不同材质的微生物捕捉滤膜在屏障环境设施中的应用效果初探

目的通过探究不同材质滤膜的微生物捕捉性能,评估其对屏障环境实验设施中啮齿类动物健康状况的监测效果。方法以嗜肺巴斯德杆菌和金黄色葡萄球菌为代表菌株,在实验室条件下模拟滤膜捕捉微生物的过程,以捕捉粉尘质量、最低检测限度及荧光定量PCR检测的Ct值差异综合评估5种具有吸附、透气性能的自选材质滤膜(M1~M5)和商品化捕捉滤膜(T1)的微生物捕捉效果。将性能最优的自选材质滤膜置于屏障设施内笼架的通风管道中,用相应笼架的哨兵鼠作为对照组,以表皮葡萄球菌和大肠埃希菌为指示菌,计算阳性检出率和符合率,探讨其作为微生物捕捉滤膜在屏障设施内监测实验动物健康状况的可行性。结果从捕捉粉尘质量看,自选材质滤膜M3(滤径为0.1µm的无纺布可作为材质)的捕捉效果仅次于T1,捕捉量达0.126 g;对于金黄色葡萄球菌,除M4外,其余材质的滤膜最低检测限度均为102 CFU/g;对于嗜肺巴斯德杆菌,所有滤膜的最低检测限度皆为102 CFU/g;但M3的荧光定量PCR扩增结果Ct值显著小于其他材质,故5种自选材质滤膜中M3的捕捉效果最好。滤膜检测验证实验中,表皮葡萄球菌在哨兵鼠粪便和M3中的阳性检出率分别为50.00%(6/12)和58.33%(7/12),符合率为92%;大肠埃希菌在哨兵鼠粪便和M3中阳性检出率均为50.00%(6/12),符合率为100%。结论5种自选材质滤膜中,M3捕捉效果最佳;在屏障环境设施内,M3对于表皮葡萄球菌的监测效果优于哨兵鼠。因此,滤径为0.1µm的无纺布可作为微生物捕捉滤膜材质,为笼架排风粉尘PCR监测用微生物捕捉滤膜的材质选择和应用提供借鉴经验。

露天煤矿筛分栈桥煤棚智能通风降尘系统设计

露天矿煤棚属于半封闭空间,生产作业时处于重度污染状态,严重影响工人身体健康。针对露天煤矿筛分栈桥煤棚的特殊环境,综合运用传感器技术、PLC控制技术,设计了一套智能通风降尘系统,实现对煤棚内粉尘浓度的实时监测和智能控制。系统根据采集到的粉尘数据按照Fluent数值模拟获得的控制策略自动调整通风设备的运行状态,优化通风设备的工作效率,从而精准降低粉尘浓度,改善作业环境。实验结果表明,开风机后PM2.5较未开风机前降低了61.11%,PM10降低了35.04%。该智能通风降尘系统能够有效降低煤棚内的粉尘浓度,改善工人的作业环境,同时降低能耗,具有良好的经济效益和社会效益。

常见地被植物叶片特征及滞尘效应研究

近年来以大气粉尘颗粒物为首要污染物的雾霾天气在我国城市频繁发生,地被植物在控制缓解大气颗粒物方面的生态作用已成为研究热点。本研究拟在观察北京几种常见地被植物叶片形态特性的基础上,测定并计算单位叶面积的滞尘量和单位叶面积的最大滞尘量,试图揭示地被植物叶片阻滞、吸收大气颗粒污染物的机制,明确地被植物在缓解大气污染物种的贡献,并推荐应用于北京地区的优良滞尘地被植物,以期为控制和减轻北京大气污染,改善空气质量提供一定的科学理论依据。研究以北京绿化5种常见的地被植物——高羊茅(Festuca arundinacea.)、白三叶(Trifolium repens.)、草地早熟禾(Poa pratensis.)、狗牙根(Cynodon dactylon.)和匍匐剪股颖(Agrostis stolonifera.)为研究对象,观察其叶片特征并测定其滞尘能力。通过比较分析,发现不同地被植物滞尘能力存在显著差异(P<0.05)。其中:(1)狗牙根和白三叶的单位面积滞尘量最大,草地早熟禾次之,高羊茅和匍匐剪股颖滞尘量较小;(2)狗牙根最大滞尘量最大,白三叶次之,最后为高羊茅、草地早熟禾和匍匐剪股颖;(3)在一定时间内,5种地被植物的滞尘量均随时间延长呈现有限增长的趋势;(4)叶片滞尘量和最大滞尘量与叶面积呈现负相关关系,叶面积越小,单位面积的滞尘量和最大滞尘量越大;(5)除此之外,滞尘量与叶片结构形态也存在一定的关系。被毛或边缘有齿的叶片,其滞尘量越大。

综放工作面粉尘场与雾滴场耦合关系的实验研究

为了得到综放工作面雾滴场与其捕获的粉尘场之间的定量关系,根据模拟综放工作面通风风速的封闭式实验箱,设计了由供水系统、供风系统、测粒系统、测压系统、测尘系统、发尘系统等组成的综放工作面粉尘场与雾滴场耦合关系测试实验平台。采用三维激光多普勒粒子动态分析仪对包括直射喷嘴、单式离心喷嘴、混合式离心喷嘴等目前煤矿普遍使用的六大类压力喷嘴进行了尘雾场耦合实验,即在风机开启时,分别测定释放尘源前后的雾滴粒径,利用Matlab数值分析方法,得到了雾滴粒径在[40,65]、[65,100]、[100,160]μm等3个区间内无尘液滴平均粒径与其捕获尘粒平均粒径之间的拟和函数表达式。提出针对呼吸性粉尘的雾滴最佳捕尘粒径应为[15,70]μm,实现了对喷雾降尘理论的改进与完善。

城市植物叶面尘粒径和几种重金属(Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Ni)的分布特征

为研究城市植物叶面尘粒径及重金属元素(Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Ni)的分布规律和污染特征,以西安市不同功能区大叶女贞(Ligus-trum lucidum)和小叶女贞(Ligustrum quihoui)叶面尘为研究对象,用激光粒度分析仪测定叶面尘的粒径分布,用原子吸收分光光度计测定叶面尘重金属质量比,并探讨了叶面尘重金属的可能来源。结果表明,大叶女贞和小叶女贞叶面尘粒径小于50μm。前者叶面尘粒径累积曲线呈双峰分布,平均粒径和粒径峰值从大到小为相对清洁区、工业区、居住文教区、交通枢纽区、商业区;后者呈单峰分布,平均粒径和粒径峰值由大到小为工业区、居住文教区、交通枢纽区、商业区和相对清洁区。不同功能区叶面尘中Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Ni有明显的富集,其质量比分别为(325.5±72.6)mg/kg、(3 965.6±1 112.9)mg/kg、(349.2±149.3)mg/kg、(35.3±6.8)mg/kg、(1 182.0±355.1)mg/kg、(324.1±129.5)mg/kg,为陕西省土壤背景值的7.9～20.8、29.7～77.9、2.6～11.1、262.8～489.4、26.4～71.8和6.9～18.9倍。不同功能区2物种叶面尘各重金属质量比差异显著(p<0.001),物种间差异不显著(p>0.05)。叶面尘中Zn、Pb、Ni、Cr的质量比以工业区最高,Cu、Cd以交通枢纽区最高,其次为商业区,居住文教区和相对清洁区负荷最低。研究认为,叶面降尘中的重金属可能来自外源输入。

女贞和珊瑚树叶片表面特征的AFM观察

应用原子力显微镜观察了女贞(Ligustrum lucidum)、珊瑚树(Viburnum odoratissimum)幼叶和成熟叶的表面特征,并探讨了叶面微结构对滞尘能力的可能影响以及抵抗干旱、污染物等胁迫的能力。女贞幼叶和成熟叶正背面的粗糙度Ra分别为417.8、794.5、1069、957.4 nm;珊瑚树幼叶和成熟叶正背面的粗糙度Ra分别为471.3、469.6、291.1、865.9 nm。和幼叶相比,成熟叶表面的粗糙度发生变化,但2个物种的变化趋势不同,这种变化可能与气孔的发育以及外界环境条件对叶片表面形态结构、蜡质含量和成分的影响不同有关。叶片表面存在大量的沟状、孔状峰谷区域和直径约为10μm的凹陷,有利于PM10的滞留。女贞和珊瑚树成熟叶气孔只分布在叶下表皮且下陷。这些特征均说明女贞和珊瑚树具有较强的滞尘能力和抵抗干旱、污染物胁迫的能力,作为绿篱植物对消减城市大气颗粒物污染和提高空气质量具有重要的意义。

大叶女贞叶面结构对滞留颗粒物粒径的影响

为分析叶面微结构对滞留颗粒物粒径的影响,以分布较广的常绿植物——大叶女贞为研究对象,用激光粒度分析仪（湿法）测定叶面尘的粒径分布,用扫描电子显微镜和原子力显微镜观察叶面微结构;并用图像处理软件（图像法）分析叶面颗粒物的粒径特征,探讨不同测定方法对叶面颗粒物粒径分布的可能影响。结果表明,大叶女贞叶面滞留颗粒物粒径呈双峰分布,湿法测定的颗粒物粒径范围为0.4-52.6μm,粒径峰值为18.9μm、36.2μm,粒径均值为8.8μm;图像法测定的颗粒物粒径范围为0.4-27.8μm,粒径峰值为17.5μm、27.8μm,粒径均值为7.2μm。叶表面分布有大量的突起和凹陷,凹陷直径介于0.6-30μm,直径小于2.5μm和10μm的凹陷约占到总量的50%和80%。可吸入颗粒物（PM10）和细颗粒物（PM2.5）主要滞留在叶表的凹陷结构中,有少量粒径大于10μm的颗粒物滞留在突起之上。PM2.5和PM10的体积分数仅占滞尘总量的17.9%和50.4%（湿法）、16.8%和45.9%（图像法）,但数量多于大粒径颗粒物,这与小粒径的颗粒在个数上占优势、但大粒径的颗粒则对叶面滞留颗粒物的质量（或体积）贡献较大有关。叶背面颗粒物附着密度较正面小,PM2.5等颗粒物多分布在气孔周围,有少量颗粒物沉积在气孔上,从而堵塞气孔。

典型天气下植物叶面滞尘动态变化

在天气变化频繁的春季选择了几种典型天气观测了油松、女贞、珊瑚树和三叶草叶面滞尘动态变化及其与气象因子和空气中颗粒物浓度的关系。研究表明:(1)供试物种的叶面滞尘量(g/m2)由大到小依次为油松(4.57—5.45),珊瑚树(2.23—5.85),女贞(2.14—4.27)和三叶草(0.12—0.38);(2)油松和三叶草叶面滞尘量无明显变化,而天气状况对女贞和珊瑚树叶面滞尘影响明显;(3)连续2d(17.1、14.8 mm)的降雨后,女贞和珊瑚树叶面滞尘量降低了50%以上;极大风速对女贞和珊瑚树叶面滞尘量的影响均呈现先升高后降低,在极大风速为14 m/s时达到峰值;相对湿度大于80%时,女贞和珊瑚树叶面滞尘量明显降低;空气中高浓度的颗粒物可使女贞和珊瑚树叶面滞尘在4—5 d达到饱和。

掘进工作面粉尘综合治理技术与实践

针对保德煤矿掘进过程中产生高浓度粉尘的难题,采用大直径钻孔煤层注水和掘锚机喷雾块改造、高压外喷雾降尘技术、湿式钻进技术等相结合的降尘技术,同时结合可伸缩式全断面捕尘喷雾装置和高效清除二次扬尘技术工艺,建立一套掘进工作面综合降尘技术及工艺,实现掘进工作面低尘化生产。应用结果表明,保德煤矿81310胶带运输巷、81311回风巷及联络巷掘进工作面注水后煤层含水率平均增加了3.82%,总粉尘平均降尘率达98.72%,呼吸性粉尘平均降尘率达97.36%,有效改善了工作面的粉尘污染状况,为矿井安全高效生产提供了有利条件。

水利水电工程岩石爆破水雾降尘技术研究

水利水电工程岩石爆破中的粉尘问题长期以来没有得到有效解决,研究除尘问题是水利水电工程爆破问题的重要内容。总结水利水电岩石爆破降尘技术研究现状,从粉尘的来源、危害、防止现状分析爆破粉尘的特点,探究水雾降尘的机理,从而总结出影响水雾除尘效果的因素,为完善水雾除尘技术工艺提出一些建议。

翻车机间卸煤扬尘捕集回收装置的设计与应用

为了解决翻车机间卸煤时煤尘飞扬造成的现场环境污染,以及对工人身体健康和设备安全运行造成的影响,研制了翻车机间卸煤扬尘捕捉除尘装置。该装置利用风机抽吸作用,在卸煤扬尘处造成负压,将抽风口设在煤斗挡煤墙边缘这个最有利的吸尘位置上,沿翻车机的轴向布置等压吸尘装置,抽吸翻车时产生的粉尘,使粉尘沉降在装置内,沉降净化后,乏气体对空排放,沉降下来的粉尘通过刮板输送机被送回到翻车机下煤斗内。整套装置实现煤粉抑制、捕捉、回收利用自动运行,工艺流程简便,效果明显,改善了作业环境和卫生条件,有利于职工健康和清洁生产,符合国家环保政策,有推广价值。

亚热带常绿树种对不同粒径颗粒物的滞留能力

可吸入颗粒物和细颗粒物是大部分城市的首要污染物,对人体健康和环境都有重要影响;而城市植物能吸附大气颗粒物,进而有效降低大气颗粒物浓度。为了深入探究不同树种叶表面特征与自身滞尘效益之间的关系,该研究以浙江省三种常见城市绿化树种(青冈、冬青、红花檵木)为对象,采用重量法提取各样本在3个粒径上(8~100,2.5~8,0.45~2.5μm)的单位叶面积滞尘量(μg·cm^(-2)),并结合叶面积指数估测全株滞尘量。结果表明:三种供试植物叶片对颗粒物平均单位叶面积滞留量在30.4~63.7μg·cm^(-2)之间,而平均单木滞尘量每株在1.36-9.36 g之间。红花檵木因其叶表粗糙、具有绒毛等特征,对颗粒物(0.45~100μm)有最大的吸附能力(63.74±12.0μg·cm^(-2));对于大颗粒物(8~100μm)和细颗粒物(0.45~2.5μm),三种植物叶片均对其分别具有最大(40.9%~57.5%)、最小(15.6%~20.6%)的吸附能力;对于单木滞尘量,青冈因其具有较大叶面积指数等特征,对颗粒物总吸附效果更佳(每株9.36g)。该研究结果表明城市绿化树种对减缓大气颗粒物污染起到重要作用。

杭州市6种常见绿化树种滞尘能力及光合特性

树种滞尘能力成为城市绿化树种选择的一个重要因素。为探究能够有效减少空气中的细颗粒物数量的城市树种类型,对杭州市6种典型阔叶乔木(广玉兰Magnolia grandiflora,樟树Cinnamomum camphora,珊瑚树Viburnum odoratissinum,苦槠Castanopsis sclerophylla,木荷Schima superba和黄山栾树Koelreuteria bipinnata)的夏季滞尘能力进行了研究。夏季雨后第5天和第10天,对叶片滞尘能力,林下空气中直径小于或等于2.5μm的颗粒物(PM_(2.5)),空气中直径小于或等于10μm的颗粒物(PM_(10))及空气负离子浓度、叶片叶绿素荧光参数进行测定。结果显示:6种树种能够有效滞尘,且滞尘能力差异显著(P<0.05),木荷和广玉兰滞尘能力最强,与其他树种间差异极显著(P<0.01);不同树种单位叶面积滞尘量随滞尘时间的增加而增加;雨后第5天和雨后第10天,樟树冠下PM_(2.5)和PM_(10)质量浓度最低,空气负离子浓度比较高,削减颗粒物(PM)能力高于其他树种;随滞尘时间增加,大部分树种叶片叶绿素相对含量、Fv/Fm和Yield呈现下降趋势,光合特性受到抑制。根据研究结果,具有高滞尘能力同时叶绿素荧光参数受影响小的树种,如广玉兰和樟树,可以作为城市绿化的优选树种。

烧结一次混合机烟气治理技术在宁钢的应用研究

分析了烧结一次混合机烟气(尘)的特点及除尘现状,提出结合生产工艺的综合除尘技术,该技术解决了烧结一次混合机烟气(尘)治理的难题,对烧结一次混合机区域的环境治理具有一定的借鉴意义。

掘进工作面自激式除尘器除尘机理的研究

自激式除尘器是适用于掘进工作面的一种新型、高效的除尘器。该除尘器经过水浴、脱水等过程捕尘,除尘效率高,尤其对呼吸性粉尘有较高效率,而且体积小、重量轻、造价低。本文结合模型试验对其除尘机理进行研究,进而指导设计。

不同种类颗粒物对切割器性能评价的影响研究

在切割器捕集效率评价过程中,选用不同种类的颗粒物可能会对切割器的评价结果产生不同的影响。通过搭建基于静态箱法的切割器评价系统,可测量并拟合得到切割器的捕集效率曲线。分别使用多分散的亚利桑那尘及不同粒径的单分散聚苯乙烯标准微球对国产及进口的PM_(2.5)切割器、进口的PM_(1)切割器进行评价,对比评价结果发现使用亚利桑那尘评价、拟合得到的切割器50%切割粒径与使用单分散聚苯乙烯微球得到的结果存在差异,并且根据空气动力学粒径谱仪的粒径识别原理对产生此结果的原因进行分析。该研究结果对于切割器的性能评价有一定的科学意义,可为环保监测数据准确性的提升提供参考。

脱硫吸收塔深度除尘气液固三相模拟研究

脱硫吸收塔内部流场较为复杂,涉及到气液固三相介质流动。采用欧拉(Eluer)多相流模型和DPM(discrete phase model)模型,建立惯性撞击、拦截和热泳捕集作用机制的液滴捕集颗粒物模型;利用CFD数值模拟分析了液滴粒径等6种运行参数对脱硫吸收塔除尘效率的影响规律。结果表明:亚微米级颗粒物的除尘效率较低,全塔对其除尘效率只有10%左右,而微米级颗粒在全塔内的除尘效率在99.98%以上;通过减少液滴粒径,增加烟气流速,适当增加液气比,均能有效提升微米级颗粒的脱除效率,尤其是1.30~2.05μm之间的颗粒物;而通过调节喷淋参数,对颗粒物除尘效率的提升作用并不大。

沁水盆地煤层气集输管网粉尘监测分析

煤层气原料气中煤粉颗粒微小、含量较高,易造成管输系统磨损,且严重影响压缩机的运行效率和流量计的计量准确率。为此,合理选取测试取样点,采用滤筒捕集称重方法测得了煤层气原料气中固体粉尘的平均浓度,采用在线检测方法测得了煤层气原料气中固体粉尘浓度的动态变化和粒径分布,采用在线水露点仪和分子筛吸附等方法计算出水蒸气含量和游离水含量,进而分析得知煤层气原料气中固体粉尘的基本成分,计算出了固体粉尘颗粒物的平均分子量和密度,掌握各采气区块的气体含杂质状况。利用现场调研、方案设计、现场试验和数据综合分析的方法,可获得小型煤层气集输管线系统中固体粉尘和水含量的运移规律,了解阀组个体的工况状态和集气场站的运行状况,有助于对存在的问题制订出针对性的措施。该成果对沁水盆地煤层气集输管网平稳高效运行具有指导意义。

移动捕集技术及移动水密封对接技术在焦炉机侧除尘上的应用

焦化是钢铁生产流程中必不可少的工序。由于焦炉本身就是一个开放型的污染源,污染物排放量大,且具有温度高、阵发性、沿焦炉纵向频繁移动等特点,焦炉烟尘治理因此亦成为治理的重点、难点。本文介绍了多点吸尘集中罩移动捕集技术及管道移动水密封对接技术在焦炉机侧除尘上的应用,大幅提高了烟尘捕集率,减少了外逸烟尘对周围环境和工人身心健康的影响,取得了良好的环境效益和社会效益,具有良好的市场应用前景。

高浓度电除尘器关键结构的设计

高浓度电除尘器的设计关键在于:(1)高效捕集烟气中的粉尘;(2)有效清除捕集到电极上的粉尘。