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關鍵詞 :蛋糕;魚香肉絲;配方;工藝;安全
中圖分類號:TS21 文獻標志碼:A 論文編號:2014-0617
基金項目:2012年北京農學院第五屆食品文化節項目“風味糕點的研制”(201210)。
第一作者簡介:劉家碩,女,1992 年出生,本科在讀,研究方向:食品科學與工程(食品工藝方向)。通信地址:102206 北京市昌平區回龍觀鎮北農路7號北京農學院食品科學與工程學院,E-mail:15810438265@139.com。通訊作者:黃漫青,女,1969 年出生,高級實驗師,碩士,從事農產品貯藏加工及理化檢驗工作。通信地址:102206 北京市昌平區回龍觀鎮北農路7 號北京農學院食品科學與工程學院,Tel:010-80799174,E-mail:huangmanqing@bac.edu.cn。
收稿日期:2014-06-23,修回日期:2014-10-16。
Study on Production Process of Fish-flavored Shredded Pork CakeLiu Jiashuo1, Huang Manqing1,2
(1Faculty of Food science and Engineering, Beijing University of Agriculture, Beijing 102206, China;2Beijing Key Laboratory of Agricultural Product Detection and Control of Spoilage Organisms and Pesticide Residue/Beijing Laboratory of Food Quality and Safety, Beijing 102206, China)Abstract: We aim to find out an appropriate formula that well combines the fish fresh sweet spicy flavor ofshredded pork with the tight-knit silky flavor of cake, at the same time, use more safe white vinegar and activedry yeast instead of Tata flour and baking powder in the process of making cake. All these attempts could makethe cake safer and healthier, more nutritious and have more abundant taste than previous products. The resultssuggests than appropriate formula of the cake is as follows: the fish-flavored shredded pork powder 9 g; flour120 g; eggs 150 g; sugar 80 g; oil 25 g; milk 125 g; baking powder 0.5 g; lemon juice 8 g; white vinegar 0.5 g.According to this formula, we get fish-flavored shredded pork cake with good luster and elasticity, moderatesweetness and the best comprehensive quality.
Key words: Cake; Fish-flavored Shredded Pork; Formula; Production Process; Security
0 引言
蛋糕是起源于13 世紀的一種甜品,營養豐富、松軟香甜,深受大家的喜愛。中國菜以色、香、味、型、器俱佳而聞名世界。川菜是中國菜系之一,特點是麻、辣、鮮、香。魚香肉絲是其中較為著名的一道菜,顏色紅艷,肉質細嫩,咸、甜、酸、辣兼備。將中外美食更好地融合與發展是本研究的出發點。現在北京市場上大部分蛋糕的都是甜的,口味比較單調,含糖量高,不利于身體健康,所以開發咸香口味的蛋糕有很大的市場前景。
1 材料與方法
1.1 材料與儀器
1.1.1 原料面粉(北京古船食品有限公司)、魚香肉絲調料(北京宜之味食品有限公司)、大豆油(中糧食品營銷有限公司)、白醋(北京二商龍和食品有限公司,總酸含量3.95 g/mL)、安琪高活性干酵母、牛奶、雞蛋、白糖、鮮檸檬,均購于本地超市。1.1.2 儀器電動打蛋器(XNJB-7L,徐州市佳麥烘焙設備廠),遠紅外電熱食品烤爐(FKB-2,廣東佛山順德華興實業有限公司),電子天平(BT2202S,北京賽多利斯儀器公司)。
1.2 工藝流程[1]
烤爐預熱打發蛋白和蛋黃混合蛋糊制備面糊倒入模具、烘烤出爐冷卻包裝。
1.3 操作要點
(1)打發雞蛋[2]。將蛋清和蛋黃分離備用,按5:3的比例將白糖分別加到蛋清和蛋黃中。將蛋白和白醋倒入打蛋器中,白糖分3 次加入,把蛋清打至干性發泡。將蛋黃倒入打蛋器中,加入牛奶和白糖,植物油分3 次加入,打發到蛋黃發白。取1/3 的蛋清糊,放入蛋黃糊中,慢慢拌勻,再將拌好的蛋黃糊放到剩下的蛋清糊里面,慢慢地全部拌勻,這樣可以保持蛋清的起泡性不被破壞。
(2)制備面糊[3]。將面粉、調味粉與酵母混勻,然后過篩加入蛋糊中,加入少量檸檬汁,拌勻。(3)烘焙。將烤箱預熱到180℃。在模具上刷上薄薄的一層油,倒上蛋糕糊,放入烤箱前在桌子上磕幾下,除去大氣泡[4]。放入烤箱,上下火180℃烤40 min左右,直到蛋糕內部成熟。
(4)冷卻。蛋糕出爐后,倒扣靜置幾分鐘,然后再脫模冷卻。
1.4 研究內容
1.4.1 雞蛋添加方式對蛋糕質地的影響直接將雞蛋整個打發,加入面粉和調味粉制成面糊;或是分別打發蛋白和蛋黃,再混合制成蛋糊,加入面粉和調味粉制成面糊。研究它們對蛋糕的口感和質地的影響。
1.4.2 各種配料對蛋糕品質的影響在面粉用量(120 g)不變的情況下,分別改變魚香肉絲粉、白糖、牛奶、酵母和檸檬汁的含量,并采用正交試驗研究它們對蛋糕的風味、口感、質地、色澤等的影響,感官評分標準參考彭凌[5]和梁文珍[6]的標準稍加改進(表1)。
2 結果與分析
2.1 雞蛋添加方式對蛋糕質地的影響
全蛋打發的蛋白發泡性不好,添加全蛋的蛋糕質地比較緊密,氣孔少,蛋糕較硬,口感較差[1]。采用分蛋法,使蛋白和蛋黃都可以充分被打發[7],蛋糕的氣孔均勻大小適中,口感松軟,質地均勻細膩。
2.2 魚香肉絲粉對蛋糕品質的影響
根據表2 分析得出,在制備面糊時改變魚香肉絲粉的用量,用量越多,蛋糕的顏色越深,味道越濃厚,但用量過多會使蛋糕的口感變差。當魚香肉絲粉用量為9 g 時,魚香肉絲的味道適中,蛋糕的口感最好,綿軟有彈性。
2.3 白砂糖對蛋糕品質的影響
糖除了增加甜度,在烘焙時產生焦糖化反應,可以增加蛋糕的顏色和香味[8],還為酵母發酵提供能量,同時有助于蛋漿和脂肪攪打發松體積的穩定性,會使蛋糕具有柔軟的組織,在蛋糕面糊攪拌時使面糊光滑細膩[9]。本試驗在打發蛋白和蛋黃時改變白糖的用量,白糖的用量對蛋糕的口感、色澤和質地都有很大影響,用量過大會使蛋糕的口味過為甜膩,而且粘牙;用量過小,會影響蛋白的起泡性,而且組織不膨松,口感粗糙。由表3 分析得出,當白糖的用量在80 g 時,蛋糕的光澤度較好、甜味適中、軟硬適中,彈性較好,口感最佳。
2.4 檸檬汁對蛋糕品質的影響
在制備面糊時改變檸檬汁的量。檸檬汁不但可以改變蛋糕的色澤和防止蛋糕氧化,在本研究中還起到輔助酸味劑的作用。由表4 分析得出,檸檬汁用量過大會使蛋糕的色澤變淡,口味過酸,用量過小起不到調節口感和色澤的作用。當檸檬汁用量為6 g 時,口感和色澤具佳。
2.5 牛奶對蛋糕品質的影響
由表5 分析得出,牛奶的用量對蛋糕的色澤和口感有很大的影響。用量過大會使蛋糕的面糊含水量過高,粘性大,不成形。用量過少,會使蛋糕的氣孔過大,不細膩,口感過硬。當牛奶用量為125 g 時,蛋糕的軟硬適中,彈性好,色澤金黃,口感最好。
2.6 正交試驗
根據單因素試驗結果,選取對蛋糕品質影響最大的魚香肉絲粉、白糖和檸檬汁做3因素3水平的正交試驗。由表6 分析得出,影響蛋糕風味的因素主次為A>C>B,即魚香肉絲粉對蛋糕品質的影響最大,其次是檸檬汁,最后是白糖。正交優化的最佳配方為A2B2C3,即最佳配比為魚香肉絲粉9 g、白糖80 g、檸檬汁8 g。由表7 分析得出,A因素即魚香肉絲粉的用量對蛋糕品質的影響差異顯著(P<0.05),B因素和C因素差異不顯著。
3 結論
魚香肉絲蛋糕的最佳配方為:魚香肉絲粉9 g,白砂糖80 g,低筋面粉120 g,鮮雞蛋150 g,植物油25 g,酵母0.5 g,檸檬汁8 g,牛奶125 g,白醋0.5 g。按此配方制得的魚香肉絲的蛋糕風味濃郁,光澤度與彈性較好,甜、咸和辣味適中,綜合品質最佳。
4 討論
4.1 安全的食品添加劑
目前烘焙上常用塔塔粉來調節蛋白的酸堿性[10],用泡打粉做膨松劑[11]。塔塔粉的主要成分為酒石酸氫鉀和淀粉等[12]。泡打粉一般由碳酸氫鈉(小蘇打)、酸(酒石酸、檸檬酸或乳酸)、酸式鹽(酒石酸氫鉀、磷酸二氫鈣、磷酸氫鈣、焦磷酸二氫鈣、磷酸鋁鈉、富馬酸一鈉等)、明礬及淀粉復合而成[13]。兩者都是化學合成的食品添加劑,超標使用會危害人體健康,尤其是泡打粉中常含有硫酸鋁鉀(明礬),鋁在人體內的代謝速度很慢,會阻礙神經傳導,使人記憶力減退,導致老年癡呆癥,還會抑制人的免疫機能而導致疾病[14]。泡打粉作為食品添加劑,其配料沒有統一規范的標準,使其終端產品質量監管難度增加。目前,泡打粉的安全性只停留在產品質量標準上,泡打粉的ADI值、使用范圍和使用限量及毒理學安全性評價均為空白[15]。
筆者采用白醋代替塔塔粉,用活性干酵母代替泡打粉。白醋是以蒸餾過的酒發酵制成,經過烘烤后沒有酸味[16]。用白醋代替塔塔粉降低蛋白混合物的pH,使蛋白的外觀更加細膩光滑,韌性更好,孔泡更細密均勻,可以制作出質地均勻的蛋糕。另外,試驗中還添加了少量檸檬汁。檸檬汁中含有檸檬酸,可作為一種輔助酸味劑,給人爽快的口感,同時還具有一定的防腐和抑菌作用[17]。
酵母菌利用面團中的糖類及其他營養物質,產生二氧化碳、醇、醛和一些有機酸。二氧化碳使蛋糕體積膨大并形成海棉狀網絡組織,而發酵形成的酒精、有機酸、酯類、羰基化合物則使蛋糕風味獨特、營養豐富[18]。本試驗中使用2種安全性更高的食品代替化學合成的添加劑,使產品更健康,更符合當前食品安全的要求。
4.2 展望
本研究減少了糖的用量,糖的添加量為15.4%,比普通蛋糕的含糖量低[1,5],用魚香肉絲粉豐富了蛋糕的口味和營養,咸香口味的蛋糕有很大的市場前景。
參考文獻
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5S最早起源于日本,是日式企業獨特的一種管理方法,也是一切現場管理的基礎。自1986年,日本的5S著作逐漸問世,從而對整個現場管理模式起到了沖擊的作用,并由此掀起了工廠管理5S模式的熱潮。由于5S對塑造企業形象、降低成本、準時交貨、安全生產、高度標準化、創造令人心怡的工作場所等現場改善方面的巨大作用,被各國管理界所認同。
我國企業在使用55管理時,大多數都是使用通用方案,照搬照抄成功案例,過于流于表面化和形式化,與實施企業具體情況差距較大,再就是沒有得到企業員工的認可,推行阻力較大,難以發揮5S管理中的作用。本文通過對A企業生產5S實施若干問題的闡述,希望能對我國中小型民營企業生產現場管理水平的提高有所助益。
一、推行5S前車間現狀
A企業是東莞一家加工制造類民營企業,主要從事金屬零件加工、電泳涂裝和噴漆加工。我們選取A企業硬件差、問題多且有代表性的電泳涂裝車間作為實施5S活動的示范區域。通過示范帶動作用逐步將5S活動推廣到企業的各個部門。以下是開展5S活動之前車間現場的不良現象:
(1)工具物品隨意擺放:至使工具保護不當,精度降低,容易造成損壞;另外也造成工人尋找困難,影響工作效率。
(2)運料通道不暢:工作現場的運料通道設置不夠科學合理,造成工作場所秩序混亂,工作流程不流暢;同時物料運輸之間的相互干擾,也增加了搬運時間,甚至造成產品流轉發生停滯現象,降低了生產效率。
(3)區域劃分不合理:車間隨意地劃定區域并隨意堆放貨物,員工需要花費更多的時間尋找所需的生產材料,管理人員無法統計出物品的數量,造成管理的混亂和無序。
(4)產品質量問題:由于不能及時消除現場的粉塵顆粒,使雜物進入電泳槽,影響涂膜的質量。原來車間沿用“每天一小掃,一月一大掃”的清潔制度不能適用于當生產的要求。
二、5S的推行準備
1.消除障礙
推行5S活動首先要企業的領導者下定決心,充分做好長期推進的思想準備。在開展5S活動前,A企業進行了一些有針對性的宣傳和培訓,給員工傳遞5S的知識,為員工提供良好的工作環境,使員工了解5S的基本知識、活動意義以及活動的目標,更愿意為5S工作現場付出愛心和耐心。
2.PDCA循環
“5S”活動開展起來比較容易,可以搞得轟轟烈烈,并在短時間內取得明顯的效果,但要堅持下去,持之以恒,不斷優化就不太容易了。在5S活動的推行過程中,要引入PDCA循環,在完成一個PDCA循環之后,提出更新、更高層次要求,進入到下一個PDCA循環的管理活動。
3.5S在A公司的實施
(1)整理
整理是將要與不要的物品區分清楚,并將不要的物品加以處理,它是改善生產現場的第一步。一般可以將物品劃分為“不用”“很少用”“少使用”“經常用”這四個等級,見下表。
對于“不用”的物品,應該及時清理出工作場所,進行廢棄處理;對于“很少用”“少使用”的物品,也應該及時進行清理,改放在儲存室中,當需要使用時再取出來;對于“經常用”的物品,就應該保留在工作場所的附近。
(2)整頓
整頓的關鍵是要做到“定位、定品、定量”和合理標識,盡量騰出作業空間,為必要的物品規劃合適的放置位置和放置方法,并設置相應的醒目標識。這樣,使用者能夠清楚地了解物品的位置,從而減少選擇物品的時間。
①區域劃線:用彩色膠帶貼于地面上形成線條。對作業現場的機器、設備、原料、產品等的擺放位置進行統一平面布局,力求放置物都擺在恰當的位置,使現場規劃達到科學化、標準化和規范化。車間平面布局前后對比如下圖所示。
②物品的形跡管理:經過1S之后已經將不需要物品清理出現場,留下的都是有用物品,要最大地發揮其最高效率。通過形跡管理,在物品放置處畫上該物品的現狀,標出物品名稱。明示物品放置的位置和數量,物品取走后的狀況一目了然,防止需要時找不到工具的現象發生。
(3)清掃
清掃的實施要點就是對工作場所進行徹底的清掃,杜絕污染源,及時維修異常的設備。推進清掃的一般步驟:準備工作掃除一切垃圾、灰塵清掃中發現問題查明污垢發生源區域責任制、清掃基準。
從該車間的實際出發,A企業采取了以下措施:
①清掃工作主要集中在以下幾個方面:清掃從地面到天花板的所有物品、徹底修理機器和工具、發現臟污問題、杜絕污染源。
②在工作結束后立即開始清掃工作。每個員工負責本人所在崗位的清掃,對于過道、工具、原料等區域,由指定人員負責。
③杜絕污染源。電泳涂料是水性涂料,配成槽液后,火災危險性極小,但烘干時產生的分解物(揮發物)為油煙,有火災危險性。為此,烤箱處的員工除了常規的工作之外,還得及時清洗地面和烤箱上的油漬,保障生產安全。
(4)清潔
清潔是在整理、整頓、清掃之后進行認真維護,保持完美和最佳的狀態,是前三項活動的堅持和深入。要成為一種制度和習慣,必須充分利用創意改善和全面標準化,從而獲得堅持和制度化的條件,創造一個良好的工作環境,使員工能夠愉快地工作。
為了維持和評價5S工作,車間進行定期檢查,建立個人負責區域管理卡。
①根據車間各區域的不同情況,列舉出項目,給每一項目列出評價分數,分別制作了合適的檢查表。車間采用定期和抽檢相結合,現場指出問題,并記錄檢查結果、措施及評薦數據,以便后續跟蹤整改進度。
②向全體員工分配各自的負責區域,明確責任以便事后跟蹤。“責任者”(負責人)以比較明顯的方式標識出其名字及負責內容,并且懸掛在責任區易見的地方。
(5)素養
5S活動的核心是加強人員的教養,提高人員的素質,使人們養成嚴格遵守規章制度的習慣和作風。5S活動始于素質,也終于素質,如果人員缺乏遵守規則的習慣,或者缺乏自動自發的精神,推行5S活動只能流于形式,而且很難長久持續下去。
①A企業要求車間領導身體力行,積極做好帶頭作用,在日常工作給予員工培訓和指導;結合員工特點,采取固化推進的方式提高員工素質,即被要求去做跟著別人做自主實施,逐步實現固化。
②根據檢查表的數據每月評價員工的5S執行情況,評出“優”、“良”、“差”三個水平。如果出現“差”,則要對員工進行教育訓練,但累計3次“差”,開除該員工;當然對于“優”,要給予一定的物質獎勵和表揚。嚴格的獎懲制度的目的是為了讓員工從被動到主動實施5S,固化5S意識。
四 、總結
A企業的電泳涂裝車間開展5S后,作業現場區域規劃合理,使工具擺放雜亂和物品堆積的現象得到消除,員工的心態調整為最佳狀態,極大地激發了員工的個人潛力,從而使工作效率得到提升。此外,由于車間衛生狀況保持良好,之前粉塵顆粒影響電泳槽溶液的問題得到解決,產品質量明顯的提高。該示范區成功實施5S后,將5S活動推廣到企業的各個部門,從長遠來看,推行5S活動也為企業實施ISO、TPM、TQM提供強有力的保證。
參考文獻:
關鍵詞 鈦 義齒 陽極氧化 色度學 美學
CHROMATIC UNIFORMITY OF ANODIZED TITANIUM DENTURE FRAMEWORKS
Yan Zhaomin Guo Tianwen Pan Huibo,et al
Stomatological college,Fourht Military Medical University. (Xian 710032)
Abstract Objective:To investigate the chromatic uniformity of anodized titanium denture frameworks. Methods:Five anodize d upper titanium denture bases were fabricated for chromatic measurement. The co lor specification values L*a*b* were measured on five positions of each de nture base surfaces using a chromameter.Then the magmitude of the total color di fference between the measured positions was formulated by a single number of E through in term of the values of L*a*b*,and evaluated in the CIELab unifo rm color scale.Result:The values of total color differences between the m easured positions were less than 1.3,which is not differentiated by the naked e yes.Conclusion:The golden color on the surface anodized titanium denture framew orks is uniform, improving the aesthetic appearance of titanium dentures.
Key words Titanium Dentures Anodization Chromatics Est hetics
鈦的生物相容性極佳,耐腐蝕性好,比強度高,不誘發變態反應 ,有X-線半透射性,無磁性,鑄造后機械性能與牙科Ⅲ型、Ⅳ型金合金相似,是一種有廣 闊應用前景的口腔修復金屬材料〔1,2〕。近十年來,隨著口腔鑄鈦技術的發展,鈦 義齒在臨床的應用逐漸增多〔3,4〕。為了提高鈦義齒的審美效果,筆者將鈦平面試 件置于0.5mol/L H2SO4電解液中,在10V直流電壓下陽極氧化,試件表面氧化呈色彩鮮 艷的金黃色。但義齒支架結構復雜、形態各異,要保證義齒支架各個部位都能均勻著色,才 能達到增進義齒美觀的目的。本文對鈦義齒支架陽極氧化表面色的均勻性進行了研究。
1 材料與方法
1.1 鈦義齒支架的制作 選擇無牙頜上頜模型一副,瓊脂翻制5個耐火材料模型 ,制作蠟型,鋯英石包埋材料內包埋,磷酸鹽耐火材料外包埋,焙燒至900℃,保溫1 h,鑄 模溫度為150℃。用LZ-2型真空壓力離心牙科電弧鑄鈦機(第四軍醫大學口腔醫學院與洛陽澗 西通用機械廠聯合研制)鑄造,鈦材為TA2型鈦錠(西北有色金屬研究院提供),重約30g, 熔金電流為250A,時間為30s。鑄件經噴砂、酸洗和研磨拋光完成鈦腭托支架5件。每件鈦腭 托在測量部位磨成5mm2的平面并高度拋光。
1.2 陽極氧化方法 鈦腭托支架經丙酮超聲波清洗15min化學除油、晾干后,裝掛于電解 槽(圖1)的陽極上,置于0.5mol/L H2SO4去離子水電解液中氧化。直流電壓為10V,時 間為10min。陰極為TA2板材,陰陽極面積比>2。氧化后用流水沖洗10min,100℃去離子 封孔30min、80℃烤箱內干燥30min完成。
1.3 顏色評價
1.3.1 肉眼觀察 在室內上午10時北窗日光下,由三名技師用白色背景以90°的視角、2 5cm的距離觀察鈦腭托陽極氧化表面顏色的均勻性。
1.3.2 色度學測量 每件鈦腭基托測量5個點,測量部位如圖2所示。用CR-321型色彩色 差計(MINOLTA,Japan)采用CIE1976 L*a*b*表色系統測量各點的L*a*b*值。測 試條件:45°/0°觀測角,D65光源,測試探頭直徑為3mm。測量前用硫酸鋇(barium sulfat e)標準白板校準,每個測試點改變方向測色2次,每次儀器自動測量3次,取其平均值,計算 各測量點間的色差值公式〔5,10〕:
ΔEab=〔(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2〕1/2
2 結果
2.1 肉眼觀察 3名技師評價,都認為這5副上頜腭托表面呈金黃色,顏色鮮艷 、均勻一致。
2.2 色度學測量 L*a*b*顏色空間的測量結果見表1和表2。
3 討論
陽極氧化著色技術比等離子滲氮、氮離子注入、物理化學氣相沉積等技術工藝簡 單,不須特殊尖端設備,用牙科一般電解設備即可,因此成本較低,且表面顏色鮮艷,可呈 多種色調,較易于口腔修復臨床應用〔6,7〕。
陽極氧化著色又稱電解著色。鈦在含氧介質中陽極電解時,在陽極發生氧化反應,鈦和氧結 合形成TiO2氧化膜,鈦的氧化膜為光的干涉膜,在光照下部分光線在氧化膜表面反射,部 分光線穿過氧化膜透射至鈦與氧化膜的結合界面,又穿過氧化膜反射回來,因此,使氧化膜 表面的反射光與鈦基體表成的反射光發生光的干涉作用而自然發色,氧化膜的厚度不同可顯 現出不同的顏色。由于光的干涉作用,色調變化為金黃色、茶色、藍色、黃色、綠色、黃綠 色、桃紅色等。鈦的陽極氧化著色是電壓依賴性的,通過控制電壓可控制膜厚,得到再現性 好的色調〔8,9〕。
鈦義齒陽極氧化著色時,由于義齒支架結構復雜,形態各異,不可能為每副義齒設計制作陰 極。采用板狀或弧形陰極對鈦義齒陽極化著色時,義齒支架的各個部位與陰極的距離不相等 ,根據電化學原理這將導致義齒支架表面的電流密度不均衡,導致義齒支架各個部位氧化膜 形成的速度和厚度不同,可能影響義齒各個部分著色的均一性,使著色義齒表面產生色差變 化〔8,9〕。這種色差變化的程度能否影響到義齒著色后的審美效果? 本研究用0.5 mol H2SO4電解液,在10V電壓下對鈦義齒陽極氧化著色,在自然光下觀察發現義齒表面 呈金黃色,各部位顏色鮮艷,均勻一致。為了排除人眼對色感知的主觀性,以及人眼對顏色 分辨能力的個體差異。本研究又采用CIE1976Lab表色系統來定量地評價了鈦義齒支架陽極氧 化著色的均勻性。CIE1976 L*a*b*表色系統是國際照明委員會(Commission Internat ional de I Eclairage, CIE),基三原色混色原理建立起來的標準表色系統,利用分光光 度法,具有精度高、方便、客觀等優點。美國牙科學會(ADA)推薦用
CIE L*a*b*表色系表示顏色間的差別,目前已廣泛用于口腔修復體顏色的測量與研究 〔10,11〕。CIE1976 L*a*b*表色系用三維直角坐標表示均勻顏色空間,用數 值準確地表示顏色的色感知。L*為亮度因數,在顏色空間中代表顏色的明亮度,L*值越 大亮度越高,L*值越小亮度越低。a*b*表示由色凋和飽和度形成的色感知屬性,成 為色品坐標,a*值表示紅/綠色坐標,+a*顯示紅的趨勢,-a*顯示綠的趨勢;b*值 表示黃/藍色坐標,+b*顯示黃的趨勢,-b*顯示藍的趨勢。a*b*絕對值越大其紅/ 綠、黃/藍的飽和度越高,反之亦然。色差ΔEab值的大小表示兩種顏色間的差別程度 ,代表三維顏色空間的三個獨立的變量即色調、明度、彩度的總差別〔5〕。
本研究色度測量結果表明:鈦義齒表面5個測量部位L*值范圍在21.96±0.27~22.48± 0.87之間,色品坐標a*b*分別在1.30±0.14~1.46±0.03和12.42±0.42~13 .02±0.47之間,義齒陽極氧化表面干涉色主要由黃色光和紅色光相加混合而成。L*、a *、b*值方差分析均無顯著性差別(P>0.05),說明測量各處的色度 值改變很小。但根據均勻顏色空間規律,只要表示顏色明度、色調和彩度三個獨立變量
L*、a*b*值稍有不同,其在顏色空間的坐標位置就會發生改變,就會產生色差 〔5,10〕。一般工業制品的色差允許范圍ΔEab為0.3,有時根據要求定為0.6, 1.2和2.5。色度學研究表明當色差小于0.2時即可認為兩種顏色一致〔10〕,但這 是現代光學測色儀器所能辨別的色差范圍,而人眼所能辨別的最小色差范圍大約為1.3~1 .4〔10〕,小于此值的顏色差異僅憑肉眼很難識別。本研究用標準色差公式計算結 果發現:各測量部位顏色間的色差ΔEab值在0.64±0.15~1.01±0.20之間,均 小于1.3,說明這種由于陰-陽極距離的差別,使鈦義齒支架表面的電流密度不均衡所造成 的色差變化,在色度學上有差別,但肉眼卻不能分辨,從實用目的的考慮即可認為鈦義齒陽 極氧化著色各個部位的顏色是均勻一致的,這種色差不會影響義齒表面顏色的均一性,能夠 滿足臨床應用要求。
隨著現代醫學的發展,人工義齒由單純追求功能的實用階段跨入更高的藝術審美階段。色彩 是我們人眼接受光的刺激而產生的一種感覺。在心理上人們對顏色都有一定的偏愛。中國人 歷來偏愛黃色,略帶微紅的金黃色,有清心悅目的光色,明亮瑰麗的感覺。符合人們審美心 理的色彩能夠給人以精神的愉悅感,給人以視覺美感享受。因此陽極氧化法在鈦義齒表面著 金黃色可提高義齒色彩美。
參考文獻
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0.引言
電,自然界本身就存在,從美國的富蘭克林發現并運用電,人類就進入了快速發展的工業時代。電,也越來越發揮巨大作用,在改善人們經濟生活的同時,也增加了不少火災危險性。通常電氣火災,指由于電氣設備、線路發生故障或安裝、操作、維護不當造成的火災。筆者從火災危險性及引發火災的原因入手,談一談如何加強電氣消防安全管理。
1.電氣火災危險性分析
從《2010全國消防年鑒》引發火災的電氣、生產作業、生活用火不慎、吸煙、玩火、其他等六大原因分類來看,因電氣引發火災而產生的原因均占據前二位,其中火災起數、死人數、直接損失數、受災戶數全排名第一位。從2009年江蘇火災年報來看,各項指標則全排名第一位。在一定程度上,電氣火災是引發火災的“第一殺手”。
1.1全國火災統計情況來看
2009年,全國因電氣引發火災有39102起,死376人,傷150人,直接財產損失51891.3萬元,燒毀建筑161.2萬平方米,受災戶數12760戶,分別占到全國總數的30%、30%、23%、32%、13%。電氣引發重大火災1起,較大火災32起。其中重大火災,為5月21日,廣東省汕頭市區谷饒鎮一家庭作坊因電源線路短路,產生的崩濺溶珠引燃下方可燃物而發生火災,并造成13人死亡,3人重傷,直接財產損失21.6萬元。
1.2全省火災統計情況來看
2009年,江蘇省因電氣引發火災有1901起,死17人,傷9人,直接財產損失2323.7萬元,燒毀建筑5.7萬平方米,分別占到全省總數的37%、21%、19%、36%、19%。引發較大火災1起,也是全省唯一1起,常熟市虞山鎮積善寺一住宅因停放的電瓶車電氣線路故障引發火災,死3人,直接財產損失約3.5萬元。
2.引發電氣火災的原因
2.1電氣線路故障引發的火災
因電氣線路短路、接觸不良、過負荷、斷路、漏電等引發了火災事故。2009年,全國共發生此類火災25620起,江蘇省發生1287起,分別占電氣火災中66%、68%。
2.1.1短路
絕緣導線、電纜使用長期處于高溫、潮濕、腐蝕的環境或者年久失修老化,導致裸導線或絕緣破損,相線與零線、相線與相線之間相碰,導致短路電流突然增長,產生很大發熱量,引起附近可燃物質燃燒,發生火災。2009年,江蘇省發生此類火災689起,占到電氣線路故障火災的54%。
2.1.2接觸不良
施工人員施工質量差,施工工藝不規范,造成導線與導線、設備連接點不牢固,造成局部電阻過大,而產生極大熱量,進而產生火花使線路起火。2009年,江蘇省發生此類火災133起,占到電氣線路故障火災的10%。
2.1.3過負荷
電氣線路通過的電流量超過了允許連續通過的安全電流值時,使電線的的絕緣層加速老化,甚至變質損失引起短路而起火。常見的原因有亂拉亂接過多用電設備、接入功率過多的用電設備,或者選用的導線的截面積不符合要求。
2.1.4斷路
在通電時,突然斷電導線會產生電火花或者在帶電導線斷電脫落后與接地導體接觸打火引發火災。
2.1.5漏電
由于帶電導體絕緣破壞,發生的走電、跑電等非正常電流,電流在電阻較高的部位發生熱作用或接觸不好時容易產生火花,而引發的火災。
2.2電器設備故障引發的火災
主要指變壓器、配電盤、電動機、照明燈具等電器設備設施選用、使用、維護不當,超負荷運轉,內部線路線圈接觸不良,產生高熱量,長時間使用,引發周圍易燃、可燃物質而造成火災。2009年,全國共發生此類火災7185起,江蘇省發生358起,分別占電氣火災中18%、19%。
2.3電加熱器具引發的火災
電加熱器具有功率大、溫度高的特點,常見的有電烤箱、電爐、電烘箱、電熨斗、電熱毯等,這些器具因故障、損壞出現高溫熱體、熱源泄漏,且溫控、報警裝置失效而引發火災。或者未按規程,長時間超負荷使用、并與可燃物接觸或距離太近,熱量聚集引發的火災。2009年,全國共發生此類火災2504起,江蘇省發生109起,均占電氣火災中的6%。
2.4雷擊、靜電等其他引發的火災
未安裝避雷設施或防靜電絕緣等裝置,因引燃效應、熱效應或其他原因而引發的火災。2009年,全國共發生此類火災3793起,江蘇省發生147起,分別占電氣火災中的10%、8%。
3.加強電氣防滅火工作的措施
3.1加強電氣消防監督管理
消防部門對申請驗收或驗收備案抽中的建設單位,應按《消防監督檢查規定》第二十一條和第二十六規定,要求其提供電氣防火技術檢測合格證明文件,并提前介入線路、設備安裝階段消防監督檢查,尤其是暗敷線路的檢查,發現問題及時責令改正。對已投入使用的單位,應按《消防監督檢查規定》第十條第一款第五項規定,對單位履行法定消防安全職責情況的監督抽查,應檢查“電器線路是否定期維護保養、檢測”等內容。對不履行職責,電器產品的安裝、使用及其線路設計、敷設、維護保養、檢測不符合消防技術標準和管理規定的,要按照《消防法》第六十六條,責令限期改正,逾期不改正的,責令停止使用,可以并處一千元以上五千元以下的罰款。
3.2嚴格落實電氣消防管理制度
要嚴格電氣從業人員資格審查,強化從事電氣工程設計、施工安單位的資質管理,把好“源頭關”。要按照“單位自查為主、電工專業把關、技術部門抽查”等原則,開展日常建筑電氣防火安全檢查,消除隱患。要嚴格執行《江蘇省消防條例》第二十六條第二款規定,人員密集場院所,易燃易爆然險品生產、經營、儲存場所,以及存放可燃、易燃物質的他庫,應當定期自行或委托專門機構對其電器產品和線路進行消防安全技術檢測,并按照國家有關規定委托有資質的單位對導除靜電和防雷設施進行技術檢測。要加大內部員工電氣消防安全管理,落實每名員工崗前、崗后消防安全職責,嚴禁電氣線路私拉亂接,嚴禁使用超負荷大功率的電器設備,嚴禁不按規程操作電加熱設備,同時,要做到“人走,電關”。要指導制定單位防火公約,開展電氣防火安全知識的宣傳教育,提高群眾安全用電意識。
3.3加強臨時用電線路、設備管理
消防部門在日常檢查時,要抽查臨時用電審批材料,實地查看臨時用電實現管理。尤其要嚴格審查大型群眾性活動的臨時用電,要按照《江蘇省消防條例》第二十五條第一款規定,由主辦方承辦人提供活動場所電氣消防安全檢測合格報告或者電氣消防安全合格承諾書。各社會單位要嚴格落實臨時用電部門審批制度,并指定現場專門管理人員負責安全防范,要配備相應的滅火器材。要由專業安裝人員進行鋪設,在用電停止時,應及時切斷臨時線路電源。在使用完畢后要及時進行拆除。要限制臨時線路使用時間,最長不得超過一周,如確有需要,須辦理延期審批手續。要嚴格控制人員密集場所或易燃易爆場所的臨時用電,所有線路必須一律穿金屬管、阻燃管敷設,并有一定的防爆措施。要密切管控惡劣天氣下的室外臨時線路消防安全管理,大風暴雨等情況,應暫時切斷電源,停止工作。
3.4做好電氣火災滅火救援準備
各單位要依托依托工程部電工和安保部建立一支專業滅火救援隊。要建立、完善單位“電氣”類專業滅火和救援的預案,并組織經常性演習。要注意在保護自身的前提下,開展營救、滅火工作。電氣線路、設備發生火災后,要劃分警戒區,防止無關人員進入。同時為防止觸電事故,一般應在電工等專業人員采取切斷電源后才進行。特殊情況下不允許斷電時,要掌握帶電滅火技術要求,撲救人員應做好絕緣處理,著絕緣靴、戴緣手套,盡量使用不導電滅火設備,如二氧化碳、干粉滅火器等。如使用水槍滅火時,不應采取直流水槍滅火,宜用噴霧水槍,禁止使用泡沫液滅火。■
【參考文獻】
密歇根大學的研究者找到了在較低溫度下制造晶體硅的方法。他們把含有四氧化硅的溶液鋪在液態金屬鎵之上,鎵中的電子可以把四氯化硅中的硅還原出來,這些單質硅則會溶解在液態鎵內。溶解的硅趨于飽和后,就會從溶液中析出并結晶,這樣在鎵的表面就會出現一層晶體硅。用這種方法制造晶體硅,僅需要華氏180度,這是家庭烤箱就可以達到溫度,因此大大降低了工藝流程的耗能。目前,研究者用這種方法還只能得到如果尺寸非常小的晶硅材料,但如果能夠獲得更大尺寸的,就有可能用于光伏電池等,從而降低目前高昂的光伏發電成本。展望:研究人員為了使這種方法更加實用,正在進行多方面的改進,例如嘗試用其他低熔點的金屬合金充當溶劑。他們稱,最終的目標是開發出從沙子到晶硅一步到位的技術。他們也正在為此技術申請專利并尋求商業合作伙伴。
仿生方法最高LED效率
概述:通過在現有的LED,即發光二極管頂部加上一層模仿螢火蟲腹部的小燈籠表面的鋸齒結構,比利時、法國和加拿大的研究者組成的團隊讓這種半導體裝置發出的光增加了55%。
發光二極管LED是極有前途的高效光源,但因其半導體材料與空氣的折射率相差甚遠,發出的光大多又反射回了LED內部,影響了整體效率。
研究者們意識到,螢火蟲所發出的生物光從昆蟲的腹部穿透角質層發射出來時面臨著與此相同的挑戰。因此他們研究了在巴拿馬發現的一種螢火蟲腹部的微觀結構,通過掃描電子顯微鏡的觀察,他們發現這種昆蟲在身體這個部位的外骨骼有鋸齒狀、交錯排列的鱗片通過計算機模擬和實驗室實驗均表明這些鱗片的銳利邊緣可以讓更多的光逃出。研究者們在標準的氮化鎵LED上添加一層類似的鋸齒材料,結果可以讓發光量增加55%。提高了LED的發光效率也就意味著可以節省更多的能量。
展望:加裝鋸齒狀鱗片可以在傳統的LED生產完成之后進行,因此該技術的一個優勢就是它可以覆蓋在幾乎每一個市售LED上。研究者預計在未來的幾年內LED制造業可以使用上這種技術。
鉆石測定蛋白結構
概述:直接看到單個蛋白質的結構長期以來都是生物學家的夢想。但是到目前為止,科學家研究蛋白質分子結構的方法仍然很有限。×射線衍射法可以讓他們知道一些蛋白質在原子水平上的圖像。但是這種方法要求很多蛋白拷貝在固定晶格中結晶。不是所有蛋白質都能做到這點,而且這么做只能得到蛋白質形狀的平均結果。傳統的核磁共振成像法(MRI)不能看到小于幾微米的結構,因為這種方法使用的探測器沒有精確到能捕捉極小結構磁場信號的地步。之前有研究報道在納米水平上研究單分子的方法,但是該技術需要超低溫條件,無法用于活體細胞研究。
美國和德國的物理學家報道了兩項不同的研究。這兩項研究都是核磁共振成像(MRI)技術的重要進展。它們都應用了經特別改造的鉆石薄片,作為納米級別的磁場探測器。這些微型探測器可以闡明單個有機分子的結構。研究人員利用納米級的MRI也許有一天就能直接對蛋白質和其他分子進行原子水平上的成像。
為了找出適用于室溫下可對未經改造的單個分子進行成像的方法,美國和德國的梁個研究團隊將鉆石上的瑕疵作為微小磁場感應器。這兩個團隊報告他們可以探測到小至5納米的原子體積。他們同時用類似塑料的有機高分子PMMA進行測試,德國地團隊還檢測了油和其他液體中的分子。展望:盡管研究還處于早期階段,研究人員有可能借此研究更好地了解蛋白質在疾病中所起的作用。因為目前的結果朝著可測定某種蛋白質三維結構的新技術又邁進了一步,甚至在蛋白質存于更大的生物結構時也能對之進行測定。這些研究可以幫助鑒別蛋白質之間的區別,還能發現那些和疾病有關的異常蛋白質。
腸道細菌預防糖尿病
概述:研究人員將雌性老鼠暴露在健康雄性老鼠結腸中的細菌之下,結果成功使前者免于患上|型糖尿病。該研究還表明,這一療法改變了雌性老鼠的睪酮分泌水平,雌性老鼠的|型糖尿病患病率一股要高于雄性老鼠。
研究論文的資深作者、多倫多病童醫院和多倫多大學的遺傳學家和免疫學家杰恩丹斯卡(Jayne Danska)表示,研究中使用的老鼠品種有90%的幾率患上|型糖尿病。但如果將成年雄性老鼠腸道中的普通細菌送入幼年雌性老鼠的體內,就能將患病率降低至25%。雌性老鼠體內睪酮含量的變化并未達到一般成年雄性老鼠的水平,但由植入微生物所引發的睪酮含量上升,對于患病率的變化并未起到決定性作用。
丹斯卡和他的同事的研究表明,存在一個“共生反饋環”,其中動物的性別影響著內臟中的微生物群,而后者會促進性激素分泌量的提高。
展望:這一研究表明,腸道微生物群的變化同樣有可能用來治療自免疫疾病。但是,人類和老鼠存在差異。具備相同遺傳背景的雄性老鼠患上糖尿病的幾率是40%。而對于不同性別的人類,l型糖尿病并不存在這么大的差異。不過,性別差異在其他很多自免疫疾病。所以這項研究對多種自體免疫病都有啟發作用。
固態電解質
概述:研究者開發出了通過納米結構增強導電性的固體電解質,這種增強版本的電解質固體將有望被用于鋰離子電池來提高其性能表現。
目前,應用比較廣泛的鋰離子電池所使用的是液態的電解質。在液態電解質中,電流由電解質中的離子攜帶,在電極之間流動。但是這類電解質都是易燃的,因此電池存在安全問題。
使用固態電解質會更加安全,但是固體電解質的導電性不強,要使其導電性增強至滿足電池使用要求是很困難的。橡樹嶺國家實驗室的研究人員通過一種叫做納米構筑的化學方法,改變了鋰硫代磷酸鹽材料的內部結構。
新的納米結構使該材料的導電性提高了1000信,足以在鋰離子電池中使用。
這種固態電解質的導電性不如液態電解質,但是研究人員表示,他們的方法之一就是可以把電解質部分做的極薄,來補償這一不足。盡管如此,這種電池的充電速度和提供的能量都不可能與液態電解質相比,但在許多應用中這并不是問題。比如電動汽車,憑借電池的絕對數量讓其很容易獲得足夠的動力。
固態電解質不僅能讓電池更安全,也讓電池可以使用能量更高的電極材料。所以,雖然這些電池提供的能量比今天的鋰離子電池低,但能夠儲存的總能量則要高得多。所以就可以使用小巧得多的電池,節約飛機上的空間,降低飛機負重,還能大大降低電動汽車的成本。展望:有了固態電解質,就可以使用性能好但易燃的鋰電極,研究者正在繼續對這種電池進行實驗室測試,并申請專利。
用DXA取代硬盤
概述:英國研究人員找到了一種新方法,可以用把計算機常用的文件格式編碼進DNA中。隨著DNA測序和合成的價格持續下降,研究人員估計,DNA這種生物存儲介質將在未來幾十年內變得具有競爭力。
中圖分類號X3 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2013)90-0208-04
1 E垃圾
1.1 E產品
隨著社會進步和科學技術的迅猛發展,我國古人所夢想的“樓上樓下、電燈電話”和“千里眼、順風耳”等科技項目迅速地變成社會現實。伴隨著高新技術產業的快速發展,人民群眾的物質文化生活水平,普遍有了大幅度的提高,生產、辦公和日常生活中所使用的電子產品五花八門,電器時代的多種電器設備也向電子產品轉化,由于IT業的發展,大量電子產品得到了廣泛應用,人類社會由電器時代進入了電子(E)時代。各種規格型號的E產品琳瑯滿目。它給人類帶來了快捷方便、帶來了娛樂效益,節省了人們的體力,豐富了人們的文化生活,改善了人們的物質條件,節省了溝通時間,方便了科技工作,加快了信息傳播。
目前,E產品涵蓋了生產、辦公與生活領域的大部分,涉及到吃、住、行、玩、樂、用諸多方面。普遍進入家庭的就有電腦、手機、打印機、掃描儀、數碼相機、彩電、冰箱(柜)、洗衣機、微波爐、電烤箱、吸油煙機、空調、DVD等大件和電話機、鬧鐘、收錄機、單放機、復讀機、CD(MP3)、電扇、手電和剃須刀等小百貨。就連汽車、摩托車等交通工具也廣泛使用了音響和電子打火裝置,甚至全球衛星定位系統GPS。
1.2 E垃圾
電子產品都有一定的使用年限,高者可達10多年,少者也只有幾小時甚至半小時。電腦一般為8年、手機為3年、冰箱13~15年、彩電為8~10年,電子產品超過使用壽命、過期作廢即成為電子垃圾即E垃圾。
2 E垃圾的數量和污染特點
2.1 E垃圾的數量
目前,據不完全統計:全國約有彩電5.4億臺、冰箱4.64億臺、洗衣機4.39億臺、微波2.35億臺、組合音響(DVD)0.92億套、電腦3.84億臺、互聯網普及率38.3%,網民5.13億。固定電話2.8512億部,移動電話9.862億塊、電話普及率94.9%,鋼琴0.18億臺、空調4.66臺、摩托車1.16億輛、汽車1.0758億輛;攝像機0.58億只、不加小家電,少說也有41.92億臺(部),這還不包括單位所有。
以手機為例,1999年全國有100萬部、2001年有1億部、如今已經有9.862億部、全國平均百人73.6部、城市居民平均百人105.4部,按使用3年算,則每年報廢33000萬部,加上附件和電池所產生的電子垃圾超過60萬噸,手機只是E產品大家族中的“小弟弟”,而多數家用電器是20世紀80年代進入家庭的,現在普遍進入更換期,我國每年至少有500萬臺電視機、400萬臺冰箱、500萬臺洗衣機要報廢,加上電腦等“大哥哥”,2004年更新報廢電腦2000萬臺,全部電子垃圾將有多少?難以估計。我國的電子垃圾產量自2003年以來已高達110萬噸,并以高于全球增長速度增長,每年約5%~10%。據統計,全球的電子垃圾80%被運到亞洲,其中90%在中國處理與丟棄。
2.2 E垃圾的污染特點
凡事有利就有弊,我們在享用電腦、手機、彩電、冰箱、微波爐等E產品帶來的便利時,也應及時防范應對電子垃圾的挑戰,不久的將來,電子垃圾的污染將迅猛如虎。電子垃圾與以往任何垃圾給水環境帶來的破壞和污染具有不同的差異性,它有以下特點:
2.2.1種類多、數量大
電子產品的發展趨勢是數量大、門類全。幾乎所有的機電產品、幾乎所有的生產生活用品都含有或大或小的電子產品部分。
2.2.2危害的嚴重性
其污染的嚴重危害性:主要表現在有毒有害物質含量高、污染物的種類多、危害性劇烈。
2.2.3污染的持續性
電子產品更新換代快、污染物污染環境的能力持久。
2.2.4污染的普遍性
電子產品分布范圍廣、區域大、應用普遍。因此電子垃圾的分布范圍廣大、城市鄉村、單位、居民家庭都有,具有普遍性。
2.2.5大小重量不一
大的幾百噸、數十立方米,小的數毫克、一立方毫米、甚至更小。
2.2.6污染性質、程度不同
由于電子產品的種類和污染物的種類不同、污染物的性質、污染能力就不同。
3 E垃圾資源化的必要性
3.1 E垃圾的原材料組成
E產品的原材料構成大致包括以下6類有毒有害物質:鉛、鉻、鎘、汞、聚氯乙烯和溴化阻燃劑以及部分重金屬金、銀、銅、錫、鈀、鉑等;還有外包裝材料塑料。
3.2 E垃圾的危害性
電子垃圾嚴重危害居民健康。已經造成五大公害事件、環境問題。如果將這些電子垃圾隨意丟棄或掩埋,既污染地表水環境,大量有毒有害物質滲入地下,又造成地下水嚴重污染。
3.3 目前的水環境狀況
當前我國生態環境形勢依然嚴峻,生態惡化的趨勢沒有得到根本性扭轉,惡化范圍在擴大、程度在加劇、危害在加重,尤其存在“一方治理、多方破壞,點上治理、面上破壞,治理少、破壞多”的三個特點。生態環境的整體功能在下降,抵御各種自然災害的能力在減弱。
3.3.1水污染嚴重
全國79%的人引用次生污染的水,其中7億多人飲用有機污染的水;3.6億農村居民吃不上干凈、衛生的達標水,其中1.3億人飲用高硬水,0.6億人飲用高氯水,0.8億人飲用高氟水,0.4億人飲用高硝酸鹽水。淮河、黃河、海河和遼河的水資源利用率遠大于國際公認的30%~40%的水資源利用警戒線,污水與河道清水之比大于1:2,低于河流自身凈化能力,上述河流失去自凈功能。
3.3.2水資源短缺
目前,全國農村有7000萬人、6000萬頭大牲畜飲水困難,全國668座城市,缺水城市550多個,嚴重缺水城市300余個,比較嚴重缺水城市110余個,46座城市出現不同程度的地面沉降、下陷和裂縫、30多個城市出現比較嚴重的地面沉降、下陷和裂縫,沉降超過2m的有4個,如上海、天津、太原市等。全國平均每年受旱面積0.2174億hm2,成災893.4萬hm2,過量超采地下水80多億m3,形成漏斗區達100多個,冀京津魯大漏斗達9萬多km2。全國每年因干旱缺水直接損失144.7億元,間接行業損失852.3億元。據專家計算:目前,我國有15個省、自治區、直轄市的人均水資源量低于嚴重缺水線1 700 m3,7個省、區的人均水資源量低于生存起碼線1 000m3;農業灌溉有效利用率一般為25%~40%,工業用水重復利用率僅有45%。
3.3.3水環境破壞后果嚴重
據世界衛生組織調查表明:80%的疾病和52%的兒童死亡與飲用水水質不良有關,因水污染而患病死亡的人約占世界各醫院總住院人數的50%(全球因水污染致病每年死人2500萬)。生態環境的改變引起疾病流行已是必然趨勢。目前,水生態功能繼續衰退、水生態安全受到威脅、水源涵養能力退化,水生態環境已十分惡劣,而我國每年因水污染疾病而造成的醫療費用多達數千億人民幣,嚴重制約了國民經濟的可持續發展。如不抓緊進行根本性保護和治理,必將危及人類自身。
3.4 影響經濟發展的礦產資源現狀
我國現有95%的能源和85%的原材料源于礦產資源,農用肥料和農藥原料也依賴于礦產資源。據有關部門論證,158種自然礦產中能源占10種、金屬54種、非金屬91種、水油氣3種;其中的45種主要礦產資源在2000年只能保證64%,2010年可保證51%,2020年則只有6種能保證經濟發展需要,僅占13%。
3.5 回收處理、再生利用、擴大資源儲備
據專家計算:1噸廢舊手機電池可提煉優質黃金100g,而一般品位的金礦石每噸僅可提煉黃金5克,高品位的金礦石每噸也只能提煉黃金幾十克,遠低于廢舊手機電池。而丹麥大學研究證實:廢舊電器中含有相當數量的金、銀、銅、鉑等貴金屬。每一噸廢舊電子板卡中,就可以分離出450克左右的黃金。1噸廢棄電腦中,可回收塑料270kg、銅128.7kg、鐵1kg、鉛58.5kg、錫39.6kg等。因此,廢舊電子電器豈不是高品位的金礦石嗎?經過專業處理提取黃金豈不更有益?用從廢家電中回收的廢鋼代替通過采礦、運輸、冶煉得到的新鋼材,可減少97%的礦廢物,減少86%的空氣污染和76%的水污染。另外,電池板和電路板上的銀、銅、鉛、錫,電池與開關上的汞等均可回收處理、再生利用,既減少了污染物和污染源,又節約了自然資源,真正成為循環經濟。
4 E垃圾資源化的可行性
4.1 回收技術
據中國再生資源總公司天津再生資源研究所副所長黃繼承介紹:我國的廢舊電器回收技術并不落后,天津大通銅業公司與中科院等離子研究所合作開發的等離子弧加熱裝置,可以在一個完全封閉的環境中,運用高溫將E垃圾分解到分子狀態,其排放物對環境的危害極其微小。天津大通銅業公司經理李曉飛說:“從技術層面上講,國內外的技術已經相當成熟,我國的廢舊電器再生化與資源化并不存在技術障礙。”
在塑料制品回收再生利用方面,山東省臨沂市某企業的廢舊塑料回收再生利用技術,已經獲得國家專利,各種廢舊塑料均可再生利用,生產成一種高強度的膠凝劑和房地產建筑用防水涂料(薄膜),其成本效益比1:10,無害化資源化再生利用率達60%~85%,該設備已批量生產并投放市場、出口荷蘭等環保先進國家。
4.2 我國國情特點
我國是一個人口大國,擁有豐富的廉價勞動力資源,開展人工回收處理廢舊電器,一方面大大提高資源的回收利用率,另一方面,擴大就業,促進社會穩定,再一方面,降低成本,這正是我國的優勢。我國的電子垃圾分布松散,與人口布局一致。電子垃圾的資源化處理就更應取得政府干預和指導。
5 E垃圾回收處理的國際現狀及相關政策
5.1 首倡。20世紀60年代,巴西的庫里底巴市首先提出:“垃圾不是垃圾、回收處理、再生利用、節約資源”的倡議并付諸實施,在商店超市實施了“垃圾換食品”的行動,至今成為世界第一生態城市。
電子垃圾的回收處理是一個世界性難題。目前,國際社會達成共識:“生產廠家治理污染責無旁貸”,生產企業不僅負責生產過程的環保治理,而且承擔電子產品在整個生命周期內對環境影響的責任,即“廢物管理責任”與“產品環境信息責任”。這種理論觀念首先倡議于1991年的德國,很快普及到歐洲國家及西方發達國家。2003年7月初,歐盟正式頒布處理廢棄電子產品指導法令,即《報廢電子電器設備指令》與《關于在電子電器設備中禁止使用某些有害物質指令》,要求成員國必需在2004年8月13日前將此法令納入本國正式法律條文。要求成員國必須在2006年7月1日前生效啟用,之后所產電子電器設備不含上述6類及聚溴二苯醚和聚溴聯苯等有毒有害物質。所有在歐盟市場上生產、銷售電腦、打印機、主機板、鼠標、鍵盤、手機、CPU等業者,必須在2005年8月13日前建立完善的分類、回收、處理、復原和再生利用系統,并承擔產品回收責任。自1991年以來,德國、荷蘭、歐盟、瑞典、日本、香港、英國等國家和地區,先后開始了類似相關行動。
5.2 國外
美國。在美國,E垃圾拆解已經形成了很專業的分工,有共有400多家專業公司,專門負責拆解的公司、有專門負責電路板回收的公司、有專門負責回收貴重金屬的公司等等。由于是專業化處理,其回收利用率達到97%以上,最后只有3%的東西被當做垃圾埋掉。工藝,包括手工拆卸、機械處理、火法冶金、濕法冶金、生物技術冶金及電冶金等技術。資料顯示:美國目前的E垃圾處理企業,一般年利潤為2 500~3 000萬美元,從中也可以看出,這是一個既有社會環境效益、經營得好還有巨大的經濟效益的陽光產業行業。美國采用立法征收電子垃圾處理費及立法再生利用。
德國及歐盟。德國廢舊電器回收廠普遍采用了一種電子破碎機來分選廢舊電器中的有用物和廢物。其流程是:先用人工拆卸的方法將廢舊電器中含有有毒物質的器件取出,如電視機顯像管、熒光屏等。然后,將剩余部分放入破碎機中,先通過磁力分選分離出鐵、再進入渦流分離出鋁,再通過風力分離出塑料等較輕物質,最后剩下的便是銅和一些貴重金屬;這些分離出的金屬,會根據它們的含金量來賣給終端處理廠。其回收利用率高達90%以上,這樣的一套設備年可處理廢舊電器3萬噸。歐盟國家實行立法征收電子垃圾處理費及立法再生利用。
日本。在日本,廢舊電池回收處理率達60%,尤其是北海道,1998年就已經成功地實現了電池分離回收利用技術,將其分解成鐵粉、水銀和鐵酸鹽等,從而為電腦、電視機、溫度計和熒光燈等制造業提供原材料。日本實行立法再生利用法規。
瑞典Boliden公司和加拿大Noranda公司含貴金屬的電子廢棄物的回收流程是:1)熔化:2)精煉:3)電解。
上述西方國家和歐盟多實行政府大力倡導支持和行業協會組織協調監督政策。主要技術是火法冶金技術、火法冶金的最大優點是可以處理幾乎所有形式的電子廢棄物,廢棄物的物理成分限制要求不高,回收的主要金屬銅及金、銀、鈀等貴金屬具有非常高的回收率。濕法冶金技術、采用溶劑萃取、沉淀、置換、離子交換、過濾及蒸餾等方法對溶液進行分離,使所需要的金屬析出和聚集。英國利物普大學的Elaine提出的電化學方法、前西德中央固體物理與材料研究所的Gloe等研究推出的硝酸―鹽酸/氯氣聯合浸取工藝,雙氧水―硫酸濕法工藝,巴西圣保羅大學的Tenorio等浸取工藝。其它外國的電子垃圾處理普遍按照如下形式進行:1)填埋法,會造成污染、浪費資源;2)捐贈轉移法,以捐贈為名轉移垃圾到落后國家;3)拆解熔煉法,對整機及玻璃采用拆解法、含金屬部分多采用熔煉法;4)減量化法,美日韓和歐盟等國家多采用轉移生產基地、達到電子垃圾減量化目的。
5.3 中國電子垃圾的資源化現狀
目前我國尚未建立電子垃圾的正常回收渠道,缺少行業監管部門和制度,民眾相關意識淡薄。小商小販已成為回收電子垃圾的主力軍,而電子垃圾的拆卸需要很高很強的專業技術知識,小商小販如何能做到?一把鐵錘、一個硫酸池的小作坊進行拆解,只能將有毒有害物質排放地表或河流,滲入地下,污染環境,對水生態環境的破壞無疑是災難性的!現象――小企業不能搞,大企業吃不飽,缺少政策法規導向和體制約束監督。日前,國家有關部門已選定青島、天津、浙江等地建立廢舊家電處理示范項目,目的是測算回收處理成本、資源回收利用率、用以選擇適合我國的回收處理技術路線、制定相關標準。
5.3.1小作坊式處理
目前,我國的E垃圾回收利用基本處于失控狀態。天津市經委資源與環境處張媛處長介紹:我國的E垃圾回收處理主要集中在一些個體經營者手里,這些未注冊的家庭作坊約有1500多家,大多分布于廣東廣州、貴嶼和浙江臺州。他們工藝落后,為降低成本,又幾乎不采取任何環保措施。典型案例:貴嶼鎮全鎮從事廢舊電器拆解加工的人員達3萬多人,占全鎮勞動力的50%以上,人年均收入1.5萬元,是全鎮農村人平均收入的5倍。已經形成了完整的電子垃圾回收處理的生產鏈,包括從全國各地及國外收集到運送、一級拆解、二級拆解、廢棄電器零部件的再加工、銷售等,所有的環節都已成型,并運轉多年。
據一些回收機構估計,我國通過正規渠道處理的電子垃圾(即交由經過環境保護機構認證的專業電子垃圾回收廠處理)不到總數的10%。據調查,目前我國城市中大量的電子垃圾回收處理有3種方式:一是翻新改裝后進入二手市場。尤其是舊家電,主要是由小商販把舊家電清洗、修理或組裝后賣到二手市場、集散地或銷往農村;二是簡單拆解、低水平再利用。多數企業的投資規模很小,企業主要以家庭作坊和個體經營者的形式存在;三是與生活垃圾一起被回收填埋。基本上處于手工作業階段,沒有形成規模化和機械化操作。大多數拆解作業都是家庭作坊式,基本上采取簡單物理方法(如砸、剪、風吹法、水洗法等)和簡單化學處理方法(如焚燒、酸解處理等)。僅在手機領域有所突破,在國家環保局的推動下,不久前,諾基亞、摩托羅拉、首信、海爾等7家生產企業在人民大會堂發出了“關于開展移動電話環境保護行動的倡議書”,鄭重呼吁:生產廠商承擔環保責任,設計并制造對環境更友好的產品,逐步制定完善回收計劃,傳播電子產品的環保信息,推動社會各界優先使用環保產品。
5.3.2規模化環保型回收處理
電子垃圾的處理在國家范圍內還沒有形成產業,但是目前我國已經有了一批專門從事電子產品回收業務的企業。2003年,無錫建設了我國第一家電子垃圾處理企業,南京金澤公司電子電器廢棄物加工處理中心,這是我國第一家建成的環保型廢棄物加工處理中心,南京環務資源再生科技有限公司也是南京的電子垃圾處理公司之一。蘇州同和資源利用有限公司是江蘇省規模最大的一個電子垃圾處理廠。日前全國注冊的電子廢棄物加工企業有200多家。原國家物資部系統成立了中國物資再生協會負責全國廢棄物的再生處理,但是全國范圍內尚未理順管理體制。與小作坊對比的是,全國首家正式投產的電子垃圾處理中心――南京金澤公司電子電器廢棄物加工處理中心。擁有摩托羅拉、三星、NEC、西門子、LG等眾多巨頭式客戶的企業,卻面臨著開工不足,產能大量閑置的問題。
5.5.3處理技術
電子廢棄物的處理技術主要有:物理法、化學法、生化法三類,前者是機械破碎、拆解分選,化學法是最成熟的廣泛應用的科學法如鼓氧氰化工藝。生物法目前還處于試驗階段,包括微生物氧化浸出和微生物積累和吸附。天津大通銅業公司技術已是世界先進水平,只是沒有全國推廣。
5.3.4存在小作坊猖狂大企業難以為繼的原因
一是缺少政策導向,二是法律尚未全面真正實施,三是利益驅使。成本效益對比,如下表所示:
企業
類型 回收 處理
方式 生產 成本
高低 效益高低
規模化規范化企業 由于回收渠道狹窄,原料來源不穩定,沒有固定的回收源 物理化學法或生化法 人力、土地、高技術的機器、高標準的廠房、高質量的生產環境、高環保要求等 交易成本高、運輸成本高 效益低
家庭作坊小企業 小販走街串巷、垃圾車,國外免費或低費垃圾 物理法、很少化學法 手工、作坊、簡單技術、無環保設施 原料成本低、運輸成本小 效益
5.4中國電子廢棄物處理政策
2003年年底國家公布了《關于加強廢棄電子電器設備環境管理的辦法》。2009年2月25日環保部令13號《廢棄電器電子產品回收處理管理條例》公布之日起實行,2010年12月15日環境保護部公布《廢棄電器電子產品處理資格許可管理辦法》,自2011年1月1日起施行。中華人民共和國國務院令第551號《廢棄電器電子產品回收處理管理條例》,自2011年1月1日起施行。國家發展和改革委員會和環境保護部、工業和信息化部2010年 第24號公告《廢棄電器電子產品處理目錄(第一批)》和《制訂和調整廢棄電器電子產品處理目錄的若干規定》,自2011年1月1日起施行。財政部商環境保護部、國家發展改革委、工業和信息化部負責解釋的《廢棄電器電子產品處理基金征收使用管理辦法》自2012年7月1日起執行,該辦法具體規定了5類22種電子電器產品的垃圾處理征收范圍和費用標準。
6建議
為確保人類的生存環境、減少水污染、保持生態平衡與國民經濟的可持續協調發展,確保電子垃圾回收處理工作的正常進行,建議國家有關部門采取行動,制定相應法規措施,促進社會化進行
6.1 改革體制,理順關系
自上而下建立電子垃圾管理機制和機構,地方環保部門的任命權力上收上級政府,發揮其監督權力,用以加大環保執法力度,確保環保與發展的比例關系,做到資源有效配置和保護,保持經濟的協調可持續協調發展。
6.2在上述法規基礎上建立健全相應的法律法規、完善規章制度
6.3繼續實行源頭控制政策,堅持“誰生產、誰回收”的原則,通過立法,強制廠方回收處理
如:由銷售商代表制造商在出售時,根據廠方提供的回收處理費用數據,一次性向消費者收取全部成本,消費者根據購物發票在報廢家電時向出售方索要E產品殘值。由于行業的特殊性,回收處理企業的盈利通常低于社會投資的平均水平,建議給予回收企業以優惠政策,如稅收返回、降低稅率、定額管理等。
6.4嚴格實行市場準入制度
由于E垃圾的拆卸需要很高很強的專業技術知識,所以, 電子電器產品回收處理應由專業公司來進行回收和拆解,必須走專業化道路,進而再生資源化,從而避免小商小販在回收處理過程中難免的二次污染。《廢棄電器電子產品處理資格許可管理辦法》就是市場準入制度,具有相應資格的企業方可從事電子垃圾的處理回收。
6.5 學習發達國家的政策措施,開征一些環境保護方面的生態稅種
比如向用戶征收垃圾稅、水污染稅,向生產銷售商征收高額污染產品制造銷售稅,促進企業改進工藝、提高技術、促進環保。《廢棄電器電子產品處理基金征收使用管理辦法》就是一個先進可行措施。
6.6 對消費者來說,給予以舊換新、有序回收,避免從小商小販處二次進入使用市場
6.7 加大研發力度,設計制造環保產品
6.8社會各方齊心協力,維護環境、保證健康
堅持科學的發展觀,走循環經濟、回收再生利用、可持續發展的道路。
參考文獻
[1]趙永新.應對電子垃圾挑戰.14版.人民日報,2003-11-7.
[2]解學相.資源環境保護與經濟可持續發展.北京中國戲劇出版社,2005,1.21世紀理論與發展優秀論壇精典.濟南.2003年山東省水利系統優秀科技論文集.