煤添加高岭土燃烧控制有害微量元素的排放

通过在一维煤粉燃烧炉上进行无烟煤添加高岭土吸附剂的燃烧实验,研究了无烟煤及其燃烧产物中18种环境有害微量元素的含量和分布;计算了高岭土在不同燃烧工况条件下对每种环境有害微量元素的吸附率.结果表明,高岭土对环境有害微量元素Cd, Pb, Sb, Sn, Ba, Co, Be, Cr, Ni, Mo, Tl, V, U, Mn, Th具有不同的吸附作用,吸附率为11.6%～500%;吸附效率与元素种类、燃烧工况等因素有关,环境有害微量元素Cd, Pb, Zn, Sb, Ba, Co, Be, Cr, Ni, Mo, Tl, V, U, Mn, Th的吸附能力,分级燃烧比不分级燃烧吸附效果更好,总吸附率差为8.4%～481%.     

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。     

黔西南煤燃烧产物微量元素分布特征及富集规律研究

通过对黔西南高砷煤及燃烧产物(底灰、粗飞灰、细飞灰和烟气)中微量元素含量、水溶性及赋存状态的测定,分析了微量元素在燃煤产物中的分布特征及富集规律,探讨了燃煤过程中微量元素迁移转化机制.结果表明,As和Sb是黔西南高砷煤的主要危害元素,含量分别为(256±195)μg.g-1和(26±21)μg.g-1.根据元素在燃煤产物中富集程度的差异,将其分为4类:Ⅰ底灰富集型(Cr和W);Ⅱ均匀富集型(Cu和Ba);Ⅲ飞灰富集型(Mn和Mo);Ⅳ细飞灰超富集型(As、Cd、Sb和Pb).As的挥发性强于Sb和Pb.As在细飞灰上表现出强烈的富集;而Sb和Pb在原煤和燃烧产物中的分配具有明显的正相关关系(R2=0.990 1,P<0.05).亲石元素容易在底灰沉积或组成飞灰颗粒基质,亲硫元素燃烧后易于吸附在飞灰颗粒表面.而飞灰颗粒粒径越小,比表面积越大,所吸附的微量元素含量越高.     

煤矸石烧结砖厂废气凝结物的研究

采集煤矸石烧结砖厂隧道窑废气热交换器内壁的凝结物,利用XRF、XRD、IR、DTA-TG、SEM、EDS、ICP-MS和AFS等方法进行了研究。结果表明:凝结物主要为水合硫酸亚铁和水合硫酸铁,S含量为119.2 mg/g,且Se、As、Pb等微量元素在凝结物中富集。与煤矸石原料相比,凝结物中Se的富集程度最高,含量达到了0.637 mg/g,相对富集因子为467.52;S、Tl、Mo、As、Pb的相对富集因子从57.05依次减小到6.18,F及亲硫元素Sb、Cd、Zn、Ni、Cu、Co富集程度较低;Sr、Th、Be、Ba、U、V、Cr的相对富集因子小于0.5,显示在烧结砖制备过程中的挥发性很低。     

平顶山矿区一矿煤矸石中微量元素赋存状态研究

采用逐级化学提取法研究平顶山矿区一矿煤矸石中Be、V、Cr、Co、Ni、Cu、Sr、Mo、Cd、Sb、Ba、Pb、Th、U、Hg、As、Se等17种有害微量元素的赋存状态,采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)和原子荧光光谱法(AFS)分析了煤矸石和各提取状态样品的微量元素含量。结果表明:煤矸石的有害微量元素均以残渣态为主,碳酸盐结合态、Fe-Mn氧化物结合态、有机物和硫化物结合态次之,可交换态的含量相对较少。各种微量元素在某一赋存状态下所占的质量比例相差较大,对环境的潜在危害性不同。V、Sr、Cd、Ba、Pb、Hg、Se的潜在可淋失率超过了10%,在表生地质条件下对环境具有较大的危害性。     

渤海辽东湾表层沉积物中金属元素分布特征

利用X射线荧光光谱(XRF)、等离子质谱仪(ICP-MS)和原子荧光光度计(AFS)分别测定了辽东湾表层沉积物中的金属元素含量,探讨了它们的分布特征、来源及污染程度.结果表明,沉积物中Cu、Zn、Pb、Cd、Ni、Cr、Co、Hg、As和Ag等元素含量在空间分布上存在明显梯度,其空间分布模式(4种)受到沉积物细粒组分、有机质含量及与河口间距离等因素的制约.通过与沉积物质量标准及其他海区的比较,评价了研究区沉积物中几种重要金属元素(Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni、Ag、Hg和As)的污染情况.富集系数显示, Fe、Ti、Mn、P、Cu、Zn、Ni、Cr、Co、Sc和V为无富集;As为轻度富集;Pb、Cd、Ag和Hg为中度富集. Fe、Ti、Cu、Zn、Cr、Ni、Co、Mn、P、V和Sc主要来源于陆地岩石和土壤风化产物;Pb和As既有岩石和土壤风化产物等自然源的贡献,又受到了人为活动的影响;Hg、Cd和Ag主要来自人为源;Ba和Sr主要与海洋生物活动有关.依据沉积物质量综合评价,将辽东湾沉积物划分为4类.     

大气污染及其防治

X51 200402039 煤添加高岭土燃烧控制有害微量元素的排放/姚多喜(中国科学技术大学地球与空间科学学院)…∥中国环境科学/中国环境科学学会.-2003,23 (6)-622-626 环图X-58 通过在一维煤粉燃烧炉上进行无烟煤添加高岭土吸附剂的燃烧实验,研究了无烟煤及其燃烧产物中18种环境有害微量元素的含量和分布;计算了高岭土在不同燃烧工况条件下对每种环境有害微量元素的吸附率。结果表明,高岭土对环境有害微量元素Cd、Pb、Sb、Sn、Ba、Co、Be、Cr、Ni、Mo、     

太湖表层沉积物重金属污染评价与来源分析

对太湖湖区表层沉积物中11种重金属的总量进行调查分析,借助地累积指数法和潜在生态风险指数法分析了重金属的污染程度和生态风险,并利用主成分分析-绝对主成分分数-多元线性回归受体模型对重金属来源进行解析。结果显示太湖沉积物中Cd、Sb含量平均值分别为江苏省土壤背景值的4.29倍和3.18倍,地累积指数表明Cd和Sb为偏中度-中度污染,其他重金属为轻度污染;潜在生态风险指数表明Cd和Sb具有较重生态风险,其他重金属生态风险低。空间分布上,北部竺山湾和梅梁湾的重金属污染情况最严重,其表层沉积物中Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Sb、Zn显著富集,其中Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Sb、Zn主要受入湖河流及湖泊沿岸工业因素影响,Cu、Mn、Zn还受入湖河流及湖泊沿岸农业活动影响,另外,Cu、Pb受河流及湖泊沿岸城市交通因素影响;西太湖沉积物中富集Cd,主要受入湖河流沿岸农业活动影响;南太湖Ba、Mo、Pb的富集主要为交通因素的影响;东太湖具有最低的重金属暴露水平。2000年以来太湖湖区的清淤工程使Pb、Cu、Cd含量分别降至清淤前的38.72%、24.93%、27.47%,但清淤治理效果具有时效性,未来太湖重金属的防治需要兼顾源头控制和多种治理措施并举。     

西藏中部河流、湖泊表层沉积物及其周边土壤重金属来源解析及风险评价

为了解西藏河流-湖泊体系沉积物重金属的污染特征、空间分布、潜在来源及生态风险,对西藏中部河流、湖泊表层沉积物及其周边土壤中As、Ba、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Mo、Ni、Pb、Sb、V、Zn、Al和Fe 16种重金属总量进行了分析,并利用主成分分析-绝对主成分分数-多元线性回归（PCA-APCS-MLR）受体模型定量解析了重金属的潜在来源.描述性统计分析表明,研究区As、Cd、Hg、Ni含量较高,其中Hg和As污染较为严重;富集因子、地累积指数、污染负荷指数均表明研究区Hg污染较重,其次是As、Cd、Ni;平均沉积物质量基准系数法与潜在生态风险指数结果表明,研究区受Hg、As、Cd、Ni污染,其中Hg污染较重.在空间分布方面,污染相对较重的区域主要集中在昂仁金错、堆龙曲及一些封闭型湖泊,其中As污染范围最广.PCA-APCS-MLR分析表明,沉积物重金属主要有3个来源,分别为自然来源、交通运输和大气传输以及地热活动和矿山开采等;Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Ni、V、Zn、Al和Fe主要受自然因素影响;Ba、Mo、Pb主要受交通运输和大气传输影响;As几乎全部来自地热活动和矿山开采;Cd、Sb来源较为广泛,3个主要来源均有占比.土壤中Cd、Hg含量较高,可能受交通因素影响较大,同时还与工业排放后远距离输送所造成的大气污染有关.     

西藏中部河流、湖泊表层沉积物及其周边土壤重金属来源解析及风险评价

为了解西藏河流-湖泊体系沉积物重金属的污染特征、空间分布、潜在来源及生态风险,对西藏中部河流、湖泊表层沉积物及其周边土壤中As、Ba、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Mo、Ni、Pb、Sb、V、Zn、Al和Fe 16种重金属总量进行了分析,并利用主成分分析-绝对主成分分数-多元线性回归（PCA-APCS-MLR）受体模型定量解析了重金属的潜在来源.描述性统计分析表明,研究区As、Cd、Hg、Ni含量较高,其中Hg和As污染较为严重;富集因子、地累积指数、污染负荷指数均表明研究区Hg污染较重,其次是As、Cd、Ni;平均沉积物质量基准系数法与潜在生态风险指数结果表明,研究区受Hg、As、Cd、Ni污染,其中Hg污染较重.在空间分布方面,污染相对较重的区域主要集中在昂仁金错、堆龙曲及一些封闭型湖泊,其中As污染范围最广.PCA-APCS-MLR分析表明,沉积物重金属主要有3个来源,分别为自然来源、交通运输和大气传输以及地热活动和矿山开采等;Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Ni、V、Zn、Al和Fe主要受自然因素影响;Ba、Mo、Pb主要受交通运输和大气传输影响;As几乎全部来自地热活动和矿山开采;Cd、Sb来源较为广泛,3个主要来源均有占比.土壤中Cd、Hg含量较高,可能受交通因素影响较大,同时还与工业排放后远距离输送所造成的大气污染有关.     

分级燃烧工况下高岭土对煤中微量元素排放的影响研究

通过在一维煤粉燃烧炉上进行肥煤、无烟煤添加高岭土吸附剂的燃烧实验 ,研究了肥煤、无烟煤及其燃烧产物中 18种微量元素的含量和分布 ;计算了高岭土在分级燃烧工况条件下对每种微量元素的吸附率 .结果表明 :高岭土对中、低挥发性微量元素具有不同的吸附作用 ,吸附效率与煤种、元素种类、燃烧温度等因素有关 ,无烟煤燃烧比肥煤燃烧吸附效果更好 .     

层燃炉燃煤中9种微量元素的迁移

建立了层燃锅炉底灰,飞灰中Ｂｅ,Ｃｏ,Ｃｒ,Ｃｕ,Ｍｎ,Ｎｉ,Ｐｂ,Ｖ,Ｚｒ含量与煤中这９种元素含量关系的经验公式,估算了煤中微量元素在底灰,飞灰和排放大 的烟气中的总量分配。研究了飞灰中元素含量和总量的粒度分布,探讨了煤炭燃烧过程中元素的集散规律。     

煤中有害元素的研究现状及其对环境保护的意义

本文给出了煤中有害微量元素的定义，即煤中含量小于１．０％的有毒元素，致癌元素，腐蚀性元素，放射性元素以及其它对环境有害的元素等。根据我国环保要求，提出当前应重视的有害元素，共２２种。作者还讨论了煤中有害微量元素对对环境的危害以及国内外对煤中微量元素的研究现状和存在的问题。     

珠海市郊区大气PM2.5中元素特征及重金属健康风险评价

为探讨珠海市郊区大气环境PM_2.5中主要元素尤其是重金属的污染特征及其健康风险,于2014~2015年选取春、夏、秋、冬季4个典型月采集了PM_2.5样品.利用X射线荧光光谱法分析得到15种元素的含量,进一步利用富集因子和主成分分析方法分析其来源,并采用US EPA环境健康风险评价模型评估痕量重金属的健康风险.结果表明：大气PM_2.5中地壳元素（Al、Si、Ca、Fe、Ti）总质量浓度在春、夏、秋、冬季典型月分别为（708±213）、（645±269）、（1155±503）和（1466±492）ng·m^-3,痕量重金属元素（Ba、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Sb、V、Zn）总质量浓度在春、夏、秋、冬典型月分别为（271±124）、（163±87.6）、（424±192）和（546±183）ng·m^-3.富集因子分析显示Sb、Zn、Pb、Cu、Ni、Ba、Ca、Co等元素富集显著,其富集因子均值范围为172~2426.主成分分析显示,区域性输送污染源、船舶源、燃煤和电子工业是PM_2.5中重金属的主要来源,其贡献率分别为53.4%、13.0%、7.6%和6.8%.健康风险评价结果表明,Mn元素对儿童存在一定的非致癌风险,Cr、Pb和Co存在一定的致癌风险.     

Effect of CaO on retention of S, Cl, Br, As, Mn, V, Cr, Ni, Cu, Zn, W and Pb in bottom ashes from fluidized-bed coal combustion power station

This work was conducted to evaluate whether Ca-bearing additives used during coal combustion can also help with the retention of some other elements. This work was focused on the evaluation of bottom ashes collected during four full-scale combustion tests at an operating thermal fluidized-bed power station. Bottom ashes were preferred to fly ashes for the study to avoid interference from condensation processes usually occurring in the post-combustion zone. This work focused on the behaviors of S, Cl, Br, As, Mn, V, Cr, Ni, Cu,Zn, W, and Pb. Strong positive correlations with CaO content in bottom ashes were observed（for all four combustion tests） for S, As, Cl and Br（R = 0.917-0.999）. Strong inverse proportionality was calculated between the contents of Pb, Zn, Ni, Cr and Mn and CaO, so these elements showed association to materials other than Ca-bearing compounds（e.g., to aluminosilicates, organic matter, etc.）. Somewhat unclear behaviors were observed for W, Cu, and V. Their correlation coefficients were evaluated as statistically ＂not significant＂, i.e., these elements were not thought to be significantly associated with CaO. It was also discovered that major enrichment of CaO in the finest bottom ash fractions could be advantageously used for simple separation of elements strongly associated with these fractions, mainly S and As, but also Cl or Br. Removal of5% of the finest ash particles brings about a decrease in As concentration down to 77%-80% of its original bulk ash content, which can be conveniently used e.g., when high As content complicates further ash utilization.     

彭佳屿岛春季TSP中痕量金属组成及其来源解析

通过大气环流向海洋大气边界层传输的人为源和陆源物质,明显改变了海洋气溶胶中痕量金属的组成.但基于开阔海域岛屿连续观测研究海洋气溶胶中痕量金属元素组成及其来源的研究较少.2010年3—5月在我国台湾北部东海海域彭佳屿岛采集了60个TSP（总悬浮颗粒物）样品,采用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）分析了19种痕量金属（Al、Fe、Ti、Y、Mn、Ba、Sr、Co、Cr、V、Ni、Tl、Zn、Sn、Pb、As、Cd、Sb、Se）的质量浓度.基于TSP中Al浓度、气团后向轨迹分析和美国国家宇航局CALIPSO卫星星载激光雷达扫描图像,将采集的TSP分为非沙尘TSP（不受沙尘影响的TSP）和沙尘TSP（受沙尘影响的TSP）.沙尘TSP中所有痕量金属的浓度都高于非沙尘TSP,表明沙尘对彭佳屿岛TSP中痕量金属有贡献.结合富集因子、相关性分析和PMF模型研究结果表明,彭佳屿岛春季非沙尘TSP中Al、Fe、Ti和Y主要来源于地壳矿物,Mn、Ba、Sr、Co和Cr同时受地壳矿物和人为源的影响;沙尘TSP中Al、Fe、Ti、Y、Mn、Ba、Sr、Co和Cr主要来源于地壳矿物.V和Ni在彭佳屿岛春季非沙尘TSP中主要来源于燃料油燃烧,而在沙尘TSP中同时受燃料油燃烧和地壳矿物的影响.非沙尘TSP和沙尘TSP中,Tl、Zn、As、Sn、Pb、Cd、Sb和Se的来源相似.Tl主要源于交通和煤燃烧,Zn、Sn、Pb、Cd和Sb同时来源于交通、煤和燃料油燃烧,As主要来源于煤燃烧,Se则主要来源于煤和燃料油燃烧.研究显示,人为源释放到大气中的Tl、Zn、As、Sn、Pb、Cd、Sb和Se可以通过大气环流长距离传输至开阔海域.      

Size distributions and sources of elements in particulate matter at curbside, urban and rural sites in Beijing

Size distributions of 29 elements in aerosols collected at urban, rural and curbside sites in Beijing were studied. High levels of Mn, Ni, As, Cd and Pb indicate the pollution of toxic heavy metals cannot be neglected in Beijing. Principal component analysis (PCA) indicates 4 sources of combustion emission, crust related sources, traffic related sources and volatile species from coal combustion. The elements can be roughly divided into 3 groups by size distribution and enrichment factors method (EFs). Group 1 elements are crust related and mainly found within coarse mode including Al, Mg, Ca, Sc, Ti, Fe, Sr, Zr and Ba; Group 2 elements are fossil fuel related and mostly concentrated in accumulation mode including S, As, Se, Ag, Cd, Tl and Pb; Group 3 elements are multi-source related and show multi-mode distribution including Be, Na, K, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Mo, Sn and Sb. The EFs of Be, S, Cr, Co, Ni, Cu, Ga, Se, Mo, Ag, Cd, Sb, Tl and Pb show higher values in winter than in summer indicating sources of coal combustion for heating in winter. The abundance of Cu and Sb in coarse mode is about 2-6 times higher at curbside site than at urban site indicating their traffic sources. Coal burning may be the major source of Pb in Beijing since the phase out of leaded gasoline, as the EFs of Pb are comparable at both urban and curbside sites, and about two times higher in winter than that in summer.