焦油渣和煤沥青配煤炼焦处置实验研究

通过对焦油渣、煤沥青开展配煤捣固炼焦实验,分别分析不同炼焦残渣配比下,焦炭成分的变化,确定其较优掺入比例,并分析残渣对焦炭和尾气中多环芳烃、重金属含量的影响。结果表明,焦油渣掺入比例为4.5%,煤沥青掺入比例为6%是较为适宜的。此条件下,焦炭中重金属含量较高,进入到尾气中的部分有限,而多环芳烃含量极少,大部分都进入到尾气中,故炼焦尾气需要经冷凝、过滤和吸附净化后再排放。     

煤焦油沥青污染特性分析研究

以山西某煤焦油深加工企业产生的煤焦油沥青为研究对象,采用气相-质谱联用仪分析美国环保局列出的优先控制的16种多环芳烃,讨论了多环芳烃的组分、环数分布及等效致癌毒性等。采用BCR连续提取方法,分析了重金属的形态分布特征。结果表明,煤沥青中16种多环芳烃主要以低环(2～3环)和中环(4环)为主,高致突变性物质、致癌性物质总含量均超过国家标准规定的限值;煤沥青的总BaP等效毒性浓度为2 746.46 mg/kg,高于煤焦油之外的其他煤化工残渣,具有潜在致癌性;煤焦油沥青中重金属含量大小排序为PbCrZnNiCuCdSe;Pb、Cd的残渣态略占优势,Cu和Cr的氧化态含量略高,Ni的还原态含量最高,Zn的氧化态最高。     

垃圾衍生燃料焚烧时重金属在气固两态的分布特性

采用自制的实验装置,将垃圾衍生燃料(RDF)在500~900℃焚烧温度下持续加热60 min后,垃圾RDF中的Hg几乎全部挥发到气相中。随着焚烧温度的升高,6种重金属在气相中的浓度显著增加,在残渣中的浓度显著减少。添加5%的氯可使8种重金属元素在气相中的浓度极显著增加,重金属元素Zn、Cu、Pb、Cd、Hg在残渣中的含量都极显著减少,当有机氯含量增加到一定程度时,难挥发重金属Ni、Cr在气相中的浓度比对照增加了30%左右,添加5%与10%PVC相比,差异不显著。垃圾中水分增加时,Pb、Zn在气相中的浓度减小和在残渣中的增加略明显,但水分变化对Cu的影响较小,而对Hg、Cd、Ni、Cr几乎没有影响。     

复合调理脱水污泥热解残渣中重金属形态分布

市政污泥热解可实现无害化与能源转化,而了解重金属在热解残渣中的形态分布显得尤为重要。该文以原泥(RS)、复合调理剂深度脱水泥饼(FS)为研究对象分别进行了不同温度(500、600、700、800和900℃)的热解实验,分析了污泥、热解残渣样品中Cu、Zn、Cr、Pb、Cd 5种重金属元素含量,并采用Tessier形态逐级提取法进一步研究了污泥、热解残渣样品中重金属形态分布规律。结果表明:污泥热解后,重金属在热解残渣中有不同程度的富集,原泥直接热解后Cu和Zn富集效果更明显,而FS中Cr、Pb和Cd富集作用更显著。热解残渣样品中各重金属元素(Cu、Zn、Cr、Pb、Cd)均比其在原泥中以更加稳定的形态存在。     

焦油渣和煤沥青焚烧处置实验研究

通过开展残渣与有机污染土壤的混合焚烧实验,分析了炉渣、烟气中多环芳烃和重金属的含量及浓度,明确了残渣焚烧的适用工艺及条件。结果表明,在一段炉焚烧温度600~900℃、二段炉出口温度≥1 100℃、烟气停留时间≥2s、急冷器出口温度≤150℃的条件下,炉渣中重金属含量较高,少部分进入到尾气中,多环芳烃含量极少,大部分被焚烧破坏和尾气净化设施去除。实验结果表明,在残渣掺入量为30%条件下,尾气排放能够满足标准要求。     

太原市某城区四季大气PM2.5中重金属污染特征分析

为了研究太原市大气PM_(2.5)中重金属污染的季节变化特征,于2012年12月至2013年9月4个季度典型时段在太原市迎泽区采集环境大气PM_(2.5)样品,采用连续提取法和电热板消解法分析了样品中5种重金属元素的化学形态和总浓度,并对重金属的生物有效性进行了评价.结果表明,1太原市迎泽区大气中PM_(2.5)日均质量浓度高达122.08~211.81μg·m~(-3),其四季日均浓度呈现为:冬季春季夏季秋季.2大气PM_(2.5)中重金属浓度在4个季节呈现一定的季节变化,其中Cu和Ni的季节变化不明显,Cr在夏、秋季浓度较高,Pb、Cd的浓度在冬季最高.3PM_(2.5)中不同重金属化学形态分布不同,除Cu外,其他4种重金属在不同季节的各化学形态含量基本相同,超过75%的Pb和Cd的分布在可溶态与可交换态、碳酸盐态、可氧化态与可还原态;Ni和Cr主要以有机质、氧化物与硫化物结合态和残渣态为主;Cu在春、夏、秋季主要分布在有机质、氧化物与硫化物结合态和残渣态两种形态中,在冬季主要在可氧化态与可还原态和有机质、氧化物与硫化物结合态两种形态中.4PM_(2.5)中5种重金属的生物有效性大小顺序为CdPbCuNiCr;Cd和Pb为生物可利用性元素,Cu、Ni和Cr为潜在生物可利用性元素.     

北京道路尘土与土壤植物中重金属形态分析与评价

以北京市航天桥道路尘土、附近道路土壤及绿化植物(大叶黄杨)叶片,玉渊潭公园土壤及绿化植物(大叶黄杨)叶片为研究对象,采用改进的BCR连续提取法、HCl-HNO3-HF-HClO4湿法消解和ICP-MS对Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb 7种重金属进行形态分析和含量测定。结果表明,样品中重金属Zn的总量最高,Cd的总量最低,细颗粒样品中的重金属含量除Cr和Cu均高于粗颗粒样品。7种重金属中Cr、Ni、Cu、Zn、As和Cd均以残渣态为主,Pb以可还原态和残渣态为主。样品的重金属总量相关性分析表明不同样品的重金属可能均来自交通污染源,总量与形态相关性分析表明总量与残渣态呈显著正相关性。内梅罗污染指数及风险评价法(RAC)结果均表明,道路尘土的重金属污染最为严重。植物对重金属Cd的富集效应最大(富集系数达0.962),路边植物对重金属的富集效应基本均大于公园植物。     

深圳市生活垃圾焚烧飞灰的基本特性研究

采用深圳市某垃圾焚烧发电厂的焚烧飞灰作为研究样品,对飞灰的含水率、堆积密度、压实密度、重金属形态分布、基本元素组成、矿物相成分、重金属浸出毒性以及腐蚀性等11项物理化学特性指标进行系统分析。结果显示:该飞灰的Pb浸出浓度超标,浸出pH=12.86,属于具有腐蚀性和浸出毒性的危险废物。根据Tessier的5步连续萃取法,该飞灰的重金属形态可分为5种,其中Cr主要以可交换离子态和残渣态存在;Ni主要以不稳定态存在,铁-锰氧化物结合态为74%;Cu、Cd和Pb主要以残渣态存在;Zn主要以残渣态存在,其它形态的浓度分布相对均匀;Hg和As主要以有机结合态和残渣态为主。结果说明,在酸雨条件下,飞灰中重金属形态之间可以发生转化,增加重金属的水溶性和活性,对环境造成二次危害。     

重金属在煤气化过程的分布迁移规律及控制

选用2种气化用煤——大同煤和神府煤,进行水蒸气气化实验,研究了在不同温度下重金属元素——砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、汞(Hg)和铅(Pb)在气化产物中的分布.实验数据表明,重金属元素主要富集在气化灰中或是散发到大气中,同时,在焦油中重金属元素也有一定的含量,尤其是Cd,在焦油中的含量达到总量的22%~37%.添加无水CaSO₄,高岭土,铝土矿,无水CaCO₃ 4种不同的吸附剂,发现不同的吸附剂对不同的重金属有不同的吸附作用.4种吸附剂对重金属元素的吸附既有物理吸附,又有吸附剂与重金属之间的化学反应.     

大宝山矿区水体中重金属的行为研究

广东大宝山矿区矿山废水的排放使周边生态环境遭受了严重的破坏。水体中重金属Cu、Zn、Cd和Pb的溶解态浓度分别达到13.82、50.83、0.103和2.91 mg.L-1。Cu、Zn、Cd和Pb的溶解态和悬浮态含量沿河流主干道断面呈相似的空间分布规律,上游都是沿水流方向降低,下游因吸附于悬浮物中的重金属重新释放略有增加。悬浮物中重金属元素的化学形态提取和扫描电镜能谱分析(SEM/EDAX)表明:4种重金属元素都以残渣态为主要存在形态,其次为可还原态,个别断面的Cd可还原态甚至超过了残渣态的含量,说明该水体这4种元素对环境都有一定的潜在威胁性。