Химические Технологии Возможности экологической инженерии и устойчивость
Айше ЖУРНАЛ Выделите
За свою короткую историю, химическое машиностроение вышел далеко за пределы массового производства химических веществ. Посредством выявления основных операций единицы, инженеры-химики могли видеть основные сходства отделения спирта из воды в ферментере и разделения бензина из дизельного топлива в НПЗ. Это позволило дисциплины сосредоточить внимание на процессы, в отличие от продуктов, тем самым, движущихся в множество новых направлений.
Особенно успешным было применение химических основ инженерных биологических процессов в масштабе cellto ткани. Тем не менее, исследования внимание по-прежнему главным образом сосредоточена на маленьких масштабах биологического, отсутствует возможность для решения наиболее важных биологических систем на Земле - биосферы.
Daniel Стоаффер (Доньяна биологической станции, Севилья, Испания), Карла Нг (ETH Z знаний имеет принципиальное значение для инженеров, заинтересованных в обеспечении устойчивости исследований. Их перспектива статье "экологической инженерии и устойчивость: новые возможности для химического машиностроения", появится в декабрьском номере журнала Айше,
Типичный большой химический завод содержит реакторы, установки разделения, теплообменники, и мили труб. Для неискушенного взгляда кажется очень сложным. Тем не менее анализ этой системы является также в рамках традиционной химической технологии - по сути, это является основой его основную учебную программу.
Теперь рассмотрим химический завод, в котором единицы представляют видов и трубы представляют хищник-жертва взаимодействия, передачи энергии биомассы и всей окружающей среды. На абстрактном уровне, кажется, трудно обосновать, почему изучение этих двух систем, требуют различных подходов. Химическая технология концептуально охватывает весь спектр энергии, массы и шкал времени, имеющих отношение к динамики экосистем. Учитывая важный и своевременный экологических проблем, таких как потеря разнообразия, то становится ясно, что инженеры-химики могут внести важный вклад в этой области, говорят авторы.
В области экологии, исследований по-прежнему в значительной степени ограничены к изучению одного до нескольких видов в экосистеме. Достичь таких исследований естественно, является ограниченным, так как неясно, каким образом знания о том, экосистемных распространяется на другие. Это похоже на ранней истории химической технологии и независимых промышленности. У экологических операций устройство существует, что позволит нам упростить анализ этих сложных систем?
Недавние исследования в области структуры пищевой Сети предоставляет окончательный ответ на этот важный вопрос. Главный вывод из этого исследования является то, что, несмотря на все аспекты, уникальные для каждого экосистемы, существует ряд универсальных функций, которые справедливы для многих экосистем. Такое предположение основано на том, что Есть свойства возникающих в сложных системах, которые вытекают из ограничений, действующих на нее. Например, био-энергетических ограничений вида может определить аспекты структуры экосистемы, такие как число автотрофных видов и крупных хищников.
Нг и его коллеги в последнее время пошли междисциплинарный подход к описанию загрязнения накопления. Их модель отражает сложность загрязнения биоты-взаимодействий в пищевой сети, пострадавших от многочисленных человеческих вызванных стресс-факторы, показывающие, как включение более подробно на уровне видов, а также интеграции с методами химического машиностроения, статистическая физика, экология и традиционные, может помочь объяснить экологических сигналы, которые, в масштабе пищевой сети, кажется, безнадежно сложным.
Они объясняют, что "экосистемы являются сложными системами. Мы не можем надеяться, чтобы понять их, изучая компонентов в отдельности, так же как мы не можем оптимизировать производство химического завода без перспективы систем. Кроме того, в интересах сохранить биосферу операционной правильно. Тем не менее, прежде чем мы сможем эффективно управлять рыболовства (производство продуктов питания), предотвратить накопление токсинов (контроль качества), или уменьшить исчезновения видов (работают устойчиво), мы должны работать, чтобы развивать объединяющей структуры так же, как химическая технология сделали почти сто лет назад. Вопрос в том, мы откроем на этот вызов? "
