胡 楠，胡明明，李志鑫，李 雪，高良富，尹建华

(1.自然资源部 天津海水淡化与综合利用研究所，天津 300192；2.天津市中海水处理科技有限公司，天津 300345；3. 华能(天津)煤气化发电有限公司，天津 300452)

1 前言

泡沫无时无刻不存在于人们的日常生活与生产过程之中，常见的泡沫灭火器、隔热、减噪、减震的固体泡沫塑料、矿物的泡沫浮选等都是泡沫在日常生活及工业生产中的应用实例。但是在绝大多数生产过程(如石油化工、污水处理、造纸、印染、食品制造、生物发酵过程等)中，大量的泡沫会严重影响生产过程的工序控制，引起设备内部液位虚高，造成设备内部空间浪费，从而降低设备的生产能力[1]。泡沫若得不到及时控制极易造成生产设备出现漫溢现象进而影响生产过程控制和设备操作，造成原料的浪费，严重时会影响产品的质量，腐蚀生产设备，给企业造成巨大的经济损失。因此有害泡沫的控制与消除对于企业具有极大的技术与经济价值。

2 泡沫的形成及消除方法

2.1 泡沫的形成

泡沫[2]是气体分散于液体中的分散体系，其中气体是分散相(不连续相)，液体是分散介质(连续相)，泡沫是大量气泡在气液界面处形成的以表面活性剂溶液为液膜相互隔断的气泡聚合体。

2.2 泡沫的稳定性

泡沫是一种热力学不稳定体系，通常情况下，在纯液体中形成的泡沫极不稳定容易破裂，平均寿命只有不到1 s的时间。引起泡沫破裂的因素主要包括[3]:初始形成的泡沫，液膜在自身重力的驱动下厚度不断减小直至达到微米量级，液膜强度也随着厚度的减小而降低，受到外力时容易发生破裂；泡沫中多个气泡汇聚会形成Plateau交界，其中凹液膜P处与气泡内的压差为：

平液膜A处由于曲率半径趋于无穷大，所以A处压力与气泡内的压差为

PA-P泡内=0

图1 Plateau边界示意图Fig.1 Boundary diagram of Plateau

液膜在自身重力及两侧气压差等因素的共同作用下发生液膜流动排液和气体渗透扩散，这是泡沫不稳定性在动力学方面的体现。而当液体中含有一种或多种具有起泡或稳泡作用的表面活性剂时，形成的泡沫可以持续稳定存在数十分钟甚至数小时。这是因为液膜上的表面活性剂分子可以有效阻碍液膜上的液体流动使得液膜排液过程难以实现，从而保持了液膜的厚度、维持了液膜的机械强度，提高了泡沫的稳定性。此外当液膜受到外界冲击时，液膜会局部变薄，变薄区域由于表面活性剂的流失导致该处表面张力增大进而与周边区域形成表面张力梯度，在此表面张力梯度的牵引下，周边区域的表面活性剂分子携带一定量发泡液向变薄区域处流动，使局部变薄的区域又恢复了原来的厚度，从而实现液膜自我修复过程(Gibbs-Marangoni效应)[4]。除了以上两因素外，泡沫的稳定性还受溶液的粘度、泡沫的表面粘度、表面活性剂亲水端和疏水端结构以及液膜表面双电层斥力等因素[5]的影响。

2.3 泡沫的消除方法[6]

常见的消除泡沫的方法包括物理消除法和化学消除法。

2.3.1 物理消除法

物理法包括放置挡板滤网、静电、冷冻、加热、高速离心、高频振动、加压减压、超声波法等，这些方法均是通过物理操作来消除或削弱泡沫的稳定条件，从而影响液膜的厚度、液膜的排液速率、气体的穿透速率等以控制泡沫的数量。这些方法虽然操作简单、对环境无污染且可重复利用，但普遍存在设备成本高、使用条件受环境制约、消泡时间长、破泡不彻底且容易引起泡沫再生等缺点。

2.3.2 化学消除法

化学法包括化学反应法和投加消泡剂法两大类。化学反应法是指向发泡体系中加入某种化学试剂使其与体系中的起泡剂发生化学反应导致液膜中起泡剂的有效浓度迅速降低从而使体系内的气泡快速破裂的方法。该方法的破泡速率受限于所选试剂的浓度及其与发泡剂的反应速率，由于所选试剂一般只针对于含有相同基团的一类起泡剂因而不具备普适性，此方法不适用于未知的起泡体系，此外反应产物的不确定性可能会对发泡体系和设备产生一定的危害。添加消泡剂法是指向发泡体系中加入低浓度的消泡剂从而实现对有害泡沫消除及控制的方法，该方法由于破泡速率快、抑泡时间长、投加量少、对生产过程无影响、适用范围广、对环境无污染等优点成为各行业应用最广泛的消泡方法。

3 消泡剂种类及研究进展

3.1 脂肪类消泡剂

第一代消泡剂是以矿物油、脂肪酸及脂肪酸酯、脂肪醇、低级醇等有机化合物为主的一类消泡剂。该类消泡剂价格低廉，制备原料易得，产品性能环保，适合于在液体剪切力较小，所含起泡剂发泡能力较温和的条件下使用，但对致密型泡沫的消除能力较差且专用性较强。目前关于脂肪类消泡剂的研究主要集中在脂肪醇乳液消泡剂的制备、脂肪醇类消泡剂的乳化及乳化稳定性的研究，该类消泡剂在造纸行业的抄纸过程中应用极为广泛。

王洪瑜[7]介绍了在造纸过程中泡沫产生的原因、特点以及醇类消泡剂的消泡机理。刘晓玲等[8]以动力粘度和粒径分布作为评价方法研究不同种类表面活性剂及其质量分数对乳液稳定性的影响，研究表明表面活性剂种类及质量分数对高级脂肪醇类消泡剂的稳定性有较大影响，最终根据实验结果确定了稳定性较好的工艺配方(十二烷基二苯醚二磺酸钠：0.8%，MOA-4 ：1.0%和Span80：0.3%)。蒋宝衡[9]分别通过一步法、转相法、三步法及多步加料法来制备高碳醇乳液消泡剂，利用多因素分析法确定了体系的最优HLB值、pH值、乳液粒径大小分布情况，对比实验结果确定多步乳化法获得的消泡剂消泡效果最佳，接近进口消泡剂消泡性能。刘杨[10]等研究了不同碳数脂肪醇的混合比例、乳化剂种类及用量三因素对脂肪醇乳液消泡剂性能、乳液粒径分布以及乳液稳定性的影响，最终确定了脂肪醇乳液消泡剂中脂肪醇和乳化剂成分的最优配比。

3.2 聚醚型消泡剂

聚醚型消泡剂是以环氧乙烷、环氧丙烷开环聚合制得的一种性能优良的水溶性非离子表面活性剂。针对不同类型的发泡体系，可通过调节环氧乙烷、环氧丙烷链段的长度、比值及分子量改善其亲水亲油性、浊度、表面张力等物性参数，只有当发泡体系的温度高于浊点时，聚醚消泡剂才可发挥其消抑泡性能，因此在制备过程中可以通过改变聚醚的浊点来适应不同的不同场合的需要[11]。聚醚型消泡剂通常以多元醇、多碳酸、胺类等含有活泼氢(O-H键或N-H键)的化合物作为起始剂，通过与环氧乙烷、环氧丙烷链段聚合，得到一定分子量的聚醚消泡剂，其中以甘油作为起始剂的聚醚消泡剂应用最为广泛，这类消泡剂统称为甘油聚醚。

市场上常见的甘油聚醚消泡剂大致可分为[12]GP型、GPE型和GPES型。聚氧丙烯甘油聚醚(GP型)是由甘油与聚氧丙烯链段聚合而成，常用于酵母、链霉素、造纸、生物农药生产过程[13]。聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚(GPE型)是将聚环氧乙烷链段接枝在GP型聚醚的末端以增强其水溶性，有很强的消泡能力常用于制药业中抗菌素的发酵过程。聚氧丙烯聚氧乙烯甘油聚醚酯(GPES型)是将GPE型聚醚的端基用硬脂酸进行酯化，此举进一步降低了消泡剂的亲水性，改善药剂表面张力，有利于消泡剂分子在气液界面位置聚集，使其具有更强的消泡能力。此类消泡剂具有无毒、使用方便、易分散、耐高温、耐强碱和化学稳定性强、浊点可调等特点，但是聚醚消泡剂的致命缺点是破泡率低，当发泡体系瞬间产生大量泡沫时，不能快速有效地消除泡沫，只能连续加入以达到消泡效果[13]。目前关于聚醚消泡剂的研究主要集中于利用改性方法将活性基团与聚醚结构中的羟基发生反应，如与月桂酸和硬脂酸等脂肪酸发生酯化反应制备GPES型聚醚、与二甲基二乙氧基硅烷和甲基三乙氧基硅烷等偶联剂发生缩合反应制备聚醚衍生物。李月娥[14]等对聚醚消泡剂的生产过程、产品质量影响因素以及消泡机理、选用原则、使用方法进行了系统介绍；马慎贤[15]等以季戊四醇为起始剂，环氧乙烷环氧丙烷在KOH的催化作用下聚合制备了高效聚醚消泡剂，分析了影响聚合的各种因素，测定了产品的表面活性，毒性以及消泡性能。季永新[16]等研究了乳化剂HLB值、乳化剂含量、PPG与PEG比例、抑泡树脂含量、液态烃以及疏水剂含量对脂肪酸聚醚酯消泡剂消泡性能的影响，获得了最佳反应配比，产品的消泡效果远远优于进口产品；赵艳涛[17]等以月桂酸甲酯、环氧乙烷、环氧丙烷为原料，在MCT-09的催化下，通过一步法合成了脂肪酸甲酯无规聚醚酯消泡剂，优化了最佳反应条件；李岿[18]考察了不同起始剂、嵌段方式、环氧链段长度分子量对聚醚消泡剂消泡性能的影响；姜蔚蔚[19]等以聚醚和脂肪酸为原料，在ZnO和NaOH的催化作用下制备聚醚酯类消泡剂，通过设计正交实验确定了实验的最优酯化条件，所得聚醚酯消泡剂与油井水泥的其他外加剂有良好的配伍性；胡廷等[20]考察了反应时间、聚醚种类、聚醚与脂肪酸配比以及催化剂用量对渤海旅大5-2井取油样的消泡性能测试，最终得到了最优合成工艺，产品性能优于一般的有机硅消泡剂。

3.3 有机硅型消泡剂

硅油是有机硅消泡剂的主要成分，具有比水溶液和一般油溶液更低的表面张力(如常见的聚二甲基硅氧烷表面张力低至20 mN/m)，因而既适用于水性发泡体系，又适用于油性发泡体系。有机硅消泡剂具有低溶解度、高活性、强稳定性、无毒等特点因而被广泛应用于造纸、石油化工、发酵、废水处理等行业。但由于有机硅疏水性过强导致其在溶液中分散性极差，单独使用时几乎没有消泡效果，因此不能直接用于消泡过程，通常将其作为消泡剂的主要组分，与气相疏水二氧化硅、乳化剂、去离子水等助剂进行复配制备乳液型有机硅消泡剂。复配得到的乳液型有机硅消泡剂表面张力迅速降低，在投加量很小的情况下即可达到很强的消泡效果。相比其优秀的消泡性能，有机硅类药剂抑泡性略显不足，且有机硅相较其他油类更难乳化，在复配过程中乳化步骤是关键也是难点，一旦乳化不完全、不彻底，会出现严重的破乳分层现象，进而影响消泡剂的消抑泡性能。因此在有机硅消泡剂的制备过程中，乳化剂选择的合适与否直接影响消泡剂的产品品质。目前我国关于有机硅消泡剂的研究主要集中以下两方面：选择合适的乳化剂、增稠剂以保证复配有机硅消泡剂能够稳定贮存；研究适用于不同行业领域、不同温度、pH值条件下起泡体系的复配有机硅消泡剂。

肖继波[21]以二甲基硅油和白炭黑制备硅膏，以Span60和Tween60按比例制成不同HLB值的复合乳化剂，以十二烷基苯磺酸钠和羧甲基纤维素钠作为增稠剂通过搅拌制得有机硅消泡剂，该消泡剂稳定性强在pH值为1～14范围内的水溶液发泡体系中有良好的消抑泡效果。黄成[22]、黄良仙[23]、殷树梅[24]、李荣[25]、黄潇[26]、周烜[27]、陈春江[28]、蔡苗[29]等均以二甲基硅油，疏水气相二氧化硅作为主消泡成分，并以Span80-Tween80作为复合乳化剂，羧甲基纤维素钠作为增稠剂，经过高速剪切乳化机制得了一系列适用于不同行业领域的有机硅消泡剂。张国运[30]等以硅膏作为主体成分，以Span-Tween为复合乳化剂制备得到了复合型乳液消泡剂，所制备的消泡剂pH值在6.5～7.5之间，可稳定贮存半年以上。陈晓军[31]等从消泡活性物的研制入手，确定了硅油种类配比、MQ硅树脂单官能链节Me3SiO0.5和四官能链节SiO4/2配比以及MQ硅树脂、白炭黑、KOH含量的最优合成工艺，制备得到了一种耐高温耐强碱的高效有机硅消泡剂；王芸[32]等探讨了乳液不同的粒径分布范围对消泡性能、耐高温稳定性和稀释稳定性等的影响研究结果显示微粒分布D50在3 μm～15 μm之间，在2 μm～30 μm间的累积分布达到80%以上的乳液能兼顾到消泡性能、耐高温性能和稀释稳定性；王廷[33]等以八甲基环四硅氧烷、六甲基二硅氧烷、三甲基三(三氟丙基)环三硅氧烷为原料，在四甲基氢氧化铵催化下制得氟硅烷，以制得的氟硅烷和二甲基硅油作为有机硅的有效成分，按照一定比例添加增效剂和分散剂加以复配最终得到了更为高效的有机硅消泡剂，性能优于在用的其他原油消泡剂产品。欧阳喜仁[34]等以复配二甲基硅油、二氧化硅为主要原料，Span60、Tween60和Span20复配作为乳化剂，羧甲基纤维素钠作为增稠剂制备了一种食品级高效有机硅消泡剂，考察了复配硅油质量比、粘度、二氧化硅种类、复配乳化剂的HLB值以及各原料比例对消泡剂性能、水分散性和乳液稳定性的影响。

3.4 聚醚改性有机硅消泡剂

聚醚改性有机硅是通过接枝的方法将亲水性的聚醚链段链接至具有憎水性的有机硅分子链上而制得的聚醚—硅氧烷共聚物。此类消泡剂有效地结合了聚醚消泡剂耐高温、耐强碱、抑泡能力强等以及有机硅消泡剂无毒、无污染、挥发性低、破泡能力强等优点，大大地提高了消泡剂的适用范围。聚醚链段的引入增强了有机硅消泡剂的亲水性能，有利于其在水溶性起泡体系中充分分散，同时聚醚改性有机硅消泡剂也继承了聚醚消泡剂浊点可调的特性，通过改变聚醚链段中环氧乙烷环氧丙烷链段的比例来调节消泡剂的浊点以使消泡剂满足不同温度的发泡体系。疏水的聚硅氧烷链段具有极低的表面张力，可使聚醚改性有机硅消泡剂分子在液膜表面迅速铺展渗透从而实现快速破泡，极大地增强了消泡剂的破泡能力。由于聚醚改性聚硅氧烷兼具亲水疏水链段，其在溶剂中可自发形成聚醚链段伸展朝外，聚硅氧烷链段折叠朝内的分散胶团[35]，聚醚改性有机硅的这种“自乳化性”使其能够在发泡体系中均匀稳定分散，充分发挥其消抑泡作用，针对不同的水溶性或油溶性的发泡体系，可通过调节聚醚链段和聚硅氧烷链段的比例以满足不同的消泡需求。

聚醚改性聚硅氧烷型消泡剂根据聚硅氧烷与聚醚的化学键结合方式可分为两种：Si-O-C型和Si-C型。SI-O-C型聚醚改性聚硅氧烷一般是在酸的催化下，由聚硅氧烷与以羟基封端的聚醚发生缩合反应制备而成，但是Si-O-C键遇水易发生水解，化学稳定性差，因而产品保存期较短。Si-C型聚醚改性聚硅氧烷通常是在氯铂酸的催化作用下，含有Si-H键的聚硅氧烷与含有不饱和双键的聚醚发生加成反应制得，Si-C型聚醚改性有机硅的抗水性能强，不易发生水解，耐高温，耐酸碱，在密封条件下可保存2 a以上[36]。目前关于聚醚改性聚硅氧烷消泡剂的研究主要集中于聚醚改性聚硅氧烷的合成与聚醚改性聚硅氧烷消泡剂的复配，前者的研究主要集中在优化反应的聚醚的结构、催化剂种类及用量、反应温度、反应时长、原料投加方式等因素以合成适用于不同消泡体系的聚醚改性聚硅氧烷；后者的研究主要集中在选择合适的乳化剂、增稠剂、分散剂等助剂保证消泡剂的稳定贮存。

蔡振云[37]等利用自制的低含氢硅油与烯丙基聚醚在催化剂作用下制得聚醚改性聚硅氧烷，利用白炭黑进行疏水处理，添加1.5%的甲基葡萄糖苷倍半硬脂酸酯和聚氧乙烯醚的作为复合乳化剂以及0.5%～0.8%的聚乙二醇6000双硬脂肪酸作为增稠剂，复配得到了一种乳化性能稳定，消抑泡效果良好的高效消泡剂，可与其他水处理药剂配合使用，配伍型良好。

吴仁德[38]等将摩尔比为1 ∶1.3的含氢硅油与以正丁醇为起始剂制得的聚醚，使用三氟乙酸作为催化剂，控制反应温度为100 ℃，反应2 h，利用HLB值为10的Span-80和Tween-80复合乳化剂对所制得的聚醚改性聚硅氧烷进行乳化，得到了性能稳定，消抑泡效果良好的Si-O-C型聚醚改性有机硅消泡剂。

黎方潜[39]针对烟气脱硫系统吸收塔浆液起泡溢流问题，通过单因素影响实验制得一种Si-C型聚醚改性有机硅消泡剂，该消泡剂具有耐热、耐低温、离心稳定性良好等特点，消抑泡性能也由于市场其他同类商业产品，该消泡剂的消泡原理符合Denkov N D提出的 “架桥—拉伸”机理。

蒋晓青[40]等通过正交试验确定了自制含氢硅油与烯丙基聚醚(亲水链段和疏水性链段比例为1 ∶2.5)，在氯铂酸—异丙醇催化作用下制备聚醚改性有机硅的最优合成条件，其转化率高达98%，利用特制的复合乳化剂对制得的聚醚改性有机硅进行乳化得到了性能稳定的乳液型聚醚改性有机硅消泡剂。

王婷婷[41]等利用PHMS和APE在铂催化剂作用下，制得聚醚改性有机硅，并用FTIR对其结构进行了表征，通过与硅膏、石蜡、符合乳化剂复配得到了消泡剂XP，该消泡剂在强碱、高温环境下拥有优秀的消抑泡性能。

目前，聚醚改性聚硅氧烷消泡剂在我国仍处于研制阶段，市场上能独立生产聚醚改性聚硅氧烷产品的厂家非常少，主要依赖于进口，价格相对其他种类消泡剂也昂贵不少。主要原因是通过硅氢加成路线制得的Si-C型聚醚改性有机硅需要使用价格昂贵的氯铂酸作为催化剂，此外该反应通常需要以异丙醇或甲苯作为催化剂溶剂，反应后催化剂后处理过程，有机溶剂的分离回收过程增加了产品的生产成本与生产周期，残留的催化剂溶剂、副反应的发生都可能会对产品的性能造成不同程度的影响。而通过含氢硅油与聚醚缩聚制得的Si-O-C型聚醚改性聚硅氧烷则由于其产品稳定性差易发生水解导致产品不能长期存放。

4 消泡剂消泡机理

消泡剂须能够迅速在泡沫表面铺展并不断扩散浸入液膜内部，才能够改变液膜的界面性质，破坏液膜的稳定性使液膜破裂达到消泡效果。当前虽然消泡剂已经在各行业中得到了广泛的应用，但其作用机理在学术界仍未有统一说法，学者们对消泡剂的消泡机理仍莫衷一是。

P.R.Garrett[42]在研究聚硅氧烷消泡剂时提出“桥连—拉伸”和“桥连-脱湿”机理，定义消泡剂由于低表面张力而在液膜表面上扩展成膜的过程称为消泡剂的铺展，铺展系数为S。当S>0时，消泡剂液滴能在泡沫液膜上铺展；当S<0时，消泡剂无法在液膜上铺展。定义消泡剂液滴穿过气液界面进入液膜的过程称为消泡剂的浸入，浸入系数为E。当E>0时，消泡剂液滴能够浸入至液膜内部；当E<0时，消泡剂液滴无法浸入液膜内部。

美国胶体化学家Rosi在此基础上提出，消泡剂液滴在与泡沫液膜接触时首先发生浸入过程，然后在液膜内部迅速铺展，由于消泡剂在液膜内的不均匀分布导致液膜内形成不同程度的表面张力梯度，最终液膜在表面张力梯度的牵引下发生局部变薄进而实现气泡的合并或破裂，同时他还指出只有当浸入系数E和铺展系数S同时大于零，才能够实现泡沫的消除。

Arnaudov L[43]等根据消泡剂的消泡速率将消泡剂划分为快消泡剂和慢消泡剂。Denkov N D[44]在Garrett的理论基础上提出快消泡剂的消泡机理：“架桥—拉伸”机理，即消泡剂液滴在进入发泡体系后，由于自身更低的表面张力因而能迅速地在液膜表面铺展并渗入至液膜中，形成凹形的“水—油—水”的架桥型结构，由于表面张力梯度的存在，形成的架桥结构在两端高表面张力液相的牵引下不断变细变长最终实现气泡的破灭。由于消泡剂不溶于水，所以消泡剂液滴可以无限重复此过程直至泡沫全部消除。

而在此之前，Koczo[45]等提出“PB(Plateau borders)区排湿”机理，研究认为消泡剂颗粒不能直接渗入泡沫液膜，而是沿着液膜表面进入至泡沫间的PB区域，由于PB区域的压力小于液膜中的压力，所以在此压力差的作用下，液膜中的液体会不断流向PB区域，随着泡沫液膜的不断排液，PB区压力不断增大至某一临界值，液膜在消泡剂颗粒的“冲击”下破裂，整个过程持续时间较长，消泡速率缓慢，此为慢消泡剂的消泡原理。

Denkov N D[46]等定义了消泡剂液滴浸入泡沫液膜最小穿透阻力Ptr，利用液膜捕捉技术(FTT)测量得到当Ptr>20 Pa时，消泡剂液滴无法进入液膜，其作用机理符合慢消泡剂消泡机理；当Ptr<15 Pa时，消泡剂可以直接在液膜表面铺展渗透，通过“架桥—拉伸”原理迅速消除泡沫。

5 未来与展望

各类消泡剂由于结构的差异表现出不同的消抑泡能力及适用范围，如聚醚消泡剂具有耐高温耐强碱、化学稳定性强等特点，在起泡液中表现出极强的抑泡性能，但是其破泡能力相对较弱；有机硅消泡剂则具有低表面张力，高消泡活性、强化学稳定性、适用范围广等优点，但是其抑泡性能较差。聚醚改性聚硅氧烷消泡剂则兼具了聚醚和有机硅消泡剂的优点，无论是在水相或者油相都具有良好的、持久的消抑泡效果。毫无疑问，聚醚改性聚硅氧烷消泡剂有着极大的发展潜力，而未来关于聚醚改性聚硅氧烷消泡剂的研究可以从以下几方面开展研究：

1)从分子设计的角度对聚醚改性聚硅氧烷的结构进行优化，通过调整聚醚链段中环氧乙烷与环氧丙烷的数量及排列方式、聚醚端基类型、含氢硅油结构，制备产率高、性能好、稳定性强、绿色环保的聚醚改性聚硅氧烷。

2)通过引入一些功能性基团来赋予聚醚改性聚硅氧烷其他特性，以适用于一些特殊发泡体系。

3)对于-Si-C-型聚醚改性聚硅氧烷，寻求价格低廉的催化剂以降低生产成本；对于-Si-O-C-型聚醚改性聚硅氧烷，寻求合适的助剂以降低产品的水解速率，延长产品有效期限。

4)继续探究该类消泡剂的消泡机理，依据机理对聚醚改性聚硅氧烷分子结构以及复配助剂进行优化。

由于目前国内关于聚醚改性聚硅氧烷消泡剂的研究仍局限于实验室研制阶段，各种性能好、稳定性强、适用范围广的小试产品层出不穷，但是在中试放大过程中由于传热、传质、原料成本、生产工艺及副反应控制等多方面因素影响下，产品实现大规模生产仍然困难重重，如何将已有研究实现成果转化也是日后工作所面临的巨大难题。