Application of a “closed-can” technique for measuring radon exhalation from mine samples of Punjab, Pakistan

Using the closed-can technique, radon exhalation rate measurements have been carried out for shale and coal samples collected from various mines located in the Chakwal and Makarwal areas of Pakistan. For the two areas, the measured average values of the exhalation rates from shale are 1.45±0.13 and 0.67±0.25 Bq m⁻² h⁻¹ and for coal are 1.0±0.03 and 0.65±0.32 Bq m⁻² h⁻¹, respectively. These values are much lower than the measured exhalation rates from alum-shale-based Nordic concrete which has values in the 50–200 Bq m⁻² h⁻¹ range. The lower values of the measured exhalation rates from the shale and coal deposits in the Chakwal and Makarwal areas are indicative of their lower uranium contents and mine workers in these areas do not face any abnormal health hazard due to radon since the exhalation rates have been found to be on the low side.     

加速溶剂同时萃取和净化-气相色谱-三重四极杆串联质谱测定土壤和沉积物中8种多溴联苯醚

建立了土壤和沉积物中8种多溴联苯醚(PBDEs,BDE-28、BDE-47、BDE-99、BDE-100、BDE-153、BDE-154、BDE-183和BDE-209)加速溶剂同时萃取和净化-气相色谱-三重四极杆串联质谱(ASE-GC-MS-MS)的分析方法。通过优化加速溶剂萃取与弗罗里硅土在线净化和串联质谱多反应监测模式的条件,较好地去除基质干扰,并提高了三重四极杆串联质谱定性的准确性及定量的灵敏性。该方法采用改进的色谱柱能同时分析包括高溴代联苯醚BDE-209在内的8种PBDEs,其浓度范围为1～100 ng/mL(BDE-209为10～1 000 ng/mL),线性良好,线性回归系数均大于0.997。方法检出限为0.004～0.1 ng/g,方法回收率为75%～110%,方法精密度为2.4%～15.6%。适于批量处理土壤和沉积物中含有多组分痕量PBDEs的样品。     

环境监测用氮气中多组分VOCs标准物质的研制

介绍了采用称量法制备瓶装1μmol/mol氮气中42个组分挥发性有机物(VOCs)标准物质的研制方法。建立了选择离子模式,气相色谱-质谱联用的分析方法,对目标组分在气瓶中的长期稳定性进行了考察。所选择的42种目标组分完全满足中国环境保护标准《环境空气挥发性有机物的测定吸附管采样-热脱附/气相色谱-质谱法》(HJ 644—2013)和美国环保署《使用特殊处理的采样罐/气相色谱仪检测环境大气中的挥发性有机物》(EPA TO—14A)这2个方法标准中所规定的环境空气中挥发性有机有害成分的监测要求。将研制的气体标准物质与中国计量科学研究院(NIM)和英国国家物理实验室(NPL)分别进行了比对测试,取得了良好的比对结果与国际等效度。结果表明,1μmol/mol氮气中42种组分VOCs标准物质的有效期为一年,相对扩展不确定度为5.0%(包含因子k=2),并取得国家标准物质证书GBW(E)062231。     

顶空-气相色谱法(氮磷检测器)测定固定污染源废气中三甲胺

建立了顶空-气相色谱法测定固定污染源废气中三甲胺的分析方法。弱酸性吸收液采集固定污染源废气中的三甲胺,碱液中和后顶空进样气相色谱仪氮磷检测器分析。并对平衡温度、平衡时间、盐析效应、氨水和氢氧化钠条件实验进行优化,在最佳实验条件下,三甲胺的方法检出限为0. 46μg/m~3(以采集20 L空气样品计),加标回收率为97%～107%,相对标准偏差在9. 26%以下。利用该方法对垃圾焚烧发电厂厂界空气及鱼粉厂有组织废气中三甲胺进行检测分析,该方法能够满足国家标准及上海地方标准中三甲胺排放限值的要求。     

氨气敏电极法和纳氏试剂分光光度法对地表水中氨氮的比对测试

采用不同质量浓度的氨氮标准样品和实际样品,用氨气敏电极法和纳氏试剂分光光度法进行同步测试。结果表明,2种分析方法在水样氨氮质量浓度在0. 159～2. 81 mg/L范围内具有良好的可比性、精密性和准确性。氨气敏电极法的检出限为0. 03 mg/L,平行6次测定样品的相对标准偏差为0. 4%～4. 2%,加标回收率为85. 0%～110%;纳氏试剂分光光度法的检出限为0. 025 mg/L,平行6次测定样品的相对标准偏差为0. 5%～6. 4%,加标回收率为93. 0%～99. 8%。同时氨气敏电极法在样品预处理、试剂配制和分析时间上要优于纳氏试剂分光光度法。氨气敏电极法能够满足地表水自动监测在线比对实际工作的需求,该方法具有良好的适用性。     

水平管内不同煤质煤尘爆炸火焰传播特性实验研究

为研究水平管道空间不同煤质煤尘爆炸火焰传播特性,选取褐煤、长焰煤、不粘煤、气煤4种煤尘,对爆炸火焰焰峰特性、火焰加速传播特性、火焰传播距离与持续时间展开研究。研究结果表明:褐煤在500 ms内焰峰的形状由尖锐向平滑再向钝化不断演变,长焰煤与不粘煤在375 ms时焰峰前端出现明显焰体分离现象,分析认为这与管体冷壁效应、空间尺度效应及空间氧气消耗直接相关;气煤在375 ms时焰峰出现大面积火焰碎纹,说明气煤爆炸火焰猛烈传播的持续时间相对较短,整体爆炸强度相对较弱;褐煤与长焰煤爆炸火焰存在2次间断性加速,分析认为这与管体空间受限、常温管壁散热、局部助燃氧气瞬间不足等因素有关;褐煤在爆炸后400～600 ms内火焰2次加速完全,火焰传播距离达740 mm,明显大于长焰煤、不粘煤与气煤,说明低变质褐煤爆炸火焰持续时间更长,火焰传播距离更远且传播更剧烈;虽然气煤火焰最远传播距离比长焰煤大30 mm,但由于气煤火焰在375 ms左右出现大片火焰碎纹,因此气煤整体的爆炸强度小于长焰煤。     

大尺度障碍物与泄爆面对天然气内爆炸的协同作用规律研究

为阐释民用建筑内部大尺度物品与门窗等泄爆面对天然气爆炸灾害的协同作用机制,基于典型厨房空间布局及内部物品特征,借助计算流体动力学技术研究了不同泄爆面开启压力和不同大尺度障碍物体积阻塞率条件下天然气内爆炸火焰速度、爆炸超压的分布规律。研究结果表明:大尺度障碍物与泄爆面对室内天然气爆炸过程具有显著的协同作用,共同促进火焰速度与爆炸超压的显著增长,并缩短峰值超压到达时间;大尺度障碍物的存在虽然显著降低了室内天然气的体积,但从增加房间内湍流源和相对长径比的角度进一步促进了泄爆效应;大尺度障碍物与泄爆面协同作用下,室内火焰速度呈现明显的阶段性特征,并在泄爆面附近发生波动。研究结论可为民用建筑物内气体爆炸事故调查分析和灾害评估提供科学依据。     

复杂气井套管力学分析与可靠度评价

为建立考虑地层和套管参数随机性的套管可靠度评价理论方法,以便得到复杂井况下套管传统设计安全系数与可靠指标之间的关系,提出了非均匀地应力和内压联合作用下,沿套管最大外挤力方向管壁任意位置发生屈服失效时外壁等效均匀外挤力的计算方法;建立了套管抗挤和抗内压三轴强度计算公式以及有效内压计算方法;根据套管载荷和强度影响因素统计参数以及评价过程中参数测试标准值,利用蒙特卡洛法（MC）建立了完整的套管可靠度计算和评价方法;通过实例对传统安全系数与可靠指标的对应关系进行了研究。研究结果表明:指定条件下,套管安全系数与可靠指标之间存在对应关系;利用建立的方法编制计算程序可以为传统设计法中安全系数代表的安全程度进行量化;可靠度评价方法能够为安全系数的选取提供指导。     

臭氧氧化—湿式钙法吸收工艺对烟气的同时脱硫脱硝

采用臭氧氧化—湿式钙法吸收工艺对模拟烟气进行同时脱硫脱硝处理。O₃于150 ℃下具有较高的热稳定性,可将NO氧化为高价态氮氧化物,且NO氧化率随n（O₃）∶n（NO）的增大而逐渐提高。烟气中SO₂和H₂O的存在对NO氧化率的影响不大。O₃对SO₂的氧化率较低,约为5%。3%（w）石灰石浆液对SO₂的吸收率接近100%,NO_x吸收率随n（O₃）∶n（NO）的增大而逐渐提高,当n（O₃）∶n（NO）为1.6时NO_x吸收率可达约65%。SO₂能促进吸收液对NO_x的脱除。石灰石浆液中加入0.2%（w）的（NH₄）₂SO₃或Na₂SO₃后NO_x吸收率可达约85%或82%,且吸收率随添加剂加入量的增加而提高,添加（NH₄）₂SO₃的NO_x吸收率略高于添加Na₂SO₃。     

Impacts of Changes in Precipitation Amount and Distribution on Water Resources Studied Using a Model Rainwater Harvesting System

Water supply reliability is expected to be affected by both precipitation amount and distribution changes under recent and future climate change. We compare historical (1951‐2010) changes in annual‐mean and annual‐maximum daily precipitation in the global set of station observations from Global Historical Climatology Network and climate models from the Inter‐Sectoral Impact Model Intercomparison Project (ISI‐MIP), and develop the study to 2011‐2099 for model projections under high radiative forcing scenario (RCP8.5). We develop a simple rainwater harvesting system (RWHS) model and drive it with observational and modeled precipitation. We study the changes in mean and maximum precipitation along with changes in the reliability of the model RWHS as tools to assess the impact of changes in precipitation amount and distribution on reliability of precipitation‐fed water supplies. Results show faster increase in observed maximum precipitation (10.14% per K global warming) than mean precipitation (7.64% per K), and increased reliability of the model RWHS driven by observed precipitation by an average of 0.2% per decade. The ISI‐MIP models show even faster increase in maximum precipitation compared to mean precipitation. However, they imply decreases in mean reliability, for an average 0.15% per decade. Compared to observations, climate models underestimate the increasing trends in mean and maximum precipitation and show the opposite direction of change in reliability of a model water supply system.