新疆原煤中汞含量分布及燃煤大气汞排放量估算

通过对新疆不同地区45个煤矿进行采样,分析新疆煤炭汞含量的空间分布特征,同时对燃煤大气汞释放量进行估算,确定新疆煤炭消费对大气汞排放的贡献。结果表明新疆原煤中汞含量处于较低水平,平均含量为5.43×10-2 mg/kg,远小于我国其他地区,新疆原煤汞含量空间分布具有明显的地域差异性,最高点位于奇台地区,原煤汞含量为17.05×10-2mg/kg,最低点位于塔城地区,原煤汞含量为2.03×10-2 mg/kg,总体呈北疆地区高南疆地区低的特点。初步估算显示,2008年新疆各行业燃煤大气汞排放总量为2039.02kg,其中民用燃煤汞排放量约占5.13%,远小于14%～15%的全国平均值,在全国处于较低水平。     

延安市城区TSP中主要金属元素的源解析研究

文章采用AAS法对延安市城区5个采样点TSP样品中12种主要金属元素的含量进行分析测试。应用富集因子法分析了每个金属元素的富集程度及在不同采样点的空间分布特点,判断出各金属元素的人为来源和自然来源的可能性;对主要金属元素的相关性进行分析;应用因子分析法得出12种金属元素的主要来源及其贡献率。     

中国煤中氮的含量及其分布

为了解我国煤中氮的含量水平及其分布特征,在全国主要产煤的26个省、市、区,根据各煤田的地质储量、成煤时期和煤变质程度,兼顾各矿区的煤炭产量,采集306个煤样,测定了全部样品的氮含量,并对各成煤时代、各聚煤区、各省市区的煤氮含量进行了统计分析。研究表明:煤中氮主要以有机形态赋存;氮含量与煤变质程度间有微弱的正相关关系;全国煤的氮含量近似服从正态分布,90%的样品含氮范围为0.52%～1.41%,宜用算术平均值0.98%作为全国平均煤氮含量。     

杭州地区大气气溶胶中重金属含量特征研究

对2004年8月～2005年5月间在杭州城区采集的大气气溶胶样品进行了7种重金属元素组成、形态等方面的分析测定;总结了大气气溶胶中各金属元素浓度的季节变化、形态分配比例和影响因素。研究结果表明：杭州市大气气溶胶浓度较高,平均值0.264 mg/m^3。气溶胶质量浓度呈明显的季节变化;气溶胶中各重金属元素的含量水平由高到低依次为：Fe、Zn、Pb、Mn、Cu、Cr和Cd;杭州市大气气溶胶中各重金属元素含量的季节变化在人为源和天然源以及气候条件等综合作用下具有一定的规律性,总体而言,春秋季高于夏冬季;各元素的形态分配比例跟它们本身的环境地球化学性质密切相关,同时也会受到气象和人为因素的影响。     

典型能源开发区灰尘金属元素的空间分布特征、来源与健康风险

以陕蒙接壤处典型煤炭开采与加工区的地表灰尘和煤矸石作为研究对象,按照随机布点取样的原则共采集研究区域灰尘样品93个,含煤矸石样品10个.采用GIS空间分析、污染生态负荷指数、人群健康风险评价等方法,对该地区灰尘中的As、Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Ni、Pb、V、Zn 10种金属元素含量、空间分布、环境污染及其儿童与成人的健康风险进行研究与评估,并借助富集系数和XRD分析对灰尘中金属元素的累积与来源进行了探析.研究结果表明研究区域地表灰尘中Co、Hg、Pb、V的平均浓度值均超过了陕西省土壤背景值,其中Hg与Co污染较重.中小型煤矿和运煤路线区域的金属元素含量在空间分布上具有较大值.煤炭开采区灰尘和煤矸石中金属元素As、Cr、Cu、Mn、Ni、V、Zn、Co、Hg和Pb浓度分布特征和富集系数分布较为相似,通过富集系数与XRD分析表明灰尘中的这些元素更倾向于来自煤矸石的碎屑粉末,特别是中小煤矿的开采、运输和煤矸石堆放等要引起相关部门的高度重视.虽然该地区的总体污染水平暂时处于无污染状态,但小型煤矿和运煤路段附近的污染负荷明显偏高.从总体上看,灰尘中金属元素对该地区成人和小孩不存在非致癌风险,致癌风险也是在可接受的范围内,但小型煤矿聚集区与包府公路路段存在儿童不可耐受的健康风险.相比之下,金属元素对儿童的风险均大于成人(除Co外),而Cr非致癌风险的贡献较大,As、Cr、Ni均存在一定程度致癌风险(致癌总风险指数TCR值相对其它元素较大),尤其是元素Ni与Cr,应该引起足够重视.     

近海潮间带水体及沉积物中重金属的含量及分布特征

利用ICP-MS分析技术,系统测定了天津沿海潮间带表层海水、悬浮物、沉积物及沉积物间隙水中13种重金属元素的含量.结果表明,不同介质中重金属总含量和个体含量差别较大,最大相差4～7个数量级(水和悬浮物中).在相同介质中,各采样点重金属总含量差别不大,变异系数小于30%,个体重金属浓度除间隙水中差别较大外,变异系数均小于50%.潮间带海水中溶解态重金属含量均值为41.2μg·L^-1,原水、沉积物间隙水、悬浮物和沉积物中重金属含量均值分别为62.7μg·L^-1、112.7μg·L^-1、345.0mg·kg^-1和262.3 mg·kg^-1.潮间带各介质中重金属构成有显著差别,典型重金属元素Zn、Cu、Pb和Cr在原水和过滤水中约占40%～50%,而在悬浮物、沉积物及其间隙水中约占到50%～80%.潮间带水体、悬浮物、沉积物与滨岸土壤中重金属元素组成和分布模式的相似性表明其污染来源为陆源污染物.对悬浮物和沉积物中重金属含量与有机质含量的相关分析结果显示二者间相关性较弱,但各重金属含量之间有显著的相关关系,说明它们有相似的地球化学行为.     

民用燃煤排放细颗粒中金属元素排放特征及单颗粒分析

通过模拟民用煤炭燃烧,采集了5种不同成熟度的典型块煤燃烧排放的单颗粒和PM_2.5样品.利用带能谱仪的透射电镜研究了金属颗粒的单颗粒特征,运用电感耦合等离子体质谱仪和发射光谱仪获得了PM_2.5样品中14种金属元素（包括8种重金属）的浓度特征.结果显示,民用燃煤排放的含金属元素的颗粒物主要有矿物颗粒、部分碳质颗粒、富K颗粒、富S[K]颗粒、富Fe颗粒、富Zn颗粒和富Pb颗粒共7种.5种民用燃煤排放的14种金属元素占PM_2.5的1.29%~15.54%,其中Al、Ca和Na占金属元素总量的57%~80%,是民用燃煤排放的主要的金属元素;V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn和Pb这8种重金属元素占PM_2.5的0.09%~2.53%,其中Zn和Pb占重金属总量的54%~91%,在民用燃煤排放的重金属中占主导.单颗粒分析结果显示Zn和Pb元素主要富集在粒径小于1μm的富Zn和富Pb颗粒中,这些细颗粒能够直接进入人体,对人体健康造成威胁.因此,建议居民应通过使用精煤或天然气等清洁能源来减少重金属的排放.     

三峡水库蓄水初期鲤鱼重金属富集特征及健康风险评价

于2011-2012年在三峡库区干流水域及7条典型支流中采集鲤鱼样品,通过测定鱼体肌肉组织中Cr、Cd、As、Pb、Ni、Cu和Zn等7种重金属含量,分析了三峡库区蓄水后的鱼体重金属污染水平、各金属元素之间的相关性及在库区各水域的分布特征,并利用目标危险系数(THQ)对库区居民通过食用鱼类摄入重金属的健康风险进行了评价.结果显示,所有鱼类样品中均检测出这7种重金属,但含量低于国家规定的卫生健康标准.不同重金属在鱼体肌肉中差异明显,Zn的平均含量最高(5.88 mg·kg-1),Cd平均含量最低(0.013 mg·kg-1).所有7种重金属可分为4类,式中,Cr和Cu,Pb和As相关系数较大.与库区外其他水域相比,三峡水库中鱼体重金属含量处于较低水平,且在蓄水后未发生显著变化.受到水位升高和悬浮物沉降的影响,库区内干流鱼体中大部分重金属含量变化趋势为从库尾的洛碛向库中的巫山递减.THQ法评价结果认为,食用库区鱼类健康风险较低.     

基于土壤重金属及PAHs来源的人体健康风险定量评价:以北京某工业污染场地为例

以北京某工业污染场地为研究对象,采集130个表层土壤样本,测定了As、 Be、 Cd、 Cu、 Cr、 Hg、 Ni、 Pb、 Sb、 Ti和Zn这11种重金属元素和16种多环芳香烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)元素的含量.运用正矩阵分解模型(positive matrix factorization,PMF)解析重金属及PAHs污染源,并对各个污染源致癌风险及非致癌风险贡献率进行了分析.结果表明,研究场地土壤重金属含量均在不同程度超出北京土壤环境质量背景值,其中Cd、 Hg、 Pb、 Zn和Cu这5种重金属超标率均50%,污染最为严重. 130个采样点中低环(2～3环)PAHs和高环(4～6环)PAHs含量分别占∑16PAHs含量的39.6%和60.4%, 77%的采样点PAHs含量大于1 000μg·kg~(-1),属于PAHs严重污染.污染源分析Be、 Ti、 As和Ni这4种重金属为自然来源.其余7种重金属和16种PAHs具有3种污染来源,分别为煤炭燃烧源(Hg和∑16PAHs),冶炼源(Cu、 Cr、 Pb和Zn)和交通源(Sb和Cd). 3种污染源对130个采样点内7种污染重金属和16种PAHs平均含量的贡献率依次为8.46%、 90.61%和0.94%.人体健康评价结果显示130个采样点中各污染物的致癌风险值分布在4.17×10~(-6)～39.38×10~(-4)之间,非致癌风险分布在0～32.23之间,致癌风险和非致癌风险最大值均位于焦化厂附近,其中BaP是影响土壤致癌风险的主要污染物, Zn是影响土壤非致癌风险的主要污染物.煤炭燃烧源的平均致癌风险值为2.16×10~(-4),占总平均致癌风险的50.26%.冶炼源的平均非致癌风险值为0.834,占总平均非致癌风险的56.43%,这2种污染源是影响该工业污染场地土壤重金属和PAHs人体健康风险的主要因素.本研究结果能够为相似工业污染场地土壤修复及生产工艺优化提供参考.     

抚顺市大气重金属污染的植物监测与分析研究

采用生物富集原理,利用松针对抚顺地区大气中重金属元素的分布情况进行了监测与分析,结果表明:抚顺地区三种不同的松树对不同金属元素的富集能力是不同的,总体上看沙松的富集能力略高于油松和落叶松;工业区、交通干道和居民区松针中富集的金属含量高于农村地区;从不同的海拔高度上来看,在500米以下的低空大气中金属元素的分布量比高海拔地区高;不同金属元素间存在一定的相关关系。     

煤中微量元素的环境效应

以华北某电厂燃煤为例,探讨了煤中微量元素的环境效应评价方法。通过电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)等方法测定了电厂循环流化床炉原煤、飞灰、底灰中F,Pb,Hg,等11种微量元素的含量,通过淋滤实验测得了原煤及底灰中Pb、Hg、Cr等7种微量元素的淋出率,并测定了煤堆附近土壤中Cd、Hg、Cr等6种微量元素的含量,计算出了煤中微量元素对大气、水和土壤环境的污染因子。结果表明,燃煤中元素F、Hg、Se、Cl挥发性较强,燃煤中微量元素对大气环境的综合污染因子达3.5,属重污染。元素Hg、As的淋出率较高,原煤和底灰中微量元素对水环境的综合污染因子分别为0.71和0.88,污染程度属微污染。土壤对Cd、Hg、Pb等元素的富集程度很高,煤中微量元素对土壤环境的综合污染因子为0.98,属微污染。     

淮南煤田石炭-二叠系煤中有害元素分布与富集赋存特征

为调查分析淮南煤田石炭—二叠系有害元素的分布与富集赋存特征,采用ICP-MS对张集矿、潘三矿和顾桥矿共159件样品的煤中微量元素含量进行了测试分析,分析了11种有害元素的含量分布特征、富集特征,利用聚类图谱探讨了有害元素的富集赋存特征。研究结果表明:除As外,绝大多数元素的平均含量均低于地壳丰度,除Ba和As外,绝大多数元素的平均含量均高于中国煤、美国煤和世界;采用地壳丰度作为对比值所得到的富集系数严重偏离了煤中有害元素的分布特征,与中国煤、美国煤和世界煤相对比较,Cd高度富集,Cr、Cu、Ni、Pb、Sn、Ti为轻度富集至富集;不同煤层有害元素的富集程度存在较大的差异,Cd、Cr、Pb、Ni、Sn易出现富集,Cd为典型富集的有害元素,在8煤、7煤、6煤、5煤和4中出现高度富集;不同矿井主采煤层中有害元素富集程度存在差异,明显高度富集的有害元素为Cd、Ti;原煤灰分中的酸性组分超过灰成分的80%,灰成分指数平均碱酸比为9. 64%,煤中有害元素主要为陆源碎屑来源,部分存在自生矿物; As、Ni赋存富集于黄铁矿中,Ba、Mn可能赋存富集于碳酸盐矿物中,Cr可能吸附富集于粘土矿物中、Pb、Sn、Ti可能与硫酸盐矿物有关,Zn、Cu可能赋存在闪锌矿中,Cd可能赋存富集于黄铁矿和吸附富集于粘土矿物中,其富集程度与沉积环境和煤层稳定程度有关。     

北京市典型道路交通环境细颗粒物元素组成及分布特征

对北京市典型道路交通环境中不同粒径段（0.2～0.5μm、0.5～1.0μm和1.0～2.5μm）的细颗粒物进行了采样分析,在2008—2009年期间5个阶段内共采集了198个细颗粒物样品.通过XRF分析得到细颗粒物中Al、Na、Mg、K、Ca、Si、S、Cl、Fe、Mn、Ti、Cu、Zn、As、Br和Pb16种元素的质量浓度.含量较高的元素有S、K、Fe、Cl、Si、Ca和Zn,占测试元素总浓度的90%以上.应用富集因子法将元素分为地壳元素、双重元素和污染元素三类.应用因子分析法分离出两个主要因子,因子1主要与地壳元素和双重元素相关,可归于扬尘源的贡献;因子2主要与污染元素相关,可能来自机动车、燃煤、生物质燃烧和工业等排放源.人为源对小粒径（0.2～0.5μm）颗粒物的贡献较大,而地壳源的贡献更集中于大粒径段（1.0～2.5μm）.多数地壳元素和双重元素在夏季和冬季均随粒径的增大而富集,且冬季浓度较高,而多数污染元素的分布形态存在季节差异.Br、As和Pb夏季在0.5～1.0μm出现峰值,而冬季在0.2～0.5μm出现峰值.冬季因采暖增加的煤和生物质的燃烧造成部分元素浓度在0.2～0.5μm有显著增加.云层内部的硫酸盐生成过程可能是夏季S元素在0.5～1.0μm出现峰值的原因.通过奥运时期与非奥运时期元素浓度和分布的比较,发现奥运时期交通源临时控制措施对机动车排放和道路扬尘均有显著的削减作用,削减率分别为53%和63%,且随粒径增大而增加.     

临沂市PM2.5和PM10中元素分布特征及来源解析

为探究临沂市PM_(2.5)和PM_(10)中元素的污染特征及来源,于2016年12月至2017年10月对临沂市环境空气中PM_(2.5)和PM_(10)进行了同步采样.利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定了其中的23种元素,并采用富集因子法和PMF法分析其来源.结果表明,采样期间临沂市PM_(2.5)和PM_(10)中主要元素为Si、Ca、Al、Fe、K、Na和Mg,分别占所测元素的质量分数为92.93%和94.61%. 18种元素(除Ti、Ni、Mo、Cd和Mg)的浓度水平在冬春季最高,夏秋季最低.其中Si、Al、Ca、K和Na表现为春季浓度最高,主要分布在粗颗粒中;Cu、Zn、Pb和Sb表现为冬季浓度最高,主要分布在细颗粒中.富集因子结果表明Cd、Sb和Bi元素富集程度显著,主要受燃煤、工业生产、垃圾焚烧等人为源共同影响.PMF源解析结果表明,临沂市PM_(2.5)中元素来源主要有燃煤和铜冶炼的混合源、市政垃圾焚烧源、扬尘源、机动车排放和工业源,贡献率分别为22.64%、 7.49%、 41.22%、 14.71%和13.94%.PM_(10)中元素来源主要有扬尘源、燃煤和铜冶炼的混合源、机动车排放和工业源,贡献率分别为55.47%、 19.80%、 7.48%和12.83%.由此可见,扬尘源和燃煤与铜冶炼的混合源是临沂市颗粒物污染形成过程中的重要源类.     

煤中氟化物在燃烧产物中的分布特征

通过煤的灰化程序研究煤中氟在燃烧产物中的静态分布特征,并对不同燃烧方式的工业和电站锅炉燃烧时煤中氟化物在燃烧产物中的分布特征进行试验结果表明:煤中氟属于强挥发性元素,在煤灰中是非浓集的.煤粉炉燃煤过程中,煤中氟析出强度高,约有94.5%的氟以气态氟形式析出;层燃炉气态氟的析出率略有降低,约有80%的氟以气态氟形式析出.煤粉炉飞灰各级分粒子中氟元素的质量分数分布呈"单峰"型,峰值出现在74～104μm粒度级,约占飞灰总氟量的55%～60%.     

济宁市近地表大气降尘地球化学特征及污染来源解析

在济宁城区采集近地表大气降尘及不同污染端元样品,系统分析了大气降尘和污染端元元素含量特征,并对降尘空间分布及污染来源进行研究.结果表明:燃煤、汽车尾气、交通、建筑等不同污染端元中元素含量差别明显,燃煤尘中As、Cd、Cu、F、Pb、S、Se等元素含量高于其他端元尘,且明显高于降尘,对环境影响最大,而建筑尘对环境影响相对较小.济宁市近地表大气尘中Cd、Pb、Se、Zn、Hg、CaO受到不同程度人为活动影响,相关分析和因子分析结果表明,Cd、Pb、Se、Zn主要来源于企业燃煤,贡献率26.32%,这些元素高含量区与燃煤污染源空间分布相吻合;CaO与交通扬尘产生的二次污染有关,贡献率10.06%,Hg主要源于汽车尾气排放,贡献率8.12%;而降尘中As、Cr、F、Ni基本没有受到人类活动影响,主要来源于土壤粉尘的沉降(自然源),贡献率30%,这4种污染源是济宁市大气降尘的主要来源.自然来源的As、Cr、F、Ni具有较小的富集系数,且相关性较好;而受人类活动影响的Cd、Pb、Se、Hg等元素具有较大富集系数或变异系数,在空间分布上与污染源较为一致.     

济宁市近地表大气降尘地球化学特征及污染来源解析

在济宁城区采集近地表大气降尘及不同污染端元样品,系统分析了大气降尘和污染端元元素含量特征,并对降尘空间分布及污染来源进行研究.结果表明:燃煤、汽车尾气、交通、建筑等不同污染端元中元素含量差别明显,燃煤尘中As、Cd、Cu、F、Pb、S、Se等元素含量高于其他端元尘,且明显高于降尘,对环境影响最大,而建筑尘对环境影响相对较小.济宁市近地表大气尘中Cd、Pb、Se、Zn、Hg、CaO受到不同程度人为活动影响,相关分析和因子分析结果表明,Cd、Pb、Se、Zn主要来源于企业燃煤,贡献率26.32%,这些元素高含量区与燃煤污染源空间分布相吻合;CaO与交通扬尘产生的二次污染有关,贡献率10.06%,Hg主要源于汽车尾气排放,贡献率8.12%;而降尘中As、Cr、F、Ni基本没有受到人类活动影响,主要来源于土壤粉尘的沉降(自然源),贡献率30%,这4种污染源是济宁市大气降尘的主要来源.自然来源的As、Cr、F、Ni具有较小的富集系数,且相关性较好;而受人类活动影响的Cd、Pb、Se、Hg等元素具有较大富集系数或变异系数,在空间分布上与污染源较为一致.     

新化矿区煤矸石中微量元素赋存形态及浸出特征

利用BCR连续提取法和浸泡实验,对贵州省新化煤矿区不同风化程度的煤矸石中微量元素As、Cd、V、Zn、Co、Cr、Cu、Ni、Pb的赋存形态及浸出浓度进行研究。赋存形态研究结果表明:在煤矸石中As和Cd元素主要以酸溶态、可还原态和可氧化态形式赋存,而其他微量元素V、Zn、Co、Cr、Cu、Ni、Pb主要以残渣态形式赋存;除了V元素的赋存形态含量百分比不受煤矸石风化程度影响外,其它微量元素的赋存形态的含量百分比均会受到煤矸石风化程度的影响。煤矸石的浸出实验表明:浸泡时间是影响煤矸石中微量元素释放的一个重要因素;在浸泡过程中,大部分微量元素在浸泡前期的浸出浓度受煤矸石风化程度的影响,Zn和Cu元素则是在整个浸泡过程的浸出浓度均受到煤矸石风化程度的影响;不同粒径大小的煤矸石在浸泡过程中,除微量元素As和Co的浸出浓度不受煤矸石粒径大小的影响,其他微量元素在浸泡前期和中期的浸出浓度均与煤矸石的粒径大小呈反比。     

风蚀性粒子降尘浓度的动力学预报模式

为探求开放源露天煤尘在自然风力作用下的扩散情况,本研究采用空气动力学的数值计算方法,以离散相拉格朗日随机轨道为计算模型,预测了原煤、大矿、水洗和精煤4类煤种料堆的降尘浓度分布,并采用风洞试验对结果进行了对比验证.结果表明:动力学模式对风蚀粒子的预报误差在±25%,其中原煤种的预报度最高,误差10%.动力学模式与高斯沉降模式相比,高斯模式对尘源处的降尘浓度预报误差过大,动力学预报模式是基于颗粒群的运动轨迹的行为预报,能准确地描述粗大颗粒的跃移运动状态,对于满足Rosin-Rammler粒径分布的固体粒子降尘浓度的预报良好.     

开滦矿区煤伴生元素土壤地球化学分布模式及成因

唐山开滦煤矿已有百余年的开采史. 经河北平原多目标区域地球化学调查发现,Se、Hg、Mo、Zn和U等微量元素在矿区表层土壤(0～20 cm)中呈异常分布,故利用相关性分析、多元统计分析等地球化学方法,研究Se、Hg、Mo等微量元素土壤地球化学空间分布模式及其成因. 结果表明:以Se元素为代表的土壤微量元素异常与煤田分布范围几乎一致,Se、Hg和Mo等微量元素只在表层土壤富集. 土壤中Se与有机碳(OC)、S等煤炭伴生元素呈高度正相关,R(相关系数)分别为0.88和0.77. 煤炭开采、运输产生的扬尘以及燃煤产生的烟尘是形成Se、Hg等微量元素表层土壤异常分布的主要原因.