西安市燃煤中铅的排放量及其环境效应

为了研究燃煤过程中铅的排放量及其环境效应,对西安市燃煤电厂的原煤、底灰、飞灰的含铅量,采暖期燃煤锅炉的原煤和炉渣的含铅量,采暖期和非采暖期降尘的含铅量等进行了分析和测算.结果表明: 燃烧1 t含铅量为30 g左右的煤,排放到大气中的铅为20 g左右.燃煤中铅的排放率为66%左右.西安市及邻区每年工农业和民用燃煤1000万t左右,主要为渭北石炭-二叠系煤,含铅量为30 g/t左右,其每年排放到大气中的铅为200t左右.     

西安市工业燃煤汞排放清单

依据燃煤汞含量、燃煤汞排放因子和西安市工业行业燃煤消费量建立西安市燃煤大气汞排放清单。2003年西安市工业燃煤汞大气排放量为0.33t,热电厂、化学品制造和造纸业是燃煤汞大气排放的最主要行业,其中热电厂占42.0%。排放清单的建立为西安市制定燃煤大气汞污染调控措施和评价燃煤汞污染的环境风险提供了科学的基础依据。     

2005年度中国燃煤大气硒排放清单

采用基于燃料消耗的排放因子法,按照经济部门、燃料类型、燃烧方式和除尘设施等将排放源进行分类,根据各省、市、自治区不同排放源类型的煤炭消耗量及其平均硒含量,建立了2005年中国燃煤大气硒排放清单.结果表明,2005年中国燃煤大气硒排放总量为1331.14t,排放量从大到小依次为山东(175.90t)、河北(111.79t)、河南(105.36t)、江苏(97.32t)、山西(84.66t)等,说明硒排放主要集中在中东部地区.大部分排放来自工业(576.60t)和电力(543.82t)部门,分别占排放总量的43.32%和40.85%,原煤燃烧排放占燃煤大气硒排放总量的90.07%.     

燃煤电厂铅的迁移转化研究

采集我国6台有代表性电站锅炉的烟气以及燃煤、飞灰、底渣、脱硫石膏等样品,通过测试燃煤和燃煤副产物中铅含量以及烟气中铅的形态分布,考察了燃煤电厂铅的迁移转化规律及烟气常规污染物控制技术对大气铅排放的影响.结果表明,煤粉炉燃煤过程中,煤中铅释放强度高,平均释放率为97.11%;循环流化床锅炉铅的释放率相对较低,约为84.99%.锅炉出口烟气中铅主要为颗粒态铅(Pbp),比例高达86%~92%,并且与燃煤中氯含量具有正相关性.烟气污染物控制装置对大气铅具有协同脱除效果,尤其是除尘装置.静电除尘对铅的平均脱除效率为91.85%,布袋除尘为95.12%.石灰石-石膏湿法脱硫装置可脱除35.67%~77.81%铅,脱除效率主要与脱硫塔操作条件有关.燃煤中的铅经过燃烧和烟气污染物控制装置后,81.97%~90.18%转移到飞灰中,具有高富集性;脱硫石膏中的铅占3.94%~11.82%;只有1.75%~5.40%通过烟囱排入大气.     

2005年中国燃煤大气锑排放清单

采用基于燃料消耗的排放因子法,按照经济部门(电力、工业、生活消费及其他)、燃料类型(原煤、洗煤、焦炭、型煤)、燃烧方式(层燃炉、煤粉炉、流化床锅炉等)和除尘脱硫设施(机械式除尘器、湿式除尘器、电除尘器、袋式除尘器等)等将燃煤排放源进行分类,根据各省、市、自治区不同排放源类型的煤炭消耗量及平均锑含量,建立了2005年中国燃煤大气锑排放清单.结果表明,2005年中国燃煤导致的大气锑排放总量约为530.86t,排放量超过30t的省份依次为贵州(49.28t)、湖南(45.96t)、河北(37.36t)、山东(35.12t)、安徽(30.92t),表明中国燃煤大气锑排放主要集中在中东部地区.大部分排放来自工业和电力部门,分别占排放总量的47.2%和39.9%.     

中国燃煤大气排放汞量的估算与评述

燃煤大气排放汞是主要的人为大气汞污染源.1 995年中国燃煤大气排放汞计算总量为21 3 8t,约占当年全球大气排放汞总量4000t的5%.从1978～1995年,中国燃煤消耗总量增加了4倍,燃煤大气汞排放总量以每年5‰的速度递增.据此计算2000年在中国燃煤大气汞排放总量可达到273t.控制和解决燃煤大气汞排放量,已经成中国在经济快速发展的同时所面临的一个重要的环境问题.     

中国燃煤电厂汞的物质流向与汞排放研究

为研究中国燃煤电厂中汞的去向,基于2010年中国各省份燃煤中的汞含量、燃煤消耗量、燃煤电厂大气污染控制设备的安装比例以及粉煤灰、脱硫石膏的二次利用方式,计算了我国燃煤电厂2010年向大气、水体、土壤中排放汞的量.2010年我国电厂燃煤共输入汞271.7t (147.1~403.6t).煤炭在电厂燃烧一次排放到大气中的汞为101.3t (44.0~167.1t),进入燃煤副产物、水体的汞分别为167.4t (84.3~266.3t),3.0t (1.2~5.0t).燃煤副产物二次利用过程向大气排放的汞为32.7t (12.5~56.1t),进入土壤中的汞为58.6t (33.6~103.9t),还有76.1t (30.3~108.6t)汞留在了产品中.结果表明,粉煤灰用于水泥生产和粉煤灰制砖是副产物向大气中二次排放的重要源,分别占总二次排放量的81.7%和15.3%.     

中国非燃煤大气汞排放量估算

本研究根据各种非燃煤大气汞排放源的活动水平和排放因子,估算了1995～2003年中国分省非燃煤大气汞的排放量。2003年中国非燃煤大气汞排放量为393t,比燃煤汞排放多137t。在非燃煤大气汞排放中,84%来自有色金属冶炼,其中锌冶炼、铅冶炼、铜冶炼和黄金冶炼分别占总排放的51%、18%、4%和11%。Hg0、Hg2+和HgP在中国非燃煤大气汞排放中所占比例分别为77%、18%和5%。中国非燃煤汞排放在各地区间有较大差异,排放量超过30t?a-1的省区包括湖南、河南和云南,排放强度超过1t?km-2的省区包括上海、湖南、河南、辽宁和广东,这些地区的主要汞排放源为有色金属冶炼和生活垃圾焚烧。1995～2003年中国非燃煤大气汞排放的年均增长率为9%,其中生活垃圾焚烧排放的年均增长率最高,达到42%。     

2005年中国燃煤大气砷排放清单

燃煤排放的砷是引起大气环境污染和经济损失的重要痕量元素之一.对燃煤大气砷排放进行估算可以为砷排放法规政策的制定和选择适宜的燃煤砷污染控制技术提供依据.采用基于燃料消耗的排放因子法,按照经济部门、燃烧方式和除尘设施将燃煤排放源进行分类,根据各省区不同排放类型的煤炭消耗量和燃煤平均砷含量,建立了2005年中国燃煤大气砷排放清单. 2005年中国燃煤生产和消耗量分别为2 119.8和2 099.8 Mt.燃煤导致的大气砷排放总量估算约为1 564.4 t,其中排放量最大的省区是山东（144.4 t）,其次是湖南（141.1 t）、河北（108.5 t）、河南（77.7 t）、江苏（77.0 t）等,燃煤大气砷排放主要集中在中东部省区;绝大部分燃煤大气砷排放来自工业（818.8 t）和电力部门（303.4 t）,分别占燃煤大气砷排放总量的52.3%和19.4%;2005年中国燃煤排放的砷大约有375.5 t是以气态形式排放到大气中,占排放总量的24%.总体上,在全国范围内燃煤大气砷污染排放控制的重点是电力和工业部门;而对于新疆、甘肃、青海、贵州等地区,还应关注生活消费燃煤引起的砷中毒事件.     

燃煤电厂烟尘铅排放状况外场实测研究

选取30台燃煤电厂锅炉开展燃料铅含量及烟尘铅排放浓度的系列外场测试.结果表明,燃煤电厂燃料铅含量均值为8.50 mg·kg-1,烟尘铅平均排放浓度为0.0081 mg·m-3,排放因子为0.0643 g·t-1.不同机组容量及有无选择性催化还原(SCR)装置状况下烟尘铅排放因子无显著性差异(p＞0.1),不同除尘设施类型下烟尘铅排放因子有显著性差异(p＜0.1),布袋除尘(Fiber Filter,FF)电厂烟尘铅排放因子低于静电除尘(Electrostatic Precipitator,ESP)电厂.本研究中铅排放因子低于国内估算值,与AP 42燃煤电厂铅排放因子处于同一水平.基于本研究排放因子计算的全国2011年燃煤电厂烟尘铅排放量为126.76 t.     

胶州湾海洋微表层铜络合的容量

采用阳极溶出伏安法测定了2004年胶州湾海水微表层和次表层金属铜离子的络合容量和条件稳定常数,系统地探讨了其分布规律及其与COD、DOC、TN和TP的相关性.结果表明,胶州湾海水微表层铜络合容量有富集现象,平均值微表层为3.85×10^-7mol·L^-1,次表层为2.45×10^-7mol·L^-1,富集倍数1.56.条件稳定常数(lgK)微表层为7.21,次表层为7.21;且3月、9月微表层小于次表层,6月、12月微表层大于次表层.胶州湾铜络合容量东北部>西北部>南部>中部>湾口;且9月>6月>12月>3月.海水微表层和次表层铜络合容量与COD、DOC存在显著正相关性,而与TN、TP存在较好负相关性.     

Free cupric ions in contaminated agricultural soils around a copper mine in eastern Nanjing City, China

To determine the environmental free metal ion activity was a recent hot issue. A method to measure low-level free cupric ion activity in soil solution extracted with 0.01 mol/L KNO3 was developed by using cupric ion-selective electrode （ISE） and calibrating with Cu-buffer solution. Three copper buffers including iminodiacetic acid （IDA）, ethylenediamine （EN）, and glycine （Gly） were compared for calibrating the Cu-ISE curves in the range of free cupric ions （pCu^2＋） 7-13. The Cu-EN buffer showed the best electrode response and thus was applied as the calibration buffer. The pCu^2＋ of 39 contaminated agricultural soils around a copper mine was measured, ranging from 5.03 to 9.20. Most Cu in the soil solutions was found to be complexed with dissolved soil organic matters, averaging 98.1%. The proportion of free Cu^2＋ ions in the soil solutions decreased with the increasing of solution pH. Soluble Cu and free Cu^2＋ ions concentrations were analyzed by multiple linear regressions to evaluate the effects of soil properties on metal levels and speciation. The results showed that soil solution pH was the most significant factor influencing pCu^2＋ （with R^2 value of 0.76）, while not important for the soluble Cu concentration.     

铜对大麦(Hordeum vulgare)的急性毒性预测模型——生物配体模型

采用水堵的方法研究了Ca2 、Mg2 、K2 、Na2 和pH对大麦铜急性毒性的影响程度,并建立了一种用于预测铜对大麦急性毒性的生物配体模型(BLM).结果表明,高活度Mg2 (1.21 mmol·L-1和1.65 mmol·L-1)显著增加了大麦根伸长的半抑制浓度EC50(Cu2 )(以自由Cu2 活度表示),而Ca2 、K2 、Na2 对EC50(Cu2 )的影响没有达到显著水平.培养液中铜的形态分析和相关分析表明,pH值通过改变羟基铜(CuOH )的含量而影响铜的毒性.根据生物配体模型理论,估计了Cu2 、Mg2 、CuOH 和生物配体的络合平衡常数,分别为LogKCuBL=6.57,logKCuOHBL=7.03,logKHgBL=3.00.在此基础上通过计算得出,当50%的大麦根伸长被抑制时需络合66%的生物配体位点,利用上述参数建立的生物配体模型预测的EC50在实测值的2倍范围之内,远远低于仅考虑自由Cu2 毒性的12倍预测范围.结果说明,考虑了Mg2 竞争和CuOH 毒性建立的生物配体模型能够准确地预测铜对大麦的急性毒性.     

铜在沉积物各相中分配的实验模拟与数值模拟研究——以鄱阳湖为例

实测表明,在鄱阳湖沉积物各地球化学相中,铜主要赋存于有机相和水合铁锰氧化物相中。沉积物中各地球化学相的含量是金属离子在沉积物中分布的控制因子之一。 本研究通过模拟沉积物对Cu~(2+)的吸附实验求得了一定条件(pH、T℃)下模拟沉积物各相的条件平衡常数,并应用S.M.Oakley、Davies-Colley等所提出的经简化的分配模型,预测了铜在沉积物各地球化学相中的分配,所得结果与实测结果吻合。     

胶州湾表层海水表观Cu络合容量

采用阳极溶出伏安法,对胶州湾12个站位的表层海水样品的表观Cu络合容量(ACuCC)和络合条件稳定常数(K)进行了测定和计算.结果表明:胶州湾表层海水的表观Cu络合容量的变化范围为327.3～587.2 nmoL/L,平均值为436.0nmol/L;条件稳定常数对数值的变化范围为7.45～8.34,平均值为7.73,平均值为95.05%.胶州湾表层海水ACuCC呈现东北及西北部高,湾中部及湾口低的特点.胶州湾表层海水Cu络合能力可能是以相对较强的配位体所控制.     

污染水体重金属形态分布的化学平衡模式

研究了湘江霞湾江段重金属污染区内镉、铅和铜的形态分布化学平衡模式,该模式体系包括12种金属和12种配体,涉及134个络合反应、42个沉淀反应和2个混合固体沉淀、5个氧化-还原反应、3种金属在颗粒物上的吸附反应。模拟研究了重金属沉淀的边界和区域,实验测定了该江段河水与重金属的络合容量和络合物的条件稳定常数作为有机配体的计算参数,考察了该江段悬浮沉积物对重金属吸附的表面络合常数作为吸附反应的输入参数。计算得到了该江段不同站位镉、铅和铜的形态分布,其结果与形态分析实测和水质分析结果基本一致。     

水体与土壤中天然有机物与铜的络合作用及其影响因素

采用络合滴定方法测定了不同反应条件下水体DOC和土壤WSOC与铜的络合参数。比较了土壤WSOC与FA、HA及与水体DOC络合参数的差异。实验结果表明：pH降低，络合稳定常数下降；滴定浓度范围降低，测定络合条件稳定常数升高；离子强度上升，络合稳定常数相应下降。2个样的WSOC络合稳定常数测定结果分别为4．66和4．64，高于水体DOC；络合容量分别为0．079和0．023mmol(Cu)/mg(C)，低于DOC。考虑到络合位初始浓度与其他因素的影响，WSOC与FA和HA样品的络合能力相差不大。     

水环境重金属分布综合化学模拟——江西永平地区水体铜、锌、镉形态分布研究

本文用综合化学模拟的方法,以江西永平地区水体为背景,对铜、锌、镉在不同形态中的分布规律进行初步研究。 模拟水系统包括5种重金属Cu、Zn、Cd、Co、Ni,5种无机配位体SO_4~-、Cl~-、NH_3、HCO_3~-、CO_3~-,一种有机配位体HA和一种吸附剂高岭石。系统中用到的重金属HA络合平衡与高岭石吸附平衡常数通过模拟实验测定;无机络合常数由数表查取。系统的平衡特征用一个含有81个方程的非线性方程组描述。该方程组用最速下降法求解,计算过种用AIGOL-60语言编成程序,在TQ-16计算机上执行。     

海水中铜铅锌镉的分析方法研究

海水中铜铅锌镉金属元素的测定方法主要分为原子吸收法和阳极溶出伏安法.经过实验分析,比较两种分析方法的优缺点.结果表明：原子吸收法分析,海水样品需要经过前处理富集浓缩,灵敏度较高,方法稳定性强;阳极溶出伏安法可以直接进样,同时测定海水中铜铅锌镉四种金属元素,但是该方法检出限较高,测定低浓度样品,结果的重复性较差.通过优化实验条件,可以提高两种方法的适用性.     

黄河口及其附近海域表观Cu络合容量的研究

采用阳极溶出伏安法(ASV)对黄河口及其附近海域14个站位表、底层海水的表观Cu络合容量(ACuCC)进行了测定,并计算了条件稳定常数(K)和络合容量指数(CCI).得到该海域海水ACuCC的变化范围在215.1～738.0 nmol/L,平均值为387.3 nmol/L;lgK的变化范围在7.66～8.95,平均值为8.27;CCI的变化范围在82.50%～95.25%,平均值为88.05%.结果表明:调查海域表层海水ACuCC的平均值比底层海水ACuCC的平均值高,南部海区表层海水ACuCC值高,而远离海岸的东北部海区表层海水ACuCC值低.