第三章化肥生产的污染与防治

温故而知新，可以为师矣。《论语·为政》2023/7/301第三章化肥生产的污染2023/7/302第一节：化肥生产与废气污染一、氨合成氨是生产氮肥的基本原料合成氨的反应式如下

3H2+N22NH3合成氨所需的N2来自大气，H2来自煤、焦碳、天然气和石油分馏物（重油）等。℃、P、催化剂2023/7/303

在合成氨及其后续工序中，都存在少量氨气的泄露，不同浓度的氨对人体的影响如下表NH3对人体的影响NH3浓度人体反应接触后果%Mg/l0.00537.5多数人能嗅出较长时间反复接触无害0.0175.0一般操作2d后有不适感连续接触8h最高容许浓度0.04~0.07300~525鼻喉受刺激，眼睛流泪一般接触1h无严重后果0.2~0.31500~2250痉挛性咳嗽，眼睛严重刺激短时间接触即可致命0.5~1.03750~7500呼吸道痉挛，立即窒息接触后立即致命2023/7/304二、氮氧化物（NOx）主要产生于硝酸、硝酸铵、硝酸磷肥生产中由合成氨氧化为硝酸过程中的不完全氧化产物。主要是NO、NO2和不稳定的N2O2，通式为NOx。NO、NO2排入大气后，可产生光化学烟雾，对人体、动物和植物都有害。在氧化为NO3的过程中，将消耗臭氧中的[O]，使臭氧层变薄，诱发皮肤癌。空气中NO2对人体安全的极限值为9mg/m32023/7/305硝酸生产厂NOx尾气排放标准国别NOx尾气排放标准mg/m3ml/m3美国450220英国1000488原西德1000~1600488~7802023/7/306三、氧化硫系指硫酸生产过程中排放的SO2、SO3气体(硫酸是磷肥工业的重要原料)。SO2是一种具有强烈刺激性的气体，空气中SO2浓度达0.4mg/M3时，即能让植物受害，对人体黏膜产生刺激。2023/7/307硫酸厂SO2排放的控制标准国别控制标准美国每吨产品＜2.0kgSO2，硫酸烟雾0.075kg（阻光度10%）。英国S的总转化率99.5%，无硫酸烟雾。原西德SO2转化率＞99.5%，每吨产品SO2气体＜0.4kg。2023/7/308四、气态氟天然磷矿石的主成分Ca10(PO4)6·F2，即氟磷灰石。磷矿石中一般含有3~4.5%的F，在化学法与热法加工磷肥的过程中，都有一定量的气态氟化物释放，是磷肥厂最为危险的污染物之一。如普通过磷酸钙Ca10(PO4)6·F2+7H2SO4+6.5H2O→3Ca(H2PO4)2·H2O+7CaSO4·0.5H2O+2HF↑2023/7/309重过磷酸钙Ca10(PO4)6·F2+14H3PO4+10H2O→10Ca(H2PO4)2·H2O+2HF↑富化过磷酸钙①Ca10(PO4)6·F2+10H2SO4+5H2O→6H3PO4+10CaSO4·0.5H2O+2HF↑②Ca10(PO4)6·F2+14H3PO4+10H2O→10Ca(H2PO4)2·H2O+2HF↑钙镁磷肥Ca10(PO4)6·F2+SiO2+H2O→3Ca3(PO4)2+CaSiO3+2HF↑当水蒸气较少时2Ca10(PO4)6·F2+2SiO2→6Ca3(PO4)2+Ca2SiO4+SiF41350℃1350℃2023/7/3010脱氟磷肥①Ca10(PO4)6·F2+2H2O→Ca10(PO4)6·(OH)2+2HF↑②2Ca10(PO4)6·(OH)2+SiO2→6Ca3(PO4)2+Ca2SiO4+2H2O钙钠磷肥Ca10(PO4)6·F2+3Na2CO3

→3Ca3Na2P2O9+3CO2+CaF2偏磷酸钙①2Ca10(PO4)6·F2+21SiO2+30C

→20CaSiO3+6P2+30CO+SiF4②2P2+5O2→

2P2O5③Ca10(PO4)6·F2+7P2O5+H2O→

10Ca3(PO4)2+2HF↑1600℃1200℃﹥1000℃2023/7/3011沉淀磷酸钙①Ca10(PO4)6·F2+20HCl→

6H3PO4+10CaCl2+2HF↑②3H3PO4+3Ca(OH)2+5CaCl2→3CaHPO4·2H2O+5CaCl2HF是一种腐蚀性很强的有害气体。空气中如含有0.05mg/l的HF，即能对人的黏膜产生刺激；人如果在含HF0.4mg/l的空气中呼吸6~10分钟，即能导致中毒。植物则比人和动物更敏感。2023/7/3012氟化物排放标准（中国）含氟物质允许排放标准含氟废气1.8kg/h（烟囱高30米）4.1kg/h（烟囱高50米）含氟废水10mg/l（按F计）2023/7/3013五、粉尘沉降在化肥生产中，原料的破碎、筛分、装卸、烟道气体的排放等过程中，均有一定量的粉尘进入大气，尿素造粒塔也能排出含氨和尿素的粉尘，这些物质而后降落到水面、作物的叶面与地表，造成污染。2023/7/3014第二节：化肥生产与废液污染一、氮肥厂的废液如尿素厂排出的废液中通常含有(以重量计)：NH33.5~5.5%，CO21.5~2.5%，尿素1~2%。二、磷肥厂的废液主要是含氟废水或含有微量磷化合物的酸性废液。如：每生产1t硝酸磷肥约排出废水0.27t，其中含NH3600~1000mg/l，氟7~10Mg/l，其他形态的氮（以NO3—计）1000~1500mg/l。2023/7/3015钙镁磷肥的炉气洗涤液含氟约0.5~3g/l，通常用石灰乳中和、沉降后，澄清液含氟约10~40g/l，供循环使用；此外，每生产1t钙镁磷肥排出约20~30m3水淬水，水淬水一般含氟6~10mg/l，如循环使用，含氟浓度可达10~20mg/l。磷肥厂排放的含氟废水将直接对人体产生有害影响。2023/7/3016含氟废水对人体的影响氟化物浓度(mg/l)对人体的影响﹤0.8无0.8~1.5牙齿产生斑点（氟斑牙）的临界浓度1.5饮用水临界浓度6.0对骨骼产生影响的临界浓度10~15鱼及水生物不能生存，人骨骼硬化50甲状腺病变100生长迟缓125肾脏病变2023/7/3017家畜中牛、羊对HF最敏感，家禽耐性较强。家蚕对氟也是很敏感的，桑叶含氟30mg/kg以上，可使蚕发育不良。有人认为，对动物危害最大的是经过植物合成的氟代醋酸盐和氟代柠檬酸盐。另外，许多磷肥厂均附设有硫酸制取工序，硫酸生产排出的废液中常含有砷、汞、铅、镉、锌、铜、氟及悬浮物等。2023/7/3018第三节：化肥生产与废渣污染化肥厂产生的废渣较少，主要是湿法磷酸产生的磷石膏。湿法磷酸：Ca10(PO4)6·F2+10H2SO4+5H2O→6H3PO4+10CaSO4·0.5H2O+2HF↑干法磷酸：2P2+5O2→

2P2O5平均每生产1tP2O5产生5t磷石膏，目前世界上每年副产磷石膏1亿多吨。2023/7/3019磷石膏中含有可溶性氟化物、水溶性P2O5及从磷矿石中转移到磷石膏中的重金属元素。在堆置、堆放磷石膏时，必须考虑它可能给环境带来的污染。湿法磷酸副产磷石膏成分（%）P2O5FSO3SiO3Al2O3昆明矿0.50.0551.598.200.11二水法佛罗里达矿1.390.5842.442.880.490.2~0.50.6444~451.700.32半水~二水法2023/7/3020重金属从磷矿转移到磷石膏的百分数元素美国西部北卡佛州北部北卡中部Cd40544030Cu946464100Zn25222049Pb100100100100Cr2625153V17100181

欧洲的研究表明，不论磷矿中Cd的起始含量是多少，只有20%的Cd转移到磷石膏中。2023/7/3021第四章化肥生产污染的治理第一节：氮肥生产污染的治理一、合成氨生产的污染治理1.尾气成分合成氨尾气组成：

H2-55~65%、CH4-9~15%、NH3-4~6%、N2-18~22%、Ar-3~6%，微量的He、Kr、Xe等稀有气体。吨氨尾气排放量约为170~200m3。2023/7/30222.氨气回收第一步：在加压下用水吸收尾气中的氨，得到稀氨水。第二步：将稀氨水浓缩成浓度为15%的农用氨水或碳化氨水。以上措施，可使排放的废水中氨的浓度降至0.05%以下。2023/7/30233.其他气体的分离与回收回收的方法（1）选择渗透法：利用某种聚合物薄膜对气体中各组分通过速度的不同实现尾气分离（2）深冷分离法：根据尾气中不同气体沸点的差异，采用深冷精馏获得纯净气体（3）变压吸附法（PSA法）：利用吸附剂在不同的压力下吸附牢度的不同，通过降低已饱和的吸附床压力解吸后，使各种气体得到分离2023/7/3024回收得到的氢气，可回入合成氨的新鲜原料气流，也可用做生产锦纶、苯胺等工业加氢用，并可用于生产双氧水。由深冷分离法得到的甲烷气，可用做民用燃料气；氩气主要用于氩弧焊。2023/7/30254.含氰废水的处理以煤为原料的合成氨生产中，形成以氰化物为主的造气含氰废水，一般吨氨排放废水50~60t，氰化物含量高达10~20mg/l（排放标准为﹤0.5mg/l）。目前，处理造气含氰废水大都采用生物氧化法（生化法）。2023/7/30265.碳黑的回收以重油为原料生产合成氨时，约有3%的重油生成碳黑。碳黑污水流入江河，将严重污染水体。污水中的碳黑经回收后，可用做锅炉燃料或用于其他工业用途。2023/7/3027二、硝酸生产尾气污染的治理

方法实质使用条件净化度使用情况化学吸收法用各种碱液回收，生成硝酸盐和亚硝酸盐。尾气中NOx含量较高的情况下尾气浓度可降至1.5l/m3左右常压法系统使用催化还原法选择性在催化剂作用下,NH3将NO、NO2还原为N2。NOx不高时使用,操作费用高.0.5~0.8l/m3国内中压机组使用非选择性采用CH4将尾气中的NOx还原为N2。操作温度高,流程复杂。0.2~0.5l/m3国外多用直接吸收法提高系统压力，使吸收后尾气达到微量标准。加压至﹥10×106Pa﹤0.2l/m3国外新系统使用2023/7/3028三、尿素生产污染的治理1.排放的气体中含有NH3、CO2、CO、N2、O2、CH4、H2S等，治理方法基本同合成氨尾气回收。2.蒸发系统含氨、二氧化碳、尿素的冷凝水以及设备、管道的清洗水。一般采用解吸回收和水解并用的方法处理。新近开发了一种新的水解气提法，可使废水中的NH3﹤5mg/l，尿素﹤2mg/l。3.造粒塔或造粒器排出的含尿素粉尘的气体，一般采用湿法处理，即用水洗涤，净化率在70~80%，处理后的含尘量在45~60mg/m3。2023/7/3029第二节：磷肥生产污染的治理一、在磷肥生产中循环利用1.氟硅酸代替硫酸或用氟硅酸与硫酸的混合酸分解磷矿石生产普钙（意大利、前苏联）；2.法国的VIF工艺：在湿法磷酸生产中，利用回收的氟硅酸分解磷矿制磷酸，该工艺于1985年取得美国专利；3.广西北海化肥厂将回收得到的氟硅酸加入球磨机研磨磷矿，实现了封闭循环。2023/7/3030二、综合利用1.氟硅酸钠的生产H2SiF6+2NaCl→Na2SiF6+2HCl或H2SiF6+Na2SO4→Na2SiF6+H2SO4主要用作搪瓷助熔剂、玻璃乳化剂、木材防腐剂、饮用水净化剂、杀虫剂、耐酸胶泥和耐酸混凝土固化剂以及制备无机氟化物等。2023/7/30312.氟化铝的生产（1）奥地利OSW法H2SiF6+2Al(OH)3→2AlF3+SiO2+4H2O（2）荷兰UKF法①

H2SiF6+6NH4OH→6NH4F+SiO2↓+4H2O②去除磷酸盐杂质（略）③Al2O3·0.6H2O+6NH4F→(NH4)3AlF6+0.5Al2O3·H2O+3NH3+1.6H2O④2(NH4)3AlF6+Al2O3·H2O→3NH4AlF4+0.5Al2O3·H2O+3NH4+3H2O2(NH4)3AlF6+0.5Al2O3·H2O→4AlF3+NH3+3H2O⑤氨回收2023/7/3032氟化铝主要用于铝电解质的调整剂和石油化工的催化剂。3.氟化钠的生产①Na2SiF6+2Na2CO3

→6NaF+SiO2+2CO2↑②2SiO2+2NaOH→Na2Si2O5+H2O③Na2Si2O5+CO2→Na2CO3+2SiO2NaF主要用作木材防腐剂、酿造业杀菌剂、搪瓷熔剂、炼铝电解质的调整剂等。2023/7/30334.冰晶石的生产（1）直接合成法6NaF+AlF3→Na3AlF6（2）氨法①12NH4F+Al2(SO4)3→2(NH4)3AlF6↓+3(NH4)2SO4②2(NH4)3AlF6+3Na2SO4→2Na3AlF6↓+3(NH4)2SO4冰晶石主要用作炼铝的熔剂，此外还用于玻璃、陶瓷生产和磨料生产的填充剂等。2023/7/30345.氟化钙的生产6NH4F+3Ca(OH)2+3H2O→3CaF2↓+9H2O+6NH3德国拜尔和钾盐化学公司的工艺H2SiF6+3CaCO3→3CaF2+SiO2+3CO2+H2O氟化钙主要用于冶金、玻璃、搪瓷釉、陶瓷釉的助熔剂以及制备氢氟酸的基本原料。2023/7/30356.磷石膏的综合利用（1）建材：室内装饰板、隔墙板、建筑石膏砌块、硫铝酸盐早强水泥等。（2）土壤改良剂（3）化肥：制取硫磷铵肥料或用作复混肥添加剂。2023/7/3036附：有机肥的污染与治理一、历史上的有机肥料

多来自天然资源或有机残体转化，与植物体有机成分大体相似，又回归自然，历经数千年，不仅保证了粮食生产，又维持了土壤肥力。历来为人们重视和推崇。

2023/7/3037二、有机肥的现状1.集约化养殖业畜禽粪便▼营养性添加剂①人工合成的氨基酸：如DL—蛋氨酸，L—赖氨酸。②无机添加剂：有磷（P）、铁（Fe）、铜（Cu）、锰（Mn）、锌（Zn）、碘（I）、硒（Se）、钴（Co）、砷(As)等元素。③维生素添加剂2023/7/3038▼非营养性添加剂①抑菌促生长剂：有抗生素类，有化学合成的抗菌药，还有垂体激素中的生长激素。常用的药物有：杆菌肽锌、维吉尼亚霉素；泰乐菌素、螺旋霉素、土霉素、喹乙醇等。②驱虫保健剂：一般毒性较大，目前世界各国批准的作为饲料添加剂使用的驱虫剂只有两类；一类是驱虫性抗生素，如越霉素A及潮霉素B；另一类是抗球虫剂，如氨丙啉、莫能霉素、盐霉素、氯苯胍、球痢灵等。

2023/7/3039③抗氧化剂：常用的有：乙氧基喹啉，简称乙氧喹。还有二丁基羟基甲醛（PHT）及丁基羟基茴香醚（BHA），它除有抗氧化作用外，还有较高的抗菌力。④防霉剂：常用的有丙酸、丙酸钠、丙酸钙及山梨酸、苯甲酸、蚁酸、柠檬酸等。⑤增色剂：允许饲料内使用的着色剂有食用色素和类胡萝卜素及叶黄素等。⑥调味增香剂：常用的有花椒、味精、糖精等。⑦镇静剂：为减轻应激症状，如搬迁换舍、运输、噪音等，常在饲料内添加一些镇静剂。

2023/7/3040

由于生长速度快，出栏周期短，在畜禽体内尚未代谢完全的上述物质随粪便排出体外，进入环境。2023/7/30412.由于农药、除草剂的应用，沾染了农药、除草剂的农作物秸秆、被杀死在田间的杂草以及滴洒在土壤上的药物通过施肥与翻耕进入耕层。还可通过饲喂牲畜进入家畜体内。3.由于农村劳动力结构的改变，经济结构的调整，经营理念的变化，使有机肥受到冷落，沦为“农业废弃物”。而且由于这些物质被随意堆放，疏于管理，任凭日晒雨淋，已严重污染了农村环境。2023/7/30424.生活方式的改变，水冲式卫生洁具的广泛使用，使人口高度集中的城市产生的粪便进入排水系统，加之污水处理能力所限，部分未经处理的粪便直接进入水体，不仅造成水体污染，也造成大量优质有机肥源的流失。2023/7/3043

杭州市余杭区的调查结果显示：当前农业农村主要面源污染物的排序是：畜禽、水产养殖业污染，农业农村废弃物污染，农田化肥和农药污染，农业农村主要面源污染对整个环境污染的影响力已超过工业污染。2023/7/3044三、有机肥污染的后果1.畜禽饲料中添加的磷、铁、铜、锰、锌、碘、硒、钴等营养元素，部分随粪便排出，也可进入水体。而更严重的是添加的砷(As)也随粪便进入环境，据科学家预测，一个万头猪场使用含砷药物添加剂，经5-8年，可向周围环境排放1吨砷。另据报道，土壤中砷含量每升高1mg/kg，甘薯块根中砷含量即上升0.28mg/kg，不到10年该地区甘薯砷含量即超过国家卫生标准，不能供食用。2023/7/30452.据统计，我国每年使用的微量元素添加剂约为15~18万吨，大约有10万吨左右未被动物利用而随禽畜粪便排出。重金属铜、锌、砷、汞等对土壤中的蚯蚓等动物种群的种类和数量会产生不利影响，使对污染敏感的种群减少或消失。有机砷制剂作为添加剂大量使用后，随排泄物和残留进入土壤，对土壤固氮细菌、解磷细菌、纤维素分解菌等均产生抑制作用，导致土壤质量下降。2023/7/30463.畜禽饲料中添加和动物防疫注射的兽药，未被代谢完全的部分也随粪便排出体外，产生相应的环境效应。抗生素类药物使畜禽体内的耐药病原菌或变异病原菌不断产生，并且通过粪便向环境中排放抗生素及其代谢产物，使环境中的耐药病原菌或变异病原菌也不断产生。这两者又反过来刺激生产者增加用药量与更新药物品种，造成了“药物污染环境—耐药或变异病原菌产生—加大用药量—环境进一步污染”的恶性循环。

2023/7/3047▼国外对许多药物在环境中的浓度、持续时间及在食物链中的富集做了许多研究，发现己烯雌酚、氯羟吡啶、链霉素、土霉素、泰乐菌素、竹桃霉素等在土壤中降解很慢，己烯雌酚还能在食物链中高度蓄积。

2023/7/30484.抗寄生虫药物，如阿维菌素类，在体内代谢较少，大部分通过粪便和乳汁以原形从体内排出，进入环境后，仍具有杀虫活性，对低等水生动物和土壤中的线虫、环境昆虫均有较高的毒性作用，Strong等发现这些药物在动物粪便中能保持8周的活性，对草原中及堆肥周围的多种昆虫都有强大的抑制或杀灭作用。另据报道，伊维菌素给牛皮下给药后，占投药量40~75%的药物以排泄物形式排出，可使粪甲虫幼虫发育受阻，成虫繁殖能力下降，在野外试验中，6~8月间投药时放牧草场粪源昆虫比未投药对照草场减少了36%；对金龟子的影响可达排泄后10天左右。2023/7/30495.长期大量施用畜禽粪肥对环境和农产品质量都会造成威胁。如果盲目过量施用畜禽粪肥，土壤中硝酸盐和速效磷的积累将比使用化肥的还要严重，对水体环境和农产品质量安全都具有潜在威胁。大量施用畜禽粪肥还会造成土壤中亚硝胺类物质的积累，土壤中的亚硝基化合物可被蔬菜直接吸收，从而威胁人体健康。例如，有的蔬菜地平均每公顷施用纯鸡粪多达75t左右，导致土壤中亚硝胺的含量高达0.38~7.52mg/kg,而未施用有机肥的农田土壤则未检出。2023/7/3050

上海市农科院环科所通过对上海市郊207个乡和15个农场土壤畜禽粪便负荷量承受程度的调查，发现占总数27.3%的地区畜禽粪便负荷量已不同程度地超过了当地农田的消纳能力，对农田环境构成了污染威胁。目前，我国总体的畜禽粪便土地负荷的警戒值已达0.49（安全值：＜0.4），北京、上海、山东、河南等地，出现了严重或接近严重的环境压力水平。2023/7/3051四、有机肥污染的治理1.结合“改水、改厕”改善农村民居环境近年来，国家建设部、卫生部、农业部等联合在我国农村开展“改水、改厕”工程，因地制宜地设计并实施了农村饮水工程改造与厕所改造。目前，这项工作正在全国逐步推广。2023/7/30522.推广以沼气为纽带的“生态家园富民工程”，推进农村循环经济的发展农业部近年来在中央财政的支持下，在全国范围内推广以沼气为纽带的“生态家园富民工程”，即以人、畜、禽粪便为原料，通过厌氧发酵，产生沼气，沼气可做能源用于炊事与照明，沼液、沼渣可做肥料，既实现了有机物料的循环利用、提高了农民生活质量，又推动了养殖业的发展，增加了农民收入。因此深得广大农民群众的欢迎。2023/7/3053混凝土一次浇筑的标准水压式沼气池综合功能良好采用圆形薄壳、结构受力比较合理方便就地取材，结构较简单、施工可手工操作建池造价较低管理和维护技术比较简单，适应农村现状2023/7/3054玻璃钢沼气池材质轻、力学性能好耐腐蚀性能好工艺性、密封性能良好保温性能好施工方便，受地理环境影响较小有利于工厂化生产，保证质量2023/7/3055小型沼气工程的应用果树2023/7/30563.推广高温堆肥，实现有机物料的无害化处理以秸秆为主的有机物料，经过高温发酵，可制成优质堆肥。在高温堆肥过程中，有一个逐步升温到逐步降温的过程，随着堆温的不断升高（最高时可达60~70℃并维持2天左右），物料中携带的寄生虫卵、卫生害虫、病原菌、植物害虫及卵、植物病原菌等几乎都能被杀灭，残留的农药、除草剂也能得到降解，使有机物料实现了无害化，为农产品安全提供了保障。2023/7/3057主要寄生虫、微生物、植物虫害病菌致死温度和时间有害生物名称致死温度(℃)所需时间(分)有害生物名称致死温度(℃)所需时间(分)蛔虫卵50~555~10二化螟卵553钩虫卵503栗夜盗虫卵605蛲虫卵501金龟子卵505血吸虫卵531麦蛾卵605蝇蛆51~561玉米高粱螟5030沙门氏菌5610~20谷象605痢疾杆菌6010~20小豆象605伤寒杆菌6610亚麻立枯病菌60240大肠杆菌5560小麦黑穗病菌5410炭疽杆菌50~5560麦锈菌5410布氏杆菌55120化脓菌54102023/7/3058

沼气发酵也是另一种无害化处理方法。在沼气厌氧发酵中，产生的NH3有很强的杀菌作用。粪便无害化标准项目高温堆肥沼渣沼液大肠菌值10-2~10-110-2~10-110-4~10-3蛔虫卵死亡率%95~10095~100﹥95蛔虫卵死亡率%100100100蝇蛹死亡率%1001001002023/7/3059第五章养分在农田生态系统中的转化第一节：农田生态系统中的养分循环一、养分循环的路径土壤↔植(作)物(生产者)↔草食动物(初级消费者)↔肉食动物(次级消费者)→土壤自然生态系统的生物产品绝大部分都回归土壤。农田生态系统每经历一次循环周期，就必然有相当数量的养分脱离系统而损失。2023/7/30602023/7/3061二、农田生态系统养分的收支类型在人类的管理与经营下（如施肥、生物固氮），土壤养分的收支出现如下情况：收入﹥支出养分盈余型收入=支出养分平衡型收入﹤支出养分亏缺型由于人类土壤投入与支出的不同，元素之间会出现盈余、平衡与亏缺交织的局面。2023/7/3062第二节：农田生态系统中氮的循环2023/7/3063农田生态系统氮素损失的形态与途径①NH3挥发：主要发生在pH≥7的土壤上，植物叶片上也有。②NO3ˉ—N淋洗：氧化过程，主要发生在旱地，尤其是轻质土壤上如砂土。③反硝化脱氮（NOx）：还原过程，主要发生在土壤水分饱和的条件下如水田。2023/7/3064地壳中的氮素平衡—165氨挥发—200~—300反硝化氮的损失+60

NO2

￣

、NO3

￣+140降水：NH3+100~200生物固氮+46工业固氮数量（N×109kg/y）氮的来源2023/7/3065第三节：农田生态系统中磷的循环2023/7/30662023/7/3067农田生态系统磷素循环的特点►在石灰性土壤上（+Ca）Ca(H2PO4)2•H2O→CaHPO4•2H2O→CaHPO4

↓↓Ca10(PO4)6•(OH)2←Ca8H2(PO4)6•5H2O►在酸性土壤上Ca(H2PO4)2•H2OAl(Fe)PO4↓总体趋势是磷的溶解性由逐步下降。+Al、+Fe2023/7/3068此外，施入土壤中的磷还会通过各种吸附机制（包括非专性吸附与专性吸附）和阴离子交换、异成分溶解等方式被固定；在旱地上，磷肥颗粒还会被难溶的Fe(OH)3胶膜所包裹，形成闭蓄态磷，使其难以释放。综上所述,土壤中的磷很难象NO3-、Cl-、SO4=那样随重力水下移而进入地下水。2023/7/3069例证1：英国洛桑试验站的试验表明，土壤施磷100年后，磷仍然集中在0-40cm土层内，向下移动很少。例证2：土壤溶液中的磷浓度只要能达到0.3mg/l就能满足大多数作物的需要，但多数土壤却达不到，而需要施肥来补充，因为磷在土壤中很难溶解。2023/7/3070例证3：

在太平洋沿赤道的许多鸟岛上，历经成千上万年形成的鸟粪磷矿，其中的磷就来自鸟粪与鸟类的骨骼，如果磷很容易随水移动，那么在多年雨水和海浪的洗刷下，磷早已不复存在，何来的磷矿呢？2023/7/3071

科学研究已充分证明，农田中的磷可以进入地表水，其主要途径是地表径流，包括如水田排水等。2023/7/3072第四节：农田生态系统中钾的循环2023/7/3073第五节：农田生态系统中硫的循环2023/7/3074农田中氮、硫循环产物与去向的比较NS挥发物NH3↑SO2↑淋洗物NO3ˉ↓SO4＝↓还原物NOx↑H2S↑2023/7/3075第六节：农田生态系统中微量元素的循环微肥由于用量很少，对土壤环境影响不大；但使用矿渣做微肥时，用量则很大，况且副成分复杂，如使用不当，会造成新的污染，应当在利用之前对矿渣做全面分析和评价，确定使用方案，确保环境安全。2023/7/3076MagneticResonanceImaging磁共振成像发生事件作者或公司磁共振发展史1946发现磁共振现象BlochPurcell1971发现肿瘤的T1、T2时间长Damadian1973做出两个充水试管MR图像Lauterbur1974活鼠的MR图像Lauterbur等1976人体胸部的MR图像Damadian1977初期的全身MR图像

Mallard1980磁共振装置商品化1989

0.15T永磁商用磁共振设备中国安科

2003诺贝尔奖金LauterburMansfierd时间MR成像基本原理实现人体磁共振成像的条件:人体内氢原子核是人体内最多的物质。最易受外加磁场的影响而发生磁共振现象(没有核辐射)有一个稳定的静磁场（磁体）梯度场和射频场：前者用于空间编码和选层，后者施加特定频率的射频脉冲，使之形成磁共振现象信号接收装置：各种线圈计算机系统：完成信号采集、传输、图像重建、后处理等

人体内的H核子可看作是自旋状态下的小星球。自然状态下，H核进动杂乱无章，磁性相互抵消zMyx进入静磁场后，H核磁矩发生规律性排列（正负方向），正负方向的磁矢量相互抵消后，少数正向排列（低能态）的H核合成总磁化矢量M，即为MR信号基础ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脉冲前的磁化矢量MzB:施加90度RF脉冲后的磁化矢量Mxy.并以Larmor频率横向施进C:90度脉冲对磁化矢量的作用。即M以螺旋运动的形式倾倒到横向平面ABC在这一过程中，产生能量

三、弛豫（Relaxation）回复“自由”的过程

1.

纵向弛豫（T1弛豫）：

M0（MZ）的恢复，“量变”高能态1H→低能态1H自旋—晶格弛豫、热弛豫

吸收RF光子能量（共振）低能态1H高能态1H

放出能量（光子，MRS）T1弛豫时间：

MZ恢复到M0的2/3所需的时间

T1愈小、M0恢复愈快T2弛豫时间：MXY丧失2/3所需的时间；T2愈大、同相位时间长MXY持续时间愈长MXY与ST1加权成像、T2加权成像

所谓的加权就是“突出”的意思

T1加权成像（T1WI）----突出组织T1弛豫（纵向弛豫）差别

T2加权成像（T2WI）----突出组织T2弛豫（横向弛豫）差别。

磁共振诊断基于此两种标准图像磁共振常规h检查必扫这两种标准图像.T1的长度在数百至数千毫秒（ms）范围T2值的长度在数十至数千毫秒（ms）范围

在同一个驰豫过程中,T2比T1短得多

如何观看MR图像：首先我们要分清图像上的各种标示。分清扫描序列、扫描部位、扫描层面。正常或异常的所在部位---即在同一层面观察、分析T1、T2加权像上信号改变。绝大部分病变T1WI是低信号、T2WI是高信号改变。只要熟悉扫描部位正常组织结构的信号表现，通常病变与正常组织不会混淆。一般的规律是T1WI看解剖,T2WI看病变。磁共振成像技术－－图像空间分辨力，对比分辨力一、如何确定MRI的来源（一）层面的选择1.MXY产生（1H共振）条件

RF=ω=γB02.梯度磁场Z（GZ）

GZ→B0→ω

不同频率的RF

特定层面1H激励、共振

3.层厚的影响因素

RF的带宽↓

GZ的强度↑层厚↓〈二〉体素信号的确定1、频率编码2、相位编码

M0↑--GZ、RF→相应层面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω

各1H同相位MXY旋进速度不同同频率一定时间后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋进频率不同位置不同（相位不同）〈三〉空间定位及傅立叶转换

GZ----某一层面产生MXYGX----MXY旋进频率不同

GY----MXY旋进相位不同（不影响MXY大小）

↓某一层面不同的体素，有不同频率、相位

MRS（FID）第三节、磁共振检查技术检查技术产生图像的序列名产生图像的脉冲序列技术名TRA、COR、SAGT1WT2WSETR、TE…….梯度回波FFE快速自旋回波FSE压脂压水MRA短TR短TE－－T1W长TR长TE－－T2W增强MR最常用的技术是：多层、多回波的SE（spinecho，自旋回波）技术磁共振扫描时间参数：TR、TE磁共振扫描还有许多其他参数：层厚、层距、层数、矩阵等序列常规序列自旋回波（SE）,快速自旋回波（FSE）梯度回波（FE）反转恢复（IR），脂肪抑制（STIR）、水抑制（FLAIR）高级序列水成像（MRCP,MRU,MRM）血管造影（MRA,TOF2D/3D）三维成像（SPGR）弥散成像（DWI）关节运动分析是一种成像技术而非扫描序列自旋回波（SE）必扫序列图像清晰显示解剖结构目前只用于T1加权像快速自旋回波（FSE）必扫序列成像速度快多用于T2加权像梯度回波（GE）成像速度快对出血敏感T2加权像水抑制反转恢复（IR）水抑制（FLAIR）抑制自由水梗塞灶显示清晰判断病灶成份脂肪抑制反转恢复（IR）脂肪抑制（STIR）抑制脂肪信号判断病灶成分其它组织显示更清晰血管造影（MRA）无需造影剂TOF法PC法MIP投影动静脉分开显示水成像（MRCP，MRU，MRM）含水管道系统成像胆道MRCP泌尿路MRU椎管MRM主要用于诊断梗阻扩张超高空间分辨率扫描任意方位重建窄间距重建技术大大提高对小器官、小病灶的诊断能力三维梯度回波（SPGR） 早期诊断脑梗塞

弥散成像MRI的设备一、信号的产生、探测接受1.磁体（Magnet）:静磁场B0（Tesla,T）→组织净磁矩M0

永磁型（permanentmagnet）常导型（resistivemagnet）超导型（superconductingmagnet）磁体屏蔽（magnetshielding）2.梯度线圈（gradientcoil）:

形成X、Y、Z轴的磁场梯度功率、切换率3.射频系统（radio-frequencesystem，RF）

MR信号接收二、信号的处理和图象显示数模转换、计算机，等等；MRI技术的优势1、软组织分辨力强（判断组织特性）2、多方位成像3、流空效应（显示血管）4、无骨骼伪影5、无电离辐射，无碘过敏6、不断有新的成像技术MRI技术的禁忌证和限度1.禁忌证

体内弹片、金属异物各种金属置入：固定假牙、起搏器、血管夹、人造关节、支架等危重病人的生命监护系统、维持系统不能合作病人，早期妊娠，高热及散热障碍2.其他钙化显示相对较差空间分辨较差（体部，较同等CT）费用昂贵多数MR机检查时间较长1.病人必须去除一切金属物品，最好更衣，以免金属物被吸入磁体而影响磁场均匀度，甚或伤及病人。2.扫描过程中病人身体（皮肤）不要直接触碰磁体内壁及各种导线，防止病人灼伤。3.纹身（纹眉）、化妆品、染发等应事先去掉，因其可能会引起灼伤。4.病人应带耳塞，以防听力损伤。扫描注意事项颅脑MRI适应症颅内良恶性占位病变脑血管性疾病梗死、出血、动脉瘤、动静脉畸形（AVM）等颅脑外伤性疾病脑挫裂伤、外伤性颅内血肿等感染性疾病脑脓肿、化脓性脑膜炎、病毒性脑炎、结核等脱髓鞘性或变性类疾病多发性硬化（MS）等先天性畸形胼胝体发育不良、小脑扁桃体下疝畸形等脊柱和脊髓MRI适应证1.肿瘤性病变椎管类肿瘤（髓内、髓外硬膜内、硬膜外），椎骨肿瘤（转移性、原发性）2.炎症性疾病脊椎结核、骨髓炎、椎间盘感染、硬膜外脓肿、蛛网膜炎、脊髓炎等3.外伤骨折、脱位、椎间盘突出、椎管内血肿、脊髓损伤等4.脊柱退行性变和椎管狭窄症椎间盘变性、膨隆、突出、游离，各种原因椎管狭窄，术后改变，5.脊髓血管畸形和血管瘤6.脊髓脱髓鞘疾病（如MS），脊髓萎缩7.先天性畸形胸部MRI适应证呼吸系统对纵隔及肺门区病变显示良好，对肺部结构显示不如CT。胸廓入口病变及其上下比邻关系纵隔肿瘤和囊肿及其与大血管的关系其他较CT无明显优越性心脏及大血管大血管病变各类动脉瘤、腔静脉血栓等心脏及心包肿瘤，心包其他病变其他（如先心、各种心肌病等）较超声心动图无优势，应用不广腹部MRI适应证主要用于部分实质性器官的肿瘤性病变肝肿瘤性病变，提供鉴别信息胰腺肿瘤，有利小胰癌、胰岛细胞癌显示宫颈、宫体良恶性肿瘤及分期等，先天畸形肿瘤的定位（脏器上下缘附近）、分期胆道、尿路梗阻和肿瘤，MRCP，MRU直肠肿瘤骨与关节MRI适应证X线及CT的后续检查手段－－钙质显示差和空间分辨力部分情况可作首选：1.累及骨髓改变的骨病（早期骨缺血性坏死，早期骨髓炎、骨髓肿瘤或侵犯骨髓的肿瘤）2.结构复杂关节的损伤（膝、髋关节）3.形状复杂部位的检查（脊柱、骨盆等）软件登录界面软件扫描界面图像浏览界面胶片打印界面报告界面报告界面2合理应用抗菌药物预防手术部位感染概述外科手术部位感染的2/3发生在切口医疗费用的增加病人满意度下降导致感染、止血和疼痛一直是外科的三大挑战，止血和疼痛目前已较好解决感染仍是外科医生面临的重大问题，处理不当，将产生严重后果外科手术部位感染占院内感染的14%～16%，仅次于呼吸道感染和泌尿道感染，居院内感染第3位严重手术部位的感染——病人的灾难，医生的梦魇

预防手术部位感染（surgicalsiteinfection,SSI)

手术部位感染的40%–60%可以预防围手术期使用抗菌药物的目的外科医生的困惑★围手术期应用抗生素是预防什么感染？★哪些情况需要抗生素预防？★怎样选择抗生素？★什么时候开始用药？★抗生素要用多长时间？定义：指发生在切口或手术深部器官或腔隙的感染分类：切口浅部感染切口深部感染器官／腔隙感染一、SSI定义和分类二、SSI诊断标准——切口浅部感染

指术后30天内发生、仅累及皮肤及皮下组织的感染，并至少具备下述情况之一者：

1．切口浅层有脓性分泌物

2．切口浅层分泌物培养出细菌

3．具有下列症状体征之一：红热，肿胀，疼痛或压痛，因而医师将切口开放者（如培养阴性则不算感染）

4．由外科医师诊断为切口浅部SSI

注意：缝线脓点及戳孔周围感染不列为手术部位感染二、SSI诊断标准——切口深部感染

指术后30天内（如有人工植入物则为术后1年内）发生、累及切口深部筋膜及肌层的感染，并至少具备下述情况之一者：

1.切口深部流出脓液

2.切口深部自行裂开或由医师主动打开，且具备下列症状体征之一：①体温＞38℃；②局部疼痛或压痛

3.临床或经手术或病理组织学或影像学诊断，发现切口深部有脓肿

4.外科医师诊断为切口深部感染

注意：感染同时累及切口浅部及深部者，应列为深部感染

二、SSI诊断标准—器官／腔隙感染

指术后30天内（如有人工植入物★则术后1年内）、发生在手术曾涉及部位的器官或腔隙的感染，通过手术打开或其他手术处理，并至少具备以下情况之一者：

1.放置于器官/腔隙的引流管有脓性引流物

2.器官/腔隙的液体或组织培养有致病菌

3.经手术或病理组织学或影像学诊断器官/腔隙有脓肿

4.外科医师诊断为器官/腔隙感染

★人工植入物：指人工心脏瓣膜、人工血管、人工关节等二、SSI诊断标准—器官／腔隙感染

不同种类手术部位的器官/腔隙感染有：

腹部：腹腔内感染（腹膜炎，腹腔脓肿）生殖道：子宫内膜炎、盆腔炎、盆腔脓肿血管：静脉或动脉感染三、SSI的发生率美国1986年～1996年593344例手术中，发生SSI15523次，占2.62%英国1997年～2001年152所医院报告在74734例手术中，发生SSI3151例，占4.22%中国？SSI占院内感染的14～16%，仅次于呼吸道感染和泌尿道感染三、SSI的发生率SSI与部位：非腹部手术为2%～5%腹部手术可高达20%SSI与病人：入住ICU的机会增加60%再次入院的机会是未感染者的5倍SSI与切口类型：清洁伤口 1%～2%清洁有植入物 ＜5%可染伤口＜10%手术类别手术数SSI数感染率(%)小肠手术6466610.2大肠手术7116919.7子宫切除术71271722.4肝、胆管、胰手术1201512.5胆囊切除术8222.4不同种类手术的SSI发生率：三、SSI的发生率手术类别SSI数SSI类别（%）切口浅部切口深部器官/腔隙小肠手术6652.335.412.3大肠手术69158.426.315.3子宫切除术17278.813.57.6骨折开放复位12379.712.28.1不同种类手术的SSI类别：三、SSI的发生率延迟愈合疝内脏膨出脓肿，瘘形成。需要进一步处理这里感染将导致:延迟愈合疝内脏膨出脓肿、瘘形成需进一步处理四、SSI的后果四、SSI的后果在一些重大手术，器官/腔隙感染可占到1/3。SSI病人死亡的77%与感染有关，其中90%是器官/腔隙严重感染

——InfectControlandHospEpidemiol,1999,20(40:247-280SSI的死亡率是未感染者的2倍五、导致SSI的危险因素（1）病人因素：高龄、营养不良、糖尿病、肥胖、吸烟、其他部位有感染灶、已有细菌定植、免疫低下、低氧血症五、导致SSI的危险因素（2）术前因素：术前住院时间过长用剃刀剃毛、剃毛过早手术野卫生状况差（术前未很好沐浴）对有指征者未用抗生素预防五、导致SSI的危险因素（3）手术因素：手术时间长、术中发生明显污染置入人工材料、组织创伤大止血不彻底、局部积血积液存在死腔和/或失活组织留置引流术中低血压、大量输血刷手不彻底、消毒液使用不当器械敷料灭菌不彻底等手术特定时间是指在大量同种手术中处于第75百分位的手术持续时间其因手术种类不同而存在差异超过T越多，SSI机会越大五、导致SSI的危险因素（4）SSI危险指数（美国国家医院感染监测系统制定）：病人术前已有≥3种危险因素污染或污秽的手术切口手术持续时间超过该类手术的特定时间（T）

（或一般手术＞2h)六、预防SSI干预方法根据指南使用预防性抗菌药物正确脱毛方法缩短术前住院时间维持手术患者的正常体温血糖控制氧疗抗菌素的预防/治疗预防

在污染细菌接触宿主手术部位前给药治疗

在污染细菌接触宿主手术部位后给药

防患于未然六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用146预防和治疗性抗菌素使用目的：清洁手术：防止可能的外源污染可染手术：减少粘膜定植细菌的数量污染手术：清除已经污染宿主的细菌六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用147需植入假体，心脏手术、神外手术、血管外科手术等六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用预防性抗菌素使用指征：可染伤口(Clean-contaminatedwound)污染伤口（Contaminatedwound）清洁伤口（Cleanwound）但存在感染风险六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用预防性抗菌素显示有效的手术有：妇产科手术胃肠道手术(包括阑尾炎)口咽部手术腹部和肢体血管手术心脏手术骨科假体植入术开颅手术某些“清洁”手术六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用

理想的给药时间？目前还没有明确的证据表明最佳的给药时机研究显示：切皮前45～75min给药，SSI发生率最低，且不建议在切皮前30min内给药影响给药时间的因素:所选药物的代谢动力学特性手术中污染发生的可能时间病人的循环动力学状态止血带的使用剖宫产细菌在手术伤口接种后的生长动力学

手术过程

012345671hr2hrs6hrs1day3-5days细菌数logCFU/ml六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用153术后给药，细菌在手术伤口接种的生长动力学无改变

手术过程抗生素血肿血浆六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用Antibioticsinclot

手术过程

血浆中抗生素予以抗生素血块中抗生素血浆术前给药，可以有效抑制细菌在手术伤口的生长六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用155ClassenDC,etal..NEnglJMed1992;326:281切开前时间切开后时间予以抗生素切开六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用不同给药时间，手术伤口的感染率不同NEJM1992;326:281-6投药时间感染数（%）相对危险度(95%CI)早期（切皮前2-24h）36914(3.8%)6.7(2.9-14.7)4.3手术前（切皮前45-75min)170810(0.9%)1.0围手术期（切皮后3h内）2824(1.4%)2.4(0.9-7.9) 2.1手术后（切皮3h以上）48816(3.3%)5.8(2.6-12.3)

5.8全部284744(1.5%)似然比病人数六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用结论：抗生素在切皮前45-75min或麻醉诱导开始时给药，预防SSI效果好157六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用切口切开后，局部抗生素分布将受阻必须在切口切开前给药！！！抗菌素应在切皮前45～75min给药六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？有效安全杀菌剂半衰期长相对窄谱廉价六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用抗生素的选择原则：各类手术最易引起SSI的病原菌及预防用药选择六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用

手术最可能的病原菌预防用药选择胆道手术革兰阴性杆菌，厌氧菌头孢呋辛或头孢哌酮或

(如脆弱类杆菌）头孢曲松阑尾手术革兰阴性杆菌，厌氧菌头孢呋辛或头孢噻肟；

(如脆弱类杆菌）＋甲硝唑结、直肠手术革兰阴性杆菌，厌氧菌头孢呋辛或头孢曲松或

(如脆弱类杆菌）头孢噻肟；＋甲硝唑泌尿外科手术革兰阴性杆菌头孢呋辛；环丙沙星妇产科手术革兰阴性杆菌，肠球菌头孢呋辛或头孢曲松或

B族链球菌，厌氧菌头孢噻肟；+甲硝唑莫西沙星（可单药应用）注:各种手术切口感染都可能由葡萄球菌引起六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用单次给药还是多次给药？没有证据显示多次给药比单次给药好伤口关闭后给药没有益处多数指南建议24小时内停药没有必要维持抗菌素治疗直到撤除尿管和引流管手术时间延长或术中出血量较大时可重复给药细菌污染定植感染一次性用药用药24h用药4872h数小时从十数小时到数十小时六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用用药时机不同，用药期限也应不同短时间预防性应用抗生素的优点：六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用减少毒副作用不易产生耐药菌株不易引起微生态紊乱减轻病人负担可以选用单价较高但效果较好的抗生素减少护理工作量药品消耗增加抗菌素相关并发症增加耐药抗菌素种类增加易引起脆弱芽孢杆菌肠炎MRSA（耐甲氧西林金黄色葡萄球菌）定植六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用延长抗菌素使用的缺点：六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？正确的给药方法：六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用应静脉给药，2030min滴完肌注、口服存在吸收上的个体差异，不能保证血液和组织的药物浓度，不宜采用常用的-内酰胺类抗生素半衰期为12h，若手术超过３４h，应给第２个剂量，必要时还可用第３次可能有损伤肠管的手术，术前用抗菌药物准备肠道局部抗生素冲洗创腔或伤口无确切预防效果，不予提倡不应将日常全身性应用的抗生素应用于伤口局部（诱发高耐药）必要时可用新霉素、杆菌肽等抗生素缓释系统（PMMA—青大霉素骨水泥或胶原海绵)局部应用可能有一定益处六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用不提倡局部预防应用抗生素：时机不当时间太长选药不当，缺乏针对性六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用预防用药易犯的错误：在开刀前45-75min之内投药按最新临床指南选药术后24小时内停药择期手术后一般无须继续使用抗生素大量对比研究证明，手术后继续用药数次或数天并不能降低手术后感染率若病人有明显感染高危因素或使用人工植入物，可再用1次或数次小结预防SSI干预方法

——正确的脱毛方法用脱毛剂、术前即刻备皮可有效减少SSI的发生手术部位脱毛方法与切口感染率的关系：备皮方法 剃毛备皮 5.6%

脱毛0.6%备皮时间 术前24小时前 ＞20%

术前24小时内 7.1%

术前即刻 3.1%方法/时间 术前即刻剪毛 1.8%

前1晚剪/剃毛 4.0%THANKYOUMagneticResonanceImagingPART01磁共振成像发生事件作者或公司磁共振发展史1946发现磁共振现象BlochPurcell1971发现肿瘤的T1、T2时间长Damadian1973做出两个充水试管MR图像Lauterbur1974活鼠的MR图像Lauterbur等1976人体胸部的MR图像Damadian1977初期的全身MR图像

Mallard1980磁共振装置商品化1989

0.15T永磁商用磁共振设备中国安科

2003诺贝尔奖金LauterburMansfierd时间PART02MR成像基本原理实现人体磁共振成像的条件:人体内氢原子核是人体内最多的物质。最易受外加磁场的影响而发生磁共振现象(没有核辐射)有一个稳定的静磁场（磁体）梯度场和射频场：前者用于空间编码和选层，后者施加特定频率的射频脉冲，使之形成磁共振现象信号接收装置：各种线圈计算机系统：完成信号采集、传输、图像重建、后处理等

人体内的H核子可看作是自旋状态下的小星球。自然状态下，H核进动杂乱无章，磁性相互抵消zMyx进入静磁场后，H核磁矩发生规律性排列（正负方向），正负方向的磁矢量相互抵消后，少数正向排列（低能态）的H核合成总磁化矢量M，即为MR信号基础ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脉冲前的磁化矢量MzB:施加90度RF脉冲后的磁化矢量Mxy.并以Larmor频率横向施进C:90度脉冲对磁化矢量的作用。即M以螺旋运动的形式倾倒到横向平面ABC在这一过程中，产生能量

三、弛豫（Relaxation）回复“自由”的过程

1.

纵向弛豫（T1弛豫）：

M0（MZ）的恢复，“量变”高能态1H→低能态1H自旋—晶格弛豫、热弛豫

吸收RF光子能量（共振）低能态1H