粉煤灰和纤维陶粒重金属浸出特性研究

以粉煤灰、作物秸秆、外加药剂为试验材料经多重工序制得秸秆-粉煤灰纤维陶粒(简称"纤维陶粒"),为考察其作为水处理滤料的安全性,以原灰作对比,测定了粉煤灰及纤维陶粒中8种重金属(Hg、As、Cd、Cr、Cu、Zn、Pb、Ni)质量比,并通过浸出试验分析其浸出特性。结果表明,纤维陶粒中8种重金属质量比均低于原灰,二者重金属质量比从大到小顺序均为Ni、Cr、Cu、Pb、Zn、As、Cd、Hg。除Zn外,原灰重金属浸出量随浸出时间总体呈增加趋势,浸出量从大到小依次为Pb、Ni、Cu、Zn、Cr、As、Cd、Hg;纤维陶粒重金属浸出量随浸出时间整体呈增大趋势,浸出量从大到小依次为Pb、Ni、Cd、Cu、Zn、Cr、As、Hg,与原灰相比增加量减少。纤维陶粒浸出液中各重金属浸出量均低于原灰,Hg、As、Cd、Cr、Cu、Zn、Pb、Ni平均浸出量分别占原灰的56.14%、55.92%、86.17%、64.17%、47.50%、99.51%、40.74%、58.93%。原灰重金属最大浸出率从大到小为Hg、Cd、Pb、As、Zn、Ni、Cu、Cr;纤维陶粒重金属最大浸出率从大到小为Hg、Cd、Pb、As、Ni、Zn、Cu、Cr,Hg和Cr分别为最易和最难浸出重金属。与原灰相比,纤维陶粒中8种重金属质量比、重金属浸出量和最大浸出率均有所降低,能在一定程度上减少重金属向水溶液中的浸出,提高了其作为水处理滤料的安全性。     

垃圾焚烧飞灰中As和Hg的粒径分布及浸出特性研究

研究重庆市某垃圾焚烧发电厂不同粒径飞灰中As和Hg的分布特性及飞灰中As和Hg的浸出毒性,探讨浸出液初始pH值、液固比及浸出时间对飞灰中As和Hg浸出的影响.结果表明,飞灰粒径<100 μm时,As含量随粒径的增大而增大,粒径>100 μm时,As含量则随粒径的增大而减小;飞灰粒径<1 000 μm时,Hg明显表现出向小颗粒富集的趋势.其中,75～100 μm灰飞中As含量最高,是粒径<38 μm飞灰中As含量的10.73倍;粒径<38 μm飞灰中Hg含量最高,是250～1 000 μm飞灰中Hg含量的3.68倍.垃圾焚烧厂飞灰中As和Hg的浸出质量浓度分别为(2.85±0.87)mg/L和(0.20±0.06)mg/L,其中Hg的浸出毒性超过国家限定标准(0.10 mg/L),是危险废物.As和Hg的浸出量随浸出液初始pH值的减小而增大,随液固比的增大而增大;As和Hg在浸出液初始pH<4时的浸出质量浓度较大,表明飞灰中As和Hg较易在酸性环境下浸出.随着浸出时间的增加,As的浸出量总体上呈上升趋势,而Hg的浸出量总体上呈下降趋势.本研究为垃圾焚烧飞灰的无害化处理和资源化利用提供了依据.     

两种垃圾焚烧炉灰渣的重金属成分与放射性检测

对8种重金属As、Hg、Mn、Cr、Cu、Cd、Co、Ni和Pb在两种垃圾焚烧炉灰渣中的浓度分布,浸出毒性及放射性进行检测.样品(炉渣和飞灰)分别取自北京(循环流化床焚烧炉CFBI)和深圳(炉排焚烧炉)两台不同燃烧方式的垃圾焚烧炉.研究表明,CFBI炉渣及飞灰中的重金属As、Mn、Cu、Cd、Co含量在炉渣中含量最低,中灰次之,飞灰中含量最高.重金属Hg在炉渣和飞灰中的含量相当,在中灰中的含量最低;Cr和Ni在炉渣中的含量也偏高,在中灰和飞灰中的含量相当Pb含量依中灰、炉渣和飞灰的顺序逐渐升高.浸出毒性检测结果显示,循环流化床垃圾焚烧后炉渣及飞灰中的重金属浸出毒性远低于国家标准1～2个量级,重金属总体排放量较低.炉排炉垃圾焚烧的炉渣及飞灰中的重金属含量却高很多,尤其是Cr、Pb、Cd和Cu.放射性检测结果表明,两种焚烧所产生的灰渣放射性均低于国家标准.在排放时无需作任何放射性方面的处理.最后,对焚烧灰渣的稳定化技术进行了讨论.     

云南不同产区白花蛇舌草中5种金属元素含量分析及健康风险评价

利用微波消解-原子荧光光谱法、火焰-石墨炉原子吸收法对云南23个产地白花蛇舌草中Cu、Pb、Cd、Hg和As 5种金属元素质量比进行了测定;并通过靶标危害系数(THQ)和总危害指数(HI)对Cu、Pb、Cd和Hg 4种元素进行非致癌风险评价,用终生致癌风险(R)对As进行致癌风险评价。结果表明,23个产地白花蛇舌草中Cu、Pb、Cd、As和Hg 5种金属元素平均质量比分别为9.65 mg/kg、5.14mg/kg、3.23 mg/kg、0.82 mg/kg和0.04 mg/kg。依据中国药典(2015版)和中国绿色行业标准,这些样品中Cu、As、Hg平均质量比未超标,而Cd、Pb超标,超标率分别为100%和43.47%;少量样品存在Cu、As超标,超标率分别为4.3%和8.96%。瑞丽市勐秀乡样品Cu质量比超标,文山市小街镇样品中Pb、Cd、As质量比远高于标准值,红河州个旧市大屯镇样品As质量比是标准值的4倍多。白花蛇舌草中Cu、Pb、Cd和Hg 4种重金属元素THQ从高到低依次为Cd、Pb、Cu、Hg,且THQ和HI均小于1,表明4种重金属元素中Cd的非致癌风险最高,且THQ/HI达64.58%。此外,23个样品中As的R为4.87×10-5,超出世界卫生组织建议的致癌风险值(1.00×10-5)。研究表明:人体通过白花蛇舌草摄入Cu、Pb、Cd和Hg 4种重金属元素不会对人体造成非致癌伤害;除红河州个旧市和文山市小街镇样品外,云南其他产地白花蛇舌草摄入总As存在低致癌风险。     

烧结烟气钙基脱硫灰微量元素的浸出特性研究

通过浸出特性试验,分别以去离子水和3种不同pH值的酸性缓冲溶液作浸取剂,研究5种重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Ni与F在密相法、循环流化床烧结烟气钙基脱硫灰中的质量浓度分布情况及浸出规律.结果表明,烧结烟气钙基脱硫灰不具有腐蚀性,其重金属和F-的浸出量与浸出液pH值密切相关,易在酸性条件下浸出,脱硫灰自身的碱性对其重金属等微量元素的浸出质量浓度亦有较大的影响.烧结烟气钙基脱硫灰中微量元素的质量浓度均远低于<危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别>(GB 5085.3-2007)规定值,不属于具有浸出毒性的危险废物.脱硫灰中Pb2+、Ni2+、Cd2+的浸出质量浓度稍高于西德的固体废弃物填埋标准,在脱硫灰处置时应关注其中Pb、Ni、Cd可能带来的潜在危害.     

琼北火山岩区农田土壤重金属和硒含量评价及来源研究

基于海南岛1:25万多目标区域地球化学调查结果,针对海南岛北部(简称“琼北”)基性火山岩地区农田土壤,按照不同成土母质类型采集土壤样品,重点分析Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、As、Cr、Ni、Se9种元素.结合GB 15618-1995《土壤环境质量标准》和富Se土壤评价标准,运用单项污染指数法对研究区土壤环境质量进行评价,查明其Se质量比水平.结果表明,基性火山岩区农田土壤Cr、Ni超标严重,Cu次之,Zn和Cd属潜在超标因子,Pb、Hg和As整体属清洁水平,且土壤整体达富Se水平.根据研究结果,提出了农业安全生产建议.综合聚类分析和因子分析结果表明,研究区农田土壤中Cu、Cr、Ni和Se主要来源于成土母质,Cu、Cr、Ni属母质所致高背景含量,而Cd、Cu、Zn已明显受到农业活动(施肥)影响.     

云南个旧多金属矿区农田土壤-作物系统重金属污染现状——以乍甸镇为例

对云南个旧市乍甸镇农田土壤和农作物重金属污染现状进行了野外调查及评价。结果表明:农田土壤Pb、Zn、Cu、Cd、As质量比均超出GB 15618—1995《土壤环境质量标准》二级标准,Hg未检出,该地区农田呈现以As、Cd为主多种重金属复合污染。Pb、Zn、Cu、Cd、As土壤有效态质量比与土壤全量呈极显著正相关(p<0.01)。农作物中Cu、As质量比与土壤有效态Cu、As质量比无显著相关,Zn质量比与土壤有效态Zn呈极显著负相关(p<0.01),Cd、Pb质量比与土壤有效态Cd、Pb呈显著正相关(p<0.05)。89%的农作物As超标,油菜籽(Brassica napusL.)As质量比最高,均值达(23.04±14.33)mg/kg(鲜重,下同)。Pb超标率达72%,油菜籽Pb质量比最高,平均为(5.55±2.53)mg/kg。Zn、Cd超标率均为11.11%,超标最严重的油菜籽Zn质量比为(46.65±13.61)mg/kg,Cd质量比为(0.24±0.10)mg/kg。Cu超标率为5.55%,油菜籽Cu质量比最高,达(16.02±2.75)mg/kg。油菜籽对As、Pb、Zn、Cu、Cd的转移系数(农作物可食部分重金属质量比(鲜重)与土壤重金属质量比的比值)远高于其他作物。农作物对Pb、Zn、Cd、As的转移顺序依次为果实类、叶菜类、根茎类,对Cu的转移顺序为果实类、根茎类、叶菜类。农作物以As、Pb污染为主,总体属重度污染。聚类分析得出:油菜籽、青蒜(Allium ampeloprasumL.)和生菜(Lactuca sativaL.var.ramosaHort.)重金属污染严重,不适合在该地区继续种植和食用。     

粉煤灰掺用量对水泥固化/稳定重金属污染底泥的影响

利用粉煤灰-水泥体系固化/稳定重金属污染底泥.固定胶凝材料和底泥的质量比为1.5∶1,在不同养护时间(7 d和28 d)下,研究粉煤灰掺用量对水泥固化/稳定污染底泥的影响.浸出毒性(固体废物浸出毒性浸出方法--醋酸缓冲溶液方法,HJ/T 300-2007)结果表明,固化体浸出液中主要重金属Cd、Pb和Zn的浓度均符合危险废物鉴别标准--浸出毒性鉴别(GB 5085.3-2007)的要求.在稳定浸出液pH=4的条件下,粉煤灰掺用量不超过50%时,浸出液中Cd、Pb和Zn浓度均低于GB 5085.3-2007规定的限值,适量掺加粉煤灰降低了重金属的浸出毒性.无侧限抗压强度结果表明,8%的粉煤灰掺加量能够一定程度地提高固化体抗压强度,继续增加粉煤灰用量导致固化体抗压强度持续下降.环境耐受力测试结果表明,干湿循环对固化体的破坏不大,而冻融循环对固化体的破坏较大,当粉煤灰掺用量超过33%时,养护28 d的固化体冻融循环质量损失高于30%.利用粉煤灰-水泥体系固化/稳定重金属污染底泥,合适的粉煤灰掺用量为33%.     

生活垃圾焚烧飞灰重金属在浸出柱中的浸出规律

通过浸出柱实验,研究生活垃圾焚烧飞灰中重金属的动态浸出规律.结果表明,浸出液中各种重金属的质量浓度均随浸取剂与飞灰比值(L/S)增大而减小,并在L/S＞2后趋于稳定.除Pb外,浸出质量浓度均低于污水综合排放标准(GB 8978-1996)限值.对比原灰与浸出残留物重金属多级提取结果表明,飞灰的重金属在浸出柱实验中释放能力由强到弱依次为:Cd、Ni、Cu、Pb、Zn和Cr.受浸取剂pH值和固液接触方式影响,浸出柱重金属累计浸出量都小于国家标准(GB 5086.2-1997)浸出量(Cd除外),尤其Cr、Hg和Pb的浸出柱累计浸出量分别是国标浸出量的23.25%、1.29%和14.29%     

热辐射与灰分耦合对矿区表层土壤Cr、As、Cu和Zn赋存及浸出影响机制研究

为了解热辐射与灰分耦合对矿区表层土壤理化性质及其重金属Cr、As、Cu、Zn赋存和浸出毒性的影响，采用锥量仪在不同热辐射温度(400℃、600℃、750℃)及生物质负载量(1 kg/m²、3 kg/m²、5 kg/m²)下开展室内燃烧试验，对样品理化性质、Cr、As、Cu、Zn质量比和形态进行分析，并通过TCLP法对重金属潜在的浸出风险进行评估。结果表明：热辐射与灰分耦合作用显著改变表层土壤的理化性质。其次，耦合作用使得表层土壤Cr、As、Cu和Zn的总质量比增加，说明生物质燃烧产生的热辐射与灰分是影响矿区林地表层土壤重金属浓度的重要因素。此外，耦合作用使得Cr有效态的比例由50%下降到40%,As有效态的比例由14%增加到22%,对Cu和Zn有效态的作用则不明显，说明其对表层土壤Cr、As的迁移性分别起到了抑制和促进作用。TCLP试验结果表明，仅土壤受热或生物质与土壤共同燃烧都会使土壤中Cr、As、Cu和Zn的浸出水平增大；Cr、As、Cu和Zn浸出质量比最高分别为0.88 mg/kg、0.81 mg/kg、654.1...     

Reliability data acquisition and evaluation in process plants

Based on the practical experience of assessing reliability data in two plants of the explosives industry, the organization and scope of the data collection, the component delimitation, the procedures of quality assurance and the data evaluation for their final use in PSA studies are presented. An example is given for the type of detection and repair, etc. The mathematical background for evaluating observed component lifetimes is discussed. Both frequentist and Bayesian methods are addressed. The resulting failure rate distributions and their approximations by log-normal distributions for several key components are presented. They were obtained using a Bayesian approach with a non-informative prior. Remarks on uncertainty, their treatment and a proposal for transferring data to plants other than the ones investigated conclude the presentation.     

高温高湿造纸工业厂房热湿环境实测与分析

为了得到高温高湿造纸工业厂房内温湿度分布规律,对不同地区、不同季节的5个造纸厂房热湿环境进行了现场实测与调查.通过对测试数据的分析,得出厂房温度沿高度方向分层分布的规律,而且夏季温升明显大于冬季温升.推导得出造纸厂房6 m高度以内冬夏季温度在垂直方向上随高度变化的拟合关系式. 发现相对湿度与含湿量随高度分层分布的特性,但两者并不完全一致,且两者分布规律与厂房纸机设备散湿量及其散湿方式密切相关. 总结出对人体有害的工作区域.所得到的温湿度分布规律为优化造纸车间通风系统设计、改善工人工作环境和设备运行环境提供了参考依据.     

Predicting work performance in nuclear power plants

Diagnosis and monitoring are the major tasks of an operator in main control room of nuclear power plants (NPPs). The operator’s mental workload influences his/her performance, and furthermore, affects the system safety and operations. This study investigated the operator’s mental workload and work performance of the NPP in Taiwan. An experiment including primary and secondary tasks was designed to simulate the reactor shutdown procedure of the fourth nuclear power plant (FNPP). The performance of the secondary tasks (error rate), subjective mental workload (NASA Task Load Index, NASA-TLX) as well as seven physiological indices were assessed and measured. The group method of data handling (GMDH) was applied to integrate these physiological indices to develop a work performance predictive model. The validity of the proposed model is very well with R² = 0.84 and its prediction capability is high (95% confidence interval). The proposed model is expected to provide control room operators a reference value of their work performance by giving physiological indices. Besides NPPs, the proposed model can be applied to many other fields, e.g. aviation, air transportation control, driving and radar vigilance, etc.     

Safety related questions for computer-controlled plants: derivation, organisation and application

The use of computers in process control has improved productivity and product quality but has also caused a number of accidents. If we learn from these accidents we may be able to prevent them from happening again. This paper advocates a systematic approach to deriving and organising safety-related questions from past incidents and then applying the questions to consider the safety issues related to the whole life-cycle of computer-controlled plants. Over 170 questions were derived from 300 incident reports provided by two major organisations. The questions are organised into a structured framework so that relevant questions can be located easily when considering different aspects of a computer-controlled plant. Examples illustrating the application of the questions are given. The whole set of questions is listed in the Appendix.     

高科技制造业环安卫风险管理系统

只要有危害源就会存在一定的风险。由于生产过程的需要,高科技制造行业往往使用大量有毒、危险化学品,生产环境与生产设备也不同于传统产业,也因此,如何运用有效地环安卫(环境保护、工业安全、职业健康)风险管理机制来避免各种危害源可能对企业造成的负面冲击,以降低高科技行业营运过程可能遭遇的环安卫风险一直是高科技行业风险管理者所面临的挑战。本文将介绍如何以PDCA持续改善的架构来贯穿高科技行业环安卫风险管理流程与风险管理概念。     

污染水体条件下生态浮床的植物生长特性与作用

利用填料与水生植物构建强化型生态浮床,对重污染城市感潮河流进行原位修复.对浮床植物的生长情况及其对污染物的去除开展为期1 a的监测,5种浮床植物表现出良好的耐污能力和去污能力.美人蕉相对生长速率最佳,为0.095 d-1;再力花、黄菖蒲、梭鱼草、风车草分别为0.080 d-1、0.074 d-1、0.045 d-1和0.047 d-1.各植物中美人蕉氧输送率最大,为57.08 gO2·m-2·d-1;其浮床系统对TN、NH4+ -N、TP、CODcr和BOD5的去除负荷也较高,分别为4.12kg·m-2·a-1、3.86kg·m-2·a-1、0.15 kg·m-2·a-1、46.58 kg·m-2·a-1和4.36 kg·m-2·a-1,一阶降解系数分别为1.33 d-1、1.37 d-1、1.72 d-1、3.92d-1和1.58 d-1.与传统植物浮床相比,强化型生态浮床具有加速有机污染物分解速率和提高水体中氮磷营养盐处理效果等优点.     

Database-supported documentation and verification of pressure relief device design in chemical plants

In this paper the results of a multi-year analysis of the pressure relief devices located in several plants in major chemical sites are summarized. The analysis consisted of a systematic evaluation of existing safety valves and rupture discs including the identification of the service conditions and design cases as well as the sizing calculations of the individual device and associated piping. Furthermore, from the total amount and the hazardous potential of the effluents the necessity of retention systems is evaluated to ensure a safe disposal.Because the knowledge in the field of emergency pressure relief changed very rapidly in recent years, the design of some safety devices was not according to the state of the art. An essential part of the verification program was the recommendation of measures to find the most economical yet technically correct way to correct these deficiencies. Rather than by carrying out wholesale replacement of an incorrectly sized safety device or vent line, often a reduction of the mass flow rate to be discharged, for example, by an orifice in a supply line, is sufficient.Results of the analysis were recorded on a novel database to capture the sizing information and maintain correct pressure relief device sizing into the future. The systematic databased approach has been used for the evaluation of about 4000 safety devices so far. The procedure has been proven to enable an experienced design engineer to carry out the analysis of a great number of pressure relief devices in a time-saving, reliable and reviewable way.     

含硫天然气净化厂硫化氢泄漏分析及对策

以川东北某含硫天然气净化厂为对象,通过分析该净化厂的处理工艺及可能造成泄漏的各种原因,确定了硫化氢泄漏危险较高的生产单元。通过工艺压力、流量、物料组分的比对,选取了脱硫单元原料气和硫磺回收单元酸性气作为模拟泄漏物料。对该厂所在地的气象条件和厂区的地形地貌进行了调查,净化厂当地近5年风速、云量统计表明低风速和多云为主导天气,将D1.5m/s作为模拟硫化氢泄漏扩散的典型气象条件。采用了美国石油学会(API)推荐地面粗糙度长度。运用PHAST软件计算了在典型气象条件下通过3种不同孔径泄漏1 min,5min和30min,形成的立即危及生命或健康(IDLH)范围。在典型气象条件下IDLH的下风向边界距离在41m至1190m范围内,以硫磺回收单元的大孔径泄漏为最远。以小孔泄漏为例模拟并讨论了风速、大气稳定度对硫化氢扩散的影响。为降低H2S泄漏风险提出了在线监测及联锁系统设置的要求,对避免和减少硫化氢中毒伤亡事故具有指导意义。     

核电厂HRA组织定向研究

概率安全评价(PSA)已经成为核电厂定量化安全评价的主要方法,人因可靠性分析(HRA)是其中重要组成部分.传统的HRA方法研究对象主要是"个体失误",而HRA的全面评估必须考虑"组织情景",HRA必须组织定向.分析了HRA各主要方法对于组织因素考虑的不足,提出了HRA组织定向的必要性和基本原则.在提出组织定向的假设条件基础上,建立了HRA(A、B、C类事故)与核电厂相关特定组织之间的映射模型.     

砷矿区植物对重金属的吸收和富集特征

通过野外调查研究了云南楚雄雨露砷矿区采矿、冶炼废弃地生长的16种优势植物的生长状态及其对应根区土壤的基本理化性质.结果表明,该矿区植物长势良好,未出现受害症状.土壤磷氮含量充足,As含量远远超过《土壤环境质量标准》3级标准中的旱地As含量标准值,高达133倍.16种植物的地上部重金属含量As最高,并且在总As平均质量比高达5 318 mg/kg的土壤环境条件下,蜈蚣草(Pteris vittata L.)体内As质量比可达2 327 mg/kg,小酸模(Rumex acetosella L.)、辣子草(Galinsoga parviflora Cav.)、鬼针草(Bidens pilosa L.)等7种植物对Cd,以及牛口刺(Cirsium shansiense Petrak.)对Zn的富集系数和转移系数均大于1.0,其中地石榴对Cd的富集系数高达7.99.上述植物对重金属污染均表现出了较强的耐性,具有进一步的研究潜力.