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關鍵詞:食品營養學;內容;探討
中圖分類號:TS201
文獻標識碼:A文章編號:1674-9944(2017)23-0195-02
1引言
食品營養學(foodnutrition)主要是研究食品營養與人體生長發育和健康的關系的科學,是食品科學與工程專業本科生一門重要的專業必修課,重點介紹各種營養素的生理功能及其過剩與缺乏癥、各類食品的營養價值及營養素在食品加工與貯藏過程中的變化規律,營養素食物來源和參考攝入量,同時也介紹了消化系統的結構,營養素在體內的轉運、消化及代謝過程,食品營養強化的基本原則,不同人群生理特點、營養需要、合理膳食原則、膳食參考量(DRI)及其制定依據,營養調查、監測和評價方法,不同人群食譜編制方法等。
隨著生物科學的發展,食品營養學也取得了巨大的進步,一些新的理論相繼產生,然而,目前食品營養學教學內容沒有跟上生物科學和食品營養學的發展步伐,雖然關于食品營養學教學方法的研究較多[1~6],但營養學教學內容的研究較少,因此結合自己的教學和科研實踐經驗,就食品營養學教學內容存在的問題提出如下建議。
2食物的體內過程
食物的體內過程主要論述消化系統的組成,營養物質的消化、吸收、體內轉運及代謝過程。該部分內容對于營養物質的吸收論述過于簡單,只論述了營養物質的主動吸收和被動吸收特點,然而在營養物質吸收過程中轉運蛋白的作用及調節機理沒有論述,特別是碳水化合物、氨基酸與鈉離子的協同運輸沒有論述,不利于學生對營養物質的吸收過程及機理的理解,更不利于理解礦物質鈉的功能及人為什么要吃鹽的主要原因。因此建議補充轉運蛋白協同運輸等內容。
3重要功能因子
該部分內容論述了咖啡堿、茶堿和可可堿、活性多糖、二十八烷醇、輔酶Q、褪黑素、超氧化物歧化酶、對氨基苯甲酸的化學組成、存在形式和生理功能及其代謝。這部分內容對有些功能因子的作用機理論述不足,只有功能,沒有機理,不利于學生的理解,例如,左旋肉堿能夠促進減肥是因為它能與脂肪酸結果形成脂酰肉堿,有利于脂肪酸穿過線粒體內膜,從而促進脂肪酸氧化分解。另外,食物纖維不被人體消化、吸收,但具有重要的功能,適合這一部分論述。
4各類食物的營養價值
該部分內容主要論述食物營養價值的評價方法,如谷類食品、豆類及堅果類、蔬菜和水果、肉類、水產品、乳和乳制品、蛋類的營養價值等,該部分內容只論述了豆類的抗營養特性,沒有論述抗營養機理,或論述不足。
5特殊人群營養
該部分內容主要論述孕婦營養、乳母營養、嬰幼兒營養、青春期營養、老年營養、高溫環境人群營養、低溫環境下人群的營養、職業性接觸有毒、有害物質人群的生理特點、營養需要及合理膳食。該部分內容論述各類人群的生理特點、營養需要及合理膳食,但沒有把各類人群的生理特點與飲食的關系結合起來。
6營養與健康
該部分內容主要論述營養與腫瘤、高血壓、冠心病、糖尿病、肥胖的關系及膳食原則。沒有論述營養與免疫的關系,而免疫是預防疾病、保持健康的基礎,對于人體保健具有重要意義。所以該部分應該講解人體免疫系統的組成、功能及人體免疫機理,營養成分與人體免疫的關系,提高人體免疫力的食品和方法。
7社區營養
該部分內容主要論述膳食結構、膳食指南、社區營養的概念,膳食營養素參考攝入量的制定、營養調查和營養監測方法。教材該部分內容論述過于詳細,學生只用了解膳食結構、膳食指南的概念、膳食營養素參考攝入量的制定的原則就行。膳食營養素參考攝入量是隨個體遺傳基因不同而不同,更精確的膳食營養素參考攝入量需要進一步研究遺傳因素對營養素消化、吸收、分布、代謝和排泄的影響,探討兩者相互作用對生物體表型影響的規律,從而針對不同基因型或營養素對基因表達的特異調節作用,制定出膳食營養素參考攝入量和膳食指南,為預防和控制營養缺乏病提供可靠的依據。
8結語
這一框架科學內容三大領域之一物質科學領域為例,簡單介紹了框架的科學內容。文章通過分析,得出框架的呈現上有三個特點:對范圍給出界定;內容有層次;學科內容有交叉。
關鍵詞:NAEP 2009科學框架
中圖分類號:G42
一、關于NAEP 科學框架2009的介紹
美國教育進展評估即NAEP(The National Assessment of Educational Progress)是一項美國持續了近40年的學生學業成就評估體系。它全面評估美國人的閱讀、數學、科學、寫作、美國史、公民學、地理以及其他科目的素養水平,為了解美國學生學業成就水平提供了大量數據,對美國基礎教育的質量把關起到了重要作用。
NAEP科學評估框架為NAEP科學評估的設計提供了詳盡的解釋。作為新一輪的NAEP科學評估測試,NAEP2011的科學評估采用的是NAEP2009評估框架。NAEP2009科學評估框架是于2006年美國國家評估管理組委會提出的最新的評估框架。它為2009-2011年科學評估制定了新的評價標準。
二、NAEP 科學框架2009 物質科學領域內容
NAEP2009框架評價的科學內容分為三個領域:物質科學、生命科學、地球和宇宙空間科學。框架描述了這三大領域中關鍵的事實、概念、規則、定律和理論。每個領域所涉及的內容如下[1]:
(1) 物質科學
物質:物質的性質;物質的變化
能量:能量的形式;能量轉化與能量的保存
運動:宏觀水平的運動;影響運動的因素
(2)生物科學
生命系統的結構和功能:組織與發展;物質與能量轉換;共生
生命系統的改變:遺傳與繁殖;進化與變異
(3)地球與宇宙空間科學
空間與時間中的地球:宇宙的物體;地球的歷史
地球結構:地質的性質;構造地質學
地球系統:地球系統中的能量;氣候與天氣;生物地質化學的循環
由上可以看出,NAEP所選擇的科學內容的主題是這三大領域中的核心內容。這些內容是解釋或者預測自然現象的基礎。是最基本的、最具有遷移力的知識和觀點的關鍵部分。這些內容的闡述并不包括對現象的觀察,事實上,NAEP并沒有以細節的方式來闡述各種科學定律,而是采用術語的方式來解釋。由于篇幅有限,同時組委會在設計科學內容這一模塊時思路一致,故以物質科學領域為例,來闡述NAEP科學框架是如何呈現科學內容。
1.對范圍給出界定:
由于NAEP評估要求學生將科學內容運用到對現象的觀察和舉例上,因此,框架提供了適用于NAEP科學評估的現象和例子的范圍的界定。比如,在物理科學中,在物質科學領域,能量的形式這一分主題包含了以下幾個板塊內容:能量形式的例子(4年級);動能,勢能,太陽能(8年級);核能和潮汐能(12年級)。
2.內容有層次:
在內容的陳述上,NAEP2009科學框架考慮了特定學段的學生的認知能力和已有知識儲備。同時,NAEP評估針對的是四年級、八年級和十二年級的學生,所以在陳述各年級學生所應具備的知識時,并不是一刀切的方式,而是細化出在各主題下各年級學生所應掌握的內容:例如:4,8,12年級物質科學內容[1](節選)
四年級:能量形式的例子:
P4.7 熱(熱能),電,光,聲是能量的形式
P4.8 熱能可源于物質的燃燒,某種特定物質相互摩擦,或者電流進過。金屬是熱和電的良好導體。增加任何物質的溫度需要額外的能量。
八年級:動能,勢能,太陽能
P8.8物體的運動需要動能。舉個例子:一個運動中的棒球合一打破窗戶;流動中的水流使鵝卵石移動,使漂浮的物體隨之流動。
P8.9勢能的三種形式分別是重力勢能,彈性勢能和化學能。當系統中物體相對位置發生改變時,重力勢能會改變。當物體相互緊壓時,會產生彈性勢能。化學能來自原子的本質和排列。
十二年級:核能和潮汐能
P12.8組成物質的原子和分子在持續的運動中(平移,轉動,振動)
P12.9能量在碰撞過程中可以從一個物體傳到另一個物體上。
(注:P4.7這一編碼分別表示:P:physical science(物質科學);4代表4年級;7代表4年級的第七個內容。(以此類推))
從上中可以看出,在每個年級,重點內容是不相同的。從最簡單的熱能開始,隨著年級的增加,逐年加深難度,過渡到動能、勢能、太陽能,并最后涉及核能和潮汐能。
在同一年級,內容也是從簡到難。以4年級為例,先介紹熱是種能量,再涉及熱能是如何來的。
3.學科交叉內容:
雖然科學內容被分為三大領域,但是這些領域作為解釋自然界的手段,是不能完全被拆分的。因此,在NAEP科學框架中,包含了學科交叉內容。在框架中,交叉的內容并沒有單獨列出,而是放在內容陳述表中。例如:在物質科學中,提到了核聚變是太陽和其他行星提供能量的來源,而在地球與空間科學中,也提到了太陽是能量的主要來源。
關鍵詞 二f英;二惡英;多氯代二苯-并-對-二f英;多氯代二苯并呋喃;多氯聯苯
中圖分類號X592 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2011)38-0072-02
Classification and Hazard Analysis of Dioxins-class Chemicals
MA Dejin
Anhui BBCA Chemical Equipment Co., Ltd., Bengbu 233010,Anhui Province,China
Abstract The persistence of the toxicity hazard being to human and organism caused by dioxins-class chemicals,has been attaching more and more highly attentions around the world. The related scientific and technical terms had been misused and confused from the large standard literature, this paper recited its normative classification and hazard analysis and some suggestions based on existing key problems in the field of research and practice.
Keywords 1,4-dioxin;dioxins;PCDDs;PCDFs;PCBs
1 二惡英類化學物質的分類
近半個世紀以來,二惡英類化學物質的概念多見于國內外各類刊物與文獻上,但在概念的規范性方面存在頗多異議與混淆,本文基于對大量科技文獻的研究,對此進行了論述。
1)二f英(1,4-dioxin),僅指1,4-二氧雜環己二烯,是一個單環有機化合物和工業上沒有用處的副產物,二f英也稱二氧雜芑,“芑”為有機化合物環己間二烯(1,3-cyclohexadiene) 的簡稱,分子式 C6H8,分子量80.13,為無色液體,具有刺激性和易燃性,結構式為如圖1。二f英分子式C4H4O2,分子量84.07,常溫常壓下是無色液體狀,有毒并具有易燃性,基本結構見圖2。
2)二f英類化學物質(dioxin-type chemicals)是含有二f英結構的衍生化合物,應屬于一族多氯代二苯-并-對-二f英(polychlorinated dibenzo-p-dioxins,簡稱PCDDs)的有機化合物,基本結構可用下圖3表示,該類物質按照氯原子的數目(1-8個)不同有75種衍生物,它是含有兩個氧鍵的二f英基本結構連接兩個苯環的三環結構。
研究表明,該類物質僅有7種結構化合物具有毒性,其中以2,3,7,8-四氯二苯并-對-二f英(2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin,簡稱TCDDs或T4CDDs)為典型研究對象,TCDDs或T4CDDs有22個衍生物異構體,分子式C12H4Cl4O2,分子量321.97,結構式見圖4,其毒性相當于氰化鉀的1000倍,是人類發現的無意識合成副產品中毒性最強的物質,有“世紀之毒”之稱,迄今為止該類化合物的毒性最大且屬于含有多種毒性的物質之一。
3)多氯代二苯并呋喃(polychlorinated dibenzo-p-furans ,簡稱PCDFs),它是在含有一個氧鍵的呋喃基本結構上連接兩個苯環的三環結構,由于在結構和生物作用上或生態影響方面與二f英類化學物質有相似之處,人們將其歸屬于二f英類似化學物質(dioxin-like chemicals)。
眾所周知,呋喃的基本結構如圖5所示,呋喃分子式C4H4O,分子量68.07,是無色液體,有特殊的氣味,有麻醉和弱刺激作用,極度易燃,吸入后可引起頭痛、頭暈、惡心、呼吸衰竭等病理現象,此物質無論分子結構還是性能方面與二f英有一定的差別。
在呋喃基本結構上連接兩個苯環,且苯環的相應位置上與氯結合后,分別形成135種衍生物,其基本結構式為圖6之右圖,并同圖6之左圖中的PCDDs進行對比,可以明顯看出二者結構上差距[1]。PCDFs 對生物體的內分泌系統、免疫系統以及生殖系統具有很強的毒性. 目前, 已經成為持久性有機污染物和內分泌干擾物方面的研究熱點[2]。
4)多氯聯苯(polychlorinated biphenyls , 簡稱PCBs)是與苯環上碳原子相連接的氫被氯不同程度地取代而形成的一類聯苯化合物,又稱共平面多氯聯苯(co-polychlorinated biphenyls),屬于人工合成的化合物。在過去的數十年中廣泛用于作加熱載體、絕緣油和油,同時由于其良好的工業用途被作為添加劑而廣泛使用,如添加到各種樹脂中增加其抗氧化性和耐腐蝕性,添加到橡膠中增強其持久性、滅火性和電絕緣性,添加到各種涂料中作增塑劑等[3]。多氯聯苯類化合物外觀呈流動的油狀液體或白色結晶固體或非結晶性樹脂,對生物體有積聚性和持久毒害作用,一般結構式表達成C12HnCl(10-n)(0≤n≤9),依照氯原子的個數和位置不同,多氯聯苯有209種異構體,其中有13種為有毒化合物,結構圖見圖7。
5)二f英化合物(dioxin-compounds)應屬于二f英類化學物質和二f英類似化學物質的統稱,它包含二f英、75種多氯代二苯-并-對-二f英和135種多氯代二苯并呋喃的所有衍生物或異構體。
6)二惡英化合物(dioxins-compounds)或二惡英類化學物質(dioxins-class chemicals)屬于二f英化合物與多氯聯苯系列中那些具有毒性化合物的統稱,即僅包含30種有毒化合物,簡稱二惡英(dioxins),顯而易見二惡英中不包含二f英。
2 二惡英類化學物質的毒性危害
在二f英化合物中,對于PCDDs和PCDFs兩類化合物中的氯原子數在1個~3個氯者不具備毒性,氯原子數在在4-8個的該類衍生物或異構體具有毒性,分別有7種和10種有毒化合物,該類物質的名稱及簡稱見國家環保部的四個配套系列標準之一[4];多氯聯苯的毒性相對PCDDs和PCDFs兩類化合物要低,在209種異構體中有13種屬于毒性物質。
二惡英類化學物質的毒性危害已經引起世界各國的高度重視,中國國家環境保護部等九部委于2010年10月19日聯合發文《關于加強二惡英污染防治的指導意見》(環發〔2010〕123號)指出:二惡英具有很強生物毒性,同時具有難以降解、可在生物體內蓄積的特點,進入環境將長期殘留,對人類健康和可持續發展構成威脅;同時強調到2015年,建立比較完善的二惡英污染防治體系和長效監管機制,重點行業二惡英排放強度降低10%,基本控制二惡英排放增長趨勢。同時本權威性文件所使用的“二惡英”而非“二f英”,筆者認為更趨于規范性用法。
目前研究發現,二惡英包括30種化合物,這類有機物質性質非常穩定,熔點較高,極難溶于水,可以溶于大部分有機溶劑,大多屬于無色無味的脂溶性物質,所以非常容易在生物體內積累,自然界的微生物和水解作用對二惡英的分子結構影響較小,因此,環境中的二惡英很難自然降解消除,對人類健康影響的科研成果已經越來越多地展現出來。普遍被認同的觀點主要有:二惡英類化學物質是一類由碳、氫、氧及鹵族元素組成的環狀分子,它們不易揮發、不易溶于水,但卻溶于油脂,進入人體后極易留存;二惡英對人類的危害主要表現在:引起皮膚損傷性疾病,具有強烈的致癌性、致畸性及致突變性,同時還造成生殖毒性、免疫毒性和內分泌毒性。
3 結論
對二惡英類化學物質的研究,首先應對術語予以科學分類和界定,以便進一步研究系統中產物的來源及其衍生后果,有益于理清研究思路和突出科研重點,本文中術語及有關提法與現行標準及有關權威文獻有很多不一致之處,僅屬于作者個人觀點,不足之處敬請專業人士不吝賜教和指正,期望從追根朔源角度探究科學問題;二惡英給環境污染帶來的危害將直接影響人類的健康,其單一或混合異構體的形成機理、對環境及人類的危害特性、毒性特征、毒性當量及限量、消除危害措施等無疑牽涉多學科專業知識,盡管目前已經擁有初步的防控體系和措施,仍有諸多難題等待更多人士探討和研究。
參考文獻
[1]黃汝廣,等.二f英污染及其防控措施的研究進展[J].安徽農業科學,2007(30):9670-9671.
[2]王海燕,等.應用分子全息對多氯代二苯并呋喃的QSRR研究[J].科學通報,2005,50(5):422-425.
一、污水處理廠惡臭氣體污染概述
污水處理廠承載著對高濃度不能達標排放的污染廢水人工強化處理,最大限度的對環境污染破壞的作用,由于污水處理廠是高濃度污染物的匯集地,污染物種類復雜,性質各異,在污水處理過程中,一部分污染物會以氣體形式或是直接揮發或是轉化為其他氣體物質散出,尤其是散出的一些惡臭氣體,不僅在感官上令人不愉快,同時對人體造成嚴重的危害,給廠區工作人員和周邊居民都帶來嚴重的不良影響。
在污水處理廠的運行過程中,污水本身溶解有惡臭氣體;個別工藝要求對構筑物內的污水進行曝氣和攪動,會使水中溶解的一些惡臭氣體揮發出來,從而產生了惡臭氣味;在污水處理的末端污泥處理過程中也會散發出濃度極高的惡臭污染氣體。散發的惡臭氣體污染物往往不是單一穩定的物質,尤其是化工、煉油等污水處理廠,常常是多種復雜惡臭物質共同作用,而且由于部分惡臭嗅成分復雜,閾值極低,擴散迅速,使得治理難度極大。
二、惡臭物質的來源
1.自然發生源
植物蛋白質分解會產生腐敗的惡臭,污水和沼澤產生魚臭和青草臭,火山噴發產生硫磺惡臭。還有很多有機質在厭氧條件下都會散發出各種惡臭;世界上每年自然發生的硫化氫陸地約為6×107~8×107t,海面約為3×107t。
2.人工發生源
主要分為生活和生產兩種。生活包括垃圾,污水廠,排泄物等。
惡臭氣體主要產生在污水處理過程中的排污泵站、進水格柵、嚗氣沉沙池、初沉池等處,污泥處理過程中的污泥濃縮、脫水干化、轉運等處;垃圾處理過程中的堆肥處理、填埋、焚燒、轉運等處, 生產包括石油天然氣煉制,制藥,造紙食品加工,飼料加工等等行業。
例如硫化氫主要來源于煉油,煉焦,天然氣,糞便處理,污水處理廠等;硫醇主要來源于農藥、煤氣、合成橡膠,牛皮紙漿等;胺類主要產生于水產加工、皮革、骨膠、油脂化工及飼料等行業。
三、污水處理廠惡臭氣體的組分、危害及種類
污水廠無組織惡臭氣體主要包括H2S,NH3,VOCs揮發性有機化合物;惡臭氣體對人體產生各種危害,長期在含有惡臭氣體的環境中工作生活的職工患有呼吸系統疾病的概率遠遠高于其他崗位的職工。對污水處理廠惡臭廢氣的處理,不僅僅是企業內部的要求,更重要的是使公眾滿意,使經濟效益、環境效益和社會效益協調統一,實現經濟和環境的和諧發展。
惡臭物質的種類有很多,迄今人類能感覺到的惡臭物質有4000多種,大致有芳香性臭氣,植物性臭味,土臭及霉臭,魚臭,藥品及試劑型臭氣,金屬型臭味,腐敗性臭氣等等。
四、惡臭污染特點
1.以混合物的形式存在,很多物質都能產生惡臭;例如香煙煙氣中一測定出上千種成分。
2.屬于感覺性公害,是心理上的反應,有很強的主觀因素;
3.人的感官是很敏感的,大大低于儀器的檢測限度;例如三甲胺的嗅閾值0.03*10-9 ;
4.惡臭的各成分會有疊加或削減的作用,混合后也許更強,也可能降低了惡臭濃度;
5.有害氣體對人體的影響與濃度成正比,但惡臭卻不同。惡臭的感覺量與人的嗅閾刺激量的對數成正比,可用韋伯-費希納公式和史蒂文斯公式表征;
6.個別惡臭物質的氣味性質與濃度有關;例如吲哚在高濃度下是糞便味,濃度低時卻表現出花香味;
五、惡臭對人類的影響
世界衛生組織(WTO)規定,根據有毒有害氣體的強度和濃度可對人體造成幾種程度的影響:
1.直接影響和間接影響;產生呼吸系統、消化系統、神經系統等疾病;對植物構成危害,給動物和人類造成間接影響。
2.引起人體生理機能的障礙和病變,縮短生命。
3.使受污染的人群發生急性病并引起死亡。
六、惡臭對社會和經濟的影響
對社會的影響是造成居住環境惡化,上訪事件頻發導致社會不和諧;遼寧省某城市由于污水廠散發的惡臭氣體導致周邊新開發的小區無人居住,售價直線下降,經過市環保局的協調,污水廠所屬企業委托北京沃太斯做了惡臭治理一年后后,樓價回升,入住率達90以上,無上訪事件;遼寧省某化工企業的污水處理廠散發的惡臭氣體一直影響周邊居民的正常生活和工作,多次到所屬企業集體上訪,并要求上千萬元的賠償;2010年企業投資2700多萬元進行了徹底的惡臭氣體處理,完全解決了周邊民事糾紛,為當地的百姓做了一件大好事,也給企業帶來了好的聲譽。此外惡臭污染使排污企業的防護距離增加,周邊的土地利用率降低,造成不必要的浪費;嚴重的惡臭污染會破壞當地的生態環境。
對經濟的影響表現在旅游區的環境受到影響后,收入直接下降;商業區的購買力會受到惡臭的影響;區域環境空氣不好回影響外來投資等等。
七、惡臭污染處理技術
國外早在20世紀50年代末便開始了惡臭氣體污染治理的研究,并積累了豐富的理論知識和實踐經驗。我國20世紀80年代才開展惡臭氣體污染的調查、測試和標準方面的研究,而對脫臭技術的研究則是從20世紀90年代才開始進行。目前,國內外幾種常見的處理工藝有:吸收(附)法、熱氧化(氧化反應、燃燒、催化燃燒)法、低溫等離子法、UV紫外線(光量子、納米技術協同光量子技術)法和固定化生物載體法等,每種除臭方法各有不同的特點、適用范圍及局限性。
惡臭氣體處理方法各有優缺點,縱觀幾種治理技術,生物法因能高效分解有機臭氣,經濟且無二次污染,因此是除臭技術的主要發展方向。
通過多年來的生物法處理有害氣體的工程實踐,生物處理技術具有:處理容量大、抗負荷沖擊性強、氣流分布均勻、核心系統操作維護簡單、設備故障率低、處理效果穩定等特點,尤其是在市政污水廠這種大風量、低濃度、氣體濕度較大、成分相對復雜的污染氣體的工況下得到大量應用。
關鍵詞:泥石流 形成條件 危害 防治措施
1、概述
泥石流是發生在山區及山前地區的一種含有大量泥砂和石塊的暫時性急水流。泥石流常常具有突然暴發、來勢兇猛、運動快速、歷時短暫之特點,并兼有崩塌、滑坡和洪水破壞的雙重作用,其危害程度比單一的崩塌、滑坡和洪水的危害更為廣泛和嚴重。近年來,我國泥石流有漸趨加重的趨勢。鑒于泥石流的嚴重危害性,了解泥石流的形成條件及其防治措施是有必要的。
2、泥石流的形成條件
2.1地形條件
(1)山高溝深,地勢陡峻,溝床縱坡大,流域的形狀便于水流的匯集。
(2)上游形成區的地形多為三面出口的瓢狀或漏斗狀,地形比較開闊,周圍山高坡陡,山體破碎,植被生長不良。這樣的地形有利于水和碎屑物質的集中。
(3)中游流通區的地形多為狹窄陡深的峽谷,谷床縱坡大,使泥石流得以迅猛直瀉。
(4)下游堆積區的地形為開闊平坦的山前平原或河谷階地,使碎屑物質有堆積的場所。
2.2地質條件
(1)構造:地質構造復雜,斷層皺褶發育,新構造活動強烈,地震烈度較高的地區,一般對泥石流的形成有利。由于這些因素導致地表巖層破碎、滑坡、崩塌、錯落等不良地質現象發育,為泥石流的形成提供了豐富的固體物質來源。
(2)巖性:結構疏松軟弱、易于風化、節理發育的巖層,或軟硬相間成層的巖層易遭受破壞,碎屑物質來源豐富。
2.3水文氣象條件
(1)水是泥石流的組成部分,又是搬運介質的基本動力。泥石流的形成與短時間內突然的大量流水密切相關。突然大量來水有:①強度較大的暴雨;②冰川、積雪的強烈消融;③沖川湖、高山湖、水庫等的突然潰決。
(2)水的作用:浸潤飽和山坡松散物質的側蝕掏挖作用產生滑坡、崩塌等,增加了物質來源。
2.4其他條件
如人為濫伐山林,造成山坡水土流失;開山采礦、采石棄渣堆積等,往往提供大量物質來源。開挖隧道時破壞地下的地質平衡條件時等,也會形成泥石流。上述條件概括起來為:
(1)有陡峻便于集水、集物的地形。
(2)有豐富的松散物質。
(3)短時間內有大量水的來源。此三者缺一便不能形成泥石流。
3、泥石流的危害
由于泥石流中泥、沙、石塊等土粒物質含量高,流體濃稠,粘性強,因而致使泥石流具有結構性、慣性強、搬運力大、破壞力強和分選性差等特征。
根據泥石流規模、性質、地形條件和受害對象不同,泥石流危害表現為多種形式,主要有:①淤埋。在泥石流活動區內的平緩地帶,泥石流停止運動,大量泥沙淤埋各種目標。泥石流規模愈大,淤埋愈嚴重。②沖刷。泥石流發生和流通區域內,大量坡面土體和溝床泥沙被帶走,山坡土層被沖刷減薄甚至被剝光,成為難以利用的荒坡;河床被沖刷,岸坡垮塌,使沿岸設施、交通和水利工程等遭破壞。③撞擊。快速運動的泥石流,尤其是其中的巨石具有很大的動能,能撞毀橋梁、堤壩、房屋、車輛、電桿等與之遭遇的固定設施和活動目標。④堵塞。泥石流堵塞自身流路或匯入的主河,形成堵塞壩,上游水位增高,使沿河兩岸各種目標遭淹沒;一旦堵塞壩潰決,又形成大規模泥石流或洪水,對下游造成危害。⑤漫流改道。泥石流中的固體物質堵塞其流路,造成漫流改道,沖毀或淹沒下游各種設施。⑥磨蝕。泥石流含有大量泥沙,在運動中對各種保護目標及其防治工程的表面造成嚴重的磨蝕。⑦彎道超高與爬高。高重度泥石流運動的直進性很強,在彎道處流動或遇阻時其超高或爬高的能力大,有時甚至能爬脊越岸淤埋各種目標。⑧擠壓主河道。泥石流沖出的大量泥砂使堆積扇不斷擴大,形成通航河道的險灘,有礙通航,并將主河逼向對岸,使對岸遭受嚴重沖刷,造成山坡失穩,危害各種目標,而且由于流路改變,使沿岸各種設施遭受危害。
4、泥石流的防治措施
4.1防治原則
泥石流是一種較大規模的自然災害,其形成原因是自然界多種因素作用的結果,因素比較復雜,根治極為困難。因此對泥石流的防治應遵循以下原則:以防為主,防治結合,避強制弱,重點治理;溝谷的上、中、下游全面規劃,山、水、林、田綜合治理;工程方案應中小結合,以小為主,因地制宜,就地取材。
4.2預防措施
禁止在流域內進行濫砍濫伐,保護植被。嚴禁在坡度大于25°的地區進行墾荒種地。在山坡上修建工程時,要保持邊坡的穩定,并且對施工的棄土、棄渣采取水保措施,不能人為造成水土流失、崩滑等固體物質來源。
4.3生物措施
在城區后山流域的水源區,采用封山護林育草,涵養水源,以減少暴雨徑流,保持水土。在泥石流形成區,通過營造不同類型的森林,保護、發展灌木林和草本植被,提高地表覆蓋率,輔以沖溝溝頭防護,溝內建生物谷坊群,坡地改梯地,陡坡地退耕還林,發展水平埝地,打地邊埂,修集水溝、排水溝等農業土壤改良措施,建立較為完善的山地農業工程與泥石流生物防御體系,既保障農業生產,又改善山區生態環境,提高防治區的經濟效益(發展用材林、薪炭林、經濟林等)。通過有計劃、有措施的組織活動,變泥石流防治工作為群眾的自覺行動,進行長期治理。
4.4農業措施
農業措施有退耕還林、等高耕作、滑坡體上水田變旱地、開發利用泥石流堆積扇等。城區后山區域主要是在防治區內現有耕地中,對大量的坡耕地逐步進行改造,即陡坡退耕還林,緩坡地等高耕作。
4.5危險度區劃和預測預報措施
泥石流的預防和治理措施開展泥石流危險度區劃和預測預報,在泥石流易發山區劃分出危險區與安全區,避開在危險區建設;建立泥石流預警站(點),開展監測和預警工作;危險地段設置警示牌,提醒過往行人、車輛注意安全;建立反應快速、機動靈活、保障有力的救災搶險系統,泥石流災害發生后及時開展緊急救援。
4.6軟件工程措施
泥石流防治軟件工程是一類直接或間接為泥石流防治各項措施得以順利貫徹實施的輔助措施,內容十分豐富,涉及許多相關部門,常常關系到整個泥石流防治工程,特別是生物防治工程能否推行下去的癥結所在。泥石流防治軟件工程管理得當,能夠積極有效地促使泥石流防治各項工程充分發揮應有的作用。
參考文獻:
[1]中國科學院蘭州冰川凍土沙漠研究所.泥右流[M].北京:科學出版社,1973.
[2]吳積善、田連權、康志成等.泥石流及其防治[M].北京:科學出版社,1995.