基于多孔环形喷嘴的可燃爆粉尘分散特征的密度效应研究*

为了研究不同密度的可燃爆粉尘在内置多孔环形喷嘴的20 L爆炸特性测试装置中的分散特征，基于负载粒子流方法、耦合DPM动量平衡方程和时间平均 Navier Stokes控制方程组，实现3种不同密度的煤粉、铝粉和锆粉在20 L爆炸测试装置中粉尘分散全过程的数值模拟。研究结果表明:多孔环形喷嘴的分散较为均匀，但是约束管道末端存在局部粉尘残留区，致使爆炸仓内真实粉尘浓度远低于形式浓度；爆炸仓中心位置的最大湍动能随着粉尘密度的增加而减小，只有显著地变化粉尘密度才能展示区分度较高的浓度峰值和抵达浓度峰值的时间。     

Inhibiting effects by Fe2O3 on combustion and explosion characteristics of ABS resin

The global increase in the use of, and reliance on, plastics has prompted the demand for acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) resin in various fields. With this increased requirement, numerous failures have occurred in the ABS process. Those incidents, resulting from electrostatic discharge, powder accumulation, heat accumulation, construction sparks, and plant fires, have caused dust fire and explosions.In this study, the ABS resin was gleaned from the site and tested for its explosion parameters, including minimum ignition temperature of dust cloud (MIT_C), minimum ignition energy (MIE), and minimum explosion concentration (MEC). To improve loss prevention in the manufacturing process, ferric oxide (Fe₂O₃) as an inert additive was added in the ABS powder. According to the MIE test, Fe₂O₃ has an apparent inhibiting effect on dust explosion for the ABS dust. With the proportion of Fe₂O₃ increased from 25 to 50 mass% in ABS, the MIE increased from 67 to 540 mJ. The explosion tests via 20-L apparatus indicated that Fe₂O₃ mixed with ABS could not increase the MEC significantly. However, the explosion pressure dropped by increasing in the ratio of Fe₂O₃ in ABS. This inerting strategy of ABS was deemed to substantially lessen the probability and severity of fire and explosion.     

Inhibition effects of aluminum dust explosions by various kinds of ammonium polyphosphate

In this work, vinyltriethoxysilane (A151) and 3-aminopropyltriethoxysilane (KH550) were used to modify ammonium polyphosphate (APP), showing that the dispersibility of APP could be improved remarkably by A151 and KH550. The maximum explosion pressure of aluminum dust explosion decreased with the addition of APP, A151-APP (APP-A) and KH550-APP (APP-B), with the exception of the case where the inerting ratio (α) of APP-A was less than 0.4. After the addition of APP-B, there was little difference in flame propagation behavior and explosion pressure compared with that of adding APP, indicating that APP-B could retain the inhibition performance of APP compared with APP-A. When the inerting ratios of APP, APP-A and APP-B were 1.2, 1.4 and 1.4, respectively, the aluminum dust explosion could be completely inhibited. The explosion residues of aluminum dust/APP mainly consisted of Al₂O₃, P-containing and N-containing compounds. It could be analyzed that APP exerted the inhibition effect through both chemical and physical effects.     

祁连山老虎沟12号冰川积雪中飞灰颗粒物的特征

冰川积雪中的飞灰颗粒物可指示由大气沉降的人类活动污染物.本研究基于2012年6月在青藏高原东北缘的祁连山老虎沟12号冰川夏季野外观测取样、实验室扫描电子显微镜与X射线能谱仪联用系统(SEM-EDX)分析了积雪粉尘中球形颗粒物的特征信息,以弄清冰川区沉降的球形飞灰颗粒物的理化特征及其环境意义.结果表明,在所选取的雪层不同深度的9个积雪样品中,都存在着一定数量的飞灰颗粒,这些颗粒物通常是人类生产活动中的化石燃料高温燃烧所形成的.基于EDX能谱分析了飞灰颗粒物的化学元素成分组成,认为沉积在祁连山冰川积雪中的飞灰主要分为3种类型,分别为"富Si类"、"富Fe类"和"富Ti类"颗粒物.总体上,"富Si类"和"富Fe类"颗粒占了球形飞灰颗粒的绝大部分.这些不同组分的飞灰代表了污染物的不同生产活动来源,其平均粒径要相对大于雪层中自然来源的所有矿物粉尘颗粒物,反映了大气传输远距离中密度对粉尘颗粒的重要性.结合NOAA Hysplit气团后向传输轨迹分析认为,中亚地区和我国新疆地区城市、及研究区周边的工业燃烧物通过大气传输是祁连山老虎沟12号冰川积雪中飞灰颗粒的主要可能来源.     

基于模糊综合评判法对集中供热锅炉环保设施综合评价研究

以乌鲁木齐市某集中供热锅炉污染物减排方案为例,通过建立脱硫除尘设施综合评价指标体系,运用层次分析法确定指标权重,利用模糊综合评判法分别对两种除尘设施情况下的环境效益、经济效益以及设施能耗、物耗等指标着手,进行综合评价,最终评选出较优实施方案.评选结果表明：袋式除尘＋石灰石-石膏法脱硫除尘设施方案运用于该集中供热站综合效益较好,可有效实现污染物减排,为今后燃煤锅炉环保设施的评选提供一定的参考作用.     

典型沙尘回流天气过程对北京市空气质量影响的特征分析

利用不同方位监测数据和气象资料,结合后向轨迹模型和激光雷达观测结果,对2011年3月18—21日北京市空气污染过程的天气形势、沙尘输送路径、污染物浓度的变化特征进行了分析.结果表明,这次污染过程主要是由于沙尘在上游沙源地起沙后先直接输送穿过北京,然后停留在渤海湾和朝鲜半岛区域,在渤海弱高压系统作用下,沙尘又回流至北京所致,其中,沙尘回流直接造成北京市空气质量达到重度污染天气.在沙尘回流影响过程中,PM10浓度呈现青龙山-北京市区-八达岭逐步升高的变化特征,国控站点PM10小时浓度持续16 h超过350μg·m-3,最大值达到571μg·m-3.SO2、NO2与PM10的小时浓度表现为同步变化规律,沙尘回流影响时,除了沙尘粒子外,周边地区的人为排放也是一个重要因素.     

基于两种样品前处理方法对比研究小冬克玛底冰川雪坑中痕量元素

通过对唐古拉山小冬克玛底冰川雪坑中非季风季节沉积的雪样分别进行酸化处理和消解处理后,利用高分辨扇形磁场等离子体质谱仪(ICP-SFMS)测试了样品中19种痕量元素(Ba、U、Sr、Rb、Tl、Mo、Cs、Pb、Sb、V、Cr、Mn、Fe、Co、Al、Cu、Ti、Li、As)的酸化浓度和总浓度.研究结果表明,痕量元素浓度的变化范围较大,元素Al的最大/最小浓度比为326(酸化浓度)和465(总浓度),元素Pb相应比值为27和48.雪冰中痕量元素的总浓度一般大于该元素的酸化浓度,其中,元素Pb、Fe、Sb、Ba、Al、Ti的酸化浓度占总浓度的平均比值分别为91%、76%、60%、52%、33%和21%.一般地,样品中不溶微粒含量越大,酸化浓度占总浓度的比值越小;不溶微粒含量越小,则相反.对痕量元素的富集系数(EF)分析表明,各元素总浓度EF均值小于酸化浓度EF均值,揭示了用酸化浓度计算EF存在对痕量元素人为来源影响的高估.人类排放是小冬克玛底冰川中痕量元素的来源之一,对于元素Mo和Sb,人类排放估计是主要来源.利用后向轨迹模型模拟出小冬克玛底冰川雪冰中痕量元素在非季风季节主要来源于青藏高原西部及中亚中东地区.     

典型河谷城市儿童土壤与灰尘铅暴露风险

为定量评价河谷型城市土壤与灰尘铅对城市儿童健康的影响与风险,结合野外调查的基础上,以陕西渭河谷地典型工业城市宝鸡、西安、渭南和铜川为研究区域,以定量分析河谷型城市儿童环境铅暴露为核心,收集4个城市土壤与灰尘分析样品总计243个。利用X射线荧光光谱法测定了4个城市土壤与灰尘铅的含量;采用BCR连续形态分级法探究了城市土壤与灰尘重金属铅地球化学形态分布与迁移特征;根据US EPA污染物暴露与健康风险评价模型对城市儿童铅暴露进行了评价。研究结果表明渭河谷地典型城市宝鸡、铜川、西安和渭南城市土壤与灰尘铅浓度(X±SD)分别为(409.2±52.54)和(624.70±66.15)mg·kg-1、(357.47±41.37)和(592.60±36.78)mg·kg-1、(61.4±13.31)和(78.42±14.89)mg·kg-1、(46.71±12.11)和(64.7±13.76)mg·kg-1,均高出陕西省土壤铅背景值;污染水平依次为宝鸡铜川西安渭南。4个河谷型城市土壤与灰尘重金属铅发生整体迁移的趋势为:宝鸡城市灰尘(90.71%)西安城市灰尘(84.74%)≥宝鸡城市土壤(83.12%)渭南城市灰尘(74.89%)≥西安城市土壤(74.50%)铜川城市灰尘(72.49%)铜川城市土壤(57.50%)渭南城市土壤(53.79%)。可见,铅在均在城市灰尘中的迁移趋势远大于相应的城市土壤。4个城市土壤与灰尘均表现出较大的儿童暴露致癌风险,宝鸡和铜川城市儿童土壤与灰尘铅暴露也分别存在非致癌风险,风险程度依次为宝鸡铜川西安渭南。儿童铅暴露致癌与非致癌风险程度与其城市土壤和灰尘中铅可氧化态分布呈相似的规律,表明碱性的城市土壤与城市灰尘(p H7)中可氧化态铅可能是导致河谷型城市儿童铅暴露风险和儿童血铅污染的主要形态和因素。由此,城市燃煤排放与含铅制品的加工等活动可能是渭河谷地河谷型城市儿童血铅与铅暴露最主要的贡献源,必须采取长期有效的监测与控制措施。     

石英砂加工企业职业病危害防护措施与管理对策研究

通过对安徽省石英砂加工企业生产工艺流程和现场进行调查分析,得出矽尘和噪声是两种最主要的职业病危害因素,发现石英砂生产企业矽尘和噪声危害十分严重,生产作业现场未配备任何防护装备和个人防护用品,作业人员接触职业病危害的比率非常高。分析了石英砂加工企业在职业病危害防护与管理方面的欠缺与不足,提出了针对矽尘和噪声危害因素的具体工程防护措施与管理对策,从源头控制和消除职业病危害,保护劳动者的生命安全与健康。     

基于综采面产尘分布与扩散分析的粉尘防治研究

在对W3709综采工作面产尘特点分析的基础上,将工作面产尘源分为落煤扬尘、落煤冲击产尘及割煤产尘3类。对采煤机顺风割煤与逆风割煤时粉尘运动规律进行了详细的分析,根据工作面产尘特点与粉尘运动规律,提出了包括煤层注水、采煤机割煤产尘治理与控制以及支架处粉尘治理一套完整的综合防尘系统。通过现场应用,工作面粉尘在原有设施降尘基础上降低86%以上,降尘效果良好,有效地解决了该工作面粉尘污染严重的难题。