Applications of dust explosion hazard and disaster prevention technology

Powdered materials are widely used in industrial processes, chemical processing, and nanoscience. Because most flammable powders and chemicals are not pure substances, their flammability and self-heating characteristics cannot be accurately identified using safety data sheets. Therefore, site staff can easily underestimate the risks they pose. Flammable dust accidents are frequent and force industrial process managers to pay attention to the characteristics of flammable powders and create inherently safer designs.This study verified that although the flammable powders used by petrochemical plants have been tested, some powders have different minimum ignition energies (MIEs) before and after drying, whereas some of the powders are released of flammable gases. These hazard characteristics are usually neglected, leading to the neglect of preventive parameters for fires and explosions, such as dust particle size specified by NFPA-654, MIE, the minimum ignition temperature of the dust cloud, the minimum ignition temperature of the dust layer, and limiting oxygen concentration. Unless these parameters are fully integrated into process hazard analysis and process safety management, the risks cannot be fully identified, and the reliability of process hazard analysis cannot be improved to facilitate the development of appropriate countermeasures. Preventing the underestimation of process risk severity due to the fire and explosion parameters of unknown flammable dusts and overestimation of existing safety measures is crucial for effective accident prevention.     

淡水环境中短链氯化石蜡的预测无效应浓度及生态风险评估

短链氯化石蜡(short-chain chlorinated paraffins, SCCPs)是《斯德哥尔摩公约》增列的一类持久性有机污染物。搜集筛选出SCCPs对8种淡水生物的慢性毒性数据,构建了物种敏感度分布曲线(SSD),推导出SCCPs的淡水预测无效应浓度(PNECwater)为0.425μg·L~(-1),淡水沉积物预测无效应浓度(PNECsed)为992.5μg·kg-1。搜集了国内外部分淡水河流水体及沉积物中SCCPs环境暴露数据,运用商值法,评估SCCPs的生态风险。结果表明,长江中游和白洋淀水体风险商范围为2.6～154.4和3.7～132.5,处于高风险;国外河流SCCPs污染水平较低,北美地区与日本淡水河流SCCPs风险商小于1,处于低风险。长江中游沉积物的SCCPs的风险商高达400.6,呈现显著风险,欧洲工业区域淡水沉积物中SCCPs存在潜在风险。本研究为SCCPs水质标准制定与环境风险管理提供参考依据。     

环境剂量磷酸三(1,3-二氯异丙基)酯多代暴露对斑马鱼子代仔鱼的神经发育毒性

为探究环境剂量磷酸三(1,3-二氯异丙基)酯(TDCIPP)多代暴露对生物体的影响,选取斑马鱼为模型,研究了斑马鱼暴露于0、3、30和300 ng·L~(-1)TDCIPP至3代后,对每一代子代5 dpf仔鱼神经发育的毒性效应。研究结果表明,F0代暴露于300ng·L~(-1)TDCIPP 120 d后所产F1代仔鱼的孵化率显著性下降,存活率显著性降低;但对F2代和F3代仔鱼的这些终点指标均无显著性影响。运动行为结果表明,F0代暴露于3和300 ng·L~(-1)TDCIPP 120 d会导致F1代仔鱼在光暗周期刺激下的游泳速度受到抑制,并伴随着神经元发育基因(ngn1)以及轴突生长标志基因(α1-tubulin、netrin1b和zn5)的显著性上调,相关性分析表明,游泳速度的抑制与ngn1、α1-tubulin和zn5这3个基因的表达显著相关。但对F2代仔鱼,仅300 ng·L~(-1)TDCIPP导致其游泳速度在黑暗刺激下显著性下降,且导致神经发育和再生相关基因(elavl3、gap43、gfap和shha)表达量显著性下降,但游泳速度的下降与基因表达无显著相关性。继续暴露至F3代仔鱼时,TDCIPP暴露对运动行为不再有显著影响。研究表明,环境剂量TDCIPP多代暴露对子代仔鱼具有神经发育毒性,表现为运动行为受损和神经发育相关基因表达量的改变,但毒性效应随着暴露代数的增加而减弱。     

2008—2018年黄山市酸雨污染特征变化趋势分析

采用2008—2018年黄山市酸雨监测数据,阐述了黄山市酸雨变化特征及成因。结果表明:黄山市降水pH在5.0左右徘徊;酸雨频率在2017年以前均处于高位,以2017年为拐点,下降到最低值(35.7%)。总体上,黄山市酸雨污染情况正在得到改善,但形势依然严峻。SO2-₄和NO-₃的当量浓度之比从2013年的4.09下降到2018年的1.10;SO₂和NO_x排放量逐年减少,但是幅度不同,NO_x排放量下降幅度不大,致使NO_x对酸雨的贡献有增加的趋势;酸雨类型由硫酸型转变为硫酸型和硝酸型并重,机动车排放对酸雨污染的贡献已不可忽视。对黄山市降水中的碱性离子中和能力进行分析发现,黄山市起主要中和作用的离子为NH⁺₄和Ca²⁺。将黄山市降水与其他地区降水进行对比发现,黄山市降水受到的中和作用强于东南地区,但弱于北方地区。     

旋风除尘器流场及浓度场实验与模拟

在研究旋风除尘器内气固两相的运动状况及分离机理方面,计算机模拟替代部分实验的方法能够优化设计旋风除尘器结构参数,提高其对微细颗粒的捕集效率,减少运行压力损失。本研究采用RSM模型和随机轨道模型对旋风除尘器内流场及浓度场进行模拟及实验。研究表明,旋风除尘器压力损失模拟结果与实验结果吻合较好,对于大于5μm的颗粒其捕集效率模拟结果与实验结果基本吻合;旋风除尘器外壁的颗粒浓度呈螺旋带状分布;如将排气管管径减少至原直径0.8倍,可使其对2μm颗粒捕集效率提高6.6%,但压力损失提高36.5%;颗粒的凝并作用有利于提高旋风除尘器微细颗粒的捕集效率。     

我国资源再生产业集群辨识研究

资源再生产业是解决资源危机、能源短缺和环境污染等问题的有效途径.近年来,我国资源再生产业发展迅速,在一些区域产业集群特征凸显.因此,本文采用产业集中度和区位商法,对我国资源再生产业在省域层面的集群情况进行定量分析.结果表明:我国资源再生产业集群特征非常明显,2007年产业集中度CR_4达到71.15%,广东、浙江和湖南三省已形成资源再生产业集群,2007年三省的区位商分别达到1.781、1.987、8.491;同时还发现重庆、湖北、天津、江苏、上海也初具集群雏形,为从产业集群角度探索我国资源再生产业发展模式提供依据.此外,在对广东、浙江和湖南三省产业集群进行深入分析和验证时还发现:广东、浙江模式与湖南模式具有明显不同,前者是再生资源禀赋和地方需求主导模式.而后者则是交易成本、区位交通优势和政府扶持共同作用的结果.     

大气超细颗粒物观测和扩散模拟研究进展

总结了近年来不同地区对不同环境下大气超细颗粒物的观测和扩散模拟研究进展。大量的观测研究结果表明,大气超细颗粒物的时空分布、组成特征、形成和成长的特性因观测地区的不同而存在很大差异,受气象因素和局部污染源的影响很大;其来源主要包括固定、移动燃烧源的直接排放和大气中颗粒成核现象,前一种来源一般是局部的,而后一种来源则是区域性的。目前,大多数关于大气超细颗粒物扩散的模拟研究都是针对其质量浓度的,对其数浓度扩散的模拟研究主要集中在小范围(机动车排放烟云的研究方面),在城市区域范围上的研究和应用还很少。最后,探讨和展望了大气超细颗粒物今后的主要研究方向和研究中面临的挑战。     

混凝土结构使役环境中氯离子浓度控制系统设计

本文结合湖北省自然科学基金项目"混凝土结构使役环境的智能模拟(2008CDB396)",在前期"211工程"项目"单轴约束可调式混凝土温度应力试验机"研究基础上,针对现有混凝土耐久性试验机在侵蚀溶液注入与氯离子浓度控制环境的空白,采用C51单片机为控制器,设计了一种混凝土结构使役环境中氯离子浓度控制系统,用于自动调节混凝土耐久性实验,模拟实验环境箱内的侵蚀溶液氯离子浓度,保证混凝土耐久性实验试件所处环境氯离子浓度稳定在设定的范围。系统采用溶液缓冲调节与循环注入方式,控制单元采用直读式离子浓度控制器,信号采集更方便。本系统不仅结构简洁,工作可靠性高,还能减少人力浪费,提高运行经济性。     

用于CO2捕集的Mg（OH）2粉末溶解速率

氢氧化镁是一种正在研究的用于脱除烟气中低浓度CO2的化学吸收剂。为了掌握工业用氢氧化镁粉末的溶解速率,利用缓冲溶液,在不改变溶液体积的情况下对不同悬浊液浓度、溶液温度、溶液pH值和搅拌速率情况下的氢氧化镁粉末溶解速率进行了研究。提高悬浊液浓度、提高溶液温度、降低溶液pH值和提高搅拌速率均能增大氢氧化镁的溶解速率。悬浊液浓度从0.1 mol/L增加到1 mol/L时,溶解速率增大了2.2倍;温度从23℃增加到52℃时,溶解速率增大了4.3～9.5倍;pH值从9.8降低到6.6时,溶解速率增大了78～225倍;搅拌速率从350 r/min增加到700 r/min时,溶解速率增大了1～2倍。     

Derivation of predicted no effect concentrations (PNEC) for 2,4,6-trichlorophenol based on Chinese resident species

2,4,6-Trichlorophenol (2,4,6-TCP) is a common chemical intermediate and a by-product of water chlorination and combustion processes, and is a priority pollutant of the aquatic environment in many countries. Although information on the toxicity of 2,4,6-TCP is available, there is a lack of information on the predicted no-effect concentration (PNEC) of 2,4,6-TCP, mainly due to the shortage of chronic and site-specific toxicity data. In the present study, acute and sub-chronic toxicity of 2,4,6-TCP on six different resident Chinese aquatic species were determined. PNEC values were calculated and compared by use of two approaches: assessment factor (AF) and species sensitivity distribution (SSD). Values for acute toxicity ranged from 1.1 mg L⁻¹ (Plagiognathops microlepis) to 42 mg L⁻¹ (Corbicula fluminea) and the sub-chronic no observed effect concentrations (NOECs) ranged from 0.05 mg L⁻¹ (Mylopharyngodon piceus) to 2.0 mg L⁻¹ (C. fluminea). PNECs obtained by the assessment factor approach with acute (AF = 1000, 0.001 mg L⁻¹) or chronic (AF = 10, 0.005 mg L⁻¹) toxicity data were one order of magnitude less than those from SSD methods (0.057 mg L⁻¹). PNEC values calculated using SSD methods with a 50% certainty for 2,4,6-TCP was less than those obtained by use of the USEPA recommend final chronic value (FCV) method (0.097 mg L⁻¹) and the one obtained by use of the USEPA recommend acute-to-chronic (ACR) methods (0.073 mg L⁻¹). PNECs derived using AF methods were more protective and conservative than that derived using SSD methods.