課程內容水污染特征及水環境監測—第一章

--問題、方法水環境評價—第二章

--標準、方法水污染治理技術—第三章

--目標、技術水環境保護規劃—第四章

--目標、方法第四章水環境保護規劃概述水環境系統控制規劃水污染物總量控制規劃第四章水環境保護規劃概述水環境系統控制規劃水污染物總量控制規劃水環境系統是由污染物發生系統、污染物承納系統和污染物控制系統組成的綜合系統。水環境系統的組成水環境系統污染物承納系統污染物控制系統污染物發生系統工業廢污水源生活污水發生源廠內單項治理城市污水處理廠土地處理氧化塘河流水體湖泊水體海洋水體土地系統

污染物發生系統水污染發生系統是造成水環境污染的來源系統。該系統是由人為活動和自然污染源組成。水污染發生系統中包括點源污染和非點源污染。水環境系統的組成水污染發生系統自然污染人為污染自然侵蝕水土流失植物殘骸動物殘骸工業區礦區住宅居民區農田徑流污染物承納系統污染物承納系統一般是指天然的或人工的水體，如河流、湖泊、水庫、海洋和地下水等等。污染物承納系統內部發生著物質的遷移轉化和能量的傳遞過程。水污染物的承納系統的質量是我們追求的目標和規劃的出發點。水污染控制系統水污染控制系統是一個非常廣泛的概念。從廣義上來說，它可以涉及到人類的資源開發、人口規劃、經濟發展與水環境質量之間的協調平衡問題。從地域上來說，可以在一條河流的整個流域上進行水資源開發、利用和水污染防治規劃，也可以再一個小區域內進行水質與污水處理，乃至一個具體的污水處理設施的規劃、設計和運行。水污染控制系統是保護水環境質量的措施系統，包括生產工藝的革新、污染物治理工程、水土保持、行政管理措施和法規等等。水環境系統的組成環境保護規劃的一般概念環境規劃環境容量系統論總量控制系統規劃環境模擬總量控制環境規劃是國民經濟與社會發展規劃的有機組成部分，是環境決策在時間、空間上的具體安排。這種規劃是對一定時期內環境保護目標和措施所作出的規定，其目的是在發展經濟的同時保護環境，使經濟與環境協調發展，實現經濟可持續發展。內容之一：環境污染的發展環境問題萌芽階段發展惡化階段第一次高潮階段第二次高潮階段內容之二：環境污染的治理歷程工業污染防治城市環境綜合治理生態環境綜合防治區域環境綜合防治全球環境保護

環境保護規劃學科的產生內容之三：三個階段1973-1981起步階段1981-1985納入國民經濟1986-2000全面提升內容之四：四個轉變污染防治--污染預防污染—污染防治與生態保護并重—循環經濟、可持續發展內容之五：工業：末端治理—綜合防治—結構調整

環境保護規劃學科的產生

環境保護規劃學科的產生“六、七、八五”屬污染控制型規劃，在規劃中逐步實現了工業污染由末端治理為主轉向以污染控制預防為主的轉變；“九五”規劃提出了生態保護和農村保護的內容，第一次編制了總量控制計劃、重點項目規劃和重點流域、區域規劃；“十五”規劃較好體現以人為本的思想和污染防治與生態保護并重的原則，提出了以污染污總量控制為主線，以防治區域的污染和遏制人為生態破壞為重點，以政府主導、市場推進、公眾參與為機制創新的方向。

定義：水環境保護規劃是根據經濟社會發展以及生態環境系統對水體質量的要求，以水環境承載能力和污染物排放狀況為基礎，通過總量控制，對各種污染源和污染物的排放作出安排，以達到控制污染改善水環境的目的。

目標:協調系統內部各組成或部分之間的關系，以最低的水污染控制費用滿足水環境質量要求。水環境保護規劃水環境保護規劃的分類從范圍和層次來劃分:

流域規劃任務：在一個流域范圍內確定水污染控制的戰略目標，包括環境質量目標和經濟目標。主要內容：在流域范圍內協調各個重要污染源之間的關系，以保證流域范圍內的各個河段和支流滿足水質要求。水環境保護規劃的分類從范圍和層次來劃分:

區域規劃區域規劃是指流域范圍內具有復雜的污染源的城市或工業區的水污染控制規劃。區域規劃是在流域規劃的指導下進行的，其目的是將流域規劃的結果—排放總量分配給各個污染源，并為此制定具體的方案。.

設施規劃設施規劃的目的是按照區域規劃的結果，來選擇合理的污水處理設施，所選的污水處理設施既要滿足污水處理效率的要求，又要使污水處理的費用最低。水環境保護規劃的分類從不同管理目的來劃分針對水質管理的不同目的，水環境規劃可以分為水環境綜合整治規劃、水污染物總量控制規劃、水污染系統規劃、城市飲用水源保護規劃等類型。水環境綜合整理規劃師根據經濟社會發展需要和水資源開發利用現狀編制的開發、利用、節約、保護水資源和防止水害的總體部署。而其它規劃屬于專業規劃范疇。水環境保護規劃的基本原則和步驟基本原則以經濟、社會可持續發展的戰略思想為依據，明確水環境保護規劃的指導思想；水環境目標要切實可行，要有明確的時間要求和具體指標；在制定區域經濟社會發展規劃的同時，制定區域水環境保護規劃，兩者要緊密結合，經濟目標和環境目標之間要綜合平衡后加以確定；要進行全面的效益分析，實現環境效益與經濟效益、社會效益的統一；區域水污染物的排放要實現總量控制。過程和步驟功能區劃分確定相應水質指標考察排污量與水質現狀的定量關系分析達到國標可供選擇的方法設計不同控制要求的總量控制方案成本-效益分析領導決策，重新確定功能第四章水環境保護規劃概述水環境系統規劃水環境總量控制規劃

根據解決污染問題的途徑，我們可以把河流污水系統控制規劃分為兩大類型:

最優化規劃問題規劃方案模擬問題

基本經濟分析

以最小的經濟代價改善水環境質量，這是水污染那控制規劃的核心思想，也就是說經濟合理性是評價水污染控制系統好壞的基本依據。水環境保護規劃的經濟評價以收益-費用分析來看，水污染控制所去除污染物的總量與收益和費用之間存在如下關系：去除污染物量越大，臨界費用越大，臨界收益越小。臨界費用和收益是指去除單位污染物所需要費用價格和所得的收益價格。

污染控制的收益和費用，總的可以分為兩大部分：第一，有關人為活動的收益和費用，包括污染源的回收、處理活動，管道輸送活動，污水處理活動，以及其他河流治理活動；第二：有關水資源的污染及其控制所造成的社會收益與費用。包括直接影響和間接影響。水環境保護規劃的經濟評價

人為活動的收益和費用影響因素包括以下幾個方面：（1）污水處理活動的費用與污水處理的規模和處理效率有關，如圖所示。水環境保護規劃的經濟評價污水處理費用的規模與處理效率的經濟效應（2）當污水處理去除效率固定時，規模的經濟效應如下圖所示。水環境保護規劃的經濟評價

也就是當處理水量增加時，總費用隨之增加，但處理污水的單價卻降低，相當于圖中曲線C(Q）的斜率隨Q的增加而減小。污水處理費用的規模與處理效率的經濟效應水環境保護規劃的經濟評價但是，從污水處理與管道輸水這兩種活動來說，它們的分散與集中對費用又有相互的制約關系。當污水處理廠的數目n由大變小時，污水處理費用下降，但是由于輸水管線總長度的增加，輸水費用將不斷上升，如圖所示。圖中總費用曲線最低的點也就是污水處理廠的最優設置參數（或最優位置）區域污水處理系統處理廠規模的費用變化及其構成（3）當污水處理廠的規模固定時，處理效率與費用如圖A中；也可表示為圖B。水環境保護規劃的經濟評價

也就是當處理效率提高時，總費用隨之增加，但處理污水的單價，即圖B中曲線段斜率卻迅速增長。圖A圖B（4）在一定限度內，水體具有同化污染物質而保證水質滿足某種功能要求的能力，即水體的自凈能力。水環境保護規劃的經濟評價

自凈能力取決于水體自身的物理、化學和生物特性，也與污水的排放方式（包括排放位置、排污負荷）和水質要求有關。開發和利用這種資源可以代替污水人工處理的部分符合，從而降低污水處理的投資和運行費用。（4）在一定限度內，水體具有同化污染物質而保證水質滿足某種功能要求的能力，即水體的自凈能力。水環境保護規劃的經濟評價

自凈能力取決于水體自身的物理、化學和生物特性，也與污水的排放方式（包括排放位置、排污負荷）和水質要求有關。開發和利用這種資源可以代替污水人工處理的部分符合，從而降低污水處理的投資和運行費用。主要評價指標

經濟評價時水環境保護規劃的核心內容之一，而平價規劃的經濟效果的優劣必須借助科學的評價指標。

靜態指標：不考慮資金時間價值的評價指標，主要包括投資利潤率、投資收益率、投資收入率、投資回收期與抵償年限等。

動態指標：考慮了資金時間價值及項目在整個壽命期內收入與支出的全部經濟數據后所得到的評價指標。水環境保護規劃的經濟評價環境費用效益分析

費用效益分析方法是環境等公共項目經濟評價的主要方法環境費用效益分析的一般步驟如圖所示：水環境保護規劃的經濟評價弄清問題各種對策方案的費用環境破壞的程度與環境功能損壞關系環境功能分析費用現值的計算各種對策方案環境改善的程度各種對策方案環境保護措施的效益費用效益比較輸出結果效益現值的計算

排放口最優化處理

最優化均勻處理

區域最優化處理河流污水系統控制規劃

一、排放口最優化處理

排放口優化處理問題-------以每個小區的污水處理廠為基礎，在水體水質條件的約束下，求解各個污水處理廠的最佳處理效率組合。

排放口優化處理問題，在水污染控制系統中研究最多，技術也最為成熟，它是建立在河流水質狀況模擬基礎上的優化問題。

約束條件：目標函數：（1）排放口優化處理

數學模型（2）模型求解方法

線性規劃方法（LP）

近似規劃及小步梯度法的應用

動態規劃法處理A、線性規劃方法（LP）

應用費用函數的線性方法，可將目標函數化為線性方程，并將的排污口排入河流中BOD5的濃度改為已經過處理后的濃度代入約束方程中，也就是。經過這一變換后即可用單純形法求最優。B、近似規劃及小步梯度法的應用

根據本地區能搜集到的資料來建立費用函數，對于這些非線性的費用函數（目標函數）選定后，應用《數學規劃教程》中近似規劃法即可求得最優解。若考慮到污水處理廠的處理效率有上、下限的約束，即，可行解域不允許超過上、下限，這時可用小步梯度法來求解，這里也不再重復。C、動態規劃法處理

污流的水污染控制系統是一個典型的多級串聯系統，或者說是一個序列系統，對于序列系統尋求目標函數最優的方法應用動態規劃是能收到滿意的效果的。二、最優化均勻處理

在實際的河流污水系統中常與城市污水系統（或工業區）聯系在一起，需均衡考慮污水處理廠規模及經濟效益問題，也就是一個小區的污水可能進行處理，也可能輸往另一個小區后作集中處理，這就出現最優化均勻處理問題。（1）最優化的均勻處理模型

這一問題是上節問題縮小到某個排放口，已由河流排放標準約束求得該排放口最優排放后，再來求該排放口以上區域內，各小區污水如果匯集或處理問題。因此在處理效率已確定的情況下，其目標函數就應是污水處理規模最優的問題。約束條件：這一問題的約束條件是各個小區的水量平衡必須滿足。

目標函數：式中：為第i個污水處理廠的污水處理費用；為由i地輸往j地的污水輸送費用；為由i地輸往j地的污水量，。為在i地收集的污水量；為在i地處理的污水量。

由于費用函數是非線性函數，均勻處理最優化規劃模型也是非線性模型。（2）全部處理與全不處理

由于污水處理廠的規模一經確定后，為發揮其經濟效應，在某一個節點匯集來的污水，不可能把它“分裂”為兩部分或多部分進行處理。對一個節點來說，它本身收集的污水加上由其它節點轉輸來的污水，只存在兩種可能選擇：或者全部處理，或者全部轉輸到其它節點上去處理，這就是“全部處理與全不處理”的決策。

將一個水污染控制系統劃分為n個小區，第一個小區設有一個潛在的污水處理廠，各污水處理廠之間可以互相轉輸污水量，用下圖表示其中第i個小區和第i+1個小區的兩個節點，方框表示相應的污水處理廠。由圖所示可知：

ii+1河流→Qi+1QiQi-1,iQi,i+1Qi+1,i+2qiqi+1相鄰處理廠的關系

對于第i個小區來說，污水處理費用可以寫成為

對于一條線路確定的管線，輸水費用可以寫成為對于含有n個小區的系統，總費用可以寫為上述兩項費用之和目標函數：約束條件為水量平衡，可以寫出為（對第i個節點）而對于含n個小區系統總的約束條件（3）求解方法對于這一問題，由于是多項式形態的非線性規劃問題，我們可應用《數學規劃教程》中的拉格朗日乘子轉化法為無約束條件情況下求根值問題，得拉格朗日函數：

求出上式的海森（Hessian）矩陣可知，L函數的二階導數在主對角線全部小于0；其余元素全為0。由此可知，根據多元函數極值定理判斷原函數必在區間內取得極大值。這說明原目標函數在上述區間內對流量的變化不取極小值，所以根據這一性質來確定污水處理廠規模的策略就稱為“全部處理或全不處理”的策略。這一結論用來研究污染水控制系統內部結構的分解和組合時，可以大大縮小問題的求解空間，它把一個具有無窮多組流量組合的問題變成為一個有限多組求解的問題。這對于水污染控制系統規劃有重要的意義。求解均勻處理系統的最優規劃問題還有應用混合整數規劃法，試探法等。三、區域最優化處理

區域最優化處理的規劃，實際這是排放口最優化處理和最優化均勻處理有兩者的綜合，而后兩者又是前者的特例。系統的分解試探法（1）區域最優化處理的規劃模型

目標函數約束條件

（2）求解方法——試探分解技術

試探分解法的基礎是“全部處理處理或全部不處理”策略。也就是，把任意一個小區的污水作為一個決策變量，試探著把他送到各個相鄰節點去處理，對產生的結果（總的系統費用）進行直接比較，選出費用最低的解作為當前最優解，并作為下一次試探的初始目標。這種試探按一定的規則反復進行直至預定的程序約束。在進行第一次試探之后，原問題就分解成為兩個新的子問題：排放口最優化處理問題與輸水管線的最優計算問題。按上二節獨立尋求最優化費用，兩者之和就是一次試探的總費用，把這個總費用再返回到原問題進行協調，與上次試探保留的最優解進行比較，舍劣存優。然后重復進行分解和協調，不斷改進，直至取得滿意的解。

區域最優化處理問題的試探分解協調過程可用下面框圖來表示。區域協調Z=Z1+Z2排放口最優化處理ηi

Z1輸水管線最優計算Dij

Z2QiZ1Z2Qij試探分解協調過程

區域最優化處理系統規劃的分解可以通過試探法進行，試探法是一種直接尋優的方法，它沒有固定的運算程序。在試探過程中主要的要點是力求在制定的程序中包含最大數量的組合方案，從中選出目標值最優解。常用的試探法：開放節點試探封閉節點試探最優輸水路線試探A、開放節點試探

開放節點—就是建有污水處理廠節點，它處理本小區收集的污水和由其它小區轉輸來的污水。封閉節點—又稱轉輸節點，是指那些不設污水處理廠，而將污水送到鄰近小區去處理的節點。開發節點試探的目的是探討封閉污水處理系統中每一個開放節點的可能性。對一個原先開放的節點來說，它擔負著本地區收集的污水和由其它節點轉輸來的污水的處理任務。在進行開放節點試探時，將被試節點的污水送到相鄰的開放節點去處理，而將原來的污水處理廠關閉。若所試探的節點是i，與其相鄰的另一個開放節點是j（j可以在i的上游，也可以在i的下游），則i節點是否應關閉的依據是：B、封閉節點試探

封閉節點試探是開放節點試探的反過程，任務是試探封閉節點開放的可能性。一個封閉節點一旦重新開放，則該節點處收集的本小區的污水及經由該節點轉輸的污水全部在該節點進行處理。假定我們試探的節點是i、原接受i節點的污水的相鄰開放節點是j，那么，確定該封閉節點是否應該開放的判別式為：若不等式成立，則節點i應該開放，否則，應該繼續封閉。封閉節點試探也根據節點編號依次進行，若在一個封閉節點的試探循環中產生任何的目標費用改進，就返回第一個子程序—開放節點試探子程序。

否則，進入下一個子程序－輸水路線子程序。C、輸水路線試探

在試探法的前兩個子程序中，各個節點的污水輸送都是按節點編號順序進行的。在實際地理環境中，一個節點的污水送到另一節點去處理，有可能不必經由中間轉輸節點，在兩個節點之間有可能存在捷徑，本子程序就是要探索這種輸水捷徑。如圖所示，i和K是兩個封閉節點，j是一個接它們的污水開放點，根據前兩個子程序試探結果已得到（a）圖，現在若按（b）圖，哪種轉輸途徑費用低？這時，不涉及污水處理廠的流量重新組合問題，只需進行污水輸送費用的比較，判別原則是：ijijKK

轉輸節點

污水處理廠(a)(b)

最優輸水線路試探若不等式成立，則表明i節點的污水應直接輸送到j點，否則仍需轉由節點K輸送至j。輸水路線試探對每一個封閉節點依次進行，計算結果，輸出系統的一個滿意解及其相應的費用。

對于區域最優化處理應用試探法進行試探，其試探過程的主程序可列出一框圖，見下圖。試探法具有很多優點，它原理簡單，方法易行，而且本身對目標函數的形式沒有特別的要求，因此應用起來十分靈活，框圖編出的程序，不僅可以計算區域最優規劃問題，同時也可以計算排放口最優化處理問題和最優化均勻處理問題。D、試探法特點數據輸入求約束方程排放口最優化處理開放節點試探Z＜Z0？封閉節點試探Z＜Z0？輸水路線試探輸出

系統總費用滿意解處理廠規模

處理廠效率Z0=Z最低費用Z0最優解η0排放口最優化處理Z1輸水管線最優計算Z2Z=Z1+Z2排放口最優化處理Z1輸水管線最優計算Z2Z=Z1+Z2輸水管線最優計算Z2是否是否試探法程序框圖*Z*Qr*hr四、例題Q10=10L10=2O10=8k13=0.3→k23=0.6t3=1k12=0.3k22=0.6t2=1k11=0.3k21=0.6t1=0.5k14=0.3k24=0.6t4=1Q1=0.5L1=200O1=1Ⅰ↓Q2=0.3L2=200O2=1Ⅱ↓Q3=0.4L3=200O3=1Ⅲ↓Q4=0.5L4=200O4=1Ⅳ↓0↓Q31=0.2↓Q32=1↓Q33=0↓Q34=11、費用函數的線性化令2、BOD5的約束方程計算將代入水質約束3、非負約束4、計算結果第四章水環境保護規劃概述水環境系統控制規劃水污染物總量控制規劃

水功能區劃

目的：依據國民經濟發展規劃和水資源綜合利用規劃，結合區域水資源開發利用現狀和社會需求，科學合理地在相應水域劃定具有特定功能、滿足水資源開發利用和保護要求，并能夠發揮最佳效益的區域（即水功能區）；確定各水域的主導功能及功能順序，制定水域功能不遭破壞的水資源保護目標；通過各功能區水資源保護目標的實現，保障水資源的可持續利用。水污染物總量控制規劃

指導思想結合流域、區域水資源開發利用規劃，根據水資源的可再生能力和自然環境的可承受能力，科學、合理地開發和保護水資源，即滿足當代和本區域對水資源的需求，又不損害后代和其他區域對水資源的需求，促進經濟、社會和生態的協調發展，實現水資源可持續利用，保障經濟社會的可持續發展。水污染物總量控制規劃

水功能區劃的原則

（1）前瞻性原則水功能區劃具有前瞻性，要體現社會發展的超前意識，結合未來經濟社會發展需求，引入本領域和相關領域研究的最新成果，為將來的發展留有余地。

（2）統籌兼顧、突出重點的原則水功能區劃應將流域作為一個系統，統籌兼顧，充分考慮上下游、左右岸、近遠期以及經濟社會發展需求對水域功能的要求；與水資源綜合開發利用相協調，發展與保護相協調。水污染物總量控制規劃

水功能區劃的原則

（3）分級與分類相結合的原則通過水功能區劃分在宏觀上對流域水資源的保護和利用進行總體控制，協調地區間的用水關系；在整體功能布局確定的前提下，再重點開發利用水域內詳細劃分各種用途的功能類別和水域界線，協調行業間的用水關系，建立功能區之間橫向的并列關系和縱向的層次關系。

（4）便于管理、實用可行的原則為了便于管理，水功能的分區界線盡可能與行政區界一致；類型劃分中選用目前實際使用的、易于獲取和測定的指標，定量和定性指標相結合。水污染物總量控制規劃

水功能區劃的原則

（5）水質水量并重的原則水功能區劃分，既要考慮對水量的需求，又要考慮對水質的要求。水功能區類型的確立，應綜合考慮水資源數量與質量，對常規情況下僅對資源單一屬性（數量或質量）有要求的功能不做區劃，如發電、航運等。水污染物總量控制規劃

水功能區劃的技術體系我國水功能區劃分采用兩級體系，即一級區劃和二級區劃。水污染物總量控制規劃保護區水功能區劃分級分類系統緩沖區開發利用區保留區景觀娛樂用水區過渡區排污控制區漁業用水區農業用水區工業用水區飲用水源區一級區劃二級區劃

水功能一級區分類及劃分指標（1）保護區指對水資源保護、飲用水保護、生態環境及珍稀瀕危物種的保護具有重要意義的水域。指標包括集水面積、保護級別、調（供）水量等。劃分條件：①源頭保護區；②國家級和省級自然保護區范圍內的水域；③已建和規劃水平年內建成的跨流域、跨省區的大型調水工程水源地及其調水路線，省內重要的飲用水源地；④對典型生態、自然生境保護具有重要意義的水域。水污染物總量控制規劃

水功能一級區分類及劃分指標（2）緩沖區指協調省際間、矛盾突出的地區間用水關系；協調內河功能區劃與海洋功能區劃關系；以及在保護區與開發利用區相接時，為滿足保護區水質要求需劃定的水域。功能區劃分指標包括跨界區域及相鄰功能區間水質差異區域。劃分條件：跨省、自治區、直轄市行政區域河流、湖泊的邊界水域；省際邊界河流、湖泊的邊界附件水域；水污染矛盾突出地區之間水域。水污染物總量控制規劃

水功能一級區分類及劃分指標（3）開發利用區指具有滿足工農業生產、城鎮生活、漁業、游樂和凈化水體污染等多種需水要求的水域和水污染控制、治理的重點水域。功能區指標包括水資源開發利用程度、產值、人口、水質及排污狀況等。劃分條件：取（排）水口較集中，取（排）水量較大的水域（如流域內重要城市河段、具有一定灌溉用水量和漁業用水要求的水域等）。水污染物總量控制規劃

水功能一級區分類及劃分指標（4）保留區指目前開發利用程度不高，為今后開發利用和保護水資源而預留的水域。功能區劃分指標包括水資源開發利用程度、產值、人口、水量、水質等。劃分條件：受人類活動影響較少，水資源開發利用程度較低的水域；目前不具備開發條件的水域；考慮到可維持發展的需要，為今后的發展預留的水域。水污染物總量控制規劃

水功能二級區分類及劃分指標（1）飲用水源區

指城鎮生活用水需要的水域。功能區劃分指標包括人口、取水量、取水口分布等。劃分條件：已有的城市生活用水取水口分布較集中的水域，或在規劃水平年內城市發展設置的供水水源區。

（2）工業用水區指城鎮工業用水需要的水域。功能區劃分指標包括工業產值、取水總量、取水口分布等。劃分條件：現有的或規劃水平年內需設置的工況企業生產用水取水點集中的水域。水污染物總量控制規劃

水功能二級區分類及劃分指標（3）農業用水區

指農業灌溉用水需要的水域。功能區劃分指標包括灌區面積、取水總量、取水口分布等。劃分條件：已有的或規劃水平年內需要設置的農業灌溉用水取水點集中的水域。

（4）漁業用水區指具有魚、蝦、蟹、貝類產卵場、索餌場、越冬場及洄游通道功能的水域。功能區劃分指標包括漁業生產條件及生產狀況等。劃分條件：具有一定規模的主要經濟魚類的產卵場、索餌場、洄游通道，歷史悠久或新開辟人工放養和保護的漁業水域；水文條件良好，水交換暢通；有合適的地形、底質。水污染物總量控制規劃

水功能二級區分類及劃分指標（5）景觀娛樂用水區

指以景觀、療養、度假和娛樂需要為目的水域。功能區劃分指標為休閑、度假、娛樂、運動場所涉及的水域；水上運動場；風景名勝區所涉及的水域。

（6）過渡區指為使水質要求有差異的相鄰功能區順利銜接二劃定的區域。功能區劃分指標包括水質與水量等。劃分條件：下游用水要求高于上游水質狀況；有雙向水流的水域，且水質要求不同的相鄰功能區之間。水污染物總量控制規劃

水功能二級區分類及劃分指標（7）排污控制區指接納生活、生產污廢水比較集中，所接納的污廢水對水環境無重大不利影響的區域。功能區劃分指標為排污量、排污口分布。劃分條件為接納廢水中污染物可稀釋降解，水域的稀釋自凈能力較強，其水文、生態特性適宜于作為排污區。水污染物總量控制規劃

納污能力及水環境容量

納污能力是指水體在設計水文狀態、規定環境保護目標和排污口位置條件下，所能容納的最大污染物數量。

水環境容量是指在給定水環境保護目標、設計水文條件和水域自然背景值條件下，水域所能夠容納的污染物的最大數量。水污染物總量控制規劃納污能力的計算設計保證率設計流量、流速、水位確定納污能力計算

水質目標值CS的確定參數的確定水污染物總量控制規劃設計保證率對于常年有水且水量較為豐沛得河道，采用多年最枯月平均流量作為樣本，推算設計水量條件，設計保證率P采用90％。對于季節性河流或枯季水量很小的河道，可根據流域實際情況確定設計標準。有冰封期的河流，也可根據流域實際情況確定設計標準。水污染物總量控制規劃設計流量、流速、水位確定各類模型需要的水量條件類型零維水質模型（小型湖泊、水庫）一維水質模型二維水質模型入湖河道的流量、湖泊水位（庫容）解析解：本河段設計流量及水位數值解：上游邊界：流量或水位；下游邊界：流量或水位解析解：數值解：上邊界：流速；下邊界：水位設計流量、流速、水位計算資料收集整理、生成設計水量條件計算水下地形資料、水文資料及缺資料水域的資料生成設計流量、水位的計算設計流速推算水污染物總量控制規劃設計流量、流速、水位確定水質目標值CS的確定功能區水質目標值的確定，是納污能力計算的基本依據，其取值的大小直接影響納污能力的大小。確定目標值時，必須以功能區類別為基本依據，在功能區類別相應的取值范圍內，綜合考慮與其相鄰的上、下游功能區的相互關系，原則上不低于現狀水質。水污染物總量控制規劃參數的確定各類模型需要的參數：零維模型：降解系數K一維模型：降解系數K二維模型：降解系數K，橫向擴散系數EZ對已有成果的參數可直接選用；沒有現成成果，但有相關觀測資料，根據資料推算；沒有現成成果，沒有相關觀測資料，采用類比法確定。納污能力的計算零維模型一維模型二維模型其他類型水體水污染物總量控制規劃零維模型適用條件可應用于小型水庫、湖泊污染源概化無需概化計算條件的確定考慮穩態的小型湖泊，設有幾條河流匯入湖體，各支流流量及污染物濃度分別為q1,q2,…qn;c01,c02,…c0n，設湖體水質目標為CS，在這種情況下，計算湖體的水環境容量。零維模型計算方法假定水量為穩態，出流流量＝Σqi出流水質濃度：根據均勻混合假定，出流水質濃度應為CS式中，W為納污能力，K為降解系數（l/s）,V為庫容（m3）零維模型算例某湖泊在枯水保證率為90％的設計標準下，平均水深為H＝2m，湖面面積S＝3km2，有二條入湖河道流量分別為q1＝7m3/s,q2=3m3/s,河道1位于飲用水源區內，相應水質標準為CS1=12mg/l，河道2位于過渡區內，湖區為景觀娛樂區，相應水質標準為CS＝15mg/l，污染物降解系數K＝0.1/天，求允許納污量WW=((q1+q2)*CS-q1C01-q2C02)*86.4+KVCS=(7*15-7*12)*86.4+0.1*6*106*15=2714(kg/d)=0.365*2714(t/a)對寬深比不大的河流，污染物質在較短的河段內，基本上能在斷面內均勻混合，污染物濃度在斷面上橫向變化不大，可用一維水質模型模擬污染物沿河流縱向的遷移問題。一維模型適用條件污染源概化可將排污口在功能區內的分布加以概化，即認為污染物排放口在同一功能區內沿河均勻分布。一維模型計算方法設一功能區長為L，設計水位相應的河流斷面面積為A，設計流量為Q，入流斷面設計水質為C0，降解系數K。設納污能力為W，根據概化，單位河長納污量為W/L，在河段內選一微段，長為dx坐標為x，則此微段污染物輸運至x＝L處的剩余質量為：相應濃度為：納污能力：算例某河流，若L＝10km，Q＝100m3/s，A＝500m2，C0＝12mg/l，CS＝15mg/l,K=0.1/d，計算W。

V＝AL＝5×106u＝0.2K＝0.1/86400=0.00000116W＝32677.2（kg/d）為驗證公式的準確性，根據環境容量的定義計算環境容量：W＝86.4*Q(CS-C0)+KVCS

＝86.4*100*(15-12)+0.1*5*106*15/103

＝25920＋7500

＝33420(kg/d)結論：納污容量≈環境容量一維模型二維模型二維水質模型解析解計算寬闊水域納污能力。適用條件污染源概化功能分區及納污能力計算分兩岸進行，水域中任一點的濃度應為兩岸排污的疊加。但若B/H很大，可獨立進行。計算某一功能區的納污能力時，假定污染物沿河岸均勻分布。假定此功能區的水質標準CS，可近似地用出口斷面濃度≤CS來控制功能區水質。則沿岸均勻排放的所有污染物在出口斷面產生的濃度應為積分難以求解，可將河段中斷集中排放產生的濃度代替各排污口產生的濃度。計算方法C0：入口斷面濃度，取值根據上游功能區劃確定EZ：橫向擴散系數H：水深L：功能區長度（m）K：降解系數（1/s）W：納污能力（t/a）二維模型算例某寬淺型微彎天然河道功能區劃分如圖所示，設計流量為Q，水位為Z，給出納污能力的計算流程及計算方法。CSXCS飲飲用水源區排污控制區過渡區CS景景觀區二維模型算例確定水力參數Z→AH＝Q/AEZ=αHU*由景觀區CS景、過渡區實際排污S過求出排污控制區最大出流濃度二維模型由CS飲、CⅢ求得W排由CⅠ、CS飲求得W飲二維模型

污染物總量控制管理在一定的經濟和技術條件下，實施污染物濃度控制，對水環境污染現狀的改善確實起到了一定的作用，但是，存在一個很大的弊端，即沒有考慮受納水體的水環境容量，盡管一些單位排放廢水的污染物濃度未超標，但是排入水域中的污染物總量相加超出水體的自凈能力，導致水體質量下降和水質惡化。實施總量控制可以避免上述弊端。宏觀上，可以有效控制污染；微觀上，能使企業增強參與意識，積極主動地削減污染物排放量。水污染物總量控制規劃

污染物總量控制類型

容量總量控制：將允許排放的污染物總量控制在受納水體給定功能所確定的水質標準范圍內。

目標總量控制：將允許排放的污染物總量控制在管理目標所規定的污染負荷削減范圍內。

行業總量控制：從工藝著手，通過控制生產過程中的資源和能源的投入以及控制污染源的產生，使其排放的污染物總量控制在管理目標所規定的限額內。水污染物總量控制規劃

污染物總量分配原則與方法

等比例分配：在承認各污染源排污現狀的基礎上，將總量控制系統內的允許排污總量等比例的分配到各個污染源，各污染源分擔等比例排放責任。

費用最小分配：以治理費用作為目標函數，以環境目標值作為約束條件，使得系統的污染治理費用總和最小，求得各污染源的允許排放負荷。水污染物總量控制規劃

污染物總量分配原則與方法

按貢獻率削減排放量：按各個污染源對環境容量總量控制區域內水質影響程度的大小，按照污染物的貢獻率大小來削減污染負荷，對水質影響大的污染源多削減，反之則少削減。。

其它分配原則：①按污染范圍和程度大小進行分配；②按污染物毒性大小承擔污染責任分擔率的原則；③按企業污染治理的先進性考慮污染責任分擔率和削減率的分配原則。水污染物總量控制規劃

污染物的最大允許排放量總量控制的核心問題是要弄清楚水環境質量與受納污染物的響應關系，確定在特定水域到底允許排放多少污染物。一般是在對水污染現狀調查分析的基礎上，根據受納水體的納污能力計算最大允許排放量，然后將最大允許排放量分割成若干個排放口的排放量。水污染物總量控制規劃

污染物的最大允許排放量

一般情況下，水功能區對應得陸域范圍內的污染源所排放的污染物，僅有一部分能最終流入江河水域，進入河流的污染物量占污染物排放總量的比例即為污染物的入河系數，水污染物最大允許排放總量等于點源最大允許入河量除以入河系數，點源最大允許入河量等于環境容量扣除非點源污染入河量。水污染物總量控制規劃

水污染物削減量計算及分配（1）削減量的計算方法

水污染削減率=預測排放量—允許排放量預測排放量：即在源強變化中所做的警告性預測；允許排放量：即功能水域（水環境功能區）保持規定的環境目標值，所能允許的某一種污染物的最大排放量。水污染物總量控制規劃

水污染物削減量計算及分配（2）水污染物削減量的分配①將規劃區域的水污染物允許排放量作為總量控制目標，分配到各個水污染控制單元，各個水污染控制單元再根據污染現狀和源強變化預測，分別計算各個污染控制單元的水污染物削減量；②由全規劃區統一計算出總的水污染物削減量，作為主要水污染物排放總量削減指標，分配到各個污染控制單元。水污染物總量控制規劃安全閥基本知識如果壓力容器(設備/管線等)壓力超過設計壓力…1.盡可能避免超壓現象堵塞(BLOCKED)火災(FIRE)熱泄放(THERMALRELIEF)如何避免事故的發生?2.使用安全泄壓設施爆破片安全閥如何避免事故的發生?01安全閥的作用就是過壓保護!一切有過壓可能的設施都需要安全閥的保護!這里的壓力可以在200KG以上,也可以在1KG以下!設定壓力(setpressure)安全閥起跳壓力背壓(backpressure)安全閥出口壓力超壓(overpressure)表示安全閥開啟后至全開期間入口積聚的壓力.幾個壓力概念彈簧式先導式重力板式先導+重力板典型應用電站鍋爐典型應用長輸管線典型應用罐區安全閥的主要類型02不同類型安全閥的優缺點結構簡單,可靠性高適用范圍廣價格經濟對介質不過分挑剔彈簧式安全閥的優點預漏--由于閥座密封力隨介質壓力的升高而降低,所以會有預漏現象--在未達到安全閥設定點前,就有少量介質泄出.100%SEATINGFORCE75502505075100%SETPRESSURE彈簧式安全閥的缺點過大的入口壓力降會造成閥門的頻跳,縮短閥門使用壽命.ChatterDiscGuideDiscHolderNozzle彈簧式安全閥的缺點彈簧式安全閥的缺點=10090807060500102030405010%OVERPRESSURE%BUILT-UPBACKPRESSURE%RATEDCAPACITY普通產品平衡背壓能力差.在普通產品基礎上加裝波紋管,使其平衡背壓的能力有所增強.能夠使閥芯內件與高溫/腐蝕性介質相隔離.平衡波紋管彈簧式安全閥的優點優異的閥座密封性能,閥座密封力隨介質操作壓力的升高而升高,可使系統在較高運行壓力下高效能地工作.ResilientSeatP1P1P2先導式安全閥的優點平衡背壓能力優秀有突開型/調節型兩種動作特性可遠傳取壓先導式安全閥的優點對介質比較挑剃,不適用于較臟/較粘稠的介質,此類介質會堵塞引壓管及導閥內腔.成本較高.先導式安全閥的缺點重力板式產品的優點目前低壓儲罐呼吸閥/緊急泄放閥的主力產品.結構簡單.價格經濟.重力板式產品的缺點不可現場調節設定值.閥座密封性差,并有較嚴重的預漏.受背壓影響大.需要很高的超壓以達到全開.不適用于深冷/粘稠工況.幾個常用規范ASMEsectionI-動力鍋爐(FiredVessel)ASMEsectionVIII-非受火容器(UnfiredVessel)API2000-低壓安全閥設計(LowpressurePRV)API520-火災工況計算與選型(FireSizing)API526-閥門尺寸(ValveDimension)API527-閥座密封(SeatTightness)介質狀態(氣/液/氣液雙相).氣態介質的分子量&Cp/Cv值.液態介質的比重/黏度.安全閥泄放量要求.設定壓力.背壓.泄放溫度安全閥不以連接尺寸作為選型報價依據!如何提供高質量的詢價?彈簧安全閥的結構彈簧安全閥起跳曲線彈簧安全閥結構彈簧安全閥結構導壓管活塞密封活塞導向不平衡移動副(活塞)導管導閥彈性閥座P1P1P2先導式安全閥結構先導式安全閥的工作原理頻跳安全閥的頻跳是一種閥門高頻反復開啟關閉的現象。安全閥頻跳時，一般來說密封面只打開其全啟高度的幾分只一或十幾分之一，然后迅速回座并再次起跳。頻跳時，閥瓣和噴嘴的密封面不斷高頻撞擊會造成密封面的嚴重損傷。如果頻跳現象進一步加劇還有可能造成閥體內部其他部分甚至系統的損傷。安全閥工作不正常的因素頻跳后果1、導向平面由于反復高頻磨擦造成表面劃傷或局部材料疲勞實效。2、密封面由于高頻碰撞造成損傷。3、由于高頻振顫造成彈簧實效。4、由頻跳所帶來的閥門及管道振顫可能會破壞焊接材料和系統上其他設備。5、由于安全閥在頻跳時無法達到需要的排放量，系統壓力有可能繼續升壓并超過最大允許工作壓力。安全閥工作不正常的因素A、系統壓力在通過閥門與系統之間的連接管時壓力下降超過3%。當閥門處于關閉狀態時，閥門入口處的壓力是相對穩定的。閥門入口壓力與系統壓力相同。當系統壓力達到安全閥的起跳壓力時，閥門迅速打開并開始泄壓。但是由于閥門與系統之間的連接管設計不當，造成連接管內局部壓力下降過快超過3%，是閥門入口處壓力迅速下降到回座壓力而導致閥門關閉。因此安全閥開啟后沒有達到完全排放，系統壓力仍然很高，所以閥門會再次起跳并重復上述過程，既發生頻跳。導致頻跳的原因導致接管壓降高于3%的原因1、閥門與系統間的連接管內徑小于閥門入口管內徑。2、存在嚴重的渦流現象。3、連接管過長而且沒有作相應的補償（使用內徑較大的管道）。4、連接管過于復雜（拐彎過多甚至在該管上開口用作它途。在一般情況下安全閥入口處不允許安裝其他閥門。）導致頻跳的原因B、閥門的調節環位置設置不當。安全閥擁有噴嘴環和導向環。這兩個環的位置直接影響安全閥的起跳和回座過程。如果噴嘴環的位置過低或導向環的位置過高，則閥門起跳后介質的作用力無法在閥瓣座和調節環所構成的空間內產生足夠的托舉力使閥門保持排放狀態，從而導致閥門迅速回座。但是系統壓力仍然保持較高水平，因此回座后閥門會很快再次起跳。導致頻跳的原因C、安全閥的額定排量遠遠大于所需排量。

由于所選的安全閥的喉徑面積遠遠大于所需，安全閥排放時過大的排量導致壓力容器內局部壓力下降過快，而系統本身的超壓狀態沒有得到緩解，使安全閥不得不再次起跳頻跳的原因閥門拒跳：當系統壓力達到安全閥的起跳壓力時，閥門不起跳的現象。安全閥工作不正常的因素1、閥門整定壓力過高。2、閥門內落入大量雜質從而使閥辦座和導套間卡死或摩擦力過大。3、彈簧之間夾入雜物使彈簧無法被正常壓縮。4、閥門安裝不當，使閥門垂直度超過極限范圍（正負兩度）從而使閥桿組件在起跳過程中受阻。5、排氣管道沒有被可靠支撐或由于管道受熱膨脹移位從而對閥體產生扭轉力，導致閥體內機構發生偏心而卡死。安全閥拒跳的原因閥門不回座或回座比過大：安全閥正常起跳后長時間無法回座，閥門保持排放狀態的現象。安全閥工作不正常的因素1、閥門上下調整環的位置設置不當。2、排氣管道設計不當造成排氣不暢，由于排氣管道過小、拐彎過多或被堵塞，使排放的蒸汽無法迅速排出而在排氣管和閥體內積累，這時背壓會作用在閥門內部機構上并產生抑制閥門關閉的趨勢。3、閥門內落入大量雜質從而使閥瓣座和導套之間卡死后摩擦力過大。安全閥不回座或回座比過大的因素：4、彈簧之間夾入雜物從而使彈簧被正常壓縮后無法恢復。5、由于對閥門排放時的排放反力計算不足，從而在排放時閥體受力扭曲損壞內部零件導致卡死。6、閥桿螺母（位于閥桿頂端）的定位銷脫落。在閥門排放時由于振動使該螺母下滑使閥桿組件回落受阻。安全閥不回座或回座比過大的因素：7、由于彈簧壓緊螺栓的鎖緊螺母松脫，在閥門排放時由于振動時彈簧壓緊螺栓松動上滑導致閥門的設定起跳值不斷減小。

8、閥門安裝不當，使閥門垂直度超過極限范圍（正負兩度）從而使閥桿組件在回落過程中受阻。

9、閥門的密封面中有雜質，造成閥門無法正常關閉。

10、鎖緊螺母沒有鎖緊，由于管道震動下環向上運動，上平面高于密封面，閥門回座時無法密封安全閥不回座或回座比過大的因素：謝謝觀看癌基因與抑癌基因oncogene&tumorsuppressorgene24135基因突變概述.癌基因和抗癌基因的概念.癌基因的分類.癌基因產物的作用.癌基因激活的機理主要內容疾病：

——是人體某一層面或各層面形態和功能（包括其物質基礎——代謝）的異常，歸根結底是某些特定蛋白質結構或功能的變異，而這些蛋白質又是細胞核中相應基因借助細胞受體和細胞中信號轉導分子接收信號后作出應答（表達）的產物。TranscriptionTranslationReplicationDNARNAProtein中心法規Whatisgene?基因：

—是遺傳信息的載體

—是一段特定的DNA序列（片段）

—是編碼RNA或蛋白質的一段DNA片段

—是由編碼序列和調控序列組成的一段DNA片段基因主宰生物體的命運：微效基因的變異——生物體對生存環境的敏感度變化關鍵關鍵基因的變異——生物體疾病——死亡所以才有：“人類所有疾病均可視為基因病”之說注：如果外傷如燒傷、骨折等也算疾病的話，外傷應該無法歸入基因病的行列。Genopathy問：兩個不相干的人，如果他們患得同一疾病，致病基因是否相同？再問：同卵雙生的孿生兄弟，他們患病的機會是否一樣，命運是否相同？┯┯┯┯

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┷┷┷┷增添缺失替換DNA分子(復制)中發生堿基對的______、______

和

，而引起的

的改變。替換增添缺失基因結構基因變異的概念：英語句子中的一個字母的改變，可能導致句子的意思發生怎樣的變化？可能導致句子的意思不變、變化不大或完全改變THECATSATONTHEMATTHECATSITONTHEMATTHEHATSATONTHEMATTHECATONTHEMAT同理：替換、增添、缺失堿基對，可能會使性狀不變、變化不大或完全改變。基因的結構改變,一定會引起性狀的改變??原句：1.基因多態性與致病突變基因變異與疾病的關系2.單基因病、多基因病3.疾病易感基因

基因多態性polymorphism是指DNA序列在群體中的變異性（差異性）在人群中的發生概率>1%（SNP&CNP)<1%的變異概率叫做突變基因多態性特定的基因多態性與疾病相關時，可用致病突變加以描述SNP:散在單個堿基的不同，單個堿基的缺失、插入和置換。

CNP:DNA片段拷貝數變異，包括缺失、插入和重復等。同義突變、錯義突變、無義突變、移碼突變

致病突變生殖細胞基因突變將突變的遺傳信息傳給下一代(代代相傳),即遺傳性疾病。體細胞基因突變局部形成突變細胞群（腫瘤）。受精卵分裂基因突變的原因物理因素化學因素生物因素基因突變的原因（誘發因素）紫外線、輻射等堿基類似物5BU/疊氮胸苷等病毒和某些細菌等自發突變DNA復制過程中堿基配對出現誤差。UV使相鄰的胸腺嘧啶產生胸腺嘧啶二聚體,DNA復制時二聚體對應鏈空缺，堿基隨機添補發生突變。胸腺嘧啶二聚體胸腺嘧啶胸腺嘧啶紫外線誘變物理誘變(physicalinduction)

5溴尿嘧啶(5BU)與T類似，多為酮式構型。間期細胞用酮式5BU處理，5BU能插入DNA取代T與A配對；插入DNA后異構成烯醇式5BU與G配對。兩次DNA復制后,使A/T轉換成G/C，發生堿基轉換,產生基因突變。化學誘變(chemicalinduction)堿基類似物(baseanalogues)誘變AT5-BUA5-BUAAT5-BU5-BU(烯醇式)

(酮式)GGC1.生物變異的根本來源，為生物進化提供了最初的原始材料,能使生物的性狀出現差別，以適應不同的外界環境，是生物進化的重要因素之一。2.致病突變是導致人類遺傳病的病變基礎。基因突變的意義概述：腫瘤細胞惡性增殖特性（一）腫瘤細胞失去了生長調節的反饋抑制正常細胞受損,一旦恢復原狀，細胞就會停止增殖，但是腫瘤細胞不受這一反饋機制抑制。（二）腫瘤細胞失去了細胞分裂的接觸抑制。正常細胞體外培養，相鄰細胞相接觸，長在一起，細胞就會停止增殖，而腫瘤細胞生長滿培養皿后，細胞可以重疊起生長。（三）腫瘤細胞表現出比正常細胞更低的營養要求。（四）腫瘤細胞生長有一種自分泌作用，自己分泌生長需要的生長因子和調控信號,促進自身的惡性增殖。Whatisoncogene?癌基因——是基因組內正常存在的基因，其編碼產物通常作為正調控信號，促進細胞的增殖和生長。癌基因的突變或表達異常是細胞惡性轉化（癌變）的重要原因。——凡是能編碼生長因子、生長因子受體、細胞內信號轉導分子以及與生長有關的轉錄調節因子等的基因。如何發現癌基因的呢?11910年，洛克菲勒研究院一個年輕的研究員Rous發現，雞肉瘤細胞裂解物在通過除菌濾器以后，注射到正常雞體內，可以引起肉瘤，首次提出雞肉瘤可能是由病毒引起的。0.2m孔徑細菌過不去但病毒可以通過從病毒癌基因到細胞原癌基因的研究歷程：Roussarcomavirus,RSVthefirstcancer-causingretrovirus1958年，Stewart和Eddy分離出一種病毒，注射到小鼠體內可以引起肝臟、腎臟、乳腺、胸腺、腎上腺等多種組織器官的腫瘤，因而把這種病毒稱為多瘤病毒。50年代末、60年代初，癌病毒研究成了一個極具想像力的研究領域，主流科學家開始進入癌病毒研究領域polyomavirus這期間，Temin發現RSV有不同亞型，且引起細胞惡變程度不同，推測RNA病毒將其遺傳信息傳遞給了正常細胞的DNA。這與Crick提出的中心法則是相違背的讓事實屈從于理論還是堅持基于實驗的結果？VSTemin發現逆轉錄酶，1975年獲諾貝爾獎TeminCrickTemin的實驗設計：實驗設計簡單而巧妙：將合成DNA所需的“原料”，即A、T、C、G四種脫氧核苷酸，與破壞了外殼的RSV一起在體外40℃的條件下溫育一段時間結果在試管里獲得了一種新合成的大分子，它不能被RNA酶破壞，但卻可以被DNA酶所分解，證明這種新合成的大分子是DNA用RNA酶預先破壞RSV的RNA，再重復上述的試驗，則不能獲得這種大分子，說明這個DNA大分子是以RSV的RNA為模板合成的1969年，一個日本學者里子水谷來到Temin的實驗室，這是一個非常擅長實驗的年輕科學家。按Temin的設想，他們開始尋找RSV中存在“逆轉錄酶”的證據DNA

RNA

ProteinTranscriptionTranslationReplicationReplicationRe-Transcription修正中心法規據說，1975年Temin因發現逆轉錄酶而獲諾貝爾獎時，Bishop懊惱不已，因為早在1969年他就認為Temin的RNADNA的“前病毒理論”有可能是正確的，并且也進行了一些實驗，但不久由于資深同事的規勸而放棄了這方面的努力。但Bishop馬上意識到：逆轉錄酶的發現為逆轉錄病毒致癌的研究提供了一條新途徑。一個RSV，三個諾貝爾獎！！！1989年，UCSF的Bishop和Varmus根據逆轉錄病毒的復制機制發現了細胞癌基因，并獲諾貝爾獎。Cellularoncogene啟示：Perutz說:“科學創造如同藝術創造一樣，都不可能通過精心組織而產生”Bishop說:“許多人引以為豪的是一天工作16小時，工作安排要以分秒計……可是工作狂是思考的大敵，而思考則是科學發現的關鍵”Perutzsharedthe1962NobelPrizeforChemistrywithJohnKendrew,fortheirstudiesofthestructuresofhemoglobinandglobularproteins科學的本質和藝術一樣，都需要直覺和想像力請給自己一些思考的時間吧！癌基因的分類目前對癌基因尚無統一分類的方法，一般有下面3種分類方法：一、按結構特點分（6）類（一）src癌基因家族（二）ras癌基因家族（三）sis癌基因家族（四）myc癌基因家族（五）myb癌基因家族（六）其它：如fos，erb－A等。三、按細胞增殖調控蛋白特性分成（4）類（一）生長因子（二）受體類（三）細胞內信號轉換器（四）細胞核因子二、按產物功能分（8）類（一）生長因子類（二）酪氨酸蛋白激酶（三）膜相關G蛋白（四）受體，無蛋白激酶活性（五）胞質絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶（六）胞質調控因子（七）核反式調控因子（八）其它:db1、bcl－2癌基因產物參與信號轉導

胞外信號作用于膜表面受體→胞內信使物質的生成便意味著胞外信號跨膜傳遞的完成。胞內信使至少有：cAMP（環磷酸腺苷）IP3（三磷酸肌醇）PG（前列腺素）cGMP（環磷酸鳥苷）DG（二酰基甘油）Ca2＋（鈣離子）CAM（鈣調素）主要機制是通過蛋白激酶活化引起底物蛋白一連串磷酸化的生物信號反應過程,跨膜機制涉及到：（一）質膜上cAMP信使系統（二）質膜上肌醇脂質系統這兩個系統都是由受體鳥苷酸調節蛋白（GTP-regulatoryprotein，G蛋白）和效應酶（腺苷酸環化酶磷脂酶等）組成，有相似的信號轉導過程：即受體活化后引起GTP與不同G蛋白結合活化和抑制效應酶從而影響胞內信使產生而發生不同的調控效應。（三）受體操縱的離子通道系統（四）受體酪氨酸蛋白激酶的轉導

（一）獲得性基因病

(acquiredgeneticdisease)例如：病毒感染激活原癌基因癌基因活化的機制

（二）染色體易位和重排使無活性的原癌基因轉位至強啟動子或增強子附近而被活化。與基因脆性位點相關。（三）基因擴增（四）點突變三、癌基因的產物與功能（一）癌基因產物作用的一般特點1.目前發現c-onc均為結構基因.2.癌基因產物可分布在膜質核也可分泌至胞外.（二）癌基因產物分類1.細胞外生長因子：TGF-b2.跨膜生長因子受體:MAPK3.細胞內信號轉導分子:Gprotein/Ras4.核內轉錄因子

（三）癌基因產物的協同作用實驗證明，用ras或myc分別轉染細胞，可使細胞長期增殖，但不能轉化成癌細胞，在裸鼠體內也不能形成腫瘤。但用ras+myc同時轉染細胞，則使細胞轉化成癌細胞。說明：致癌至少需要2種或以上的onc協同作用，2種onc在2條通路上發揮作用，由于細胞增殖調控是多因子，多階段影響的結果。而影響增殖分化的onc達幾十種之多，所以大多數人認為：癌發生是多階段多步驟的。Whatistumorsuppressorgene?腫瘤抑制基因（抗癌基因、抑癌基因）——是調節細胞正常生長和增殖的基因。當這些基因不能表達，或其產物失去活性時，細胞就會異常生長和增殖，最終導致細胞癌變。反之，若導入或激活它則可抑制細胞的惡性表型。——癌基因與抑癌基因相互制約，維持細胞增殖正負調節信號的相對穩定。影響1歲的兒童“二次打擊”學說兩個等位基因同時突變視網膜母細胞瘤（Retinoblastoma）RB基因變異(13號染色體)

(1)脫磷酸化Rb蛋白（活性）與轉錄因子E2F結合，抑制基因的轉錄活性(2)磷酸化Rb蛋白（失活）與E2F解離，釋放E2F(3)E2F啟動基因轉錄(4)細胞進入增生階段(G1S)因此，Rb蛋白在控制細胞生長方面發揮重要作用一旦Rb基因突變可使細胞進入過度增生狀態RB基因的功能等位基因(allele)例如：花顏色基因位于一對同源染色體的同一位置上、控制相對性狀的兩個的基因叫等位基因(allele)一對相同的等位基因稱純合等位基因

一對不同的等位基因稱雜合等位基因

顯性基因隱性基因完全顯性不完全顯性共顯性問：女性的兩條X染色體基因應如何表達？拓展知識：X染色體基因中，有65%完全處于“休眠”狀態，20%僅在部分女性身上“休眠”，15%則完全逃離“休眠”狀態一旦其中一條X染色體被損壞，還可以由另一條X染色體來糾正男性卻只有一條X染色體，一旦它遭到破壞，男性就會患上血友病、色盲以及肌肉萎縮癥等各種遺傳病以前人們一直認為，在女性的兩條X染色體中，有一條染色體是完全不起作用或是處于“休眠”狀態的在Y染色體中，目前仍在“工作”的基因只剩下不到100個X染色體中“工作”的基因>1000個有一個這樣的故事：20年前一次意外事故，三個工人遭受鈷60（Co60)放射性核素的照射結果：一名工人不久死亡一名工人幾年后死于白血病最后一名工人20年后患糖尿病就診你知道醫生在為病人檢查時發現了什么嗎？鎖骨骨折肋骨串珠樣X光片發現廣泛性骨質缺損骨髓檢查——漿細胞比例為30%左右（正常為0.6-1.3%）(多發性骨髓瘤）因此，多基因病涉及遺傳因素和環境因素物理因素化學因素生物因素自發因素2.多基因病(polygenicdisease)：性狀或疾病的遺傳方式取決于兩個以上微效基因的累加作用，同時還受環境因素的影響，因此這類性狀也稱為復雜性狀或復雜疾病（complexdisease）也叫：“復雜性狀疾病”近視(myopia)高血壓(hypertension)糖尿病(diabetes)精神分裂癥(schizophrenia)哮喘(asthma)腫瘤或癌

(tumororcancer)多基因病的遺傳要點數量性狀的遺傳基礎是兩對以上基因。這些基因之間沒有顯,隱性的區別,而是共顯性。每個基因對表型的影響很小,稱為微效基因。微效基因具有累加效應,即一個基因對表型作用很小,但若干個基因共同作用,可對表型產生明顯影響。不僅遺傳因素起作用,環境因素具有明顯作用。例如：結腸癌（Coloncancer)相關基因：NGX6，SOX7，ITGB1，HSPA9B，MAPK8，PAG，

RANGAP1，SRC和CDC2等。相關信號通路：ras/MEK/ERK，JNK，Rb/E2F，PI3K/AKT及受體相互作用相關通路，免疫反應相關通路以及細胞黏附相關通路等。①早期原發癌生長②腫瘤血管形成③腫瘤細胞脫落并侵入基質④進入脈管系統⑤癌栓形成⑥繼發組織器官定位生長⑦轉移癌繼續擴散例如：糖尿病(diabetes)依賴胰島素型糖尿病在位于第6號染色體上可能包含至少一個對I型糖尿病敏感的基因在人類基因組中，大約10個位點現在被發現似乎對I型糖尿病敏感其中：1)11號染色體位點IDDM2上的基因

2)葡萄糖激酶基因高血壓(hypertension)目前最受關注的是ATP2B1基因編碼一種膜蛋白，具有鈣泵特性能將高濃度細胞內鈣泵出細胞外。精神神經性疾病精神分裂癥基因表達改變/誘導增強家族史家暴基因本質：基因組變異驚嚇—？—基因突變——精神病多基因病的遺傳：易患性(liability)易感性(susceptibility)發病閾值(threshold)易患性(liability)——在多基因病發生中，遺傳因素和環境因素共同作用決