第一篇：关于表面活性剂对水基纳米流体特性影响的研究进展论文
在能量传递研究及应用技术方面，纳米流体作为一种新型换热工质已获得关注。目前，关于纳米流体，主要从其制备、稳定性、热物性及传热传质等方面研究。稳定的纳米流体是进行各种研究及应用的基础。由于悬浮于流体中的纳米粒子有热力学不稳定性、动力学稳定性和聚集不稳定性的特点，因此如何保持粒子在液体中均匀、稳定地分散是非常关键的问题。常用的纳米流体分散技术里表面活性剂对纳米流体特性的影响是研究的热点之一。
表面活性剂的分子结构具有不对称性，即亲水性的极性基团和憎水性的非极性基团。根据其在水中能否电离将其分为离子型和非离子型表面活性剂，根据离子型表面活性剂生成的活性基团，又将其分为阴离子和阳离子表面活性剂。纳米流体中表面活性剂的选择主要考虑基液、表面活性剂的种类和浓度。在水基纳米流体中，常见的表面活性剂有阴离子型的十二烷基硫酸钠(SDS)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、阳离子型的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、非离子型的辛基苯酚聚氧乙烯醚(OPE)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。表面活性剂对纳米流体特性的影响主要从种类和浓度来考虑。针对已有的研究，总结和分析表面活性剂对纳米流体稳定性和热物性影响的实验研究，并从机理对其进行更深层次的研究。同时针对目前的研究现状，提出了未来相应的研究方向。表面活性剂对流体稳定性的影响
表面活性剂对纳米流体稳定性起着重要作用。已发表的文献中，重点研究其种类和浓度对纳米流体稳定性的影响。由于影响纳米流体稳定性的因素非常多，各因素之间的相互影响不同，实验所得的研究结果存在一些差异。
李金平等提出了水基纳米流体中选择表面活性剂的一些建议，研究了表面活性剂聚乙烯醇(PVA)和 SDBS 对 Cu、Ag 和 TiO2纳米粒子悬浮液分散稳定性的影响，得出 PVA、SDBS 及两者的混合能够使 Cu、Ag 纳米流体稳定悬浮，而不能使TiO2纳米流体保持 1h 以上的稳定悬浮。作者分析认为 TiO2纳米流体中粒子吸收光能后，在表面生成的两种化学性质很活泼的自由基抑制了表面活性剂的吸附，即表面活性剂在粒子表面没有发挥作用。PVA 和 SDBS 的混合产生的效果很好，但不清楚其混合比。
李兴等依次制备了无表面活性剂、添加SDBS、CTAB 和 PVP 三种表面活性剂的水基 TiO2纳米流体，静置 24h，进行常温下的粒径和 Zeta 电位测试来表征纳米流体的稳定性，得出纳米流体的稳定性由强到弱的排序，依次是TiO2-SDBS-H2O，TiO2-PVP-H2O，TiO2-H2O 和 TiO2-CTAB-H2O。与李金平等[10]关于SBDS对TiO2纳米流体稳定性的研究结果存在分歧，分析认为可能是纳米粒子的来源、纳米流体的制备方法、稳定性表征的方法及添加的表面活性剂的浓度等之间的差异导致的结果。
郝素菊等采用离心分散法研究 SDBS、CTAB 及乳化剂聚乙二醇辛基苯基醚(OP)对水基碳纳米管纳米流体的稳定性的影响，结果由强到弱依次是乳化剂 OP、CTAB 和 SDBS。同时研究了其浓度对流体稳定性的影响，表明存在最佳的浓度值使得流体的稳定性最佳，SDBS、CTAB 和乳化剂OP 三种表面活性剂的最佳浓度分别为 3.0g/L，1.6g/L 和 1.56g/L。朱冬生等[13]有关SDBS及其浓度变化对水基 Al2O3纳米流体悬浮稳定性的结果与此相似。通过 Zeta 电位和吸光度的表征，得出浓度对流体稳定性有重要影响，最佳的 SDBS 质量分数为 0.1%。林海斌等[14]研究表明纳米粒子 γ-Al2O3对表面活性剂 PEG600 存在一个饱和吸附值，且在该值附近纳米流体的稳定性最好。
程波等研究了表面活性剂OP-10及其浓度的变化对炭黑-氨水纳米流体悬浮稳定性的影响。结果表明，OP-10 及其浓度变化都影响流体稳定性，纳米颗粒的团聚现象随OP-10浓度的增加而改善，加入 2%、3%和 4% OP-10 的纳米流体在 7 天后出现了纳米颗粒沉积，晃动试管后颗粒会重新分散。
Yang 等制备了含表面活性剂 OP-10 的炭黑-氨水纳米流体和含表面活性剂 SDBS 的 Al2O3-氨水纳米流体，用吸光度进行表征，得出随着表面活性剂浓度的增加，纳米流体稳定性先增加后减小，OP-10 和 SDBS 的最佳质量分数依次是 0.3%、0.1%。且表面活性剂 OP-10 对炭黑纳米粒子的吸附存在一个反应时间。
宋晓岚等研究了混合表面活性剂对水基CeO2纳米流体的分散稳定性的影响，混合表面活性剂为 CTAB+Tween80(1∶1)，SDBS+Tween80(1∶1)。结果表明，含混合表面活性剂的流体均比只含一种表面活性剂的流体的 Zeta 电位值高，即混合表面活性剂对纳米流体的稳定性影响更 好，且 含 SDBS+Tween80 的 溶 液 大 于 含CTAB+Tween80 的溶液的 Zeta 电位绝对值。王赛等[18]的研究也表明混合表面活性剂对纳米流体的稳定性影响更好。
综上所述，表面活性剂的种类和浓度是影响纳米流体稳定性的重要因素，存在最佳浓度值使得所制备的纳米流体分散稳定性最佳。为了得到更加稳定的纳米流体，混合表面活性剂及其混合的比例可以作为一个研究方向。表面活性剂对流体稳定性影响的机理
在实验研究的同时，学者们还深入研究了表面活性剂使得纳米流体分散稳定的作用机理，主要包括静电稳定机理和空间位阻效应，解释如下[25]。
(1)表面活性剂吸附在纳米颗粒表面，增加了粒子之间的距离，减小了Hamaker常数，从而降低纳米粒子之间的范德瓦尔斯引力势能。
(2)表面活性剂吸附在纳米颗粒表面形成双电层，当两粒子的双电层不重叠时，粒子被反离子完全屏蔽，两粒子双电层之间处于静电平衡状态，颗粒之间无任何斥力。当两粒子的双电层发生重叠，粒子不能被反离子完全屏蔽，粒子间的双电层静电平衡状态被破坏，粒子间的双电层斥力增加。
(3)表面活性剂吸附在纳米颗粒表面形成吸附层，吸附层的重叠会产生一种新的斥力势能阻止纳米颗粒发生团聚，这种新的斥力势能称为空间斥力势能，这种稳定作用称为空间稳定作用。
李兴等测量和分析了含表面活性剂的 TiO2纳米流体中纳米粒子表面的吸附层厚度与结构。分析认为，SDBS 和 CTAB 都通过“静电稳定机制”使纳米粒子稳定悬浮于溶液中。SDBS 先在水中电离产生带负电的极性头端，吸附于带正电的 TiO2纳米颗粒表面，疏水尾端指向水基液。然后其疏水尾端相结合，极性头端指向水基液。这种结构增加了颗粒间的静电排斥力，减小了其团聚趋势，使得体系拥有良好的分散稳定性。而CTAB 则以疏水尾端与纳米颗粒表面结合，极性头端指向水基液，在颗粒表面形成不稳定的单层吸附。且体系中 CTAB 的浓度超出了其临界胶束浓度，形成了大量胶束，胶束之间的渗透压作用使得 TiO2纳米颗粒相互吸引，从而大大降低体系的分散稳定性。PVP 通过“空间位阻稳定作用”使 TiO2纳米颗粒分散悬浮于水基液中。PVP分子中疏水性的亚甲基非极性基团将会吸附在 TiO2纳米颗粒表面，而亲水性的内酰胺极性基团会伸展在水中，这种结构使得体系保持较好的分散稳定性。
Yang 等研究了纳米流体中表面活性剂在纳米颗粒表面的吸附形式，即单层吸附和双电层吸附。对于非极性单质纳米颗粒，如 Cu、CNTs、CB，在溶液中不发生电离，其表面吸附形式是单层吸附。图 2(a)为在单层吸附形式下表面活性剂对纳米颗粒的作用。当纳米颗粒添加到无表面活性剂的溶液中时，纳米颗粒的高比表面积和比表面能，布朗运动及范德瓦耳斯力使得粒子碰撞团聚。加入少量的表面活性剂时，其分子的非极性碳氢链吸附于颗粒的表面，此时颗粒通过表面活性剂分子的空间位阻效应而分散在溶液中。然而，由于吸附层的不饱和性，此时溶液是不稳定的。当添加适量的表面活性剂时，表面活性剂分子的亲水端完全垂直地延伸到水相中，在颗粒表面形成稳定的单层吸附。
金属氧化物纳米颗粒，如 Al2O3、Fe2O3、CuO和ZnO，在水中发生电离，与在水中完全电离的离子型表面活性剂相连接，其表面吸附形式为双电层吸附。图 2(b)表示在双电层吸附形式下表面活性剂对纳米颗粒的作用。当添加少量的表面活性剂时，纳米流体的稳定性增强，纳米粒子的表面电荷因吸附表面活性剂而减少。当添加适量的表面活性剂，粒子表面的正负电荷平衡，过量的表面活性剂吸附在疏水端末尾的链表面上，其亲水端进入溶液中，纳米颗粒再一次带电，形成双电层吸附，其强烈的静电阻力使得纳米流体保持稳定分散。
宋晓岚等研究了混合表面活性剂分散纳米CeO2颗粒的协同作用，得出了一个两步吸附理论：①强吸附性离子表面活性剂的极性基团在极性纳米 CeO2颗粒表面的吸附，很大程度上增加 Zeta电位，从而产生静电稳定作用;②非离子表面活性剂吸附在纳米 CeO2颗粒表面，其碳氢链相互作用并延伸到水中产生空间位阻稳定作用。低浓度时，表面活性剂以离子交换或离子对方式在固-液界面上发生单分子吸附，其离子头吸附在固体表面上，疏水的碳氢链则深入到溶液中。添加适量的表面活性剂浓度时，粒子表面的碳氢链与溶液中表面活性剂离子碳氢链间的相互作用产生了疏水吸附，形成双分子层聚集体。随着浓度的增大，混合表面活性剂开始形成胶团，而非离子表面活性剂此时往往是通过形成氢键而吸附。
包楚才等研究了表面活性剂 CTAB、SDBS和 PEG2000 对 CdSSe-H2O 纳米流体稳定性的影响，且提出了 SDBS 在带负电荷的纳米粒子 CdSSe表面的竞争吸附理论。分析认为，阴离子表面活性剂在CdSSe表面是双电层吸附。当表面活性剂浓度较低时，SDBS 负离子会挤占颗粒表面的 Na+位置而吸附在颗粒表面，使得颗粒总体负电位更强，颗粒间的斥力增大，纳米流体实现稳定分散。当阴离子表面活性剂浓度较大时，大量的 Na+被挤进吸附层，与分散剂分子发生竞争吸附，降低悬浮液稳定性。
总的来说，无论一种表面活性剂还是混合表面活性剂，其对纳米颗粒的作用机理都离不开静电稳定机制和空间位阻效应，且已发表文献主要从纳米颗粒类型，表面活性剂种类和浓度三方面进行研究。此外，从分子的微观运动角度出发，可以采用分子动力模拟方法等更深一步的研究表面活性剂对纳米流体的稳定性影响的机理。含表面活性剂的水基纳米流体的热物性
3.1 表面活性剂对纳米流体的热导率的影响
纳米流体的热导率一直是实验研究的焦点。由于纳米粒子的特殊性，纳米流体的热导率受到粒子种类、形状、粒径、浓度、基液和稳定方式等因素的影响。已有的纳米流体热导率数学模型，均基于粒径、粒子形状、布朗运动和界面层等因素而建立。目前，关于表面活性剂对纳米流体热导率的影响的文献比较少。下面是常用纳米流体热导率数学模型的总结和含表面活性剂的纳米流体的热导率的实验研究，为后续的研究者提供参考。
Yang 等研究了不同种类的表面活性剂对纳米颗粒界面层厚度的影响，提出了包含表面活性剂影响的热导率模型，其中当颗粒表面为单分子层吸附时，界面层厚度为分子链长度;当颗粒表面为双电层吸附时，界面层厚度为分子链长度的两倍。虽然在低浓度纳米流体中，计算值与实验值比较一致，但多个变量的存在，使得表面活性剂对纳米流体热导率的影响还需深入研究。
Li Xinfang 等研究的表面活性剂 SDBS 的浓度对溶液热导率的影响，表明 SDBS 对纯水和水基铜纳米流体热导率的影响基本一致。随着SDBS 浓度的增加，溶液的热导率先增加后减小，分界点浓度为 0.03%。Zhou 等的研究结果与 Li Xinfang 一致，溶液热导率最高点对应的 SDBS 的浓度为 0.03%。
Wusiman 等研究了表面活性剂SDBS和SDS对水基多壁碳纳米管流体的热导率的影响。研究表明，在只添加表面活性剂的溶液中，溶液的热导率降低。与纯水相比，在碳纳米管和表面活性剂共存的溶液中，仅添加0.25%SDBS的0.5%CNTs纳米流明 SDS 对纳米流体热导率影响不大，且在低浓度时，溶液热导率最低。分析认为实验结果相反的原因可能是纳米流体的制备方法，稳定性及纳米粒子属性等存在差异。
影响纳米流体热导率的因素非常多，因此研究某种因素对纳米流体热导率的影响对建立模型及实际应用有重大意义。以上文献分别从表面活性剂种类和浓度方面对溶液热导率的影响进行了实验研究，但由于众多因素的存在，实验结果存在分歧。因此，需要更多的表面活性剂对纳米流体热导率影响的实验，为建立更加合适的数学模型做基础。
3.2 表面活性剂对纳米流体的黏度的影响
黏度是流体运输中的另一重要参数，研究纳米流体黏度的变化规律对其在实际的能量运输中的应用非常重要。已发表文献从纳米粒子体积分数、大小、形状及基液属性和温度等方面对流体黏度的影响进行了实验研究，建立的模型。而表面活性剂对纳米流体黏度的影响研究的较少。
Zhou 等研究了表面活性剂及浓度对溶液黏度的影响。PVP 溶液的黏度随着其浓度的增加而增加;SDS 和 SDBS 对溶液黏度的影响趋势一致，质量分数低于 0.05%时，黏度随其浓度的增加而增加，质量分数高于 0.05%时，黏度先减小再增加;溶液黏度随 CTAB 浓度的增加先降低再升高。分析认为分子链的长短及多少是影响流体黏度的因素。高浓度的表面活性剂会形成胶团影响溶液的黏度。
Yang 等研究了表面活性剂 SDBS 和 OP-10的浓度对氨水溶液动力黏度的影响。结果表明，存在最佳的浓度值，使得溶液动力黏度最低。当大于该值时，溶液的动力黏度随表面活性剂浓度的增加而增加。并建立了单层吸附和双电层吸附形式下的动力黏度模型。结果表明，表面活性剂的浓度及类别是影响纳米流体黏度的重要因素。
Li 等研究了表面活性剂 SDBS 对Cu-H2O 纳米流体黏度的影响，表明 SDBS 的浓度影响纳米流体的表观黏度，随着其浓度的增加，纳米流体的黏度轻微的增加。Ghadimi 等关于 SDS对 TiO2纳米流体的黏度的影响有相似的趋势。
以上研究表明，表面活性剂会增加溶液的黏度。随着浓度的增加，不同种类的表面活性剂对纳米流体的黏度影响不一致。关于添加表面活性剂的流体的黏度模型，还需要更多的实验研究。结 语
纳米流体作为一种新型的换热工质，已经成为关注的焦点。本文主要总结和分析了表面活性剂对纳米流体稳定性影响的相关实验研究，及其对纳米颗粒的作用机制。然后总结了纳米流体中热导率和黏度计算的相关模型，及表面活性剂对流体热物性影响的实验。研究结果表明，表面活性剂的种类和浓度对纳米流体的稳定性存在着重要影响。存在最佳的表面活性剂浓度使得纳米流体的稳定性最佳。众多不确定因素，如制备方法，流体稳定性，颗粒属性等，使得有关表面活性剂对纳米流体的稳定性和热物性的实验结果存在分歧，热导率和黏度的理论模型难以确定。因此，对于表面活性剂对水基纳米流体特性的影响，提出以下的建议。
(1)混合表面活性剂对纳米流体的稳定性影响较好，但关于混合的表面活性剂对纳米流体的热导率和黏度的影响没有相关实验研究。因此，可以从混合的表面活性剂的组合及其比例两方面进一步研究含表面活性剂的纳米流体的稳定性和热物性。
(2)运用分子动力模拟等方法，进一步研究表面活性剂对纳米流体稳定性影响的微观机制。
(3)表面活性剂影响纳米流体的稳定性、热导率及黏度。但流体的稳定性和热导率及黏度之间的是否存在一定的关系，是需要解决的问题。
(4)纳米流体中存在着众多不确定因素，实现这些因素的量化分析对表面活性剂对纳米流体的稳定性、热导率和黏度的研究有重大影响。
第二篇：论文纳米材料对生活的影响
化学与化工学院纳米科学与技术导论期末论文
纳米材料对生活的影响
姓名： 年级：
专业：化学工程与工艺 学号：
内容摘要： 纳米科学与技术将是构成21世纪科学技术新时代的基础。纳米科技在电子学、计算机技术、医学和生物学等学科上的应用，制造特定功能的产品和装置实现生产方式的飞跃，将影响人类生活方式，也将影响人类的思维方式。
关键词：纳米技术；纳米材料；涂料；生活；
引言：纳米科学与技术将是构成21世纪科学技术新时代的基础。纳米科技是在纳米尺度对物质特性进行研究的基础上，最终利用这种特性来制造具有特定功能的产品，实现生产方式的飞跃。就基础研究而言，纳米科学有着诱人的前景，因为在纳米尺度上的物质将表现出新颖的现象、奇特的效应和性质。而作为一门技术纳米技术将为人类提供新颖并具有特定功能的产品和装置。因此，纳米科学技术充满着机会与挑战。
纳米科学与技术，有时简称为纳米技术，是研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用。纳米技术将是21世纪科学技术新时代的基础。纳米技术是一门交叉性很强的综合学科，研究的内容涉及现代科技的广阔领域。纳米科学与技术主要包括：纳米
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体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等。这七个相对独立又相互渗透的学科和纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征这三个研究领域。纳米材料的制备和研究是整个纳米科技的基础。其中，纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础，而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。
纳米技术中纳米材料领域对我们生活影响最直接、最密切。纳米材料是纳米科技发展的重要基础。纳米材料是指材料的几何尺寸达到纳米级尺度水平，并具有特殊性能的材料。纳米材料由于其结构的特殊性，加大的比表面以及一系列新的效应决定了纳米材料出现许多不同于传统材料的独特性能，优化了材料的各种性能。
纳米材料的表面效应使材料粒子表面原子极其活跃，容易与周围的气体反应，也容易吸收气体。此效应的应用使人们提高催化剂效率、吸波材料的吸波率、涂料的遮盖率、杀菌剂的效率等。
纳米涂料对甲醛、氨气等有害气体有吸收和消除的功能，使室内空气更加清新。对各种霉菌的杀抑率达99％以上，有长期的防霉防藻效果。纳米改性内墙涂料，实际上是高级的卫生型涂料，适合于家庭、医院、宾馆和学校的涂装。纳米改性外墙涂料，利用纳米材料二元协同的荷叶双疏机理，较低的表面张力，具有高强的附着力，由于目前应用纳米材料对涂料进行改性尚处在初级阶段，技术、工艺还不太成熟，需要探索和改进。纳米材料的应用使现在的涂料能够有静电屏蔽的作用，还可以通过复合控制静电屏蔽涂料的颜色，克服炭黑静电屏蔽涂料只有单一颜色的单调性。纳米材料在涂料上的应用，使得它利用独特的光催化技术对空气中有毒气体有强烈的分解，消除作用。对甲醛、氨气等有害气体有吸收和消除的功能，使室内空气更加清新。纳米改性外墙涂料，利用纳米材料二元协同的荷叶双疏机理，较低的表面张力，具有高强的附着力，漆膜硬度高且有韧性，优良的自洁功能，强劲的抗粉尘和抗脏物的粘附能力，疏水性极佳，容易清洗污物的性能。
由于目前应用纳米材料对涂料进行改性尚处在初级阶段，技术、工艺还不太成熟，需要探索和改进。但涂料的各种性能得到某些改进的试验结果足以证明，纳米改性涂料的市场前景是非常好的。
纳米技术对生活的影响。不仅在涂料上，纳米技术在其他方面的应用也使很多领域发生了变革。如在织物中的应用，在防腐中的应用，在航天电子领域中的应用，在生物医学工程中的应用等，使这些领域的技术向前迈进了很大的一步，解决了很多难题，但很多技术都还不成熟，还需要去探索，去改进，相信，纳米材料会在以后的将来得到更加广泛的应用的。但无疑的是，纳米科技将影响人类生活方式。如纳米电子学将是电子计算机的体
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积越来越小，功能越来越强大；超高密度海量信息存储能将图书馆里的全部资料装入上衣口袋里，提供随时阅读；加上全球网络通信，学习不受时间、空间的限制。全息电视使人有身临其境的感觉，随时可以虚拟旅游、看电影，不想现在那样被动，而且可以改变剧情版本；打电话可以变成可视商谈。
纳米技术使生活变得更加便利，更加丰富多彩，更加环保健康。
参考文献:
1、刘焕彬、陈小泉，纳米科学与技术导论，化学工业出版社，2006年
第三篇：长期使用地膜对土壤环境质量影响的研究进展
长期使用地膜对土壤环境质量影响的研究进展
作者:谭娅 指导老师:徐文修
摘要：地膜技术的应用极大地促进了我国农业的发展，随着地膜应用面积和使用年限的不断增加，负面报导不断增加。本文通过收集不同使用年限、不同地膜残留量对土壤环境质量的影响，以及对作物生长发育的影响等方面的研究资料，进行了综合分析：大量残留地膜造成的“白色污染”不但影响农业环境、破坏土壤结构、危害作物正常生长发育，并造成农作物减产。应合理使用地膜，增加地膜厚度，及时揭膜和加大地膜回收管理力度，有效保护土壤永续利用。关键词：地膜；土壤环境；防治途径
Abstract: The technical application of plastic film that has promoted the development of the agriculture of our country maximumly ,But along with the plastic film applications and tenure use of the increased, negative reports increase.This article by collecting different tenure use of plastic film and different quantities residual plastic film of influence agricultural environment and damage soil structural,and for crop development impact of information and research conducted comprehensive analysis：large quantities residual plastic film which causes “white pollution” Not only affect agriculture, soil, the destruction of crops normal growth and caused crop yield reduction.We should be rationally using plastic film thickness, and increase the membrane in time to get the recovery management and plastic film and effective protection of soil lasting use.Key words: Plastic film;Soil environmental;Prevention means 地膜是农业生产的重要物质资料之一，我国每年地膜应用量近百万吨，地膜覆盖作物达40多种。地膜覆盖技术已成为确保农业生产高产稳产的重要手段，它以增温、抗旱、保墒、抑制杂草生长、促苗早发、增加作物产量等显著特点为优势，在农业生产中的效益显著，所以发展快速.但由于长期使用地膜，农膜在土壤中年残留量不断增加，重污染区已达近130 kg·hm-2—270 kg·hm-2.多数农膜是由一种由高分子碳氢化合物(聚氯乙烯)组成,性能稳定,在自然环境中光解性较差, 也不易通过细菌和酶等生物方式降解，即使降解也将产生有害物质。因而在土壤中长期积累,造成“白色污染”,如此下去就会对土壤环境及作物的生长产生较大影响，譬如土壤透气性变差,水分、养分的流动受阻,土壤板结, 根系得不到正常发育,导致农作物减产等。本文阐述了地膜残留量对于土壤环境质量和作物生长的之间关系以及相应的防治技术途径等方面的近期研究进展。1 我国地膜的应用现状
何文清研究表明，地膜在我国应用已将近30年。地膜技术极大地促进了我国农作物产量和经济效益的提高，成为农业生产中不可或缺的生产资料之一。目前我国地膜覆盖面积已经达到0.13亿hm2，每年用量近百万吨。棉区是我国地膜应用的主要区域，我国长江流域和黄河流域棉田每年地膜用量为37.5～45 kg·hm-2，西北内陆棉区每年地膜用量为79～90 kg·hm-2。随着地膜应用量和应用面积的不断增加，越来越多的残膜留在了土壤中。
据农业部20世纪90年代初对全国17个省市调查结果表明，所有地膜覆盖过的农田土壤均有不同程度的残留，残留量平均为60 kg·hm-2，最高达135 kg·hm-2。近些年来，国内一些研究人员以及农业环境监测部门也对地膜的残留情况进行了初步的调查，在地膜广泛应用的区域，都有不同程度的残留污染，如河南省中牟、郑州、开封等地花生地耕层土壤地膜残留量年均为66 kg·hm-2，最高可达135kg·hm-2。河北省邯郸地区棉田土壤地膜残留量达59.1～103.4 kg·hm-2。在这些地区中，尤以新疆地区棉田土壤污染最严重，根据最新调研结果，新疆石河子地区棉田耕层中平均残膜量为300.7 kg·hm-2，最高达381.1 kg·hm-2，而且随着覆膜年限越长，污染越严重。
严昌荣根据过去十几年农用地膜覆盖面积及使用量统计数据显示，我国农作物地膜覆盖面积一直保持持续的增长态势。1981年农作物覆盖面积仅为1.5万hm2，1991年达到490.9万hm2，2001年上升到1 096万hm2，2005年更进一步达到1 350万hm2，是1981年覆盖面积的797.8倍。农膜使用量也大幅度上升，统计表明，使用量从1991年31.9万t增加到2005年的95.9万t，增加了近3倍，增长速度非常快。2 残膜造成污染因素 2．1残膜的难降解性
据刘金军、李团结、曾祥斌等等的研究报告知道:目前使用的地膜多为聚乙烯农膜,它是由聚乙烯加抗氧化剂、紫外线吸收剂而制成的有机化合材料,具有分子量大、性能稳定、耐化学侵蚀,能缓冲冷热等特性。在自然环境中,它的光分解性和生物分解性均较差,难以使其降解,即使长达上百年的时间,残膜仍多以独立的形式存留在土壤中。2．2 土壤中地膜残留量大
刘志锋表明，据技术人员调查测算, 由于长期使用地膜,地膜在土壤中年残留量高达35万t，污染严重的地方多达90～135 kg·hm-2,甚至高达270 kg·hm-2 据专家测定,种植棉花3～5年的土地，平均废膜残留量13.5g/m2, 每667m2平均残膜残留量8.99kg，8～10 年的土地，亩平均存废膜量12.5kg，土地减产7%，种植13年以上的土地，平均每22.87kg/667m2，相当于一年的覆膜全部留在地里，减产达17%。如果这样继续下去,若干年后土质严重恶化,农产品质量、产量下降,土地将无法耕种。2．3 回收难度大
郭希敏调查发现，大部分地区残膜回收基本上以人工捡拾的方式进行，新疆地区多年来残膜回收也一直以人工捡拾为主，但由于人均耕地面积多，劳动力少，人工捡拾的残膜回收率非常低。再加上农民普遍选用超薄膜,以降低生产成本,而超薄膜老化速度快、易破碎、更不易捡拾,不利于机械回收。因此使得残膜回收十分困难。李燕红还认为农民对残膜的危害认识普遍不够,对于残膜的清理回收不重视。只注重当年土地上的产出,不注重残膜的回收。又由于新疆等地春季风多风大、雨少、表土易干,压膜土较多,加上灌水泥砂大,秋后膜面便被泥砂覆盖,加之秋季忙于秋收,无人顾忌捡拾残膜,因此人工清理回收十分困难。孙孝贵认为除上述原因外还有宣传力度不够。农民没有认识到不揭膜对产量的影响。因此,没有把人工揭膜列为必不可少的一道生产工序,这是生产管理、劳动安排和宣传提高认识上存在的问题。3 残膜对土壤物理性状的影响
土壤的物理性状包括土壤容重、比重、孔隙度以及土壤水分的含量，土壤的保水保肥特性等。大量研究表明，残留地膜会影响土壤正常结构的形成。3．1残膜在土壤中分布的层次性
残留在土壤中地膜主要分布在耕作层，但由于各地农作措施的不同，残膜在各层次中分布的数量也不一致。齐小娟等研究表明，土壤中残膜集中分布在0～10 cm，一般要占残留地膜的2/3左右，其余则分布在20～30 cm，再往下基本没有分布。马辉等研究结果为，0～10 cm土层中残膜的片数约占总量的58.5%～76.4％，10～20 cm土层中约占总数的22.3%～35.1％，20～30 cm土层中占总数的1.3%～6.4％左右，大部分残膜集中在0～20 cm层土壤中。而新疆地区由于机械化程度高，土壤耕翻尺度深，所以在30 cm以下的土壤仍有分布。何文清等的研究显示无论在哪个地区，0～20 cm内的土壤耕层是残膜污染的主要区域，占土壤中残膜总量的90％以上。3．2 残膜破坏土壤结构，降低耕地质量
由于土壤中大量残膜的存在，导致了土壤物理结构层次的改变，使得土壤水分、养分向下运移受到阻碍，土壤空隙度、通透性降低，不利于土壤空气的循环和交换，影响土壤正常结构的形成,最终造成耕地质量下降。又由于残膜阻碍土壤毛管水和自然水的渗透而使水分渗透量因地膜残留量增加而减少,致使土壤含水量下降。
赵素荣研究发现,当农膜残留量由0提高到225 kg·hm-2时，土壤容重增加18.2%，土壤孔隙度降低13.8%、土壤含水量降低11.7%，而且这些土壤参数随残留农膜碎片增大而劣变。南殿杰的试验结果，水分下渗速度与土壤中地膜残留量呈对数相关关系，当残留量达到360 kg·hm-2时，水分下渗速度明显减慢，只相当于对照的2/3。李青军的研究发现，残留量为0 kg·hm-2时的含水量分别比处理为225、450和900 kg/hm2减少1.29%、4.39%和11.22%。还有研究表明，在新疆等干旱地区由于残膜的存在导致地下水难以下渗，造成土壤次生盐碱化等。4 残留地膜对作物造成的影响
刘志锋根据近年国内的许多报道。普遍认为:土壤内非降解膜残留膜数量如超过土壤允许容量时，会影响农田机械耕作，破坏土壤结构，影响下茬作物根系的伸展和微生物的活力，阻碍作物根系的深扎和对土壤水分、养分的吸收，造成弱苗、死苗、倒伏。据农业部门测定种子播在残膜上,烂种率达6.92%,烂芽率达5.17%。棉苗侧根比正常减少4.8～7.6条,2～3片真叶期死亡率1.19%,子叶期棉苗死亡率3.08%,现蕾期推迟3～5天,株高降低6.7～12.9cm。如果不采用高密度种植技术,减产量达12%左右。每667m2有12.5kg残膜量的地块与无残膜的地块对照田相比减产达8.8%。
解红娥试验结果表明,棉花的株高、根数、主根长度、茎粗、果枝及皮棉产量随着残留地膜量的增加呈降低趋势,其中残留地膜量为720和1 440 kg·hm-2的棉花生长发育受到严重影响,导致皮棉产量显著降低。还认为残膜对玉米和小麦的产量影响较大,这是因为玉米和小麦的根系为须根系型,而且根系主要集中在0～20 cm的耕作层,受残膜的影响较突出。还有研究表明在土壤中地膜残留量达到37.5 kg·hm-2时，小麦基本苗较对照降低了25%，冬前分蘖数较对照降低了17%，表现出苗慢，出苗率低，根系扎得浅，有些根系由于无法穿透残膜碎片而呈现弯曲横向发展，残留地膜对玉米、茄子、白菜和花生根系的生长具有明显的抑制作用。
李青军试验结果表明，残膜对作物生长发育的危害主要表现在两个方面，一是由于残膜改变了土壤正常的结构层次，造成水分、养分的运移被阻断，从而导致作物营养不良，大幅度减产。第二就是由于土壤中残膜存在，导致作物在生长的时候经常会使幼小的根系被残膜缠绕，从而导致水分、养分的吸收被阻断，造成作物死苗。5 结论
针对以上的问题，对残膜回收工作的有以下几点建议(l)要防治地膜污染 “以宣传教育为先导，以强化管理为核心，以回收利用为主要手段，以替代产品为补充措施”的原则，积极防治残膜污染，主要通过清理和回收利用来减少污染，依靠有利于回收利用的经济政策提高回收利用率。(2)研究开发新材料，寻找农膜替代品。实践证明，研制出易降解，无污染的新材料才能根除地膜污染。故应鼓励开发无污地膜，加大对可降解膜的研究与开发，努力降低农膜成本，积极寻找功效相同、成本相对低廉的替代品。(3)加大残膜回收机械的研制。如果在残膜回收机械上取得突破性的进展，能进一步地提高其回收率，可大大减少残膜污染。(4)利用各种媒体进行广泛宣传，使大家认识”白色污染”的危害性。不可降解的塑料制品进人土壤里，会影响土壤内的物、热的传递和微生物生长，改变土壤的物质结构。(5)优化耕作制度，进一步加强倒茬轮作制度，通过粮棉、菜棉轮作倒茬减少地膜单位面积平均覆盖率，进而减轻残膜的污染。
根据已报道的结果分析, 农田残留地膜对土壤的理化性状以及对作物的生长发育和产量有一定的影响。常年地膜覆盖的地块,若土壤中的残膜得不到及时拣拾,就会使土壤的容重增加,残膜使土壤水分的上下移动速度减慢。并且地膜残留刺激根系生长,消耗了大量的养分,使棉花地上、地下部生长不平衡，作物的产量降低。若残膜长期存留于土壤中,影响土壤的通气性、透水性和导热性,将进一步影响土壤微生物的数量、种类及分布以及土壤养分有效性,进而降低作物的抗逆性等,这有待于进一步的研究。
清理回收农用残膜是保护有限耕地资源、促进农业与生态和谐发展的一件大事，利在当代，功在千秋。这项工作需要全社会的参与，因此，有必要加强相关部门的沟通协调，加大宣传力度和检查力度，尤其是让广大农民认识到农用残膜对自身和社会的危害，推动农用残膜污染治理工作有效开展。
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专业文献综述
题
目: 姓
名: 学
院: 专
业: 班
级: 学
号: 指导教师:
长期使用地膜对土壤环境质量
影响的研究进展
谭娅
农学院
种子科学与工程
农学074
073131402
徐文修
职称:
教授
2010 年 12 月 23 日
新疆农业大学教务处制
第四篇：土地利用变化对土壤有机碳的影响研究进展??
龙源期刊网 http://www.xiexiebang.com 土地利用变化对土壤有机碳的影响研究进展
作者：马玉霞
来源：《环境与发展》2014年第03期
摘要研究土地利用变化对土壤有机碳及其动态变化规律，有助于掌握全球气候变化与土地利用变化之间的关系。本文分别从土地利用及其管理方式变化的角度，综合阐述了土地利用变化对土壤有机碳的影响过程与机理。
关键词土地利用方式 土壤有机碳 温室效应
中图分类号 X14文献标识码 A文章编号1007-0370（2014）03-0064-04 Abstract： Studying the effect of land use change on soil organic carbon and its dynamic change rules，help to grasp the relationship between global climate change and the land use change.By literature review，this paper summarizes major research progresses on the effects of land use change on SOC，explaining the process and mechanism of SOC change induced by changes of land use and land management.Key words： Land use；Soil organic carbon；Greenhouse effect 土壤碳库是大气碳库的3.3倍，生物碳库的4.5倍，是陆地生态系统最大的碳库[1-2]，也是最活跃的碳库之一。土壤碳可分为有机碳（SOC）和无机碳（SIC）。无机碳相对稳定，而有机碳则与大气频繁地进行着二氧化碳交换，与大气进行活性交换的SOC约占陆地生态系统碳的2/3[3]，所以SOC的变化将会影响大气CO2浓度，进而改变全球碳循环[4]。SOC是直接影响土壤性质和植物营养系统的土壤重要属性之一，是二氧化碳、甲烷等温室气体的重要释放源，也是吸收汇 [5]。在人类活动扰动下，自然土壤原有的结构状态被破坏，改变了土壤碳库的正常代谢，从而影响大气中CO2浓度[6]，增大了全球气候变暖的压力。
土地利用变化通过改变地表反射率和糙度[7]，通过改变植被和土壤碳库的方式[8]，影响地表的热量平衡、大气温室气体浓度[9-10]。自然生态系统转换到农业生态系统，其土地利用方式的改变会使SOC库在温带地区降低60%热带地区降低75%以上[1]。严重的SOC库缩减将使土壤质量、生物产量和水资源质量下降，也可能使预期的全球变暖现象恶化[1，11]。所以，了解土地利用变化对SOC的影响对认识气候变化具有重要的意义。1总有机碳（TOC）与溶解性有机碳（DOC）、有机质（OM）的关系
目前国内外对SOC的研究出于不同的研究目的、方法，主要以总有机碳（TOC）、溶解性有机碳（DOC）和有机质（OM）为研究对象。有机碳与有机质是土壤中有机物质的不同表示方式，是土壤中较为活跃的部分，表示土壤肥沃程度的指标。TOC是通过将有机物全部高
龙源期刊网 http://www.xiexiebang.com 温燃烧成CO2，通过非分散红线外吸收法（NDIR）测定其浓度。有机质是使用重铬酸钾氧化，硫酸亚铁滴定测定有机碳含量，再乘以转换系数1.724换算成有机质含量。因此有机质是能被重铬酸钾氧化的物质的总合，即包括有机物，也包括还原性的无机物。对不同的实际样品，燃烧氧化与重铬酸钾氧化其氧化效率有所不同，因此测得有机质与有机碳比值有很大差异[12]。
SOC可分为溶解性有机碳和非溶解性有机碳。国内外有关土壤溶解性有机碳的术语很多，如有效碳、易氧化碳、可矿化碳、活性有机碳、微生物量碳。虽然溶解性有机碳只占SOC很小一部分，但参与土壤生物化学转化过程，是土壤微生物可直接利用的有机碳源[13]，是陆地生态系统生物化学循环的重要组成部分，影响着全球SOC的平衡。2土地管理方式对SOC的影响
SOC的储量是进入土壤的植物残体量和分解损失量二者之间动态平衡的结果，如自然植被的清除、轮垦、耕地、施肥、作物残余物还田、土地撂荒、有机土壤的农业利用等[14]。土地利用变化既可以通过影响地表净初级生产量和死有机物质的滞留直接影响SOC的储量输入，也可以通过潜在改变土壤的生物、化学与物理过程而间接影响SOC的储量输出[15]，因此，土地利用变化是影响SOC动态平衡的最主要人为因素。2.1农田的变化对其SOC的影响
影响农田中SOC的主要管理类型可分为：残余物管理类型、耕作管理、肥料管理、作物的选择和耕作系统的强度、灌溉管理，以及轮作等。由耕作引起的土壤有机碳的损失涉及3个过程。[16]：（1）由于土壤团粒结构被破坏，温度和湿度发生变化所引起的氧化和矿化过程；（2）可溶性有机碳或颗粒有机碳的淋溶和迁移过程；（3）加速的土壤侵蚀过程。传统耕作方式，会破坏土壤团粒结构，使土壤温度、湿度发生变化，加快氧化和矿化过程，并提高可溶性有机碳或颗粒有机碳的淋溶和迁移，加速土壤侵蚀，一般会引起SOC的损失。秸秆燃烧、湿地排水、翻耕以及类似的措施，去除作物残留物、夏闲和无覆盖播种，以及过度使用杀虫剂等均可使土壤碳库迅速下降。保护性耕作（少耕或免耕）、合理施用肥料、覆盖作物、应用深根且富含木质素的作物等[16]措施，增加了地表归还生物量，减弱了表土扰动和土壤有机质的氧化与矿化，使得土壤水稳性大团聚体数量增加，团聚体中的碳含量也相应增加，从而提高了SOC[15]。实施秸秆还田与免耕措施能够有效促进农田土壤有机碳贮量的增加[17]，保护性耕作措施土壤有机碳增加量显著高于传统翻耕.秸秆还田处理0～10cm土层有机碳含量表现为深松>旋耕>免耕>耙耕>传统翻耕，说明保护性耕作措施能提高0～10cm土层的有机碳含量[18]。科学的农业措施包括保护性耕作、秸秆还田、覆盖作物、合理施肥、应用深根且富含木质素的作物等，会使碳损失量的60%-70%被重新被固定，SOC会得到较大提高[19-21]。
以有机肥或以化肥形式配合施用，不但可以极大提高土壤生产力，而且有益于增加土壤有机碳储量。有机肥对土壤有机碳含量的提高作用显著高于化肥[22]。施肥对土壤有机碳的影响随着土层深度的增加而下降，而土壤无机碳随着土层深度的增加而增加。化肥、有机肥长期配
龙源期刊网 http://www.xiexiebang.com 合施用和长期施用有机肥可以在0～30cm土层增加土壤有机碳含量[23，24]。将保护性耕作与合理配置施肥结合可显著提升SOC。因此，在我国现在措施下，减少化肥的同时增加秸秆还田比例和增施有机肥是既增加土壤有机碳含量又减少化肥污染的双赢措施[25]。化肥处理中不同氮肥施用量有利于耕层土壤有机碳及其组分的积累，配施秸秆还田效果更佳[26]。
灌溉被认为是最具固碳潜力的管理措施，灌溉能够改变土壤C输入、输出以及土壤C储量[27]。长期使用污染的渭水灌溉，使土壤中有机物质的质量分数明显增加。随着土壤剖面深度的增加，其增加幅度会显著降低[28]。渭河水中富含的有机污染物提升了灌溉农田土壤有机碳贮量[29]。干旱区荒漠土壤开垦为灌溉农田后，增施有机肥、秸秆覆盖还田、种植多年生苜蓿或苜蓿插入轮作体系是快速提升SOC水平[30]。2.2林地的变化对其SOC的影响
不同的森林管理活动，如轮伐期的长度、树种的选择、排水、采伐做法（全树或锯材原木、更新、部分采伐或疏伐）、整地活动（计划火烧、松土）以及施肥等，均会影响SOC库[31]，其中采伐和火烧是造成林地SOC减少的主要的原因。森林采伐后，地表生物量大量减少，地表温度升高，水分蒸发加快，土壤微生物分解活动增强，加上表土扰动可能带来侵蚀，SOC 将会减少，但适度采伐的林地既能保持系统的平衡，又能调节林内环境因子，有利于系统内的元素转化利用。
不同强度火干扰对林地SOC 有不同的影响，一般而言，低强度火干扰长时间内不会导致SOC 减少，而高强度火干扰则会使SOC出现不同程度的下降[15]。重度火烧后土壤有机碳含量有极显著的即时下降，主导因素是表层有机碳燃烧损失和高温挥发损失，以及后期的侵蚀损失等所致[32]。高强度林火有使土壤有机碳在空间分布上具有“低值趋同”趋势[33]。合理的林地管理措施可以增加林地SOC，如增加林地储量、水土保持、减少风和火的干扰、林间道与沟渠灌排网络的设计、采用间伐减少森林砍伐量、提高生物多样性、短期木材林与能源作物轮作、肥料施用等[15]，这些措施不仅可以维持或增加现有土壤碳库，还可以预防或减缓森林砍伐、限制森林退化，从而加强林地利用的可持续性。
林地转为农田或草地都会使SOC降低，因为植被净生产力降低减少了SOC输入量，覆被类型改变使地表温度升高而加快了SOC分解。实施退耕还林以后，土壤有机碳会有明显增加，0～20cm土层的土壤有机碳含量增加24.4%，退耕还林显著提高了土壤有机碳含量[34]。2.3草地的变化对其SOC的影响
影响草地SOC的管理措施主要包括开垦、放牧、火烧、肥料管理、石灰施用、灌溉等。草原开垦会使草原SOC大量释放，开垦活动减少了碳素向土壤输入，增强了有机质分解和土壤侵蚀活动，破坏了土壤颗粒有机碳和土壤团聚体。农地转为草地一般会使SOC提高，这是由于林、草地凋落物量和质量均较高且易分解，土壤有机质稳定性增强，而且随着林、草地郁
龙源期刊网 http://www.xiexiebang.com 闭度的提高，地表温度降低，土壤湿度和水分得以保持，从而降低了SOC的分解速率，促进了SOC的积累[15]。
只以打草场作为利用方式的表层土壤总有机碳含量较高，常年放牧场的总有机碳水平较低[12]，过度放牧可使草原固碳能力下降，减少了其向土壤中的碳输入，因此使得有机碳含量明显低于其平均水平。一般情况下，不同强度的放牧都会造成草地表层（0-30cm）SOC的下降，且表现为过牧>重牧>轻牧>中牧，而补播、围封和禁牧将使SOC增加[35]。过度放牧，由于牲畜采食减少了植物向土壤的碳素归还量，加上过度放牧对土壤物理化学性质的干扰，加速了土壤的呼吸作用，造成SOC的损失。重建或修复开垦牧场可大幅增加SOC，在自然保护区和高草草原地区尤为明显。人为干扰对典型草原SOC含量具有明显影响，放牧导致SOC显著下降，而施肥和封育可以提高SOC[36]。3结语
土地利用方式的改变不仅影响土壤有机物的输入，也可通过对土壤条件的改变来影响SOC的分解速率，从而改变其含量。如林地、草地的退化，及其向耕地的转化都将使SOC净固存率降低，反之，退耕还林、退耕还草将增加SOC的净固存，提高土壤中有机碳的稳定性。
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第五篇：混煤的特性及对燃烧的影响
混煤的煤质特性及对燃烧的影响
这里写上自己的名字，单位名称，然后另起一行，写上名字的拼音，单位的英文
Abstract: According to the current supply of coal fuel coal-fired power plants and operation process of the common characteristics of coal are analyzed, the evaluation indexes of mixed coal plant characteristics and main characteristics of mixed coal combustion influence of indicators.Key Words: Mixing coal, Characteristics of coal 摘要：根据目前我国燃煤电厂燃料煤的供应状况及电厂运行过程中常用的煤质特性评价指标，分析了电厂混煤的相关特性及混煤主要特性指标变化对燃烧的影响。关键词：混煤；煤质特性；
随着国家经济的发展及电力体制改革，我国的电力行业已经逐步摆脱粗放型管理，运行机制也已经逐步由计划经济向市场经济发展。厂网分开、竞价上网已经开始实施。如何降低发电成本，提高机组效率，直接关系到发电企业的生存与发展。根据目前国内的煤炭市场和电力需求情况，我国火电厂出现一些问题：①电装机容量增大，煤的耗量增加，一台300MW机组的锅炉的日耗煤量约达3000吨左右，因而很难保证燃烧单一煤种。②煤炭资源集中在经济欠发达的中、西部地区，在经济发达、对电力需求大的东、南部地区煤炭资源则非常贫乏，北煤南运，煤的运输能力不足。③近年的电慌、煤慌，造成很多电厂“饥不择食”，被迫烧一些劣质煤。④许多电厂锅炉的实际燃煤与设计煤种不符，安全经济得不到保障，因而采用混煤燃烧，以便满足锅炉燃烧的要求。
1．1混煤燃烧特性
从燃料特性来考虑，燃煤的主要性质根据锅炉需求大体可分为三个层次：第一层次是最基本的煤质指标，如碳含量C、氢含量H、挥发分V、灰分A、全水分M、发热量Q、硫分S；第二层次指标是对燃料特性的重要补充，如可磨性HGI、着火温度ti、粒度组成或煤粉细度、有害元素含量、煤灰熔融特性温度、煤灰粘度与结渣性；第三层次指标是对燃用煤质的专门了解，如密度、硬度、比热、导热系数和膨胀系数、热分析、燃烧特性、煤灰表面张力及沾污能力、灰渣强度及烧结温度等。
不同煤种混配以后，其煤质特性要发生较大变化，特别是第二，第三层次指标，几乎都不符合线性可加规律。
1．1．1混煤的热分解及挥发分析出特性
煤中挥发分含量及析出特性对着火过程有着决定性的影响。为了全面了解配煤煤质的挥发分析出特性，可用热重分析方法进行了慢速热解条件下的挥发分析出特性试验和沉降炉进行的快速热解试验，对多种单一煤及混煤的挥发分析出特性进行评价和比较，对混煤的挥发分析出规律及其影响因素进行探讨。研究结果表明：混煤的挥发分析出性能受到掺混煤质特性、混合比、挥发分含量、煤粉细度、温度、加热速率等因素的影响。组成配煤的两组份煤种的挥发分析出并不是同时进行的。配煤的挥发分释放时间普遍比单一煤长，造成这一现象的主要原因是不同煤种混合后，除其有机成份的析出顺序发生变化从而相互影响外，还由于其无机成份如煤中各岩相组份在燃烧时的相互影响、相互制约，使得煤的挥发分中各化学成份的比例发生了变化。配煤的挥发分释放性能比单一煤种稍差，组成配煤的煤种性质相差越大，其挥发分释放性能也越差。配煤的配合比对挥发分析出特性有较大影响，组成配煤的各煤种性质相差越大，则配煤挥发分析出特性受配合比的影响越大。煤粉细度对配煤挥发分析出的影响比对单一煤种大。1．1．2混煤燃尽特性
对于混煤来说，由于其中低挥发分、低反应活性的煤与高挥发分、高反应活性的煤其燃烧速度不同，因此在燃烧时出现“抢风”现象，使得低反应活性、低挥发分煤在缺氧的气氛中燃烧，从而造成了低挥发分煤的燃尽更为困难。以往的研究表明，在通常的燃烧情况下，混煤的综合燃尽效果低于掺混煤种分别单烧时获得的燃尽率加权平均值。掺混比例也对混煤燃烧产生重要影响。如在低品位煤中掺入的高品位煤比例太小，则可能达不到应有的效果，甚至可能引起燃烧不稳定现象。因此，不同煤种掺烧时，为了保证锅炉的经济性和安全性，高品位煤的掺烧量应达到一定程度，具体的掺烧率可通过实验室试验初步确定后再进行现场调整试验验证。除此之外，煤粉粒度也影响混煤的燃尽性能，应尽可能降低煤粉粒度，特别是降低其中的低反应活性煤的粒度。
1．1．3 混煤燃烧时SOx、NOx的生成与排放特性
在混煤燃烧过程中，SOx、NOx的生成与排放不同于单一煤种。研究结果表明，混煤燃烧对NOx生成的大小主要取决于掺混煤种相对含氮量和混合比例以及氧浓度，其NOx峰值出现的时间主要取决于掺混煤种的相对挥发分及混合比。混煤NOx的释放时间比单一煤种长，当氧气充足时，后期NOx的释放量将增加。因此，要降低混煤燃烧时的NOx排放，不仅要考虑其前期燃烧阶段，同时也要考虑其中后期燃烧阶段。提高配煤的燃尽率与降低NOx排放存在一定矛盾，对于由性能差异较大的煤组成的混煤来说，要达到高效低污染燃烧将比单一煤更为困难。
对SOx生成与排放，通常可采用高硫煤与低硫煤相混合燃烧以降低SOx生成与排放。不同煤种掺烧时，在考虑控制混煤SOx生成与排放的同时，应同时考虑其经济性、结渣、积灰及腐蚀性能等。对于已配置有脱硫系统的锅炉，则其对SOx生成与排放不需太多的考虑。
1．2混煤的结渣特性
电厂对燃煤的结渣性分析大多只停留在一些常规分析上，如测定煤灰的变形温度t1、软化温度t2、融化温度t3。
一般认为，只要在易结渣的煤中混入一定量不易结渣的煤时，便可以起到减缓结渣速度、降低结渣程度的作用。由于这种观点在现场具有较强的可操作性，已被很多人所接受，并正在电厂配煤燃烧工作中被广泛应用。这对于两种性质相差不大的燃煤进行混烧时是可取的，但在煤种性质相差很大时有时会出现一些偏差。在人们普遍重视优化运行的今天，更应该重视各煤种的优化配比，以利于优化燃烧。两种煤按不同比例进行混合，其结渣的倾向性是不同的。
对于混煤燃烧结渣规律，国内外学者已进行过详细的研究，结果表明混煤的结渣特性较为复杂，尤其是燃烧性能相差较大的煤种表现得更加明显。
影响混煤的结渣性能的主要因素有：(1)混煤灰熔点的变化
不同煤种混合后，其灰熔点变化趋势很复杂，与算术平均值相差甚远，也不表现出线性关系。有时混煤的灰熔点比两种单一煤都低，有时则比两种单一煤都高。这种变化与所混的两种单一煤的特性及混合比的关系较大，煤种差别越大，混合后变化越大，这主要是因为不同煤种混合后，由于矿物质的组成、含量发生变化以及它们之间的相互影响、相互制约，使得不同煤之间的不同矿物质发生化学反应，从而改变了混煤的灰熔融特性。同时，不同煤种混合后煤灰还可能生成共熔体，也使混煤的灰熔融温度发生变化。混煤灰熔点的改变是导致结渣状况改变的主要原因。
(2)混煤灰渣粘度的变化
灰渣粘度对结渣的影响主要体现在受热面结渣强度方面，灰渣粘度越大，受热面结渣越强烈。西安热工院对混煤灰渣的粘温特性研究表明，我国煤渣型相差大的煤掺烧，会改变混煤灰渣的粘温特性，从而使结渣性能改变。
(3)煤中矿物质的离析
煤中矿物质一些成分在煤粉颗粒中的含量多少，也会对混煤的结渣倾向产生影响，如黄铁矿偏析严重的煤质结渣较严重。
(4)混煤在炉内燃烧状况对结渣的影响
不同煤种混合后，尤其是性能差异较大的煤混合时，两种分煤种的燃烧并不是同步进行的，由于高挥发分煤的大量消耗氧量，造成低挥发分煤的燃烧时间延长，此时容易出现低挥发分燃料的燃尽发生在炉膛出口附近和炉墙附近，甚至粘附到受热面上继续迸行，这样将提高炉膛上部和炉墙附近温度水平，因而有可能使灰分在未固态化以前就接触到受热面而粘结在其表面上造成结渣。
此外，性能差异较大的煤种混合燃烧时，高挥发分煤的先期燃烧，导致低挥发分煤缺氧造成局部弱还原性气氛，从而使灰熔点大大降低，使结渣加剧。
(5)燃烧工况参数及锅炉运行参数的影响
炉膛温度、炉内空气动力场、炉内气氛条件、过量空气系数、一二次风量分配、混合状况、风煤比、煤粉细度等等都会对混煤的结渣状况产生影响。
由上述分析可以看到，混煤的结渣性能不仅受混合煤种、混合比的影响，而且受多种因素的影响，其结渣情况相当复杂，同一煤质结渣指标的混煤和单一煤，在同一炉膛和同一燃烧工况下，两者的结渣特性可能存在较大的差异，这主要是由于混煤在炉内的燃烧状况与单一煤不同。因此，要采用混烧方法减轻或消除锅炉的结渣，必须对混煤的结渣性能和机理进行大量而深入的研究。
研究结果表明，不同煤种混合后，其结渣趋势变化很复杂，与算术平均值相差甚远，也不表现出线性关系。由此可知，当电厂采用混烧方法减轻结渣时，必须合理选择掺烧率．影响配煤结渣性能的因素有许多，但一般来说：配煤的结渣性能不仅受混合煤种、混合比的影响，而且受锅炉运行条件的影响。焦渣特性指数相同的混煤和单一煤，在同一炉膛和同一燃烧工况下，两者的结渣特性可能存在较大差异。1．3混煤的可磨特性及对燃烧的影响 3．3．1混煤的可磨性特点
煤的可磨性是一种与煤的硬度、强度、韧度和脆度有关的综合物理特性，它可作为决定电站磨煤机容量的一个重要指标。哈氏可磨性指数HGI是一个无量纲的物理量，可用来衡量煤的可磨性，其值的大小反映了不同煤样破碎成粉的相对难易程度，HGI值越大，说明在消耗一定能量的条件下，相同量规定粒度的煤样磨制成粉的细度越细。
研究结果表明，按质量比1：1组成的混煤的可磨性并不具有“加和性”，而是趋向于难磨的原煤的可磨性，特别是当一种易磨煤和一种难磨煤混合时。将两种可磨性不同的煤在同一制粉系统中混合磨制时，这两种组成煤种在混煤中所表现出的粒径分布特性不同，即难磨煤的细度较大，而易磨煤的细度较小。因此，两种混煤的HGI值不能由单一组成煤种的HGI值按混合比加权平均计算得出，而是趋向于较难磨的原煤。
3．3．2可磨性对混煤粒径及挥发分的影响
混煤的这种可磨性特点，必然会对混煤的粒径有一定影响。当将两种可磨性不同的煤在同一制粉系统下磨制成混煤时，会导致各单一煤在混煤中表现出的粒径分布特性不同和各煤种细度的不同。这就可能使混煤的粒径分布范围较大，同时也出现煤粉的偏析，即单一组成煤在各粒径范围不是均匀分布，而是在混煤煤粉的大粒径范围内难磨煤占较大部分，易磨煤则在小粒径范围内占大部分。特别是当组成煤种的可磨性相差越大时，这种现象会越明显。
挥发分对煤粉的着火起着重要作用，还影响到煤粉后期的燃尽性能。煤的挥发分是涉及到物理化学变化的煤质指标，从研究结果看，混煤的挥发分并不能简单地按加权平均计算。混煤燃烧时，两种煤粒子离散的分布于气流中，由于两种煤的密度、颗粒直径相差较大，两种煤粒子在气流中的分布将很不均匀。这说明不能把混煤看成一新的单一煤种的燃烧，不能以试验测得的混煤中挥发分含量的多少来判断混煤的某些燃烧特性。试验表明，混煤一般比挥发分含量相近的单一煤难于着火和燃烧。
从实际应用的观点来看，混煤表现出这样的粒径分布特性和挥发分含量特性很可能会影响混煤的燃烧效果。
3．3．3可磨性对混煤燃烧特性的影响(1)对着火特性的影响
研究表明，混煤的着火温度与混煤中易着火煤的着火温度非常接近。即混煤的着火点只取决于易着火的煤，而另一种与之混配的煤对混煤的着火点影响不大。这表明，由于煤种的可磨性不同，而挥发分较高的煤可磨指数大，易于磨碎，造成混煤细颗粒部分挥发分含量高，易着火煤所占比例较大。当外界加热条件达到易着火煤的着火条件时，这部分混煤着火燃烧，使整个混煤开始着火燃烧。因此可以认为，两种煤的煤质特性相差较大时，混煤的着火特性主要受可磨性和着火特性较好的原煤的影响。
(2)对混煤燃尽特性的影响
在混煤燃烧时，易磨的煤颗粒较细，且一般燃烧性能较好，所以先着火燃烧。而难磨的煤颗粒较粗，结构致密，存在难燃尽问题。再加上易磨的煤颗粒先消耗了部分氧气，降低了难磨的煤颗粒周围氧气的浓度，从而减慢了氧气分子向该煤颗粒表面的扩散速度，这就更不利于难磨的煤颗粒的燃尽，并最终会影响混煤的燃尽。当两种组成煤的可磨性和燃烧特性相差越大时，两种煤颗粒的粒径相差越大，很可能出现易磨易燃烧的煤已燃尽，而难磨难燃烧的煤的着火接不上，从而造成着火和燃烧的不稳定。
由此可见，当由于可磨性的不同，造成的各组成煤种混合磨制时的粒径分布不同，细度不同，影响了混煤的着火、燃烧和燃尽。易磨的煤在混煤中的颗粒较细，先着火燃烧，影响着混煤的着火；难磨的煤在混煤中的颗粒较粗，难于燃尽，影响着混煤的燃尽。3．4结论
(1)混煤的挥发分析出性能受到掺混煤质特性、混合比、煤粉细度、温度、加热速率等因素的影响。混煤的挥发分释放时间一般较单一煤种长。混煤燃尽特性通常低于分别单烧时获得的燃尽率。掺混比例也对混煤燃烧产生重要影响。
(2)混煤燃烧过程中，NOx生成的大小主要取决于掺混煤种相对含氮量和混合比例以及氧浓度。对SOx生成与排放，采用高硫煤与低硫煤相混合燃烧以降低SOx生成与排放。
(3)混煤的结渣特性比较复杂，与其单一煤种算术平均值相差甚远，也不表现出线性关系。当电厂采用混烧方法减轻结渣时，应对混煤的结渣特性进行试验分析，以合理选择混煤的掺烧比率。
(4)混煤的可磨性并不具有“加和性”，而是趋向于难磨的原煤的可磨性。将两种可磨性不同的煤在同一制粉系统中混合磨制时，会造成这两种组成煤种在煤粉中的粒径分布不均，难磨煤的细度较大，易磨煤的细度较小。
(5)由于可磨性的不同，造成混合磨制煤粉时出现粒径的偏析，会影响混煤的燃烧特性．易磨且燃烧性能较好的原煤影响混煤的着火，而难磨且燃烧性能较差的原煤影响混煤的燃尽。特别是当两种组成煤种的可磨性和燃烧特性相差越大时，这种影响越大。参考文献：
[1]施正伦，岑可法．锅炉多煤种配煤特性的试验及应用前景．浙江电力，1995(5)[2]郭嘉等．大型电站混煤燃烧特性的研究与探讨．能源研究与利用，1994(3)：39-42 [3]钟德惠，丘纪华．可磨性对混煤燃烧特性的影响．电站系统工程，2003，19(2)：13一14
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