内蒙古典型煤炭基地工业园大气TSP化学特征探究

监测2015年夏季内蒙古乌达-乌斯太工业园大气颗粒物TSP样品中多种无机元素和碳质组分，结果表明：工业园的TSP日均浓度明显高于国家环境空气质量标准，相关监测无机元素浓度均显著高于背景区乌海湖小岛。工业园碳质（OC/EC）测定值显著高于背景区，总碳气溶胶占比26.8%，其中以乌斯太工业园和乌达工业园采样点TCA占比较高。采用因子分析法对颗粒物元素组分分析发现主要有4类来源：园内复合地表污染扬尘、上风向地下煤火衍生污染物、交通源、园内燃煤电厂排放，贡献率分别为67%、27%、5%、1%。     

淮北孙疃矿区地表尘中多环芳烃类化合物的污染特征及致癌风险评价

淮北孙疃矿区是华北两淮地区典型的煤炭资源开采基地.以往涉及煤矿区地表尘的环境研究多集中在重金属和水溶性离子等,对多环芳烃类化合物（PACs）研究较少.利用气相色谱-三重串联四极杆质谱（GC-MS/MS）检测了孙疃矿区及周边环境地表尘中16种母体多环芳烃（16PAHs）、烷基多环芳烃（aPAHs）及部分含氧多环芳烃（OPAHs）的含量.结果表明,孙疃矿区地表尘中ΣPACs含量范围为283.8~36852.5 μg ·kg^-1（均值为4114.2 μg ·kg^-1）.其中,ΣaPAHs（均值2593.8 μg ·kg^-1）约为Σ16PAHs（均值1074.9 μg ·kg^-1）的2.4倍,是PACs污染的主要贡献者.地表尘中16PAHs和aPAHs在组成上均以相对分子质量低的PACs为主.OPAHs含量较低,均值为445.6 μg ·kg^-1.同时,PACs污染主要集中在矿区周边及煤矸石填埋道路附近.利用正定矩阵因子分解（PMF）推测研究区主要受成岩源影响,其次是煤和生物质燃烧,交通源及石油产品泄漏的占比较小.特征比值结果显示,当Σ16PAHs/ΣPACs<0.25时主要受煤矿区污染.PMF结合终生致癌风险（ILCR）结果显示,研究区对儿童存在潜在致癌风险,风险主要来自煤和生物质燃烧及煤炭开采.我国淮河流域煤矿区众多,研究结果可为煤炭开采区PACs的污染防治提供参考.     

酸性水动态淋滤与静态浸泡土壤中氟的实验研究

模拟研究了不同pH值的淋滤液对土壤的动态淋滤及静态浸泡,用氟离子选择电极法测定了不同pH值淋滤液在不同时间段获取的淋出液中氟浓度以及淋滤后残渣中的氟含量,结果表明:淋滤液的pH值、淋滤时间以及土壤中氟的赋存形态对氟的淋出影响重大。淋滤液的酸性越强,土壤中氟的最大淋出浓度越大,土壤中被淋出的氟含量越高,淋出率也越高且氟的淋出主要集中在淋滤初期60h内,后渐趋于平缓;动态淋滤淋出的氟含量及溶出率均稍高于静态浸泡,这可能源于动态淋滤较强的分子运动,进而使提取剂充分渗透到土壤基质中。黄壤、黄棕壤、水稻土在pH=3的淋出液中的氟浓度变化曲线表明土壤淋洗作用更多的是将土壤中的可溶性氟盐淋洗掉。可溶性氟盐越多,被淋失的氟就越多。     

贺兰山北段羊氟中毒区氟污染研究

宁夏贺兰山煤炭开采和煤层自燃已有300多年历史,该区近30年来开采强度加大,自燃程度趋重。本工作深入调查和系统测试了该区地表土和牧草等共计137件样品中的氟含量,结果显示:地表土中氟含量总均值为707±126μg/g,显著高于当地氟背景值;牧草氟含量为218±42μg/g,表明羊氟中毒可能与地表土及牧草高氟息息相关。地表土中硫酸盐均值为1771±130μg/g,而p H均值为5. 92±0. 82,与当地背景值相比,该区硫酸盐含量显著偏高,酸性明显较强。研究表明,贺兰山北段地表土存在酸污染及硫酸盐污染,并伴随氟污染,可能源于该区域采煤、用煤及煤层自燃历史悠久,导致氟化物、酸性硫酸盐沉降并存,随之污染牧草,进而引发羊氟中毒。     

云贵川交界地氟病区煤系黏土-黄铁矿的风化

云贵川交界区地氟病流行与拌煤黏土有关已形成共识,新的研究不仅证实当地出露煤系地层黏土高氟且富酸从而加剧原煤-黏土混合物燃烧释放氟化氢.本文在观察到相关黏土样本富黄铁矿基础上,采用飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)表征了样本中典型的黄铁矿颗粒,检出其表面富HSO~-_4、SO~-_4、FeSO~+_4、FeO~+等特征正负离子,指示相关黏土-黄铁矿已发生风化并产酸,是研究区煤系地层长期自然暴露的后果.另一方面通过氟化氢释放实验证明,风化土中的酸对黏土中氟的释放具有一定促进作用.同时本文也演示了TOF-SIMS在研究天然矿物及其风化中发挥的重要作用.     

淮北矿区煤矸石多环芳烃污染特征及毒性评价

利用气相色谱-三重四级杆质谱（GC-MS/MS）对采自刘桥二矿的13件煤矸石样品（7件新鲜煤矸石样品,6件风化煤矸石样品）中16种优先级母体多环芳烃（16PAHs）和烷基多环芳烃（a-PAHs）进行了定性和定量分析.结果表明：煤矸石中不仅含有16PAHs,而且含有对应的a-PAHs,后者含量（均值587.88ng/g,n=13）普遍高于前者（均值505.23ng/g,n=13）.16PAHs以萘,菲,䓛为主,分别占16PAHs总和的15%,33%和15%;a-PAHs则以烷基萘与烷基菲为主,分别占a-PAHs总和的22%与40%.风化样品中∑16PAHs及∑a-PAHs含量均高于新鲜样品,仅苯并[a]芘,二甲基取代菲风化后含量降低,相对应的一甲基苯并[a]芘（C1-BaP）,菲在风化后升高.特征比值法显示,煤矸石样品满足0<C₀/（C₀+C₁-C₄） PHE<0.25,0.2<C₀/（C₀+C₁-C₅） NAP<0.55,且运用这一比值对煤炭,石油,沉积物样品进行分析也有较好的分散度,能够用于区分煤矸石源PAHs.毒性评价显示煤矸石中BaP等效浓度达到194.60ng/g,a-PAH尤其是C₁-BaP贡献了大部分的毒性风险.本文为PAHs源解析提供了煤矸石来源的基础实验数据及判定此来源的特征比值,并揭示了煤矸石中PAHs可能具有的潜在生态风险.