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。     

中国燃煤汞排放量估算

研究了中国煤炭的汞含量及主要用煤行业燃煤汞排放因子．结合有关统计资料计算了我国各行业和各地区燃煤汞的排放量．全国煤炭的平均汞含量为0.22mg/kg ,主要燃煤行业中大气汞排放因子为64.0 ％ ～78.2 ％ ．1995年全国燃煤共排放汞302.9t,其中向大气中排汞量为213.8t,排入灰渣及产品中的汞为89.07t.1978（1995 年全国燃煤大气汞排放量的年平均增长速度为4.8 ％ ,累积排汞量为2493.8t ;北京、上海、天津等超大城市排汞强度较高;燃煤汞排放是中国面临的重要环境问题．     

农村分散式燃煤汞排放及周边环境汞污染研究——以贵州省厂头村为例

贵州省燃煤中汞含量较高,在贵州省农村分散式燃煤的使用是个普遍现象。为了解煤在分散式燃烧过程中造成的汞排放及其对周边环境的影响,本研究选取江南煤都贵州省具有代表性的高汞含量煤产区,黔西南州兴仁市厂头村为研究区,对农户所用煤和燃烧过程中的炉渣、烟气以及周边农用地表层土壤样品中的汞含量进行了分析,同时监测了当地农户室内和室外空气汞浓度变化。结果表明,研究区农户煤中汞含量为0. 34±0. 18 mg/kg,炉渣中汞含量为0. 13±0. 10 mg/kg,烟气中汞含量为23±16μg/m~3。研究区的土壤中总汞(THg)和甲基汞(MeHg)的含量分别为0. 37±0. 08 mg/kg和0. 64±0. 35μg/kg,THg与MeHg之间呈显著正相关(r=0. 375,P0. 05)。土壤总汞浓度低于土壤环境质量标准总汞风险筛选值。地累积指数法风险评价结果显示,研究区土壤总汞和甲基汞污染指数分别为0. 18±0. 33和0. 15±0. 79,存在一定的汞污染风险。     

我国煤中汞含量水平及洗选过程汞流向分析

介绍了我国煤中汞含量与分布特征、煤中汞的赋存形态,分析了汞释放对环境的影响以及汞的脱除与控制技术。结果表明:我国(华南)晚三叠世(T3)煤中汞含量最高,平均含量为0.26μg/g;贫煤和无烟煤中汞含量最高,平均含量都超过0.20μg/g。含汞较高的晚三叠世、晚二叠世煤田主要分布于华南各地;多数煤中汞含量在0.300μg/g以下,但华南的江西、广西、贵州等地煤中汞含量总体水平较高;汞的赋存形态可分为有机结合态和无机结合态,煤中汞的控制方法可分为利用前脱汞、利用(燃烧)后脱汞和过程中汞形态转化。提出了煤炭洗选过程汞分布、脱除率和汞平衡等计算公式,指出了煤炭洗选过程中汞迁移行为的主要影响因素。     

燃煤火电厂汞排放因子测试设计及案例分析

在火电厂锅炉煤的燃烧中,汞的迁移是个复杂的过程.在炉内高温下,几乎所有的汞以气态形式停留于烟气中,随着烟气温度的降低,汞被再分配到粉煤灰、炉渣和空气中.采用测试和衡算的方法,对火电厂汞排放因子进行测试和分析.结果表明:汞的迁移分配与煤中汞的赋存量、粉煤灰中可燃物碳的含量及烟气温度相关.煤燃烧后,进入粉煤灰中的汞占煤中汞含量的12.7%～31.3%,进入炉渣中的汞占0.9%～12.8%,大部分汞排入大气中,占67.8%～82.2%.      

前郭灌区居民发汞含量及影响因素研究

从第二松花江(二松)下游的前郭灌区内采集了120名居民的头发样品(发样),测定了发样中的总汞(发汞)含量,分析了人体汞累积的影响因素,评价了当地居民的汞暴露风险水平.结果表明,居民发汞含量为0.15～1.01mg/kg,平均含量为0.56mg/kg.其中,男性发汞平均含量为0.55mg/kg,略低于女性发汞平均含量(0.60mg/kg).随年龄的增长,居民发汞含量呈现先增长后降低的趋势.其中,低于20岁人群的发汞含量最低,平均值为0.47mg/kg;40～50岁人群发汞含量最高,平均值为0.73mg/kg;发汞含量与个体性别、身高、体重等生理特征及吸烟、饮酒、食鱼量等生活习惯的相关关系不显著.120份发样中,仅有1例发汞含量超过了美国环保局制定的参考剂量(RFD)限值(1.00mg/kg).本研究表明,目前二松下游居民的汞暴露风险水平已经很低,长期提取二松江水灌溉对当地居民健康未构成威胁.据此推断,以二松为主要水源的哈达山水库建成后,通过灌溉对当地居民健康造成的影响也较低.     

珠江口柱状沉积物中氮的形态分布特征及来源探讨

对珠江口4个柱状沉积物中的氮进行测定,研究了氮的存在形态、含量及垂向分布特征,探讨了沉积物中有机质的来源和输入途径.结果表明:TN含量的变化范围为850.62～2 340.85mg/kg,平均值 1 502.73mg/kg.垂直分布表现为底层向表层逐渐增加的总趋势,且两端含量变化较缓、中间较大.有机氮含量的变化范围为655.42～2 029.86mg/kg,平均值 1 187.86mg/kg.垂直分布表现为2种分布类型:随深度减小型和两端含量高、中间低型.无机氮中铵氮含量较高,变化范围47.59～739.61mg/kg,平均值为271.69mg/kg.铵氮在沉积物中的含量随深度而增加.TOC/TN比值在5至17之间,明显反映出有机质是陆源和水生2种来源的混合输入.总氮和有机氮的沉积过程有明显的同步效应,而和铵氮之间的同步相关性较小,并且因站位不同差异很大.     

铜仁汞矿区土壤汞污染现状调查研究

为了进一步对废弃汞矿污染区的生态环境进行跟踪调查及科学的评价,2015年通过对铜仁市废弃汞矿区周围的稻田、旱田及菜地土壤汞污染现状调查分析。采用S型随机抽样方式,并使用原子荧光光度法对研究对象进行分析。结果表明:万山镇、云场萍及路腊村汞矿区稻田土壤总汞(THg)含量平均值分别为123.75、79.33、21.89 mg/kg;其旱田土壤THg含量平均值分别为:117.20、73.34、19.90 mg/kg;其菜地土壤THg含量平均值分别为129.40、81.78、26.50 mg/kg;且,万山汞矿区甲基汞(Me Hg)含量平均值分别为6.48(稻田)、4.80(旱田)、6.40μg/kg(菜地);云场萍汞矿区Me Hg含量平均值分别为3.73(稻田)、2.47(旱田)、6.40μg/kg(菜地);路腊村汞矿区Me Hg含量平均值分别为1.92(稻田)、0.87(旱田)、2.47μg/kg(菜地)。以上结果说明万山废弃汞矿区的污染程度高于云场萍废弃汞矿区及路腊村废弃汞矿区。     

白洋淀铁锰的分布水平及迁移特征

为确定白洋淀的铁锰分布水平,在白洋淀国控点采集上覆水和沉积物进行监测分析,并通过潜在迁移指数评价了铁锰的潜在风险。结果表明:白洋淀上覆水中铁锰含量平均值分别为0.10mg/L、0.41mg/L,其中铁能够达到地表水水质标准,锰超标。沉积物中铁含量平均值为2.49mg/kg;锰含量在府河入淀口南刘庄浓度达到2260mg/kg,明显高于其他采样点,其余几个采样点的平均值为95mg/kg。铁的存在形态浓度从大到小依次为:残渣态酸溶态可还原态可氧化态;锰的存在形态浓度顺序为:酸溶态残渣态可还原态可氧化态。沉积物中铁、锰的潜在迁移指数平均值分别为46.95%、62.23%。说明锰的潜在迁移可能性大于铁,更易形成二次污染。     

万峰湖水体和沉积物中汞的污染现状及风险评价

分析了万峰湖水体和沉积物中汞的污染现状以及汞含量分布状况,分别采用单因子污染指数法表征了水体中汞污染程度,地累积指数法和潜在生态危害指数法评价了沉积物中汞污染程度和潜在生态风险。结果表明,11个采样点水中汞含量为ND~0.034μg/L,平均值0.014μg/L,均符合国家地表水质量Ⅲ类标准;沉积物中汞含量为0.039~0.358 mg/kg,平均值0.169 mg/kg。从三江口—红村码头水和沉积物中汞含量均呈现波状起伏分布,分布趋势较一致。单因子评价法显示研究区水体中无汞污染,地累积指数法和潜在生态危害指数法显示所测样点沉积物中有82%无汞污染,45%生态风险很低。     

Emission factors of polycyclic aromatic hydrocarbons from domestic coal combustion in China

Domestic coal stove is widely used in China, especially for countryside during heating period of winter, and polycyclic aromatic hydrocarbons （PAHs） are important in flue gas of the stove. By using dilution tunnel system, samples of both gaseous and particulate phases from domestic coal combustion were collected and 18 PAH species were analyzed by GC-MS. The average emission factors of total 18 PAH species was 171.73 mg/kg, ranging from 140.75 to 229.11 mg/kg for bituminous coals, while was 93.98 mg/kg, ranging from 58.48 to 129.47 mg/kg for anthracite coals. PAHs in gaseous phases occupied 95% of the total of PAHs emission of coal combustion. In particulate phase, 3-ring and 4- ring PAHs were the main components, accounting for 80% of the total particulate PAHs. The total toxicity potency evaluated by benzo[a]pyrene-equivalent carcinogenic power, sum of 7 carcinogenic PAH components and 2,3,7,8-tetrachlorodibenzodioxin had a similar tendency. And as a result, the toxic potential of bituminous coal was higher than that of anthracite coal. Efficient emission control should be conducted to reduce PAH emissions in order to protect ecosystem and human health.     

中国煤砷含量评价

根据聚煤盆地煤炭储量和2001年各省、市自治区煤炭产量,在全国选择代表性煤样研究砷含量.对此次煤砷含量采取3种不同评价方法,得到不同意义的全国煤砷平均含量.①将此次煤样砷算术平均含量6.43mg/kg近似认定为全国煤砷平均含量;②考虑5大聚煤区煤炭储量的权重,计算全国煤砷平均含量为5.28g/kg;③考虑2001年各、省、市自治区煤炭产量的权重,计算全国煤砷平均含量为6.03mg/kg.高砷煤因储量较小,对全国煤砷含量影响较小,可以忽略不计.3种煤砷平均含量意义不同,对于不同的研究目的,应选择不同的煤砷平均含量,这样才能更准确地反映客观真实情况.     

中国煤中氟的含量及其分布

在全国主要产煤的26个省、市和自治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305个煤样,用高温热水解-离子选择性电极法测定了全部样品的氟含量.煤中的氟主要以无机形态赋存,氟含量和变质程度之间没有必然的联系.成煤时代等单一因素对氟含量的影响可能为其它各种因素的综合作用所掩盖,对此有必要进行更深入、具体的研究研究了各省、市和自治区的煤氟含量的分布,有必要重新审视、甄别燃煤型氟中毒区氟的来源.全国煤的氟含量服从对数正态分布,90%的样品含氟范围为47～347mg/kg,宜用几何平均值136mg/kg作为全国平均煤氟含量.与世界煤相比,中国煤氟含量并无异常.     

民用燃煤烟气中甲基多环芳烃的排放特征

利用全流稀释烟气采样系统,对20个煤/炉组合方式(涉及4种烟煤和1种无烟煤、块煤和蜂窝煤2种燃烧方式、3种北方地区常用的炉灶类型)的燃烧烟气进行了采样和分析,获取了多环芳烃的排放因子数据.针对具有更强“三致”作用的甲基多环芳烃(A-PAHs)的排放特征进行讨论,并与原煤的有机溶剂抽提物进行对比.结果表明,不同煤种和燃烧方式的8种A-PAHs排放因子(EFA-PAHs)差别显著,其中,烟煤在块煤与蜂窝煤两种燃烧方式下的变化范围分别为0.5~1.6mg/kg和63.9~100.1mg/kg,无烟煤以块煤与蜂窝煤燃烧的EFA-PAHs分别为0.1mg/kg和67.3mg/kg;蜂窝煤的平均EFA-PAHs比块煤高约2个数量级,说明作为洁净煤技术被推广使用的蜂窝煤燃烧方式存在“不洁净”的方面,应引起重视.对比原煤抽提物中A-PAHs的变化特征,可知燃煤烟气中的A-PAHs部分来自于煤的受热挥发,具有原煤的一些特征,但是更多的A-PAHs来自于燃烧过程中的高温裂解反应.     

燃煤电厂超低排放改造前后汞污染排放特征

针对300 MW燃煤机组,基于US EPA(美国国家环境保护局)的30 B汞监测方法,通过多点监测对比了实施低氮燃烧器改造、SCR脱硝改造、新增低温省煤器、静电除尘器高频电源改造、湿法脱硫塔脱硫提效并增加管式除雾、新增湿式静电除尘器技术路线开展的超低排放改造前后汞排放及分布特征.研究表明:超低排放改造前,神华煤w(Hg)为49 μg/kg,烟囱入口ρ(Hg)测量值为1.87 μg/m3;煤燃烧及经过污染物控制单元后,有35.0%的汞存在于灰中,有29.5%的汞存在于石膏中,有35.4%的汞从烟囱排出.超低排放改造后,神华煤中w(Hg)为30 μg/kg,烟囱入口ρ(Hg)测量值为0.46 μg/m3;脱硫进水及湿式除尘器进水对汞平衡几乎没有影响,煤燃烧及经过污染物控制单元后,有36.1%的汞存在于灰中,有55.2%的汞存在于石膏中,有8.7%的汞从烟囱排出.超低排放改造后,污染物控制设备的烟气综合脱汞效率提高了1.5倍左右,表明超低排放脱硝增强了对汞的催化氧化,而脱硫增强了对二价汞的吸收结果.湿式电除尘器对脱汞没有明显效果.      

城市管道煤气生产中汞的分布特征

采用二次金汞齐 -冷原子吸收光谱法对贵阳市城市民用管道煤气中汞含量进行了测定。对煤气生产中使用的洗精煤及生产过程中产生的化学产品焦碳、煤焦油、焦炉煤气脱硫洗涤物硫浆中汞含量和分布进行了初步研究。管道煤气中汞的含量低于方法检测限 0 .0 5ng/m3,低于贵阳市大气中汞含量。在原煤转化为城市管道煤气过程中 ,原煤的洗选过程脱除了 70 %的汞 ;焦碳中汞含量占洗精煤汞含量的 1 1 .4 % ;焦油中汞含量占洗精煤中汞的 1 2 .6 % ;硫浆的生成过程脱除了煤气生产用洗精煤中 50 %的汞。     

贵州煤中Pb浓度与同位素组成特征

燃煤型Pb已成为我国大气Pb最主要的人为来源,高精度Pb同位素是示踪燃煤Pb排放的强有力工具,但我国煤中Pb同位素的数据报道还较少。本文研究了贵州晚二叠纪不同矿区煤中的Pb浓度和Pb同位素比值。结果表明,样品Pb浓度为2.03~35.6mg/kg,几何均值5.4±3.3mg/kg,低于我国煤中Pb的平均值。煤中~(206)Pb/~(207)Pb为1.1959~1.2774,~(208)Pb/~(206)Pb为1.9500~2.0895,与U/Pb比、全硫、黄铁矿含量有显著相关性,说明煤中U含量和硫化物结合态Pb对Pb同位素组成的影响较大,偏放射性成因。比较分析了贵州省不同Pb来源的同位素组成,初步明确了大方、盘县、水城煤中的Pb主要来源于低温热液流体、玄武岩;毕节、安顺、桐梓煤中的Pb主要来源于陆源玄武岩、低温热液流体,少部分来自海相白云岩;六枝、瓮安煤中的Pb最主要来源于白云岩;晚二叠火山灰可能是兴仁煤的主要来源之一。本研究数据补充了贵州煤中Pb同位素数据的匮乏,并为利用Pb同位素示踪贵州地表环境Pb的来源奠定了基础。