金属识别（精选六篇）
金属识别 篇1
1 问题描述及整体框架
针对火灾中建筑金属构件 (钢制品) 变色痕迹特征与燃烧 (热辐射) 参数之间的关系开展相关的研究工作。利用测试图像样本构建和训练模型。在测试阶段, 利用模型对未知的金属构件进行自动的识别分类。
如图1所示, 系统分为两个主要部分, 图像样本库的构建以及分类模型的构建。图像样本库包括了条件分析、步骤设定、加热装置选择、材料选择、温度采集设备、图像采集设备等内容。分类模型包括了图像预处理、特征提取与表达、参数配置和分类模型训练等内容。给定金属构件的测试图像, 通过预处理、特征提取等步骤, 用训练好的模型就可以对其进行分类识别。
2 样本库构建
选用常见的镀锌钢板和冷轧钢板作为金属构件实验材料, 将其均切割成1cm×1cm、厚度均为1.0mm的正方形小块, 控制金属受热面积大小相同以保证实验条件的一致性。分别选用真空加热炉、马弗炉、汽油喷灯火焰直接作用3种方式加热, 将在不同温度下加热后的样品贴好标签, 放置在恒温恒湿箱中, 以调节不同的湿度获取多种条件下的金属变色痕迹。
具体试验步骤如下:
(1) 将钢板分别放置在3种试验箱中进行加热, 调节温度分别为400、600、800、1 000℃;
(2) 在完成设定的试验温度后将钢板取出, 进行不同方式的冷却;
(3) 将所有试验钢板贴好标签, 见表1;
(4) 将贴好标签的钢板置于恒温恒湿箱中, 在相对湿度85%, 室温25℃下分别静置24、36、48h;试验结束后将钢板取出, 将相对湿度调为65%进行一次相同试验;
(5) 使用HIROX型显微镜图像采集设备在特定光源条件下对取出后的钢板变色痕迹进行图像采集;
(6) 对图像进行分析整理, 观察痕迹得出结论;
(7) 利用图像处理技术设计智能模式识别算法;
(8) 试验完毕, 整理试验设备和数据。
3 金属变色痕迹图像识别分类方法
3.1 样本图像库宏观分析
分别使用马弗炉、真空加热炉、汽油喷灯火焰对镀锌钢板和冷轧钢板进行样品制备, 针对影响金属表面变色痕迹的6个主要因素, 即材料类型、加热方式、加热温度、冷却方式、静置时间和相对湿度等进行了研究。通过观察试验图像样本库 (见图2) , 得到如下比对结果。
(1) 材料类型的影响。常温条件下, 镀锌钢板由于保护层的作用, 不易生锈;而在高温条件下, 由于表面的镀锌层脱落失去对钢板的保护作用, 从而加快了钢板表面的氧化变色反应, 因而镀锌钢板表面的锈蚀程度重于冷轧钢板。
(2) 加热方式的影响。分析比较所有的金属变色痕迹图片发现, 金属在汽油喷灯火焰直接作用下表面的锈蚀程度比在其他加热源的作用下更明显, 情况也比其他的锈蚀情况严重, 究其原因是温度骤降破坏钢材表面保护层, 减弱保护层的保护作用, 从而使锈蚀加剧。
(3) 加热温度的影响。随着加热温度的逐级上升, 钢板表面的颜色依次呈现蓝色、橙色、浅黄色等趋势, 可依据钢板的颜色变化情况分析比对所经受加热温度的大小, 进而确定火势蔓延方向。另外, 无论是镀锌钢板还是冷轧钢板, 随着实验加热温度的升高, 钢板表面生锈变色更为明显, 金属锈蚀变色痕迹面积增大, 颜色变深, 钢材表面锈蚀点数量与加热温度呈一定的比例关系。
(4) 冷却方式的影响。对金属钢板进行淬水冷却时, 无论是镀锌钢板还是冷轧钢板, 其表面的锈蚀情况都较严重, 当钢板表面自身颜色较浅时, 淬水冷却后表面会出现大量的黑色锈蚀点, 锈蚀面积逐渐长大, 具有均匀的破坏性。
(5) 静置时间的影响。静置时间越长, 金属表面锈蚀程度越严重。
(6) 相对湿度的影响。在临界相对湿度以上时, 钢板锈蚀严重程度远远大于临界相对湿度以下。
3.2 金属变色痕迹图像特征提取与分类识别方法
3.2.1 特征提取方法
用颜色特征和梯度特征对金属变色痕迹图像进行特征提取和表达。
颜色特征:在国际标准MPEG-7中有一项颜色表示方法标准被称为描述符颜色布局, 这项标准是用来表达样本图像中的各个颜色分量的分布情况。描述符颜色布局是将选取的图像分成几等份, 然后对每一份图片进行处理获得颜色的均值, 这些均值整合起来组成了图像颜色分量均值矩阵, 对颜色分量矩阵进行DCT处理从而得到每张图像的颜色特征, 这个颜色特征就是能够代表每张钢板变色痕迹图片特征的特征值。由于研究中涉及的金属变色痕迹图片均为jpg格式, 为使测试程序简便高效, 设计如下的颜色分量提取方法。
(1) 将每张金属钢板变色痕迹图像分割成4×4份, 然后将每一份图像的R、G、B颜色的平均值计算, 这3种颜色的均值代表每一份图像的主要颜色;
(2) 对每一份图像的R、G、B这三种颜色的颜色分量值进行离散的线性代数DCT处理, 得到每张图像的颜色特征矩阵, 将线性可分的低频颜色分量作为特征值提取出来, 计算出所选矩阵的特征向量对金属变色痕迹图像信息进行详细描述。
(3) 对提取的DCT颜色特征矩阵进行矩阵运算处理, 然后计算DCT系数。
(4) 在计算出的系数中挑选出能对变色痕迹图像进行分类的4个低频颜色分量, R、G、B这三种颜色中每个颜色都提取4个分量, 也就是每张金属变色痕迹图像都有12个特征参数代表其颜色特征值, 从而对金属变色痕迹图像进行全面的信息表达。
图3给出了金属变色痕迹图像不同颜色通道的直方图。观察图像R、G、B颜色分量的指定直方图走势形状和峰值就可以得到代表图像的全面而特有的信息特征。
梯度特征:方向梯度直方图 (HOG) 特征是一种在计算机图像处理技术中用于对图片信息进行全面描述的一个特征算法, HOG可以对图片中选取位置的梯度进行全面统计。
图4给出了金属变色痕迹图像的梯度特征图。其具体操作方法是将选取的金属变色痕迹样本图像分成若干个小单元格, 每个单元格为6×6个像素, 程序测试中选择含有9个通道的HOG代表每个小单元格的梯度特征信息, 以统计小单元格中6×6个像素的梯度特征信息, 即将每个小单元格的梯度方向共360°分成9个方向块, 将每个小单元格内各个像素投影到其应有的角度位置范围内, 采用梯度方向在HOG中进行加权投影处理, 得到各个小单元格自身代表的HOG特征, 就是这个小单元格对应的9维特征向量。
3.2.2 基于支持向量机的金属变色痕迹图像分类识别
支持向量机 (SVM) 是Vapnik等人在对小样本问题进行长时间研究基础上发现的另一种对信息进行分类处理效果较好的线性分类器, 涉及到线性可分函数、线性不可分函数和非线性函数等领域, 具有较深的理论背景。
SVM的主要思想有以下两点:一是SVM不仅可以分析线性可分问题, 对其进行数据模式识别分类, 同时也可以对线性不可分问题进行分析, 主要解决思路是将数据从低维空间转换到高维空间, 高维空间中的样本数据可以采用线性的分类方法进行线性处理;二是SVM能够在风险最小的情况下求得样本数据空间的最优分类方法, 达到模式识别分类的最好效果, 使样本数据空间的风险减小到最低值。
经过上述环节的特征提取, 可将一张金属变色痕迹图像表示为包含颜色和梯度特征的高维向量, 进而使用SVM进行模型的学习训练。
4 方法测试
算法使用VC++、OpenCV作为编程语言和开发库, 利用特征提取和分类构建的方法对金属图像的多种属性值进行建模分析及预测。针对以下6种不同的变量属性, 分别构建分类器, 共取得实验数据192组。
表2给出了金属变色痕迹针对不同属性的识别训练测试结果。从结果中可以看出, 针对不同属性变量, 在不同训练时间、不同识别时间情况下, 对钢板不同属性的识别准确率各不相同, 其中对钢板相对湿度属性的识别准确率最高, 能够达到90%。
5 结论
针对影响金属变色痕迹的变量依次进行模拟实验并获取了大量的钢板变色痕迹, 通过对痕迹图像进行预处理后提取的颜色分量特征和HOG特征, 在实验训练和测试过程中编写能够准确进行识别分类的智能识别算法, 分别对不同的属性进行模式识别。研究发现, 支持向量机对于金属变色痕迹图像的材料类型、加热方式、加热温度、冷却方式、静置时间、相对湿度的识别准确率分别为60%、70%、50%、80%、70%和90%, 其中相对湿度的识别准确率最高, 达到了90%。实验结果表明, 该模式识别算法能够对金属变色痕迹特征进行快速有效识别, 操作简便, 能够帮助基层火灾调查人员根据金属变色痕迹准确识别火害程度, 具有实际的应用价值。
参考文献
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重金属离子识别材料的研究进展 篇2
近年来,随着环境问题的不断出现,人们非常需要快速、简便、成本低的方法对污染初期的化学体系,生命体系以及整个环境中的重金属进行有效的检测。目前重金属的标准检测方法主要有原子荧光分光光度法( AFS) 、原子吸收分光光度法( AAS) 、电感藕合等离子体质谱( ICP-MS) 、电感藕合等离体原子发射光谱( ICP-AES) 等仪器分析方法,这些方法均能以较高灵敏度对各种环境样本中的重金属离子进行有效分析。而在这些检测方法当中,已经报道了不同种类型的材料( 有机,无机,生物,复合材料) 在选择性/特异性的检测重金属方面的应用。本文将集中介绍近年来在这些简单有效且低成本的检测方法中用的最多的重金属识别材料。
1 合金和汞合金
金属-金属合金对于重金属离子识别的快速发展起着非常关键的作用。在过去的几十年里,汞合金一直是在重金属电化学检测方面应用最多的。20 世纪中期汞电极已经被报道用于重金属的检测[2]。耦合溶出技术的汞修饰电极已经被认为是灵敏度最高的重金属检测装置,尤其是对于铅离子的检测。悬汞电极和膜汞电极的使用可以使铅的检测限低至十亿分之一[3]。但是,这些技术都需要复杂的实验准备过程以保证每次实验后汞滴的稳定和恢复。
目前,人们更感兴趣于寻找比汞毒性更低、对环境更友好的材料。无毒的金属固态电极( Ag,Au,Cu,Ir等) 可以在很多情况下取代汞电极甚至具有更多的可能性[4]。铋和锑膜电极与膜汞电极的性能类似而且对环境更友好。尽管汞合金的形成对于汞电极的溶出技术起着关键的作用,但是铋和锑膜电极表现出的优异性能却归功于多组分合金。2007 年,Hocevar等[5]首次报道了锑膜电极在对微量重金属的电化学溶出分析方面的成功应用。
2 有机合成受体
很多文献报道了利用有机合成或者天然存在的受体作为离子载体可以特异性的识别重金属。不同类型的离子载体包括小分子,大分子以及笼状分子,它们通过化学亲和力、空腔俘获或者两者同时作用的方式来识别重金属。不管是亲和力还是离子载体与底物结合后的化学响应对于化学传感来讲都非常重要。
2. 1 小分子
与大分子和生物分子受体相比,小分子能以一种非常简单的方式作为重金属探针并且具有很低的非特异性作用和背景。例如,在溶剂聚合膜中分子1( 表2) 可以用作Cd2+的离子载体,它含有的S-给体是软路易斯碱,对Cd2+有一定的亲和性,另外,围绕Cd2+形成的一定大小的螯合环和充分的协调几何环境使得这个离子载体对金属阳离子Cd2+具有很高的选择性。Basu等[6]合成的分子2 在铅离子存在时可以 “打开”比率荧光,与其它含氧或氮的荧光团给体不同,分子2 是以基于硫醇的结合位点来检测铅离子,而且铅是一种软金属因而更容易与富含硫的位点结合。含氨基的配体与重金属离子有很强的结合能力。分子3[7]分别可以和Zn2+,Cd2+以及Hg2+结合,它所含的咪唑能够以不同的配位方式与不同的重金属结合。
2. 2 大分子和笼状分子
大分子和笼状分子是非常理想的靶标类型,因为它们对一个金属离子的特异性可以随着结构的变化而改变,由此可以在复杂的体系中对理想的底物进行可控的结合。1967 年,Pedersen[8]合成了冠醚,由于其较高的选择性和独特的结合金属离子的能力而被广泛运用于具有高选择性的受体设计中。冠醚通常被用作碱金属( Na+,K+等) 的传感器,但也有很多报道了其在重金属检测方面的应用。碱性最强的冠醚分子4[9]被用作铅离子载体。分子5[10]对汞离子具有很高的选择性而且有灵敏度非常高的荧光 “关-开”效应。当18-冠醚-6 的两个氧原子被氮原子替代后成为分子6[11],可以增强与Hg2+的亲和力。分子7 是一个多环化合物,它的苯环形成了一个富有 π 电子的疏水穴,这个穴的大小可以通过修饰具体的官能团来调节,从而增强它对某个金属离子的识别能力[12]。分子8[13]可以被用到很多不用的领域,它是通过分子空穴内的去质子化的二级羟基与金属的共价相互作用形成络合物。
总的来说,有机合成受体对金属的特异性识别的机理在于金属与有机分子的非共价结合,一个很重要的需要考虑的问题在于所形成的络合物的稳定性,另外一方面,多环分子与笼状分子内部的穴的大小决定了它们对不同重金属的选择性。
3 生物受体
对金属具有很强结合能的特异性受体的设计与合成应该是重金属检测领域的一大挑战。但是重金属离子与生物大分子例如蛋白,抗体,核酸等的相互作用给这个领域的研究提供了很大的优势。
3. 1 核酸
DNA分子探针用于重金属的检测主要基于两个已经建立的科学基础: DNA杂化的运用以及互补链T-T的错误配对可以结合重金属阳离子。Ono等[14]报道了配错的低聚核苷酸中的胸腺嘧啶对汞离子有极其高的选择性。其它基于核酸的技术也被应用于不同的重金属检测中。DNA酶可以催化化学反应,例如核糖核酸靶标的脱除,因为其具有相对高的稳定性、成本低、易合成等优点被用于金属的探测。在某种特定的金属离子存在下,DNA酶可以催化底物不可逆的裂解为两个部分,裂解的部分可以通过固定化的荧光团、金纳米颗粒或者其他探测手段来进一步选择性的检测。王等[15]报道了运用G-4 型脱氧核酶来检测汞离子。
3. 2 蛋白质
金属离子可以与折叠的蛋白结合使其功能化,多样化或者调整其性能。尽管已经有很多关于蛋白-金属相互作用的信息[16],但是其确切的作用机理以及主导蛋白金属识别的物理化学原理还是很不明朗。很多因素例如金属以及它的配位层、蛋白质基质、溶剂还有细胞环境都在金属-蛋白识别过程中发挥着关键的作用。
基于蛋白的重金属生物传感器不如基于核酸的运用普遍,但是,不同的检测原理例如测量蛋白与金属离子结合时的构象或者荧光变化等已经被报道。此外,免疫分析法也成为检测金属离子的一种方法,相比于其他传统的检测方法来说,它在灵敏度、选择性、特异性等方面都更有优势[17]。金属离子对含有氧、氮、硫等原子的氨基酸侧链以及含有这些侧链的抗体都具有亲和力。1991 年报道的一个基于抗体的免疫分析方法用来测定汞离子已经进入了市场[18]。而且不同的单克隆抗体已经被用来识别Cd2+,Hg2+,Cu2+,Pb2+,Co2+和Ag+等金属-EDTA络合物.
4 结语
迄今,人们已经设计和开发出各种基于合金,有机合成受体,生物大分子受体等的金属离子识别材料,其在医药、环境等众多领域都具有非常广阔的应用前景。但是,这些重金属离子识别材料依旧受到很多条件的约束,例如载体材料的可降解性,生物相容性,装载效率等。目前已经有报道新型的金属纳米颗粒以及经过有机分子修饰或者生物大分子修饰的金属纳米颗粒也具有良好的识别性能。为了更好的将这些材料应用于更多的高新技术领域,仍需要科学工作者的进一步努力。这类材料的应用前景非常广阔,具有很高的社会意义和经济价值。
摘要：金属离子对人类的生命健康起着非常关键的作用,但是重金属离子很容易在生态系统中富集,从而对生物体产生极大的毒性,因此,研究具有识别重金属离子能力的材料具有非常重要的意义。近年来,国内外报道了很多简单有效且低成本的重金属检测方法,本文综述了这些方法中最常用到的重金属离子识别材料,主要从合金与汞合金、有机合成受体和生物大分子受体这三类进行介绍,这些材料应用非常广泛,而且有很好的发展前景。
金属识别 篇3
1金属有机配位聚合物的荧光
金属有机配位聚合物荧光的产生分为以下几种形式: ( 1) 配体内电荷跃迁( ILCT) ; ( 2) 电荷转移{ 金属到配体的电荷跃迁( MLCT) 、配体到金属的电荷跃迁( LMCT) } ; ( 3) 客体分子诱导; 如图1所示。
1. 1配体内电荷跃迁( ILCT)
ILCT又称LC ( ligand - centered) 跃迁是指配体内非成键电子受激发跃迁到空的 π*轨道,主要包过 π→π*和n→π*。其中 π→π*跃迁发生在紫外区,主要出现在烯、双烯和芳香环体系中; n→π*跃迁也出现在紫外区,强度一般很弱,这主要是非键轨道与 π*轨道通常是正交的缘故。Li等［6］用5 - sulfoisophthalic acid和2,5 - bis( 3 - pyridyl) - 1,3,4 - oxadiazole ( 3 - bpo) 与过渡金属离子Cd( II) 的到两个化合物,{ [Cd3( sip)2( 3 - bpo)2( H2O )6]( H2O )4. 5}n( 1) ,{ [Cd( sip) ( 3 - Hbpo) ( H2O) ]( H2O)2}n( 2) 。化合物1和2的最大发射峰分别位于362( λex= 320 nm) ,390( λex= 340 nm) ,其中3 - bpo最大发射峰位于393 nm( λex= 320 nm) 。这主要是归因于配体内部 π→π*或n→π*,如图2所示。
1. 2电荷转移
LMCT一般发生在含有pπ 给予电子的配体和有空的轨道的金属离子之间。在跃迁过程中,金属被还原,配体被氧化。峰的强度受金属离子和有机配体的影响比较大,同时溶剂的极性对它也会产生一定的影响,极性溶剂使峰的位置发生蓝移,非极性溶剂发生红移。配体相同时,跃迁与金属的氧化能力有关,氧化能力越强,跃迁能越小,LMCT越容易发生。Wang等［7］利用吡啶- 2,3二羧酸( 2,3 - pydc H2= pyridine - 2,3 - dicarboxylic acid ) 和1,3 - 二吡啶丙烷( bpp = 1,3 - bis ( 4 - pyridyl) propane) 分别与含有d10电子的过渡金属锌离子和镉离子反应得到化合物[Zn( 2,3 - pydc) ( bpp) ]·2. 5H2O ( 2 ) 和[Cd( 2,3 - pydc) ( bpp) ( H2O) ]·3H2O( 3) 。化合物2和3表现出很强的荧光,在372和370 nm处激发,发射峰分别位于436和438 nm处。配体2,3 - pydc H2在370 nm处激发,而且荧光非常的弱。由此我们可以得出这两个化合物的荧光主要来源于配体到金属离子之间的电荷跃迁,如图3所示。
MLCT是指电子从金属性质的占有轨道跃迁到配体性质的空轨道。此类配合物的金属一般为易氧化的金属离子如Cu( I) 、 Ag( I) 、Mn( II) 等,而配体则必须具有低能级空轨道在其周围。 当金属的d轨道最高占有轨道能级低于配体的低能级空轨道 π*时,光激发产生的电子从金属中心的d轨道跃迁到配体的 π*轨道。
Wei等［8］在2008年用苯并咪唑- 5,6 - 二羧酸( H3bidc) 与Mn( II) 水热反应条件下制备了化合物[Mn( Hbidc) ]n,在室温紫外灯照射下,[Mn( Hbidc) ]n在625 ~ 850 nm范围表现出很强的红光发射,它最强的发射波长位于726 nm,与H3bidc ( λmax= 440 nm) 相比,[Mn ( Hbidc) ]n的发射峰发生了明显的红移。值得注意的是,[Mn( Hbidc) ]n的荧光寿命为0. 3 ms, 明显比配体的荧光寿命( 1. 2 ns) 要长,[Mn( Hbidc) ]n表现出荧光性能的定性变化主要是由于金属离子与配体间的相互作用,而[Mn( Hbidc) ]n的最强发射光可能是来源于金属离子到配体的电荷跃迁( MLCT) ,如图4所示。
1. 3客体分子诱导
许多金属有机配位聚合物结构上的多孔性,使之能够包裹一些具有荧光发射的小分子。这一特性使其在分子的检查以及荧光探针方面具有潜在的应用前景。Park等［9］通过水热合成化合物[Tb16( TATB)16( DMA)24]·( DMA)91( H2O)108,晶体中存在两种形式的孔,其中一种孔的直径是3. 9 nm,另一种孔的直径为4. 7 nm,并且表现出Tb3 +的特征发光。单晶在488,541, 584和620 nm处,发出很强的绿光( 图5a) 。块晶发射光和单晶的发射光完全一样( 图5b) 。由于化合物的骨架热稳定性高、 强度大,在100 ℃ 减压的情况下将气态的二茂铁分子引入化合物的骨架。通过1HNMR和元素分析表明每个晶包中至少引进4420个二茂铁分子。这时晶体发强的绿光消失( 图5c) 。弱的激发光由客体分子产生,进一步说明了包含二茂铁晶体增加了非辐射跃迁导致Tb3 +荧光的淬灭。有趣的是,在100 ℃ 真空状态下,二茂铁分子可以从晶体的孔道中释放出来,二茂铁分子的激发光完全消失,发射光恢复到绿色( 图5d) 。由此可见,这种材料可以作为二茂铁的分子敏感器。
2小分子识别
金属有机配位聚合物具有多孔的特性,这类材料易于捕捉某些特殊的小分子或者离子,并且由于此类材料具有多样的功能性,捕捉到小分子后容易表现出易于检测的光学或电学信号,使得它们在分子识别与感应方面也有着其他多孔材料所难以比拟的优势。
Zhang等［10 －12］和Hou等［12］课题组报道的几个荧光化合物, 可以对芳基化合物进行荧光识别。如图6所示,当往金属有机配位聚合物[Zn4( OH)2( 1,2,4 - BTC)2]中,加入不同的芳香化合物时,对荧光的强度产生了不同的影响。特别地,当加入硝基苯分子时,产生了荧光猝灭效应。Hou等［13］课题组采用混合配体合成了[Zn4O( 1,4 - BDC) - ( bpz)2]·4DMF·6H2O ( 1,4 - BDC = 1,4 - benzenedicarboxylate,bpz = 3,3',5,5' - tetramethyl - 4, 4' - bipyrazolate) 化合物。有趣的是,在有机溶剂苯、甲苯、对二甲苯溶液中,化合物的荧光发射光谱发生不同程度的蓝移( 图7) ,结果表明该化合物可以应用于苯及其衍生物的荧光探测。
3结语
金属识别 篇4
一、有色金属上市公司投资方向与风险识别方法
(一) 有色金属上市公司投资方向分析
投资风险是指投资者在投资活动中产生失误, 以至投资活动失败的可能性, 包括投资活动的中止、撤消、延期、效益不足、亏本、因事故而放弃。
失败的投资活动会造成公司资产和资金的流失, 因此公司的投资活动是一个典型的风险活动, 这种风险属于投机性风险, 也就是说公司的投资结果具有不确定性, 既可以得到收益, 也可能遭受损失。
有色金属公司的投资一般可以分为两类:一类是生产经营性投资;另一部分投资是理财性投资, 主要是证券投资。
近几年来我国许多有色上市公司利用公司自有资金直接或者间接投资于证券 (主要是股票和债券市场) , 但是其中大部分公司不仅没有取得理财收益, 而且连本金都不能收回。表1列举了西北铝业公司证券投资导致财务风险的例子。
在生产型经营投资方面, 近几年以来我国许多有色金属上市公司出现了盲目投资、投资失误或者说错误投资, 例如2006年以来国内房地产价格一路飚升, 许多公司盲目投资建设房地产, 导致沿海城市和内地大中城市的商品房数量猛增, 以致房地产市场由原来的供小于求到最后供大于求, 供求关系严重失衡。这样造成资金的大量积压, 给公司和国家带来了不必要的损失。
(二) 投资风险识别方法
从传统的投资风险识别方法来看, 上市公司一般按照以下逻辑进行风险识别:首先一家公司应该在投资之前通过计算投资项目对应的净现值、现值指数、会计收益率、投资回收期、内含报酬率等指标。如果使用贴现的评价指标, 那么当两个投资方案是互相排斥的就要使用净现值指标;如两个投资方案是相互独立的, 就使用内含报酬率指标。公司可利用得到的这些指标求出这些指标的概率分布、平均值、方差、风险度等风险决策指标。最后利用多目标决策方法求得最佳方案。
投资风险的识别可以通过对投资风险进行测算和衡量来实现对投资所带来的财务风险的识别。常用的方法是投资报酬率直方图法、投资报酬率方差法、投资报酬率变异系数法和投资报酬敏感度法。如表2所示。
另外, 对于投资风险的防范不应该单纯只从财务的角度来进行, 更多的是要根据产品的生命周期、市场增长率或占有率、经营风险、不同的发展阶段等进行综合分析, 以配合公司的战略发展 (例如SWOT分析法、波士顿矩阵等) 。
二、期权方法下有色金属上市公司投资风险识别分析
(一) 传统投资风险识别方法不足
目前, 对于我国有色上市公司来说, 净现值法在公司的投资中具有广泛的适用性。因此可应用净现值对财务风险进行识别。
如南方某矿产品贸易公司主要从事矿产品的国际贸易, 目前公司还没有实业投资, 随着对矿产品的市场前景看好, 该公司想利用自己目前国外的销售渠道, 尽快投资于一些经济实体, 形成矿产品生产的出口厂家, 以此增强公司的竞争力。通过近几年的市场调研, 该公司的投资管理部门将钨、铝、铜作为投资对象, 选择一种进行投资参股, 公司要求的投资报酬率为12%。公司投资部门经过市场调研和可行性分析、论证后, 开展了三个投资方案, 有关数据如表3、表4所示。
单位:万元
计算表明:A方案和B方案投资的净现值为正数, 说明方案的报酬率超过12%, 能够满足企业投资报酬率的要求, 是可以接受的。A和B相比更好些。C方案净现值为负数, 说明该方案的报酬率达不到12%, 应予放弃。A方案的净现值大, 风险小该公司应选择A方案。但是, 对于我国有色上市公司而言, 投资所涉及的资本金额往往非常大, 仅凭净现值法无法使其投资风险分散化。
(二) 期权方法下有色金属上市公司投资风险识别
如果能在投资中用到期权知识, 其风险会进一步减少, 现举例说明如下:
(1) 在投资中引入扩张期权知识。假如公司投资于采矿权以获得开发或不开发的权利, 尽管目前不值得开采, 但产品价格上升以后它却可以大量赢利, 如果他们不投资, 就会失去未来扩张的权利, 现举例说明它的应用。
江南某钨集团上市公司是一个颇具实力的有色金属公司, 2007年末公司管理层估计某种新产品可能有巨大的利润空间和市场发展前景, 计划引进该产品的生产技术。考虑到市场的成长需要一定的时间, 该项目分两期进行投资。第一期投资1200万元于2008年末投入, 2009年投产生产能力为50吨, 相关现金流如表5所示。
第二期投资2500万元于2010年年末投入, 2011年投产, 生产能力为100万吨, 预计相关现金流如表6所示。
公司的风险必要报酬率为10%, 无风险利率为5%。假设第二期投资的决策必须在2010年底决定, 该行业风险比较大, 未来现金流量不确定, 可比公司的股票价格标准差14%, 可以作为项目现金流量的标准差。首先计算出不考虑期权情况下方案的净现值如表7和表8所示。
也可采用布莱克——斯科尔斯期权定价模型确定考虑期权的第一期项目净现值, 并判断是否投资第一期项目。
所以, 考虑期权的第一期项目净现值=220.0981-198.544=21.5541 (万元) 。故应该投资第一期项目。
(2) 利用时机选择期权知识。如果一个项目在时间上不能延迟, 只能立即投资或永远放弃, 那么它就是一份马上到期的看涨期权。项目的投资成本就是这份期权的执行价格, 项目的未来现金流量的现值是期权标的资产的现行价格。如果该现值大于投资成本, 看涨期权的收益就是项目的净现值, 如果该现值小于投资成本, 看涨期权不被执行, 公司放弃该投资。如果一个项目在时间上可以延迟, 那么它就是一份未到期的看涨期权。公司可利用二叉树的方法进行分析, 主要步骤如下:
第一, 构造现金流量和项目价值二叉树。
第二, 构造期权价值二叉树。具体如下:
确定一年末期权价值;
根据风险中性原理计算上行概率;
计算期权价值;
判断是否应延迟投资。
现举一个具体例子说明:
广东某铝业上市公司拟开发一种新产品, 项目投资成本为96万元, 该产品的市场有较大的不确定性, 与政府的产业政策和其它金属产品的竞争有关。预期该项目可以产生平均每年10万元的永续现金流量;如果消费需求量较大, 经营现金流量为12.5万元;如果消费需求量较小, 经营现金流量为8万元。如果延期执行该项目, 一年后可以判断市场对该产品的需求, 并必须作出弃取决策。等风险项目的资金成本为10%, 无风险利率为5%。只要把不考虑期权的项目净现值和延迟期权分别计算出来, 便可判断是否延迟执行该项目, 如表9和表10所示:
由于价值为7.14万元大于立即执行的收益4万元, 所以应延迟。
(3) 利用放弃期权知识。一个投资项目, 只要它的继续经营价值大于资产的清算价值, 就应该继续经营。反之, 如果它的继续经营价值小于资产的清算价值, 就应当终止。这里的清算价值。不仅指残值的变现收入, 还包括资产重组和价值的重新发现。在评估项目时, 就应当事先考虑中间放弃的可能性和它的价值。这就可以获得项目更全面的信息, 减少决策错误。放弃期权是一份看跌期权, 其标的资产价值是项目的继续经营价值, 而执行价格就是项目的清算价值。
下面就介绍放弃期权的二叉树法:
第一, 计算项目的净现值。实物期权分析的第一步就是计算标的资产的价值, 也就是未考虑期权的项目价值。
第二, 构造二叉树。具体如下:
确定上行乘数和下行乘数:
构造销售收入二叉树;
构造营业现金流量二叉树;
确定上行概率和下行概率;
确定未调整的项目价值;
确定调整的项目价值。
第三, 确定最佳放弃策略。
现举例说明:
江西某有色上市公司拟开发一个铜石矿, 预计需投资2800万元, 矿山的产量每年大约100吨, 并可以较长时间维持不变, 铜石目前价格为每吨十万元, 预计每年上涨8%, 但是很不稳定, 其价格服从年标准差为14%的随机游走。营业的付现固定成本每年稳定在300万元;预计项目的寿命周期为4年, 1~4年后矿山的残值分别为2000万元、1500万元、1000万元、400万元;有风险必要报酬率为10%, 无风险利率为5%。如表11和表12所示。
由于项目考虑期权的现值为3291.23万元, 投资为2800万元, 调整后的净现值为3291.23-2800=491.23万元, 未调整的净现值为-42.3935万元, 期权的价值为491.23- (-42.3935) =533.62万元, 因此公司应当进行该项目, 但是如果价格下行使销售收入低于清算价值时应放弃该项目, 进行清算。
三、有色金属上市公司投资风险防范措施
(一) 投资准备阶段防范措施
投资决策关系到企业的生存和发展, 因而作出投资决策的初始阶段可行性分析就显得十分重要。如果公司作了充分的可行性研究, 投资可以说成功了一半。公司进行投资可行性分析, 应从以下两方面着手:
(1) 进行市场调研, 收集各种有益市场信息。这是公司进行投资可行性分析的基本前提。这些信息必须包括:投资对象的相关信息、如目标公司所处环境、目标公司所处发展阶段、对目标公司收购的成本、对目标公司收购的时机、对目标公司收购时财务报表的分析等。特别是在公司将对另一企业进行投资收购时, 被收购企业有可能故意隐瞒其负债项目, 高估资产价值, 或与中介评估机构串谋起来欺骗投资公司。因此投资的公司不能仅仅只看其报表数据, 必须对被收购企业进行多方面、深层次的调查和分析, 避免遭受收购报表以及其它方面的陷阱。
公司投资金额大小是决定投资风险的一个重要因素。有些行业对投资进入存在着规模经济壁垒, 如果公司的资金实力较弱, 投资进入达不到规模经济要求的数额, 就会使投资项目的成本过高, 在竞争中处于劣势, 加大投资风险。反之, 如果投资达到了规模经济的要求, 就会使投资项目的成本较低, 在竞争中处于优势地位。所以投资进入时机必须要考虑公司的具体情况, 选择也非常重要, 千万不要盲目地跟风投资, 否则会导致重复投资, 给自身造成巨大的损失。
当市场处于供不应求的状态时, 投资进入的时机较为合适, 项目投产后有较大的市场份额, 投资风险较低。反之, 当市场已供过于求, 投资进入的时机滞后, 项目投产后难有较大的市场份额, 从而使得投资风险较高。
(2) 进行项目可行性分析, 研讨投资决策。对投资按照科学的程序和方法, 进行认真的研究论证, 防止由于信息不全面, 主观认识偏差及论证程序和方法的错误造成的论证失误。应尽量作出财务研究和预测。如表13所示:
(3) 实施过程中风险防范。对投资活动进行正常实施, 配以有序、高效的管理和监控, 防止投资活动的无序和盲目, 特别是防止投资计划订得过粗, 做到投资计划具体化, 同时要适当论证, 不符合形势发展需要的要调整。
(4) 动态监控。保持投资建设方案的动态调整, 对一些时间跨度较大的投资项目进行分阶段管理, 及时进行投资态势的微调。
(5) 整体全面防范。在整个投资过程中, 有计划地实施投资风险管理。包括控制投资总额、保证工程质量、预防建设损失等。
(二) 组合投资分散风险
具体如下:
(1) 根据投资规模与风险水平实行联合投资。联合若干家公司共同对某一个或者某几个项目进行投资, 以分散可能发生的风险损失;根据市场需要及公司经营战略, 实行组合投资, 以分散和降低投资风险水平;根据行业经营周期实行滚动投资, 以减少投资过程中的不确定性;根据公司财务状况和经营水平, 实行负债和权益投资。
企业还可以通过把投资风险分散在若干方面。由于投资风险产生的客观原因是未来经营活动中存在的不确定性, 所以在一种经济状态下的不同投资项目的财务收益可能不同, 投资风险发生的程度也会不同。当一个项目的财务收益下降时, 另一个项目的财务收益可能上升, 因此分散投资可以防范投资风险。分散投资的具体方式是实行投资多元化。
必须充分认识到并不是随意的投资多元化都可以分散企业的投资风险。目前我国有色金属上市公司普遍存在不重视对外投资规划的问题, 到处“撒胡椒面”, 随意进入一些自身不熟悉的投资行业和领域进行盲目投资多元化。
这一点可以从我国有色金属上市公司多元化投资及重组活动中的信息网络、生物技术、房地产、高新技术等热潮中看出。这种盲目追逐市场热点的投资多元化方式使得许多公司不仅没有树立起成长性较好、盈利性较强的新主业, 而且使得许多公司在这些所谓的热潮中形成了大量的不良资产, 甚至导致企业自身的主业被拖垮。公司只有致力于配置自身的核心竞争力, 使投资上了一定的规模, 才可能把投资成本降到最小, 投资收益达到最大化。否则分散投资只会浪费资源。因此公司投资多元化必须要以主导产业的专业化经营为前提。
(2) 实行投资保护。投资保护是对投资采取必要的保护措施, 防止投资风险的发生和发展, 以及回避、降低或者转移投资风险, 具体有财务事前保护、事中保护、事后保护三种形式。公司无论选择什么样的投资方案, 都会存在一定的投资财务风险, 投资风险是客观存在的。因此公司经过科学方法选择了某一种投资方案。正确的措施是分散投资风险, 减少风险的承受面。
投资风险与风险报酬有着非常密切的关系, 一般而言, 投资风险越大, 风险报酬越大, 对于投资风险的对策, 不能采取一味回避的放弃策略, 因为放弃投资项目、消极回避风险, 能消除可能发生的投资风险, 但也放弃了投资收益, 因为收益与风险是呈正相关的。放弃是不符合企业利益的。放弃策略一般在万不得已的情况下才使用。也就是说当公司感到投资风险过大, 将遭受较大的投资风险和投资损失, 且公司无法采取有效的措施进行避免时, 除放弃外无它途可寻。除了发生这种情况以外, 公司一般不应采取逃避的策略。公司应承认风险存在的同时采取防范风险的措施。
参考文献
[1]胡援成:《现代公司财务与投资管理》, 上海社会科学院出版社1995年版。
金属识别 篇5
产业集群 (industry cluster) , 有时简称企业群、产业群或集群, 首先出现在美国哈弗大学商学院的迈克尔·波特教授 (M·E·Porter) 1990年出版的《国家竞争优势》一书。它被定义为在某一特定领域中 (通常以一个主导产业为核心) , 大量产业联系密切的企业以及相关支撑机构在空间上集聚, 并形成强劲、持续竞争优势的现象 (Porter, 1998) 。目前对与产业集群的含义, 学界并没有形成一个统一的概念, 但诸多集群概念中都归纳出一个现象:众多企业围绕着一个核心产业在某一空间区域的集中。这其中包含了四个基本要素:核心产业、经济集聚、地理集聚和数量规模。核心产业又称主导产业, 集群一般存在于一个区域最具比较优势的行业中, 即某个产业集群是当地核心产业在动态演化过程中形成的。经济集聚是指一个空间范围内企业、机构之间横向和纵向的网络联系, 体现该产业组织内部合作性和竞争性关系共存;地理集聚是指地理上的邻近和相对集中;数量规模针对区域内该产业生产体系企业必须具有一定数量, 避免少数几家企业独大造成的“伪集群”。
二、赣州有色金属产业集群识别
1. 核心产业遴选
核心产业是指在一国或地区经济发展的一定阶段, 具有广阔市场前景和较强技术进步能力, 对经济发展起导向性和带动性作用, 代表产业结构的演变方向和趋势的产业部门。判断地方产业集群的首要工作是对地区核心产业的遴选。鉴于主导产业具有在区域生产总值中所占经济份额大的特点, 我们选择以产值比重为标准同时结合个人研究经验, 判断赣州地区产业结构中的核心产业。
产值比重即行业产值占工业总产值比重。2006年, 赣州市工业总产值381.53亿元, 市规模以上工业中, 有色金属业 (包括有色金属矿采选业和有色金属冶炼及压延加工业) 、农副食品加工业、电力、燃气生产和供应业等行业工业总产值居全市前十位。根据2006年数据, 我们计算得到这些产值排名前十位行业的产值比, 具体如表1。有色金属业占了赣州市工业总产值的近半壁江山, 达到47.53%。相比之下, 其他行业逊色许多, 排名第二的农副食品加工业产值比重仅为5.18%, 电力、燃气生产和供应业产值比重为5.04%, 其他均在产值比重均在5%以下。按国际通行的标准, 一个产业能否成为主导产业, 必须达到GDP的5%以上, 才能对经济增长起到较强的带动作用。2006年, 以钨、稀土、氟化工为主导的有色业规模以上矿业企业实现销售收入212.81亿元, 占规模以上工业企业销售收入的56.78%, 矿业企业实现利税总额28.14亿元, 占规模以上工业企业利税总额的61.89%。可见, 有色金属业是目前赣州是最具优势的核心产业。
数据来源:国家统计局网站文武.对江西赣州工业主导产业选择的探讨
2. 基于区位商的有色金属产业集群判断
(1) 区位商指标回顾
目前, 学术界关于产业集群的识别方法分为定性和定量两类, 定性方法主要有波特案例分析法和区位商法;定量方法主要是投入产出法, 主成分分析法 (PCFA) 、多元聚类法 (MVC) 和图论法 (GT) 等。由于统计工作的不完善, 特别是地方统计数据的缺乏以及各地统计口径的不一致, 至今还没有一个完美的定量方法来判断产业集群。而在定性方法中, 在区域层面的产业集群识别中, 区位商法可以在数据可得性、分析的可操性和研究的客观性之间取得平衡。
区位商 (location quotient, 简称LQ) , 所谓商是指一个地区特定部门的产值在地区工业总产值中所占的比重与全国该部门总产值在全国工业总产值中所占比重之间的比值, 是由哈盖特 (P.Haggett) 首先提出, 主要用于中观层面的分析, 侧重区域行业间的空间集聚功能和经济功能联系, 是一种较为普遍的集群识别方法。产业集群是否形成可以由区位商的大小进行判断, 其计算公式为:
式中:为i地区j部门的区位商, 为i地区j部门的产值 (增加值或就业人口) , 为i地区的工业总产值, 为全国或者上一级区域j部门的总产值, E为全国或者上一级区域的工业总产值。虽然区位商 (LQ) 是辨识产业集群的重要标准, 但对于作出这种判断的区位商临界值却没有公认的数值。一些研究将区位商超过1作为临界值, 一些研究根据区位商大于3, 经验判断是:>1.12。
(2) 产业集群判断
通过对赣州市十大产业的产值比重分析, 有色金属业 (有色金属矿采选业和有色金属冶炼及压延加工业) 是当地最具主导地位和比较优势的产业。地方产业集群一般出现在地区核心产业, 但对于核心产业是不是已经形成集群依然需要专业判断。由于用工业产值方法计算的区位商可靠性更大, 可信性更强, 我们采用工业产值对赣州市有色金属业区位商进行计算。但是, 总产值区位商对集群的识别无法避免“一厂独大”造成“伪集群”的缺陷, 为了确保判断结果的正确性, 我们有必要在区位商的基础上结合赣州市有色金属业企业数量规模对集群作出识别。所以本文以>1.12, 企业数量≥100家作为判断标准, 确定是否存在集群。
为了反映赣州市有色金属业专业化程度的动态变化, 提高区位商判断的准确性, 我们计算了2006~2008年三个年份的区位商。如表2所示, 2006~2008年连续三年赣州市有色金属业区位商值都保持在2以上。另外, 从企业数量规模而言, 据统计, 截止2009年上半年, 全市有色金属工业拥有107户规模以上企业, 拥有崇义章源钨制品有限公司、赣州虔东实业集团、赣州逸豪优美科实业有限公司、会昌金龙锡业有限公司等龙头企业。根据以及企业数量≥100家的辨识标准, 赣州市存在有色金属产业集群并且有色金属业的竞争力和比较优势具有持久性。
数据来源:根据2006~2008年赣州市国民经济和社会发展统计公报、2007~2009年江西省统计年鉴整理。
三、赣州有色金属产业集群的演进阶段
产业集群实质是产业组织, 所以, 传统的产业生命周期划分指标和方法在对产业集群演进阶段的判断中仍然适用。市场集中度 (Concentration Ratio) 是判定产业组织生命周期的主要标准, 它源于产业演进与企业数目变化的规律, 即产业内企业的数目随产业的演进呈倒U型分布。市场集中度指市场中供给者或消费者集中的程度, 通常用市场中较大企业、消费者所占有的市场份额大小来表示, 市场集中度越高, 少数大企业占据的市场份额就越高, 大企业对市场的控制力也就越强。集中率 () 是最常用的集中度计量指标之一。一个行业共有m个企业, 将全部企业按销售量从大到小排序, 是该行业的相关市场内前n家最大的企业所占这个市场份额的总和, n的取值通常为4或8。其计算公式为:
2009年, 赣州市有色金属产业集群实现销售总额1283000万元iv, 其中, 规模居前8位的企业销售收入如表3。我们可以根据以下数据对产业的组织集中度进行计量分析。赣州有色金属产业集群的前4位和前8位集中度如下:
可见赣州市有色金属业市场市场集中度在30%与45%之间, 在45%~75%之间, 其市场结构处于贝恩所提出的低集中寡占与中下集中寡占之间。在低集中寡占市场结构中集群处于发展时期, 在中下集中寡占中集群处于起飞期, 所以此时赣州有色金属产业集群正处于发展期向起飞期过渡的时期。近十家企业正逐渐发展成为地区有色金属产业集群中的核心主导力量, 市场集中度达到48%。这八家规模企业作为有色金属产业集群的中坚力量正处于发展飞跃阶段, 差距逐渐拉大, 赣州市有色金属市场形成四足鼎立之势。前4强企业和后4强企业的市场集中度相差近13个百分点, 大型企业集团正开始形成;52%左右的市场集中度都零星散布在近百个有色金属小企业当中。由于企业的生产具有规模效益, 随着企业规模扩大, 企业的单位产品成本将会下降, 企业的效率将会提高;相反, 规模过小的企业往往技术水平低, 成本高, 生产效率低。一个行业大规模企业少, 小规模企业占绝对多数, 将导致该行业平均企业规模比较小, 不利于行业生产效率的提高, 特别是有色金属业, 更易造成矿产资源的浪费和过渡开发。所以在未来的发展中, 赣州市有色金属中小企业要加快联合重组, 进而提高产业核心竞争力。
资料来源:根据江西省企业联合会、企业家协会发布的“2009年江西企业100强”名单整理。
摘要：为了正确实施产业集群政策, 使产业集群在地方能真正建立, 运用合理的方法识别产业集群成为以产业促地方经济发展的一项当务之急。本文以赣州有色金属产业为例, 在分析产业集群内涵的基础上, 运用相关经济数据, 对地方产业集群进行识别, 并在集群存在的基础上判断该集群所处的演进阶段及所呈现的特点。
金属识别 篇6
1 对象与方法
1.1 对象
选取某有色金属冶炼厂锌浸出渣挥发窑处理系统技改项目。
1.2 方法
采用现场调查收集资料和数据, 结合类比企业职业健康检查和职业病危害因素检测结果, 运用类比法、工程分析法、经验法等评价方法, 识别生产过程中可能产生或存在的职业病危害因素, 分析职业病危害因素的危害程度。
2 结果
2.1 原料和燃料中主要的化学成分
使用的原料是锌浸出渣 (含锌约21.01%) ;辅料有乙炔、水玻璃 (Na2Si O3·9H2O) 、氢氧化钠。燃料有煤粉、轻质柴油。浸出渣中主要化学元素有Zn、Cd、Pb、Cu、Fe、Ca O、S、O、Si O2等;煤粉作为燃料和还原剂, 其主要成分有C、挥发酚、S、Fe、Ca O、Al2O3、Si O2等化合物。柴油用于挥发窑点火燃料, 主要是由烷烃、烯烃、环烷烃、芳香烃、多环芳烃与少量硫、氮及添加剂组成的混合物。乙炔为余热锅炉爆破清灰时所用的原料, 主要用于周期性清除余热锅炉受热面上的积灰;水玻璃 (Na2Si O3·9H2O) 用于除去氧化锌烟尘中的F、Cl;Na OH作为烟气在脱硫吸收塔中的吸收剂。
2.2 挥发窑生产工艺流程
锌浸出渣与煤粉混合料在具有一定倾斜度的回转窑内, 炉料从一端翻滚着流向另一端, 所加入燃料产生的高温炉气与物料反向流动, 浸出渣中Zn、Pb、Cd、As、Hg等有价元素在挥发窑内1 000~1 300℃高温条件下, 经过干燥、预热、反应、冷却后生成氧化锌烟尘、窑渣和烟气。烟气通过余热锅炉、电收尘器、脱硫系统净化后排放, 氧化锌烟尘则回收利用。工艺流程为锌浸出渣、煤粉混合料→胶带输送机→挥发窑→氧化锌烟尘、窑渣和烟气。烟气→余热锅炉→电收尘器→脱硫系统→排出。
2.3 职业病危害因素识别、危害程度和分析
根据类比调查和工程分析, 该建设项目可能存在的主要职业病危害因素有煤尘、矽尘、其他粉尘 (浸出渣粉尘) 等;化学毒物有氧化锌粉尘、铅烟 (尘) 、镉及其化合物、砷及其化合物、汞及其化合物、一氧化碳、二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物、柴油、乙炔、水玻璃、氢氧化钠等;物理因素有噪声、高温、工频电场磁场等。
2.3.1 粉尘
浸出渣和煤粉在混合和输送过程中存在煤尘、矽尘、其他粉尘 (浸出渣粉尘) ;混合料在挥发窑进料、出料过程中会产生其他粉尘 (挥发窑粉尘) 。类比调查资料表明正常生产情况下, 2#、3#挥发窑冷却处出料口 (收尘岗位) 粉尘浓度 (CSTEL) 为25.8 mg/m3和21.4 mg/m3, 超限倍数为3.22及2.68, 均不符合国家职业卫生标准最大超限倍数要求, 上述职业接触工种的粉尘浓度 (CTWA) 也高于国家职业卫生接触限值〔1〕。经现场调查, 超标原因是挥发窑窑尾与排烟管缝隙过大, 密闭不严, 未实现氧化锌烟尘密闭输送, 除尘和排风效果差, 导致粉尘逸散, 工作场所粉尘浓度超标。
2.3.2 化学毒物
混合料在挥发窑进料、出料时会产生氧化锌烟尘、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、铅烟 (尘) 、镉及其化合物、砷及其化合物、汞及其化合物等;在储存和使用柴油过程中会接触柴油挥发物;余热锅炉产蒸汽过程中存在乙炔;烟气过程中存在氢氧化钠及少量砷化氢、氟化物、氯化物等。类比调查资料表明正常生产情况下, 工作场所中的化学毒物短时间接触浓度或8 h平均加权浓度均未超过国家职业卫生标准〔1〕。
2.3.3 噪声
生产过程中产生的噪声主要是机械性噪声、空气动力性噪声和电磁性噪声, 以机械性噪声为主。类比调查资料表明正常生产情况下, 检测工作场所设备噪声作业11个, 测定5个作业岗位噪声8 h等效声级连续A声级, 其强度高于国家卫生标准有2个。风机房2#风机、1#挥发窑1#皮带的噪声超过了85 d B (A) , 1#皮带上灰工等效噪声超过了职业接触限值的规定〔2〕。超标原因是风机房风机运行时机械传动产生机械噪声, 未采取有效降噪减振措施;1#皮带在运行时, 皮带与传送装置的摩擦产生噪声, 难以实现有效的降噪, 导致上灰工接触噪声超标。
2.3.4 高温
产生高温、热辐射的是挥发窑, 散发热量而存在高温、热辐射的有余热锅炉、电收尘器、烟气脱硫等装置。类比工程资料显示除控制室、操作室外, 其他主要工作场所综合温度 (WGBT) 为26~32℃, 均为高温作业, 作业人员将受到不同程度的影响。
2.3.5 职业健康检查
类比企业挥发窑74名接触粉尘、铅、镉、砷等作业人员在岗期间职业健康检查项目为内科、神经内科、血常规、尿常规、肝功能、X线胸部摄片、B超、心电图、血铅、发砷、尿镉〔3〕。体检发现4人血铅偏高 (检出率5.41%) , 9人发砷偏高 (检出率12.16%) , 3人尿镉偏高 (检出率4.05%) ;疑似职业性慢性砷中毒3人, 检出率为4.05%。
2.4 职业病危害因素关键控制点
见表1。从表1可以看出, 粉尘、化学毒物、高温的关键控制点是挥发窑进料口、出料口及挥发窑、余热锅炉、烟气收尘和脱硫系统的管线、接口、阀门。噪声的关键控制点是皮带输送装置、生产装置、各种电机、风机等设备。
2.5 职业病危害防护措施
(1) 挥发窑废气采用余热锅炉初步降尘, 余热锅炉出来的废气增加表冷和布袋收尘, 布袋收尘后的废气进二级碱液淋洗塔脱硫除尘, 经碱液淋洗塔净化后的废气从60 m排气筒达标外排。 (2) 对存在尘毒物质的操作区设置自然通风和加强机械通风设施。车间通风采用防腐型轴流风机。产生烟尘集中地点分别设置局部密闭罩, 有效地控制产尘点粉尘外逸。为了避免二氧化硫的泄漏而造成酸腐蚀的危害, 除有针对性地采用防腐设备外, 还设置事故报警和联锁装置。在贮碱槽和加碱作业岗位应设置洗眼器和应急喷淋冲洗装置, 操作人员穿戴防酸碱工作服和手套。锅炉排烟除尘选用水浴丝网高效除尘器。项目各工序设置集中控制室, 采用计算机系统集中监控过程参数。 (3) 对空压机、压风机和各种电机等长期连续运行高噪声的场所和设备采取消声、隔声措施, 在工艺和设备布局方面尽可能减少高噪声设备的布置密度。对生产人员集中的控制室、操作室和值班室等工作场所设置隔声门、窗或者入口处设置缓冲间。从类比资料看, 对于皮带输送机等工作场所噪声强度暂时不能得到有效控制, 或需要在强噪声条件下短时间工作时, 操作者和巡检人员应佩带弹性耳塞等个人防护用品。耳塞发放对象宜定为接触噪声80 d B (A) 以上的作业人员。噪声作业人员应适当安排工间休息或缩短接触时间, 以促进听觉恢复。 (4) 挥发窑排出烟气温度为650~750℃, 挥发窑排渣处安放移动式降温通风机。保证挥发负压操作, 防止高温烟气泄漏。
3 讨论
该项目在原址上对浸出渣挥发窑处理系统进行技术改造, 应依据功能分区的不同, 尽可能将车间布置在夏季最小频率风向的下风向, 以减少各种毒物和热辐射对居民区的影响〔4〕。
挥发窑出料口是采取职业病危害控制措施的重点岗位, 为了避免交叉污染和对附近居民的危害, 应在设备的密闭化、自动化和机械化和工艺的先进性方面加强技术改造。
类比企业2#和3#挥发窑出料处的粉尘浓度超标, 风机房2#风机、1#挥发窑1#皮带等设备的噪声超过了85 d B (A) , 提示这些场所的粉尘和噪声的治理和防护需加强。
类比企业体检发现有4例血铅、9例发砷、3例尿镉检测偏高的作业人员和3例疑似职业性慢性砷中毒病人, 但现场检测结果显示, 工作场所空气中铅尘、镉及其化合物、砷及其化合物短时间接触浓度和作业人员岗位接触8 h时间加权平均浓度均未超过国家职业卫生标准, 其原因可能与作业人员接触工龄、个人体质、卫生习惯、个人防护措施、职业卫生知识程度等多种因素有关, 职业卫生调查发现该项目作业人员均有5年以上的铅、镉、砷职业接触史, 最长有30余年。建议该项目投产后, 应加强职业卫生管理, 开展卫生宣教, 培养良好的卫生习惯, 加强个人防护和职业健康监护, 对患有疑似职业病人、职业禁忌证者和体质易感者应及时调离禁忌和易感的作业场所。
摘要：目的 识别、分析某有色金属冶炼厂锌浸出渣挥发窑处理系统可能产生或存在的职业病危害因素, 确定职业病危害关键控制点, 探讨其预防与控制对策。方法 采用类比法、工程分析法、经验法等对生产过程中存在的职业病危害因素进行识别和分析。结果 锌浸出渣挥发窑处理系统生产过程中可能会产生煤尘、矽尘、其他粉尘、一氧化碳、二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物、铅烟 (尘) 、镉及其化合物、汞及其化合物、砷及其化合物、噪声、高温、工频电场等主要职业病危害因素, 关键控制点为挥发窑进料和出料及各系统管线、接口和阀门。类比项目检测设备噪声作业11个, 测定5个作业岗位, 其中有2个作业岗位8 h等效声级连续A声级高于国家标准限值。结论 从职业病危害控制点入手, 采取切实可行的防护设施, 重视对粉尘、毒物、高温和噪声等职业病危害因素的预防和控制。
关键词：挥发窑,浸出渣,职业病危害,关键控制点
参考文献
[1]中华人民共和国卫生部.GBZ 2.1-2007工作场所有害因素职业接触限值第1部分:化学有害因素[S].北京:人民卫生出版社, 2008.
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[3]中华人民共和国卫生部.GBZ 188-2007职业健康监护技术规范[S].北京:中国标准出版社, 2008.
