磁场效应在水处理中的作用与研究

① 磁化效应的应用

磁化技术在水处理中的应用
水经过一定强度的磁场，就成为“磁化水”。目前研究表明水磁化后会产生物理化学性质的变化，其中的机理尚不能肯定。一些学者认为磁场会破坏水原来的结构，使原来较大的缔合水分子集团变成较小的缔合水分子集团，甚至是单个分子。而且分子中的氢键也会有部分因为洛仑兹力的作用下正负离子反方向旋转而断裂（1）。所以磁化后的水会表现出一些性质的变化，如：pH值、密度、挥发性、溶解性、表面张力、电导率、沸点、冰点都有不同的改变，这种改变和所加的磁场大小有密切的关系（2）。磁化水因为其特殊的性质已经被广泛的应用到工程。
早在十三世纪，人们已经注意到磁化水的医疗作用。1945年比利时韦梅朗应用磁化水减少锅垢获得成功并申请了专利。该技术由于装置简单，不需要任何化学试剂而被美国、日本和前苏联广泛应用并得到发展。我国的磁化水研究开始于六十年代初，以前由于化学法水质稳定剂技术的迅速发展，使得磁水器应用推广较慢。现在这一技术又重新获得重视。应用对象已经涉及到建材、化工、冶金、农业、医学等各个领域。在工业锅炉的除垢防垢、油田的防蜡降粘等方面、医学上的磁疗等领域中的应用取得了一定的成果。近年来，如何将磁化效应与环境污染治理技术结合起来，提高污水的处理效果已逐渐引起人们的兴趣。
磁化对水性质的影响机理的几个假设和推论
磁化只是单纯的物理过程，不是软化过程。一般认为水系统进行磁处理主要是加快了溶液内部的结晶作用，从而使盐类在受热面上的直接结晶和坚硬沉积大大减少,起到防垢的作用。研究表明,磁场的阻垢效果同磁场强度、溶液过饱和度、流速及溶液中各种离子等均有密切的关系（4）。另外，还有一种说法认为磁处理改变了水本身的结构，从而改变了一些性状。从这两方面同时考虑，主要有以下的几个假设和推断（5）。
（1）洛仑兹力作用
水与磁流的相互移动，能够产生感应电流，在洛仑兹力的作用下，弱极性的水分子和其他杂质的带电离子作反向运动。该过程中，正负离子或颗粒相互碰撞形成一定数量的“离子缔合体”，这种缔合体具有足够的稳定性，在水中形成了大量的结晶核心，以这些晶体为核心的悬浮颗粒可以稳定的存在于水中。
（2）极化作用
磁场的极化作用使使盐类的结晶成分发生了变化。微粒子极性增强，凝聚力减弱，使水中原有的较长的缔合分子链被截断为较短的缔合分子链和带电离子的变形，破坏了离子间的静电吸引力，改变了结晶条件。形成分散的稳定小晶体。
（3）磁滞效应
磁场引起水中盐类分子或离子的磁性力偶的磁滞效应，因而改变了盐类在水中的溶解性，同时使盐类分子相互间的亲和性（结晶性）消失，防止大晶体的结晶。
（4）磁力矩重新取向
在一定基团反应中，磁场影响在基团中成对的磁力矩重新取向，通过这样的中间机理而影响其他化学反应。反应动力学发生了变化，反应结果中新得到的产品间的比例关系也发生了变化。
磁化水的装置结构和特点
能制备磁化水的装置称为磁水器。按磁场形式的方式可将磁水器分为永磁式和电磁式两种；按磁场位置又可将磁水器分为内磁式和外磁式两种。永磁式和电磁式磁水器在间隙磁场强度相同的情况下效果相同，但各有特点。永磁式磁水器的最大优点是不需能源，同时结构简单，操作维护方便，但其磁场强度受到磁性材料和充磁技术的限制，且存在随时间的延长或水温的提高而退磁的现象。电磁式磁水器的优点是磁场强度容易调节，而且可以达到很高的磁场强度，同时磁场强度不受时间和温度影响，稳定性好，但其需要外界提供激磁电源。与内磁式磁水器相比，外磁式磁水器可能具有更大的优越性，其主要优点是检修时不必停水及拆卸管道，也不易引起磁短路现象。
目前国内已有四项关于磁水器的专利，这些专利通过选用不同的磁性材料和水流的通路形式来达到使水磁化的目的（3）。如图1所示的磁化水装置外型为管状，采用不锈钢管制作，两端带法兰盘可与管道直接相连。磁化水装置内部采用两组N,S极相对的特殊合金永磁材料制成的磁棒，按照N-S，N-S排列，磁场能量很高，可高达6000高斯，使用期限为25年，磁场强度衰减率为3%，由于磁化装置使用的是永久磁性材料，无须外加电源，不耗电能。结构简单，不需要做任何调整，也不需要特殊的保养与维护，而且装置安装十分方便，并且不占地。
（5）氢键变形
磁场对水的偶极分子发生定向极化作用后，电子云会发生改变，造成氢键的弯曲和局部短裂，使单个水分子的数量增多。这些水分子占据了溶液的各个空隙，能抑制晶体形成。并使水的整体性能发生变化。
（6）活化能改变
磁场的的影响与系统的转化有联系。虽然水在磁化时获得的能量很少，但在系统中开始和终结之间存在一个“能障”为克服这种能障必须向系统输送相应的能量以触发活化能。磁场短时间的作用起着“催化”水系活化能改变的作用，最终导致整个系统性质的变化。
磁化处理对水体生物效应的影响
3.1 磁化处理对藻类初级生产能力的影响及机理。
实验表明（6），经过磁化的水体中藻类的生产能力明显高于没有处理的水体中的藻类。
藻类属于光合自养型微生物，磁化处理引起其光合作用的生物效应，可以从以下几个方面进行解释。第一，光合自养微生物在无机环境中吸收无机盐，利用光能同化CO2和H2O合成自身物质。而水体磁化可以使BOD,COD降低，使部分有机物矿化，矿化程度高，有利于藻类的生长。第二，磁化处理导致水体的光学性质发生变化，经过磁化处理的水比未处理的水对光的吸收率高30%，水体透光性的改善，保证了光合自养生物的能源。这是磁化处理引起藻类迅速生长的原因之一。第三，磁化水的硬度、pH值、电导率都明显的高于非磁化水，无机盐在磁化水中可以较好的溶解，这有利于藻类对营养盐类的吸收。第四，磁化处理后的污水,能引起生物膜渗透性的增加,从而改善了藻类对营养物质的吸收,促进藻类的生长和生产能力的增加。
3.2 磁化处理对水中异养细菌总数的影响
异养型细菌是以有机物作为能源和碳源的一大类微生物，它的总数随水中有机物浓度的升高而升高，所以水中异养菌总数可间接反映水中有机物的污染的程度及水的净化程度。污水经过不同强度磁场的处理后，水中的细菌总数均明显下降。其原因机理还没有完全清楚，初步认为：第一，在磁场的直接作用下，引起水体BOD,COD的降低，使异养生物的能源和C素营养物质减少，导致水体异养菌的死亡速度大于增殖速度，于是出现负增长现象。第二，磁场力直接作用于细菌细胞内的水和酶，使酶钝化或失活。
所以污水磁化处理以后，不仅直接改善其耗养特性的作用，而且磁化后的水体具有新的生物特性。
磁化用于有机废水的处理
有机废水处理是当前污染治理的一个普遍问题，传统方法有活性污泥法、生物膜法、厌氧反应器法、氧化塘法等。前两种方法是目前二级处理厂应用最广泛的方法，其优点是技术比较成熟,运行稳定，出水可达允许排放标准，但缺点也很突出，基建投资大、运行费用高昂，尤其运行费之高，使许多单位望而生畏，无力负担如此之高的运行费用，因此，常常对污水不加处理而直接排入江河湖海。淮河流域1994年发生的流域性污染灾害，就是传统污水处理模式费用太高所带来的直接后果。为实现可持续性发展战略，我国的国情要求我们必须开发一种投资少、效率高、运行费用低的污水处理技术。针对这一实际,我们在90年代初，根据磁化水能改变水的一些物理特性，改善生物机能、促进生物生长、提高农业、水产产量和治疗保健等经验，开展磁化—人工生态系统方法处理和利用有机废水的研究（7），近10年的大量实验研究和初步应用证明，这一方法是行之有效的，实际应用是成功的，有必要广泛推广，并在实用中进一步完善，以保持社会经济可持续发展的良性循环。
（1） 去除COD的效应与分析
在水中有氧的情况下，通过改变磁感应强度、水温、磁化流速等对各种污水进行了一系列实验，结果表明：水温对污水瞬间通过磁化器直接去除COD没有影响。磁化流速2.5m/s时最好,这时对形成核磁共振比较有利，磁化去除COD的能力较强。常温下磁化流速2.5m/s左右,磁感应强度0.262～0.315T下，上述各类污水的COD直接去除率平均医院污水为25.4%，印染废水为21.2%，城镇污水为16.4% (磁化流速为2.5m/s时为20.0% )、橡胶业废水为11.3%，造纸废水为8.1%，葡萄糖水为17.8%，淀粉水为11.1%，氨水为 8.1%。另外，为查明瞬间磁化直接使COD减少的原因，还对去离子水、自来水和城镇污水磁化前后的溶解氧进行测试。常温下磁化流速2.0m/s，最佳磁感应强度0.315T，4组去离子水磁化前后的溶解氧浓度不变，磁处理对溶解氧无影响;5组自来水磁化后溶解氧略有降低，平均减少4.1%；12组城镇污水，磁化后溶解氧平均减少24.7%。这种瞬间磁化使污水有机物降解和溶解氧减少的现象，称磁处理污水的直接效应。这一作用并非水中微生物酶引起的有机物分解，也非磁化使水中有机物分子的化学键断裂,而是磁处理引起核磁共振激活了水中的溶解氧，促使部分有机物氧化分解。这可从三个方面来分析：一是上述实验中，葡萄糖、水、淀粉水、氨水均为蒸馏水配制，其中没有微生物，显然瞬间磁化使污水COD降低并非微生物酶的作用；二是水和有机物分子的化学键断裂，需要消耗相当大的能量，如水分子的氢键断裂需4～6千卡 /克分子的能量，如此之低的磁感应强度所提供的能量很小，无法使化学键断裂；最后,B?帕特罗夫的实验一定程度上证实了上述论断，他使有溶解氧的水连续从感应磁场中通过，水中则产生5×10-5%的h2O2 ，这是一种很强的氧化剂，可使水中的有机物直接氧化分解。另外，我们还做了对污水多次连续反复磁化的实验，可见随着磁化次数的增加，每次去除COD的比率急剧变小，并趋于水平。因此，将磁处理技术应用于实际时，应使磁处理器间水流有一段时间的恢复过程。经验表明，水力滞留时间约2～3d以上为佳。
厌氧条件下磁化对提高水中有机物分解也有很好的效果，且更为显著。我们取4组城镇生活污水做实验，温度保持在0℃，最佳磁感应强度仍为0.315～0.368T，厌氧培养10d测试COD，表明磁化使COD的去除率提高21%～28%，平均为24.5%。其效果即使肉眼也能清楚看出，但机理尚需进一步研究。
（2）水磁处理生态效应及间接净化影响
外加磁场对生物影响称生物磁效应，可分为生物分子效应、细胞效应、组织器官效应及整体效应，例如病毒为单纯的大分子微生物、细菌、真菌基本上为单细胞微生物、原生动物、高等生物为不同功能器官所构成，其组织器官又为细胞组成。污水中生物种类繁多，构造与功能各异，它们通过某一强度的磁场时，受到的影响也很不相同。从整体上说，有些被抑制，甚至死亡；有些被激活，加快新陈代谢和生长，间接上提高了净化污水的作用。对此，做了以下几个方面的系列实验和分析（8）：
(a).污水磁化具有很强的灭菌作用。磁感应强度0.315～0.420T下，磁化流速2.0～2.5m/s，3组水样的情况基本一致,灭菌率为74%～81%。但连续反复磁化，灭菌率则提高不大，说明有些种类的菌群能够抵御磁场的作用，甚至激活其代谢能力，会更快地生长和降解有机物。磁化处理灭菌原因，可归纳为（7）：一是在磁场的直接作用下，引起BOD、COD降低,使异养微生物的能源和C素营养物质减少，导致水体异养菌死亡速度大于增殖速度，于是出现负增长现象，二是磁场力直接作用于细菌细胞内的水和酶，使酶钝化或失活。而BOD数值的降低是细菌总数减少的反映，一方面在外加磁场直接作用下，BOD随COD指标的降低而降低，另一方面，在外加磁场作用下，水体中功能微生物(以细菌为主 )受到影响，一部分细菌适应能力强，生命代谢活动不受到干扰,或者虽受到干扰但经过一定时间后可以恢复到正常状态，这部分细菌以更强的适应能力生存下去，大部分细菌受到外界磁场作用下，由于体内外水的理化性质的变化(如电导率、表面张力等 )以及酶的钝化、失活,不能适应而发生死亡现象，功能细菌数目的急剧减少，造成了BOD指标的降低，因此认为磁处理后BOD降低是水中细菌总数减少的反映。综上所述，可以得出这样一种认识，外界磁场作用于微生物，对微生物的影响存在有害的一面，也存在有利的一面。磁处理具有杀菌效果，当磁场强度加大到2100GS(4A)以上，可以使70%以上的细菌死亡。施加磁场可以看作微生物生存环境的突发改变，能够经得起周围环境及体内离子、电子传递速度变化的细菌继续生存下来并且维持正常的生命代谢活动，这部分细菌具有更强的适应能力，或者说具有更强的生物活性。
(b).活性污泥磁化会明显提高其活性，从而增强污水的处理效率。我们取7组活性污泥，在37℃恒温下观测不同磁强处理后的甲基兰脱色时间，表明0.367T下脱色时间由无磁化的29h减少至24h，污泥活性增强17%，原因就在于磁化后生存下来的微生物有更大的增殖和代谢能力。为证明这一论断，又取3组造纸中段废水稀释水样，分别在不磁化和磁化处理后标准温度下培养，测得它们的BOD5，后者均比前者高,平均高13%，可见磁处理既有灭菌作用，也有激活某些功能微生物的作用，并加速有机物的降解。
(c).磁化使藻类光合作用大大增强,显著地提高了水中的溶解氧。常温下取2组同样的污水实验，3天后磁化水中绿藻生长旺盛，非磁化水几乎看不到藻类。另外，又取3组生活污水用明暗瓶对比实验磁处理对藻类产氧能力的影响，都表明磁感应强度0.367T时污水的藻类产氧能力最高，比非磁化的平均高出1.1倍，按藻类固炭生产力与产氧能力的关系推算，藻类的生产力也将提高1.1倍，这与农业上磁化水使作物显著增产和大大提高种子的发芽率的结论一致。其原因主要是：①磁化污水使有机物分解加快，为藻类生长提供了充足的C,N,p等营养物；②磁化使生物膜渗透性增加，给藻类吸收营养元素创造了有利条件；③磁化使水的透光性增强，为藻类光合作用提供了更好的光能。水中溶解氧的增加，又促进了水中微生物的生长和有机物分解，二者相互促进,导致有机废水加速分解。
(d).污水磁化可促进高等水生生物生长，有利于污染物的去除。我们以泥鳅做实验，在 3个水桶(10L)中，1个未磁化，2个被磁化，磁强分别为0.03T和0.25T，分别放养1.5kg的泥鳅，其他条件相同，3个月后所有磁化的水中泥鳅产量均高于未磁化的，平均产量提高15%～20%。另外，还对泥鳅的耐污能力和同化COD进行实验，表明未磁化水桶中放养的50条泥鳅到第5天时全部死去，磁化的水桶中的50条在第7天时还有23条存活下来。由于高等水生动物通过食物链使有机物分解转化，间接上提高了污水的净化能力3组水样测定7天后的COD，表明被磁化且养有泥鳅的2、3号水桶的COD去除率比无磁化、无泥鳅的提高20%)，并使之以更高的速度转化为对人类有用的产物，变废为宝，防止了二次污染。
磁化-人工生态系统方法净化污水应用实例
如图2，1980年在原污水站基础上，建成了一个磁化—人工生态处理系统工程，主要由二级磁化和3个生态池组成。该处理系统有效占地面积770m2，平均日处理医院生活污水和病房污水700t。污水直接排入预沉调节生态池，水力滞留时间约4.0h，经水泵提升和一级磁化，进入放养大量鱼类的生态转化池，水力滞留2.0～2.5d，再次磁化并自流到设有许多垂直生态滤管的金鱼池，滞留时间2.5～3.0d，通过生态滤管集中后排出，出水达三级地面水标准，供医院绿化和清洗之用。该站运用多年来，仅1994年在预沉池排过一次池污，且数量不多，足见污染物降解转化率之高。该系统中：①预沉调节生态池面积180m2，平均水深 1.1～ 2.5m，为兼氧池，池面风眼莲覆盖,吸收污水分解的N,p等营养盐 ；②生态转化池，直径25m，由中心园池、环形复氧沟、环形外池组成,接纳来自预沉池并进行一级磁化的污水，池中放养数万尾罗非鱼，吞食大量生长的菌、藻及原生动物,使水体快速净化，并流入中心园池；③生态滤池100m2，平均水深2.3m，其中放养约6万条金鱼和布设许多生态滤管，接纳中心园池流来并经二级磁化的水流，继续生态转化后经生态滤管过滤后排放，完成整个净化过程。该系统对BOD(Biological Oxygendemand)，COD，N，p去除率全年平均分别为 89.9%，87.6%，69.6%和73.6%。该系统工程基建总投资27万元，折合日处理污水1t/d的基建投资单价为386元；年运行费用7500元，折合处理污水1t/d的年运行单价10.7元，远低于表 1所列的常规二级处理的投资单价和运行单价。不仅如此，由于污水处理过程中的牛蛙、金鱼、罗非鱼、中药材、葡萄等收入，每年还可收益1.8万元，比年运行费还多出1.0万元，形成污水处理过程的负投入。该法由于生态处理中的磁化效应，大大加速和提高了污染物转化速度和效率，且变废为宝，使之成为投资少、占地小、效率高、运行费用低、无二次污染，并有一定产出收益的污水处理新途径。

② 臭氧在水处理中起到怎样的作用

1、臭氧在工业上起到的作用

工业上用电晕放电法来制取臭氧，这样生产出来的臭氧适用于初步处理含烷基苯磺酸钠、焦油、COD、BOD、污泥、氨氮等污染物的污水。

2、臭氧在生活上起到的作用

用于处理含Fe2+、Mn2+、氰、酚、亲水性染料、细菌等生活污水。 由于水资源愈来愈紧张，工业及城市生活污水处理后经常回用，这就需要提高污水的处理标准。利用臭氧对水进行深度处理，可除掉水中各种杂质，从而达到回用标准。

3、臭氧在医院污水起到的作用

臭氧处理医院污水可消毒灭菌。若采用臭氧处理医院污水，可截断传染源，免除后顾之忧。并且臭氧在几分钟之内可以将病毒全部杀死，比当量氯气快200～3000倍。

4、臭氧在锅炉循环水起到的作用

在循环冷却水中，需对水进行深度处理，臭氧可以除去形成污垢的杂质，防止阻塞管道。当然，要达到此目的必须先将氨除尽，否则其还原性会分解残余臭氧，不利于保持臭氧的氧化效率，通常残余臭氧保持在0.5mg/L左右为宜。

5、臭氧在饮用水上起到的作用

采用臭氧消毒灭菌不存在任何对人体有害的残留物（如用氯消毒有致癌的卤化有机物产生），对提高饮用水的消毒质量问题非常有效。地表水中含有各种有机、无机以及各种细菌、病毒。地表水用臭氧进行深度处理后，基本上可以达到优质饮用水标准。

6、臭氧在其他水处理起到的作用

应用臭氧消毒游泳池水在国外十分普遍。经臭氧消毒后，游泳池池水清澈透明，彻底解决了氯消毒刺激眼睛、皮肤的问题。部分经济发达地区也采用臭氧消毒游泳池水，效果较好。

③ 磁场对电流的作用和电流的磁效应的区别还有电磁感应

• 磁场来对电流的作用和电自磁感应，前者电动机原理，后者是发电机原理。

• 磁场对电流的作用和电磁感应，涉及三个量，磁场方向、电流方向、运动方向，他们相互垂直。

• 互为因果关系：在磁场中，因为有电流而运动，则是电动机，因为运行而产生电流，则为发电机。电动机原理用左手定则，发电机原理则用右手定则。

• 电路中的区别：电动机原理电路中有电源，发电机原理电路中有用电器（电流计），抓住这点很容易区别。

• 至于电流的磁效应，很简单，电流周围存在磁场（事实），磁场方向也用右手定则。
  

④ 导电流体在磁场中的效应

答：导电流体指液体、气体。酸碱盐溶液能导电，因为酸溶于溶剂后电离出带电的内氢离子、酸根容离子，碱溶于溶剂后电离出金属离子、氢氧根离子，盐溶于溶剂后电离出带电的金属离子、酸根离子；而液态汞能导电则是因为汞是金属，金属具有良好的导电性。注意，纯水是不导电的，生活中的水一般含有一些酸根离子或金属离子，所以可以导电。
磁电效应，包括电流磁效应和狭义的磁电效应。电流磁效应是指磁场对通有电流的物体引起的电效应，如磁阻效应和霍耳效应；狭义的磁电效应是指物体由电场作用产生的磁化效应或由磁场作用产生的电极化效应如电致磁电效应或磁致磁电效应。外加磁场后，由磁场作用引起物质电阻率的变化。对于非铁磁性物质，外加磁场通常使电阻率增加，即产生正的磁阻效应。在低温和强磁场条件下，这效应显著。对于单晶，电流和磁场相对于晶轴的取向不同时，电阻率随磁场强度的改变率也不同，即磁阻效应是各向异性的

⑤ 强磁水处理器的工作原理

1.灭菌、来灭藻原理
由于强磁水处理源器钕铁硼磁场在水波中产生紊流，破坏了细胞膜的离子通道，改变了细胞适应的内控电流和生存所需的环境条件，使其丧失生存能力而死亡。同时，磁激励后的水分子能将水中溶存氧包围封锁，破坏了微生物进行生命反应所需的氧的来源，从而达到了很好的杀菌、灭藻效果，防止生物污泥的产生。
2.阻锈、防腐原理
金属锈蚀需要氧，高频电磁能量的作用使单个水分子包溶了溶解在水中的氧分子，使溶解氧成为惰性氧，封断了金属锈蚀所需的氧的来源。同时，高频电磁波激起了悬垂复合调制频率的电磁场所产生的“集肤效应”，在管壁上聚集了过剩的负电荷，而在水内部聚集了过剩的正电荷。正电荷强烈排斥带正电的同性Fe3+，阻Fe失去电子变为Fe3+从金属管壁分离进入水中；同时管壁上过剩的负电子也不断地吸引带正电的Fe3+，阻碍它溶于水中；从而使原管壁上的Fe2O3（红锈）还原成具有极强耐腐蚀力的黑锈外膜Fe2O4。

⑥ 仪器分析在水处理中的作用

第1章 分析仪器和仪器分析的作用和意义
1．1 分析化学的历史变革和面临的任务
分析化学是一门历史悠久的学科。在古代，就有了主要利用物质的物理性质对矿石矿物的鉴别和金属的检验。到17世纪波义耳(Boyle R，1627—1691年)时代，发展到广泛应用化学反应，形成了分析检验方法的多样性。17世纪湿法检验得到了进一步发展。到18世纪中叶，重量分析法的出现使分析化学迈入了定量分析的时代，这一时期产生和发展了容量(滴定)分析。19世纪是滴定分析发展的极盛时期[1]。到20世纪初，由于物理化学的发展，建立了溶液中的四大平衡理论，为经典化学分析提供了理论基础，使之发展成为一门分析学科，这是分析化学发展中的第一次巨大变革L2]。第二次世界大战前后，物理学和电子学的发展以及20世纪40～50年代材料科学和60～70年代环境科学的发展，促进了分析仪器的发展。新的分析仪器和仪器分析方法的涌现，如荧光分析法、各种新型的极谱分析法、质谱法、气液色谱法、拉曼光谱法、核磁共振波谱法、放射化学分析法、光电子能谱法等，引发了分析化学的第二次大变革，使分析化学由以化学分析为主的经典分析化学发展为以仪器分析为主的现代分析化学。除了溶液中的四大平衡理论作为分析化学处理和解决问题的理论基础之外，数学、信息理论、系统科学、自动化、计算机、人工智能等引入分析化学，使它建立在更广泛的理论基础之上。目前分析化学正处在第三次大变革时期，各种联用技术如色谱—质谱联用、色谱—红外光谱联用、色谱—原子吸收光谱联用、质谱—质谱联用、高效液相色谱—核磁共振波谱联用、毛细管电泳—薄层色谱联用等得到快速的发展，获得和解析多维分析数据的能力大大增强。分析化学远远突破了原来化学的范畴，发展成为一门涉及光、电、热、磁、声等多学科交叉渗透的综合性的分析化学信息科学。分析化学工作者由单纯的“数据提供者”变为“问题解决者”。分析仪器和仪器分析方法的发展，给分析化学注入了新的活力。分析仪器将融合各种已经和正在发展的新材料、新器件、微电子技术、激光、人工智能技术、数宁图像处理、化学计量学等各方面的成就，使分析化学获取物质定性、定量、形态、形貌、结构、表面微区等各方面信息的能力得到极大的增强，采集和处理信息的速度越来越快，获得的信息量越来越大，采集信息的质量越来越高。

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我国国家自然科学基金委员会在1993年发表的分析化学学科发展战略调研报告L2]和美国2l世纪化学科学的挑战委员会在所著的《超越分子前言——化学与化学工程面临的挑战》(以下简称《挑战》)[4]一书中都强调了检测和测量对于人类活动的所有方面——制造业、环境、医药和健康、农业以及国家安全等的至关重要性，它的发展与数学、物理学、生物学以及生命、环境、材料、资源、信息、医药等科学的发展息息相关，影响到国民经济、国防建设、资源开发和人们的衣、食，住、行等各个方面。《挑战》一书将分析化学(测量科学)列为21世纪化学化工主要解决的六大问题之一，认为化学科学的发展对未来分析化学方面的需要不管怎样表述都不算夸大其词。鉴于分析化学(测量科学)的重要性，《挑战》一书建议将测量科学作为研究生以及科学工作者和工程师的核心基础知识融人教育之中。
随着科学技术和国民经济的发展，对分析化学提出了越来越高的要求，分析内容更加多样化，从组成分析到形态分析，从总体分析到微区表面分布及逐层分析，从宏观组成分析到微区结构分析，从静态分析到快速反应动态分析，从破坏试样分析到无损分析，从离线分析到在线分析、原位分析和活体分析等。分析领域的前沿在于不断地提高方法的灵敏度以测定极微量甚至难以察觉的物质，分离非常复杂混合物中的化学物质，以及评定组分的结构和组成。
分析化学未来的发展方向和面临的任务如下。
(1)发展高精密度、高灵敏度、高空间分辨率的高效仪器和测量方法。现代高新技术、环境科学和生命科学等有时需要获知低至10^-12g/g以至单个原子或分子水平的杂质的有关信息。如测定南极冰盖表层中的Pb，开发海洋测定海洋沉积物中的Au，绝对检出限要求达到10^-12～10^-13。又如，马万云等用280．3nm激光激发汞原子蒸气，基态原子吸收两个光子由6^1S0跃迁到6^1D2，去活化发射579．1nm的原子荧光，测定时间为2。时，测定空气中的汞，检出限是2.2X10^9个原子／cm^3，通过方法改进，检出限可以达到10^5—10^6个原子／cm^3，方法非常灵敏[5]。在生物无机领域中，痕量元素分析已集中在生物组织层、单个细胞甚至细胞膜中和人体蛋白质内的微分布及其结合形式方面，检出限要求达到10^-15g／g量级。利用固定酶技术流动注射化学发光测定血液中的葡萄糖、尿酸和胆固醇，用荧光虫素酶生物发光体系测定三磷酸腺苷，灵敏度可达到10^-20~10^-23 mol／L。
(2)提高选择性。这是分析复杂分析体系必然面临的问题，涉及分离富集、联用技术与联用仪器、选择性试剂的研发。如微量物证分析可以为侦破提供重要线索，为审判罪犯提供确凿的证据，但从犯罪现场提取的物证量常常在微克至纳克量级，且成分复杂，有鉴别价值的成分含量很少，有时低至百万分之一到十亿分之一量级，属于微量样品的超痕量分析，不仅要求分析方法有非常高的灵敏

⑦ 磁场的作用

磁场是对放入其中的磁体有磁力的作用的物质叫做磁场，磁场的基本特征是能对其中的运动电回荷施答加作用力，即通电导体在磁场中受到磁场的作用力。磁场对电流、对磁体的作用力或力距皆源于此。而现代理论则说明，磁力是电场力的相对论效应，受到磁性影响的区域,显示出穿越该区域的电荷或置于该区域中的磁极会受到机械力的作用。

⑧ 磁化水处理中的概念

磁化水是一种被磁场磁化了的水。让普通水以一定流速，沿着与磁力线平行的方向，通过一定强度的磁场，普通水就会变成磁化水。磁化水有种种神奇的效能，在工业、农业和医学等领域有广泛的应用。
在工业上，人们最初只是用磁场处理少量的锅炉用水，以减少水垢。现在磁化水已被广泛用于各种高温炉的冷却系统，对于提高冷却效率、延长炉子寿命起了很重要的作用。许多化工厂用磁化水加快化学反应速度，提高产量。建筑行业用磁化水搅拌混凝土，大大提高了混凝土强度。纺织厂用磁化水褪浆，印染厂用磁化水调色，都取得了很好的经济效益。
在农业上，用磁化水浸种育秧，能使种子出芽快，发芽率高，幼苗具有株高、茎粗、根长等优点；用磁化水灌田，可使土质疏松，加快有机肥分解，刺激农作物生长。通过实践人们发现，常浇磁化水的大豆、玉米等农作物和萝卜、黄瓜等蔬菜，产量可提高10~45%，水稻、小麦、油菜等作物可增产11~18%。此外，有些畜牧场用磁化水喂养家禽家畜，可使禽畜疾病减少、增重快。
在医学上，磁化水不仅可以杀死多种细菌和病毒，还能治疗多种疾病。例如磁化水对治疗各种结石病症（胆结石、膀胱结石、肾结石等）、胃病、高血压、糖尿病及感冒等均有疗效。对于没病的人来说，常饮磁化水还能起到防病健身的作用。
在日常生活中，用经过磁化的洗衣粉溶液洗衣，可把衣服洗得更干净。有趣的是，不用洗衣粉而单用磁化水洗衣，洗涤效果也很令人满意。
磁化水为什么会有如此神奇的作用呢？这是一个至今尚未揭开的谜。一些科学家认为，水分子本身就是一个小磁体，由于异性磁极相吸，因而普通水中许多水分子就会首先相吸，连结成庞大的“分子团”。这种“分子团”会减弱水的多种物理化学性质。当普通水经过磁场作用后，冲破了原先连接的“分子团”，使它变成单个的有活力的水分子。当然，要彻底揭开磁化水的奥秘，还有待于人们继续研究和探索。
磁化水但不能滤除水中的氯化物，重金属及杂质

⑨ 石英砂在水处理方面能起到什么作用

石英砂滤料是用在水处理过程中对水中的悬浮物和水面漂浮物进行拦内截，就像水经过砂石渗透容到地下一样，将水中的那些悬浮的物阻拦下来，主要针对那些细微的悬浮物。从而起到净化过滤的作用，普通石英砂是用在污水处理中，使用寿命可达三到五年，精致石英砂是专业于纯水处理当中，使用寿命可在一到两年，不如及时更换水质将不及以前处理水质效果好。
由于石英砂所具有的独特的物理、化学特性、使得其在航空、航天、电子、机械以及当今飞速发展的产业中占有举足轻重的地位，特别是其内在分子链结构、晶体形状和晶格变化规律，使其具有的耐高温、热膨胀系数小、高度绝缘、耐腐蚀、压电效应、谐振效应以及独特的光学特性，在许多高科技产品中发挥着越来越重要的作用。