中国煤中的汞

煤中的汞是人们最为关注的环境有害元素之一。由于汞具有强挥发性,燃烧时容易排放到大气中,从而对大气产生污染。我国多数煤中含汞处于0.01～1mg/kg之间,平均0.15mg/kg。煤中黄铁矿是汞的主要载体,其它硫化物、方解石和粘土矿物也可能含汞。燃煤向大气排放汞的问题正日益受到重视。     

贵州煤中汞的分布,赋存状态及对环境的影响

对贵州省六枝、水城、盘县和贵阳等４大煤田煤中汞的研究表明：煤中汞的平均含量为０．５５２μｇ／ｇ;煤中汞主要赋存于黄铁矿中,硅酸盐矿物相中汞的分布量很少;贵州燃煤引起的汞污染问题非常严重。     

煤汞同位素地球化学研究进展

汞是煤中普遍存在的痕量元素,煤炭消耗总量之巨使燃煤成为全球汞污染主要来源之一。汞具有7种稳定同位素, 并且兼具质量分馏和非质量分馏效应,使通过汞同位素对涉煤汞污染源和汞迁移、转化示踪成为理想途径。煤中汞同位素 研究获得长足进展。第一,初步给出了世界11个产煤国煤中汞同位素δ202Hg的特征值及分布范围,为示踪环境介质汞的燃 煤源污染源创造了条件。第二,发现了原煤中汞存在奇数质量汞的非质量分馏效应（Δ199Hg≠0）,有助于配合δ202Hg开展示 踪研究。第三,中国不同产煤地及不同成煤期原煤中汞同位素δ202Hg与Δ199Hg值已被测试,为中国开展煤源汞污染示踪研究 打下一定基础。进一步工作可能有待加强的4个方面：（1） 全球不同地域和时代煤中汞同位素数据库的不断补充、修正和 完善;（2） 煤炭生产遗存物,如残留煤和煤矸石等与气-水环境相互作用中的汞同位素问题;（3） 燃煤派生的且影响人类 健康的环境介质如大气细颗粒物（PM2.5） 的汞同位素问题;（4） 涉及煤火汞的迁移转化是复杂的,部分汞具有二次释放特 性,其中汞同位素问题仍是未知的。总之煤中汞及其关联的汞同位素研究方兴未艾。     

上海口岸进口煤炭总汞含量的分布特征

随着我国从煤炭净出口国向世界第一大煤炭进口国转变,进口煤炭中汞成为大气汞污染一个不可忽视的来源,研究进口煤炭中总汞含量的分布特征,对科学评估进口煤炭中汞的迁入性风险和保护环境安全具有重要意义。本文借鉴美国环境保护总署分析固体和液体(包括土壤、沉积物、沉淀物及废水或地下水等)中汞含量的方法(EPA 7473),运用直接测汞仪法测定了上海口岸123批进口印度尼西亚、加拿大、俄罗斯、澳大利亚煤炭的总汞含量。进口煤炭中总汞含量的稳健统计描述表明,上海口岸进口煤炭总汞含量中位值为0.043 mg/kg,标准化四分位距为0.025 mg/kg。依据我国煤炭行业标准MT/T 963—2005《煤中汞含量分级》,上海口岸进口煤炭主要为特低汞煤和低汞煤,其中印度尼西亚煤炭中存在高汞煤和中汞煤。进口煤炭汞含量与灰分含量、全硫含量的相关分析表明,印度尼西亚、俄罗斯煤炭总汞含量与灰分含量不相关,与全硫含量正相关,推断汞的赋存形态主要为硫化物结合态;进口加拿大煤炭总汞含量与灰分含量呈负相关,与全硫含量呈正相关,推断煤炭中存在一定的有机结合态汞;进口澳大利亚煤炭总汞含量与灰分含量呈正相关,与全硫含量呈负相关,推断煤炭中汞的赋存形态主要为铝硅酸盐结合态。本文建立的固体进样-直接测汞仪测定煤炭中总汞含量的方法,省去了消解样品前处理操作,较冷原子吸收光谱法、氢化物发生-原子荧光光谱法等传统分析方法大幅缩短了检验流程,提高了分析效率,值得推广应用;运用该方法可准确评价进口煤炭中汞的赋存形态特征,针对性提出高汞煤炭的处理方法和燃煤电厂汞排放量控制的有效途径。     

西南喀斯特地区表生生态环境中汞的生物地球化学研究进展

汞的污染已经引起地学和环境工作者的关注,尤其是作为全球两大汞-锑矿带之一的我国西南地区.近年来,我们系统研究了西南地区自然过程和人为活动向大气的排汞通量、土法炼锌和土法炼汞对生态环境的影响、大规模汞矿开采造成的环境汞污染、高汞背景和多汞污染来源地区水库汞的生物地球化学循环演化特征.研究表明,无论自然过程还是人为活动,西南地区尤其是贵州省是全球大气汞的重要释放源;矿业开采造成了严重的环境汞污染,对当地居民的身体健康构成了严重的危害;这一地区的新建水库是汞甲基化的重要场所,对生态环境有潜在的危害.     

中国西南喀斯特湖泊硫酸盐来源的硫同位素示踪研究

硫是导致酸沉降的主要大气污染物之一,主要来源于重工业污染和矿物燃料利用过程中的排放.处于中国西南地区的贵阳市,其酸雨污染问题一直很严重,这是由于该地区分布有较多的燃煤型火力发电厂和冬季居民的取暖用煤释放,而该地区煤中S的含量可高达20 mg/L.     

烟煤与褐煤燃烧烟气中汞的释放形态与释汞量对比研究

<正>燃煤释放的汞是最大的人为大气汞释放源。褐煤的高挥发分(45%左右)、高水分(30%~50%)、高灰分(20%~30%)、低热值、底灰熔点等特点,褐煤为一种劣质燃料,主要用于发电厂的燃料。至2013年11月中国褐煤在煤炭消费总量中的占比已经接近20%,因此对我国褐煤发电厂燃烧烟气中汞的释放形     

煤中硫的地质特征和洁净煤技术的发展(英文)

媒中硫的含量大都由煤层的沉积环境控制,并取决于成煤物质是否曾受过海水影响及其受海水影响的程度。煤中硫的含量对于煤的有效利用甚为重要。这主要是因为燃煤时有相当量的二氧化硫释放到大气中造成对环境有害的酸雨。因此,煤层中硫的分布和地质特征是评估煤的品质及解决有关环境问题的一个重要参数。洁净煤技术是为了有效解决能源需求并减少用煤对环境的影响而发展起来的。它包括煤燃烧前的洁净方法（物理、化学和微生物的煤洁净法）、烟气脱硫、吸附剂喷撒和各种媒燃烧技术（流化床、气化联合循环等）。     

汞的环境地球化学研究进展

介绍了目前环境样品中总汞及其各形态汞的分析方法以及大气和水生生态系统中 研究进展，并指出，燃煤，汞齐法采金和人造水库等引起的环境汞污染问题以及汞在热带地区水生生态系统中的迁移转化规律等是目前的研究热点。     

利用原子荧光光谱-电感耦合等离子体质谱法研究济南市大气干湿沉降重金属含量及年沉降通量特征

大气降尘是地表土壤重金属元素的重要来源,研究大气降尘中重金属元素的地球化学特征并进行源解析对制定污染防控政策具有重要的指导作用。本文采用原子荧光光谱法、电感耦合等离子体质谱法、X射线荧光光谱法分析济南市大气干湿沉降中8种重金属(砷镉铬铜汞镍铅锌)含量特征;采用相关分析及主成分分析方法对大气干湿沉降重金属进行源解析。结果表明,大气干湿沉降物中镉铬铜汞镍铅锌平均含量分别为2.07 mg/kg、135.9 mg/kg、65.7 mg/kg、218.6μg/kg、110.7 mg/kg、380 mg/kg,显著高于土壤背景值,且富集程度高,明显受人为活动污染。镉铜汞铅主要来源于燃煤,砷铬来源于道路尘,镍来源于土壤,锌来源于交通尘;燃煤和道路尘对大气降尘的贡献率为50.13%,两者是济南市大气降尘污染的主要来源。大气干湿沉降对城区表层土壤中镉汞铬铅锌及砷的含量水平影响显著,其中锌年沉降通量最高(均值148 mg·m-2·a-1),汞年沉降通量最低(均值0.085 mg·m-2·a-1),且镉汞含量增长速率较高;大气干湿沉降对砷铬在土壤中的累积影响显著。     

北京市冬季空气污染来源及成因分析

雾霾天气已越来越受到关注。通过对北京地区PM2.5状况的空间分析,论证了北京市大气颗粒物污染源为本地源,而不是异地搬运的污染源,即主要来自北京周边无除尘设备的散户燃煤排放及市内生活排放,雾霾的主要成分是有机化合物充分说明这一点;而氮氧化物、二氧化硫排放很少,处于优质水平,说明雾霾与汽车尾气、工业污染关系不大。由此推测,我国北方冬季频发的大面积雾霾,与冬季散户取暖有较大关系。文中还从气象学角度论证了北京冬季霾的形成机理与温室气体水蒸气有较大关系。当昼夜温差较大且白天湿度较大时,凌晨雾的产生及上午大气逆温盖子的形成阻挡了污染的垂向对流扩散,是雾霾形成的决定因素。论文最后对雾霾的控制和治理提出了加强煤改气环保措施、重视生活污染治理的建议。     

煤中汞的赋存状态研究

对采自贵州省二叠系龙潭组煤层的 32个煤样进行了连续化学浸取实验研究 ,并利用重液分离方法 ,将另外 8个采自同一地区的煤样按密度从 1.4至 2 .8× 10 3kg m3分成 10个密度段。通过测定化学浸取过程主要矿物组成的变化及汞的浸取量 ,对比研究各密度段分样中矿物组成和有机质含量与汞含量间关系 ,得出煤中汞主要赋存于黄铁矿中 ,煤样黄铁矿中汞的分布是不均匀的。研究表明 ,当煤炭被开采堆放到地表后 ,煤中大部分汞可以被酸性矿井水带入环境中 ,这一环境污染问题应予以重视。在洗煤过程中 ,平均 5 1%的汞可以被脱除。因此 ,提高原煤入洗率可以有效地降低煤中汞的含量     

沁水煤田15号煤中氟的赋存状态及其沉积环境分析

氟是煤中有害元素之一,燃煤型氟排放造成的污染已经对人类的健康安全构成威胁。研究煤中氟赋存状态及其沉积环境,对掌握高氟煤分布规律及控制燃煤造成的氟排放具有重要意义。通过对沁水煤田内6座煤矿15号煤样品的分析发现:煤中氟含量与灰分显著相关,与黄铁矿硫、有机硫无相关关系,表明煤中氟主要以无机物形式赋存,且与含硫矿物无关;与钾、镁、硅、铝等元素含量具有显著的相关关系,表明氟有可能的主要赋存形式为金云母、氟金云母等矿物,以及以吸附存在于高岭石、勃姆石、伊蒙混层等黏土矿物中;与钙、磷元素含量无显著相关性,表明氟不以氟磷灰石、含氟羟基磷灰石等矿物大量赋存。此外,通过对沁水煤田15号煤的沉积环境分析发现,弱还原环境、较低盐度、偏酸性、较强的水动力条件有利于该区域煤中氟的富集。     

煤中有害物质的赋存特征及其对环境的影响研究进展

燃煤污染是我国首要污染 ,尤其是高硫煤的燃烧和利用过程造成的危害比低硫煤要严重得多。燃煤产生的ＳＯ2 已使我国 4 0 %以上的地区经受了酸雨的危害 ,西南地区酸雨的频率最高达 90 %以上 ,ｐＨ值最低可达 4 0 ,对人体健康、生态环境均具危害。煤中有害物质包括无机物质和有机物质两方面内容。近期我国开展的相关研究已取得一些重要进展 ,主要有以下几个方面 :( 1)我国不同地区煤田煤中有害微量元素的富集机制不同 ,如华北石炭—二叠纪高硫煤中有害微量元素属泥炭沼泽环境影响型 ,海水入侵可同时使煤中的硫和Ａｓ ,Ｐｂ ,Ｃｄ ,Ｃｏ ,Ｓｎ…     

济南市大气降尘地球化学特征及污染端元研究

在济南市城区对大气降尘及不同污染端元样品进行采集,系统分析了大气降尘和污染端元元素含量特征,并对大气降尘空间分布及污染来源进行研究。结果表明:不同污染端元中元素含量差别明显,燃煤尘中As、Cd、F、Pb是汽车尾气尘的3倍以上,是交通尘、冶炼尘、建筑尘等其他端元尘的1.26~2.35倍,对环境影响较大;汽车尾气尘中Cr、Ni、S、Zn含量最高,冶炼尘中Co、Ni、Pb、F含量偏高,而建筑尘中多数元素含量为所有端元尘中最低。与土壤背景值相比,济南市大气降尘中Cr、Cu、Pb、Zn、Cd、F、S富集程度较高,受到不同程度人为污染;相关分析和因子分析结果表明,Cd、Cu、Hg、Pb、As主要来源于企业燃煤,大气降尘中这些元素高含量区与热电厂、冶炼厂、化工厂等燃煤污染源空间分布相一致;F、S可能与汽车尾气排放有关,而As、Cr主源于交通污染,这3种污染源是济南市大气降尘污染的主要来源,对降尘的贡献约占60.42%。研究表明,工业燃煤排放已逐渐代替汽车尾气成为大气降尘中Pb元素的主要来源。     

卧龙湖煤矿岩浆蚀变煤层中汞的分布与赋存特征

系统采集淮北卧龙湖煤矿岩浆蚀变煤层中岩浆岩、煤及顶底板岩石样品,测试分析了样品中汞、灰分、挥发分、水 分以及各形态硫的含量,探讨了岩浆蚀变煤层中汞的分布与赋存特征。结果表明：（1） 岩浆侵入导致煤中灰分升高,挥发 分降低,煤中硫主要以黄铁矿硫和有机硫存在;（2） 岩浆侵入导致煤中汞的富集,卧龙湖煤矿岩浆蚀变煤层中汞的平均含 量高达0.23×10-6,是华北石炭-二叠纪煤、中国煤以及美国煤中汞的平均含量的1.4 倍,1.2 倍和1.3 倍;（3） 煤中汞的含量 随离岩浆侵入体距离增大有逐渐降低的趋势,但在煤岩接触带附近,汞在岩浆侵入体上方和下方的煤中呈现不同的分布特 征;（4） 煤中的汞主要以无机结合态的形式存在,且大部分赋存在煤中的黄铁矿中,同时亦存在与有机硫结合的汞。岩浆 热液对煤层的侵入,导致煤质以及煤中汞的含量和赋存方式发生了显著变化。     

鲁西南平原区大气干湿沉降元素输入通量及来源浅析:以巨野县为例

大气干湿沉降是农耕区表层土壤中某些元素的主要输入途径,其沉降物质中的重金属等元素对土壤环境质量有着很大的影响。对山东省巨野县大气干湿沉降的调查研究发现,随着近年来区内煤炭开采和化工工业的快速发展,区内大气干湿沉降物质总量有明显升高,显著高于我国其他一些地区。同时,区内重金属元素沉降通量也较高,其中Pb、Cr、Cu、Ni可达我国其他地区的2～3倍。大气沉降物质中Cd、Pb、Hg等的富集程度较高,其富集因子(EF)的高值区与煤炭开采和煤炭化工排放源分布吻合,说明工业区大气干湿沉降是Cd、Pb、Hg等重金属污染元素进入土壤环境的重要途径,工矿业活动对区内大气干湿沉降的增加有重要影响。此外,富集因子显示燃煤尘是大气沉降物及当地土壤S、Se的主要来源,而大气沉降物中Ni、Cr、As主要源自土壤扬尘,Ca和Mg与区内石材开采或水泥制造密切相关。     

北京首钢地区大气颗粒物中有机污染物的初步研究

对北京首钢地区大气颗粒物中有机物浓度、族组成及其饱和烃、多环芳烃的组成和分布特征进行了研究.在大气颗粒物中共检测出40多种多环芳烃, 其中属于美国国家环保局(EPA) 优先控制污染物9种, 且大多具有致癌和致突变性.根据生标特征, 有机污染物主要来源于煤的不完全燃烧, 部分来源于汽车尾气的排放.燃煤对首钢地区造成的污染更为严重.      

硅酸盐细菌煤炭脱硫实验研究

煤炭生物脱硫技术是目前和将来的重要研究内容之一.采用生长在含高硫煤培养基中的硅酸盐细菌来去除煤炭中的硫.研究结果表明,硅酸盐细菌对所用高硫煤样有脱硫效果,全硫含量从原煤样的5.45%降至处理后的3.45%,全硫脱除率达36.70%,其中细菌有效脱除率达9.91%.摇床培养的硅酸盐细菌比静止培养的硅酸盐细菌对煤炭脱硫效果更好.含氮培养基培养的硅酸盐细菌比无氮培养基培养的硅酸盐细菌脱硫效果要好.初步研究结果显示,硅酸盐细菌不仅对煤中硫化铁硫存在氧化作用,同时也对煤中有机硫和无机硫存在吸收与代谢转化作用.认为硅酸盐细菌对煤炭的脱硫作用存在两种机理:①硅酸盐细菌及其代谢产物对煤中硫产生氧化作用;②硅酸盐细菌对煤中硫进行了吸收与代谢转化.两种机理同时存在,且作用对象包括煤中所有形态的硫.该实验结果显示硅酸盐细菌在脱硫研究中有潜在应用前景.     

贵州省铜仁市垢溪地区土法炼汞废渣的淋滤实验及水体汞污染研究

汞是一种剧毒的人体非必需元素,汞及其化合物被列为环境优先污染物.我国是世界上仅次于西班牙和意大利的第3大产汞国,贵州省则是我国汞矿的主要产地.由于受汞的价格和环境压力的影响,贵州省汞矿资源大规模的开发活动已陆续停止.但是,小规模的土法炼汞活动依然普遍存在,例如务川地区,万山地区和铜仁地区.务川地区的土法炼汞研究表明,土法炼汞工艺极为简陋落后,大量的汞蒸汽释放到周围大气中,造成了当地极大的大气汞负荷(李平等,2006a).同时,炼汞工人则遭受着严重的汞蒸汽暴露,显示了极高的尿汞水平,部分暴露人群已经表现出一定的轻度慢性汞中毒的症状(李平等,2006不b).为了全面认识贵州铜仁垢溪地区土法炼汞污染的环境行为、特征、规律和危害,促进汞污染的防治和生态环境的恢复治理,笔者对铜仁垢溪地区土法炼汞废渣进行了淋滤实验,并对水体汞污染进行了调查.