Journal of Lake Sciences 长江中下游湖泊沉积物氮磷形态与释放风险关系* 张路, 范成新, 王建军, 陈宇炜, 姜加虎 (中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室, 南京 210008) 摘 要: 运用聚类分析、主成分分析和相关矩阵的统计分析手段, 对长江中下游湖群共18个湖泊的沉积物氮磷释放风险以及湖泊沉积物、间隙水和上覆水中氮磷形态以及其他相关地球化学参数进行分析. 草型和藻型湖泊的环境差异是造成氮磷释放风险的主要原因. 氮磷释放风险与铁磷、藻类可利用磷、总氮、总磷、上覆水氮磷含量、间隙水氮含量、孔隙度和有机质含量间的关系最为密切. 决定磷酸盐释放风险的主要形态磷是藻类可利用磷和铁磷, 其他形态磷或者含量较低或者不易被转化释放, 对磷酸盐释放风险影响较小. 有机磷含量对磷的释放风险没有直接决定作用, 但它与有机质含量间呈显著正相关. 关键词: 沉积物; 氮磷; 营养盐形态; 释放风险; 湖泊 Nitrogen and phosphorus forms and release risks of lake sediments from the middle and lower reaches of the Yangtze River ZHANG Lu, FAN Chengxin, WANG Jianjun, CHEN Yuwei & JIANG Jiahu (State Key Laboratory of Lake Science and Environment, Nanjing Institute of Geography and Limnology, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, P.R.China) Abstract: Cluster analysis, principal component analysis and correlation matrix analysis were used to analysis the nitrogen and phosphorus release risks from sediments in 18 lakes located in the middle and lower reaches of the Yangtze River, as well as the nitrogen and phosphorus forms and related geochemical parameters from sediments, pore waters and overlying waters. The ecological difference of macrophyte and algae dominated lakes was the main reason of the difference of nitrogen and phosphorus release. The release risks were well correlated with the iron-bound phosphorus (FeP), algae available phosphorus (AAP), total nitrogen (TN), total phosphorus (TP) in sediment, the content of nitrogen and phosphorus in overlying and pore waters, porosity and organic matter content of surficial sediment. The AAP and FeP was the main phosphorus forms deciding the phosphorus release risk and other forms were in less effect on it due to the lower contents or lower transformation ability. The sediment organic phosphorus was not directly related to the phosphorus release risks but remarkably positively correlated to organic matter contents in sediment. Keywords: Sediment; nitrogen and phosphorus; nutrients form; release risk; lake 沉积物是湖泊及其流域中营养盐及其他污染物的重要归宿和蓄积库. 沉积物中蕴藏的营养盐可以在一定的环境条件下向上覆水体释放. 这种潜在释放能力的大小主要取决于湖泊沉积物及其上覆水体的物理化学和生物特性的改变. 在湖泊底泥营养盐释放风险的研究中, 沉积物的物理和化学的特性(包括其含量和地球化学形态)是影响沉积物中氮磷营养要素迁移、转化以及生态效应的重要参数. 长江中下游有许多由长江洪泛和自然演化形成的湖泊, 其中大于1km2的650多个湖泊中大部分属于浅水湖泊. 这些湖泊目前普遍受到了湖泊水质恶化, 富营养化程度加重的影响, 其生态环境和社会经济效益严重受损. 对浅水湖泊而言, 由于其更复杂的生态类型, 更加频繁的水土界面营养盐交换以及更易受动力作用的影响, 沉积物中营养盐含量和形态的差异对与水土界面交换和上覆水的营养盐含量影响机制更加复杂[1-2]. 虽然湖泊沉积物氮磷形态, 间隙水氮磷含量与潜在释放之间的关系已有一些研究[3-7], 但仍然缺乏较 *科技部基础性工作专项(2006FY110600)和国家自然科学基金项目(40501064, 40730528)联合资助. 2006-10-26收稿; 2007-12-24收修改稿. 张路, 男, 1975年生, 博士, 副研究员; E-mail: luzhang@https://www.360docs.net/doc/223016117.html,.
研究控制非线性动力学模型
Study on Nonlinear Dynamical Model and Control Strategy of Transient Process in Hydropower Station with Francis turbine Haiyan Bao , Jiandong Yang, Liang Fu State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science, Wuhan University No.8 Donghu South Road, Wuchang District, Wuhan 430072, China Haiyan_8931@https://www.360docs.net/doc/223016117.html, Abstract —The transient process in conduits of hydropower stations is a very complicated dynamic procedure coupled with fluid, machines, electricity. In this paper, a whole nonlinear dynamical model of transient process in hydropower station with Francis turbine has been developed, and the control strategies of each transient process are studied. The nonlinear characteristics of hydraulic turbine and the elastic water hammer effect of pressure water supply conduit are considered in the model. The developed model is accurate enough to represent and simulate each transient process of the plant and may enable a plant operator to carry out economical, convenient study for the static stability and transient stability of the hydropower station under a wide range of transient processes. In addition, the literature takes a hydropower station as engineering case to simulate the transient processes of hydro-generator units ’ start-up, load variation, full load rejection from the grid and emergency stop. And the results of simulation are very satisfied. Keywords-hydraulic transients; nonlinear mathematical model; numerical simulation; control strategy I.I NTRODUCTION H ydropower is an important and vital renewable energy resource, which converts energy in flowing water into electricity. Generally, a hydro-generator unit has many different operating conditions, and any operating condition changes will result in different hydraulic transients. The calculation of hydraulic transient is a key link for the safety and reliability of units and hydraulic installations. Traditionally, the objective of hydraulic transient calculation is to predict three primary regulation guaranteed parameters including the maximum dynamic pressure in the spiral case, the maximum rising ratio of rotating speed and the draft tube minimum pressure, consequently to ensure safety operation of hydropower station. H owever, with the development of hydroelectric construction and technology in China, the content of hydraulic transient calculation is continuously being enriched, it already not only include calculation of regulation guaranteed parameters, but also include calculation and research of stabilization and dynamic quality [1]. In conventional hydropower stations, there are a series of hydraulic transient processes, such as start-up, load variation, full load rejection from the grid, and emergency stop, where power and frequency regulations may always be needed [2]. In order to design suitable control law, stabilize the nonlinear systems, solve many existing control problems, reduce operating costs and energy losses, and improve guarantee security and safety of equipments and plants, it is necessary to develop a whole nonlinear dynamical model that is accurate enough to represent and simulate each transient process of the plant. The developed model may enable a control system designer or a plant operator to carry out accurate, economical, convenient study for the static stability and transient stability of the hydropower station under a wide range of operational modes and nonlinear process conditions, and to design the suitable control strategy, so as to improve stability of hydro-generator units. The literature review carried out in this work finds some published research works. In [3], a new kind of start-up rule is proposed, by using this rule the contradiction between fast start-up and smooth start-up is eliminated; In [4], it analyses the adjusting mode of power adjustment in digital electric-hydraulic governor, and how to realize power adjustment; In [5], the transient performance index of hydro-generator unit in a full load rejection are studied. owever, in the aforementioned published research works, the effect of hydraulic turbine characteristics and the elasticity of conduit walls on the transient process are neglected . In addition, a whole nonlinear dynamical model that can simulate each transient process of the plant isn’t developed in predecessors’ research works. In china, some large-scale hydropower stations often use the complex arrangement nowadays, moreover, the hydraulic conduits are getting longer, and its nonlinearity is very obvious. Therefore, it is very important and necessary to develop a whole nonlinear dynamical model for the complex hydropower system. II.M ATHEMATICAL M ODELS For developing the whole nonlinear mathematical model, the hydropower plant system is decomposed into decoupled dynamical modules as illustrated in Fig. 1, and a mathematical model for each module is developed. 978-1-4244-2487-0/09/$25.00 ?2009 IEEE
底泥磷释放实验报告
实验题目:湖塘底泥磷的释放 姓名：学号： 班级：组别： 指导教师： 1.实验概述 1.1实验目的及要求 ⑴了解湖泊底泥磷释放的过程； ⑵观察湖泊各采样点所采集的底泥的形态特征； ⑶熟练掌握湖泊底泥的最大释磷量的计算； ⑷熟悉总磷的测定原理及操作方法。 1.2实验原理 城市浅水湖泊的富营养化是我国湖泊普遍存在的环境污染问题。各种来源的营养盐进入湖泊，经过一系列物理、化学及生物化学作用，其中一部分或大部分逐渐沉积到湖底，当湖泊外部环境条件发生变化，沉积物中的营养盐又释放出来进入水中，成为湖泊营养盐的内负荷，并延续湖泊的富营养化，因此，控制内负荷对于湖泊治理具有十分重要的意义。 在天然水和废（污）水中，磷主要以各种磷酸盐和有机磷化合物（如磷脂等）的形式存在，也存在与腐殖质颗粒和水生生物中。本实验主要用钼酸铵分光光度法测定10号湖塘水中底泥磷释放量与时间的关系，在酸性条件下，水样中溶解性正磷酸盐与钼酸铵酒石酸锑氧钾反应，生磷钼杂多酸，再被抗坏血酸还原生成蓝色络合物（磷钼蓝），于波长700nm处测量吸光度，用标准曲线法定量。方法测定范围为0.01~0.6mg/L,适用水样类型包括地表水、废（污）水。 1.3实验仪器 (1) 烘干机 (2) DSX-90恒速数显电动搅拌机
(3) 搅拌棒 (4) PHS-3C pH计 (5) JPB-607溶解氧仪 (6) JJ300、AB104-N电子天平 (7) 722光栅分光光度计 (8) 10mm比色皿 (9) 高速离心机 (10) WXJ-Ⅲ微波消解仪 (11) 消解罐 2.实验内容 2.1实验方案设计 湖塘底泥的磷主要为正磷酸盐，但也含有其它价态的磷酸盐，底泥中还含有各种有机物和悬浮物，因此本次实验的设计思路是：对底泥进行搅拌使磷释放 ；进而进行离心，取得上清液；再进行微波消解，破坏有机物，溶解悬浮物，将各种价态的磷元素氧化成单一高价态的磷；接下来是定容显色；最后通过分光光度计测定各时间段的磷的吸光度，得出磷释放量。 2.2实验过程 实验步骤： ⑴采泥：底泥采样点与水样布点一致，采出的底泥应去除树叶，树枝等杂质，底泥装瓶后带回实验室。 ⑵离心:取6支离心管装入底泥，要求管中泥量约2/3即可，对角线上的2支离心管的重量不能超过1g，将装好的离心管放入离心机中进行5000转、5min的离心。最后将离心管取出，倒去上清液，只取底泥装入烧杯混匀（此为湿泥），冷藏备用。 ⑶测量含水率：用AB104-N电子天平称取10-15g湿泥于玻璃皿中，放入烘干机中烘3-4h之后取出，放入干燥器中冷却至室温再称量，记下读数，再将湿泥放入烘干机中烘30min后放入干燥器中冷却至室温再称量，记下读数，直到前后2
盐度对底泥磷释放原位修复的调控效果研究【开题报告】
毕业论文开题报告 环境科学 盐度对底泥磷释放原位修复的调控效果研究 一、选题的背景和意义 1.选题背景 现代社会面临严重的富营养化问题，由于磷被认为富营养化的限制因子，同时在生产,生活中外源磷及外源性营养削减后,内源磷的聚集给湖泊富营养化带来了潜在威胁，因此削减和控制内源磷的释放是当今治理湖泊富营养化的关键。 对于浅水湖泊而言，底泥磷通常占较高的比例，占内负荷总量的60%-80%，这也是湖泊外源性营养盐削减后，水体营养负荷的主要来源。底泥－水界面磷的潜在释放、磷在沉积物中的吸附解吸、磷素的生物地球化学循环等问题是底泥释磷研究的关键。近几年来,新型的物理化学生物技术被广泛的运用到内源磷释放的修复技术中,此外不同条件盐度下对底泥磷释放的机制也存在一定的差异性。 2.选题意义 湖泊沉积物(又称作底泥)是湖泊内源磷的重要蓄积库,一定条件下,底泥中的内源磷可能成为湖泊富营养化的主导因子。因此,在研究湖泊外源磷削减后的富营养化水体工作中,探明湖泊底泥中内源磷释放的含量,与上覆水之间的动态转换,及其赋存状态,具有非常重要的意义。本研究针对性地研究了盐度对底泥磷释放的原位修复的调控效果研究，同时为底泥中内源磷的治理工程提供科学依据。 二、研究目标与主要内容（含论文提纲） 1.研究目标 （1）不同条件无机盐调控剂对表层底泥磷素的释放是否具有促进作用。 2.主要内容 （1）不同浓度盐度调控下表层底泥磷释放规律； （2）盐度调控剂作用前后表层底泥不同形态磷素变化。 三、拟采取的研究方法、研究手段及技术路线、实验方案等 3.1 实验室模拟沉积物-上覆水反应体系 3.1.1 实验室模拟材料的准备 沉积物-上覆水反应体系的模拟材料主要取至西湖。具体方法为：采用自制的沉积
氮磷污染对生物多样性的影响
氮磷污染对生物多样性的影响 摘要：研究水体氮磷污染及相关治理技术已成为国内外研究的热点，尤其氮磷污染所引起的水体富营养化的研究。本文简要阐述了氮磷污染的现状及危害，重点分析了氮磷污染对水生生物多样性的影响，包括物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性的影响，探讨了氮磷污染对水生生物多样性的各种可能影响机制。针对两者之间的相互关系，本文提出了不同生活型的水生植物在富营养化水体生态修复中的具有的重要意义。 关键词: 氮磷污染；富营养化；生物多样性； 引言：随着工农业生产的快速发展,人口的急剧增加和化学肥料使用量的增加及生活污水的直接排放, 河流、湖泊等地表水体的氮磷污染有加重趋势。据水利部最新的全国淡水资源质量评价，我国131个大型湖泊中达富营养化程的湖泊67个。有关部门近年对100余座水库的水质评价表明，13座水库为富营养性。主要河湖富营养化严重, 而氮磷是引起水体富营养化的主要营养盐。富营养化进一步导致水体生物多样性的丧失。生物多样性不仅直接关系到水体生态环境的稳定性和可持续性，更能直接或间接地影响生态系统的生产力。本论文综述了氮磷污染对水生植物的各种影响来分析恢复氮磷污染的影响。 1氮磷污染来源 水体中的氮磷来源很多，其中有外源性负荷和内源性负荷。外源性的氮磷有面源污染和点源污染。面源污染主要来源于农业，点源污染主要来源于生活污水和工业废水。内源性负荷有沉积物中氮和磷的释放、水生动植物新陈代谢分解。 近年来，我国农村施肥结构不合理，农田施肥中化学肥料使用量剧增，从而导致土壤物理性状的恶化、土块板结和土壤通透性降低、地表径流加大、大量养分流失，造成水体富营养；生活污水经过污水处理厂的一级、二级处理后，仍含有大量无机营养物氮磷，这些物质排放到自然水体可以直接被藻类利用。 工业废水中过去人们一直认为工业点源是造成水污染的主要原因,重点治理工业点源污染。但治理实践表明,单纯控制点源污染,仍然不能消除水体污染,因为除了点源外,大量的非点源污染物分散地不间断地进入水体。调查显示,农业所产生的污染已经远远超过城市点源产生的污染量。其中主要是农业生产过程中化肥、农药的不当使用导致的污染，禽畜养殖业的过度发展导致的污染，水土流失与土壤侵蚀导致的污染，农业生产和农村生活垃圾导致的污染。 2氮磷污染标准 水体污染中最严重的是氮磷污染。我国大淡水湖泊和城市湖泊均为中度污染。通常用总磷浓度0.02mg/L的标准来衡量水体是否具有富营养化水平的磷污染状况，而发生富营养化的总氮临界值为0.2mg/L，因此这里可以用地表水的氨氮、总磷标准来衡量水体是否发生氮磷污染。
南湖底泥污染物垂直分布及释放潜力初探
第32卷 第8期 2010年4月武 汉 理 工 大 学 学 报JOURNAL OF WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Vol.32 No.8 Apr.2010DOI:10.3963/j.issn.1671-4431.2010.08.018 南湖底泥污染物垂直分布及释放潜力初探 魏明蓉1,2,3,姜应和2,叶 舟2,李翠华2,刘秋雨 3(1.广西环境工程与保护评价重点实验室,桂林541004; 2.武汉理工大学土木与 建筑工程学院,武汉430070;3.桂林工学院资源与环境工程系,桂林541004) 摘 要: 通过对武汉南湖5个柱状底泥样品分析,发现有机质、总氮和总磷垂直分布规律为随泥样深度增加含量下降,上层底泥污染物含量最高,40cm 以下污染物含量渐趋稳定;幸福村排污口附近的柱样各污染物含量要高于其它样点。通过对12个上覆水样和12个间隙水样pH 值、总氮、总磷、氨氮的测定,发现就空间分布而言,上覆水总氮和氨氮各样点之间差别不大而总磷差别较大,间隙水总氮总磷氨氮均呈现排污口附近污染物含量高于其它各样点;间隙水和上覆水相比,总氮和氨氮含量高而总磷含量低,表明底泥中总氮和氨氮有向上覆水中静态释放的潜力,而总磷静态释放的可能性不大。 关键词: 武汉南湖; 柱状底泥; 上覆水; 间隙水 中图分类号: X 52文献标识码: A 文章编号:1671-4431(2010)08-0068-04 Research on Vertical Distribution and Release Potential of Contaminants in Sediment of Nanhu Lake WEI Ming -rong 1,2,3,JIAN G Ying -he 2,YE Zhou 2,LI Cui -hua 2,L I U Qiu -yu 3 (1.T he Guangx i Key L aboratory of Env ironmental Engineer ing ,Pro tection and Assessment,Guilin 541004,China; 2.School of Civil Engineering and Architecture,Wuhan University of T echnology,Wuhan 430070,China; 3.Depar tment of Resources and Env ironmental Engineer ing ,Guilin Institute of T echnology ,Guilin 541004,China) Abstract: Five samples of sediment columns in N anhu L ake of Wuhan were co llected and analy zed,the results show ed that the concentration of Organic M atter (OM )、T otal N itrogen(T N )and T otal Phosphorus(T P)decr eased along depth and stab-i lized gradually under 40cm,w ith the maximum appear ing in the top sediment;the contaminants content in the sediment co-l umn near Xingfucun sewage outlet w er e the highest.T he value o f pH 、T N 、T P and Ammonium -Nitrogen(NH +4-N )in ov er lying water and por e water w ere tested.T he results show ed that in horizontal distribution the concentrations o f T N and N H +4-N w ere similar but T P v ar ied distinctively fo r overlying w ater ,T N 、T P and NH +4-N content in pore w ater near Xingfucun sew ag e outlet are the highest;the concentr at ions of T N and NH +4-N are hig her and T P are less in por e water than that in overlying water ,which mean t hat T N and N H +4-N in sediment could release into water and T P couldn .t.Key words: N anhu Lake o f W uhan; sediment columns; o ver lying w ater; pore water 收稿日期:2009-12-31. 基金项目:广西环境工程与保护评价重点实验室研究基金(桂科能0704K 037)和广西高校人才小高地建设/环境工程0创新团队资助计划项目(桂教人[2007]71号). 作者简介:魏明蓉(1976-),女,博士生,讲师.E -mail:w eimingr ong @g https://www.360docs.net/doc/223016117.html, 南湖位于武汉市洪山区,属于武昌汤逊湖水系,水体面积763.96hm 2,汇水面积4470hm 2 ,为武汉重要
实验报告2
微生物实验个人报告 班级：09环工2班姓名：刘人豪学号：200930230215 组别：第五组 一．实验目的： 1.培养基的配制和灭菌 （1）熟悉玻璃器皿的洗涤和灭菌前的准备工作 （2）了解配制微生物培养基的基本原理，掌握配制、分装培养基的方法 （3）学会各类物品的包装、配制（稀释水等）和灭菌技术 2．细菌当然纯种分离、培养和接种技术 （1）从环境（土壤、水体、活性污泥、垃圾、堆肥等）中分离、培养细菌，掌握一些常用的分离和纯化微生物的方法 （2）掌握细菌纯种分离的方法（平板划线法、浇注平板法） （3）学会几种接种技术（斜面接种技术、穿刺接种、稀释平板涂布法等） 3.纯培养菌种的菌体、菌落形态的观察 （1）观察通过实验分离出来的几种细菌相应的菌落形态特征 二．实验仪器和材料： 1.培养基的配制和灭菌：高压蒸汽灭菌器、干燥箱、煤气灯、培养皿（10套）、试管（20 支）、移液枪和1mL枪头、锥形瓶（2个）、烧杯（一大一小）、量筒（200mL一个、10mL 一个）、药物天平、玻璃棒、玻璃珠（30个）、石棉网、药匙、铁架、表面皿、PH试纸和棉花等；牛肉膏、蛋白胨、NaCl、NaOH和琼脂等 2.上述实验所准备的无菌物品（包括各种玻璃器皿、培养基、稀释水等）；活性污泥、土 壤或湖水一瓶；接种环、酒精灯或煤气灯、恒温培养箱等 三．实验原理： 1. 培养基的配制原理：培养基是微生物生长的基质，是按照微生物营养、生长繁殖的需要，由碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、钙、镁、铁及微量元素和水，按一定的体积分数配制而成。调节合适的PH值，经 高温灭菌后以备培养微生物之用。本实验配制固体培养基 2. 灭菌的原理：灭菌是用物理、化学等因素杀死全部微生物的营养细胞和它们的芽孢（或孢子）的过程，灭菌法有干热灭菌、加压蒸汽灭菌、间歇灭菌、气体灭菌和过滤除菌等。本实验使用加热灭菌，高温杀死细菌 3. 细菌的纯种分离原理：细菌的纯种分离是从混杂的微生物群体中分散成能再培养基上 长成单个菌落的分离方法。有平板划线法、平板表面涂布法和浇注平板法等 4. 细菌培养的原理：根据该微生物对营养、酸碱度、氧等条件要求不同，而供给它适宜 的培养条件，或加入某种抑制剂造成只利于此菌生长，而抑制其他细菌生长的环境，从而淘 汰其他一些不需要的微生物，再用稀释涂布平板法、稀释混合平板法或平板划线分离法等分 离、纯化该微生物，直至得到纯菌株 5. 细菌接种的原理：接种就是将一定量的微生物在无菌操作条件下转移到另一无菌的并合 适该细菌生长繁殖所需要的培养基中的过程。接种技术有斜面接种技术、穿刺接种、稀释平 板涂布法等 6. 菌体、菌落形态的观察原理：由于微生物个体表面结构、分裂方式、运动能力、生理