煤中有害物质及其对环境的影响研究进展

综述了煤中有害物质的种类、分布赋存特征及对环境的影响研究进展。探讨了煤中黄铁矿的形态、世代交替、有机硫的结构及煤中硫的地质成因。阐述了煤中微量元素的种类、地质分布、赋存状态、迁移聚集机制及其环境危害。并对煤及燃煤产物中多环芳烃的种类、赋存规律及对环境和人类健康的危害进行了详细阐述。最后指出了煤中有害物质研究中存在的问题与发展趋势。     

陶枣煤田晚古生代煤中硫及伴生有害元素分布特征

对山东陶枣煤田晚古生代洪进行了形态硫分析、煤中黄铁矿伴生无奈的探针测试及煤中微量元素中子活化分析,结果表明,高硫煤中有害物质主要来自煤中黄铁矿,黄铁矿硫占总硫的75％以上,同时黄铁矿中伴生有大量有害元素,其质量分数与种类又与其成因类型有关。黄铁矿中伴生有害元素质量分数约在0．5％至2．5％之间。太原组高硫煤中的有害元素以Cu,As,U,Ph,Mo和Co等为特征,其成因与硫的聚集密切相关。研究还发现,As与Fe存在相关关系,As主要赋存在Fe和Cu的硫化物中。U的富集与海水的影响有关,同时也受岩浆活动的影响。侵入体附近的低灰天然焦含U最高,达10×10－6。根据以上研究结果,推测对于高硫煤采用重液洗选除硫除灰时,也可同时去除大部分有害元素,应予深入研究。     

煤燃烧过程中微量元素的迁移和富集

煤中微量元素在燃烧过程中产生迁移与富集。大部分元素在煤的燃烧产物中得以富集,一些挥发性强的元素将扩散到大气中。在飞灰中,大部分环境有害元素的富集程度与其粒度成反比,即在细粒飞灰中更加富集,由此对人体健康的潜在危害也更大。在我国,大型燃煤电厂的环境问题值得重视,同时大量的民用炉灶产生的环境污染更加严重,值得进一步研究与治理。     

煤中有害微量元素富集的成因类型初探

媒中微量元素的富集受多种因素和多期作用控制,往往是多因素叠加的结果。文中对煤中有害微量元素富集的成因类型进行了初步探讨,根据煤中有害元素富集的主导因素,划分出5种媒中有害微量元素富集的成因类型：（1）陆源富集型;（2）沉积-生物作用富集型;（3）岩浆-热液作用富集型;（4）深大断裂-热浪作用富集型;（5）地下水作用富集型。对煤中有害微量元素的来源。运移、富集的地质地球化学背景进行深入研究,将有助于发展中国煤地球化学基础理论,也可为煤利用过程中的环境保护提供科学依据。     

燃煤过程中氯氟烃的产生和释放

用静态去除燃煤产生的CO2气体,经冷阱两步浓缩,气相色谱-质谱对燃煤产生的烟气样品进行了检测,近100种物质被检测出,其中,二氟二氯甲烷与当地大气背景相比呈显著异常.随着燃烧温度的变化,二氟二氯甲烷具规律性变化,当燃炉温度达到400℃左右时,氟里昂释放达到峰值.燃煤过程中,二氟二氯甲烷含量变化表现出与氯甲烷有明显的正相关关系,表明氟里昂的生成同氯甲烷有着密切的内在联系.除了氟里昂外,燃煤过程中产生的氯甲烷对大气环境的影响也不容忽视.     

煤及其转化产物中重金属形态分布研究

参考Tessier形态分析程序,对煤及其转化产物中的Mn、Mo和Pb的存在形态进行了实验研究,为原煤使用形态转化中的环境效应评价提供参考。结果表明,Mn、Mo和Pb在原煤、煤焦、气化灰、燃煤灰中的形态变化依次为：可交换态、碳酸盐结合态比例下降,铁锰水合氧化物结合态比例上升;各元素的可交换态和碳酸盐结合态含量之和在原煤、气化灰、燃煤灰中依次减少;对原煤和煤焦中的有机态重金属的重复及高提取剂浓度提取是有效的。     

燃煤产物中有害元素淋滤实验的研究现状

对燃煤产物矿物学、元素地球化学以及显微岩石学特征、燃煤产物淋滤试验的研究现状进行了评述;对燃煤产物淋滤实验的类型、淋滤试验的有效性及条件选择、影响有害元素可溶性(淋滤行为)的因素进行了讨论;并给出了当前淋滤实验最为关心的元素种类。     

伊犁煤中潜在有害元素的分布及赋存特征

利用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和粉末X射线衍射(XRD)对伊犁盆地48个煤样中常微量元素和矿物含量进行测试,重点探讨As,Cd,Cr,Ni,Pb,Se,Be,Co,Mn,Sb,Th和U等12种潜在有害元素分布及赋存特征。结果表明:1伊犁煤中Mn和Co含量均值接近或超过世界煤和中国煤中Mn和Co含量均值,其他元素均低于世界煤和中国煤含量均值,尤其Se和Cd含量在各样品中均低于检测值;2伊犁煤中Be,Cr,As,Pb,Th和U以铝硅酸盐结合态和碳酸盐岩结合态存在,Mn主要以碳酸盐岩结合态存在,Co和Ni在木斯乡煤中主要以有机结合态存在,在其他伊犁煤中主要以铝硅酸盐结合态存在。     

煤矸石中潜在有害微量元素析出过程探讨

引入LCA(生命周期评价法)中产品“生命周期”的概念,系统地对煤炭开采的副产品——煤矸石整个“生命周期”中微量元素的析出过程进行了研究。结果表明:煤矸石的整个生命周期是一个微量元素析出—富集—析出的长期过程,随着风化程度的增强,煤矸石的环境影响逐渐增大。     

淮南煤田深部A组煤中有害微量元素地球化学特征

以淮南煤田深部A 组煤为研究对象,全层刻槽采集了煤、夹矸和顶底板岩石样品,采用电感耦合等离子质谱仪 （ICP-MS） 测试分析了样品中13 种有害微量元素的含量,对比研究了其分布特征,结合Tessier 五步形态提取法和相关性分 析探讨了煤中有害微量元素的赋存形态。结果表明：（1） 与中国上陆壳中各种微量元素含量均值相比,淮南深部A 组煤中 B,As,Se,Mo,Cd,Pb,Hg 的富集系数均大于1,在A 组煤中表现为富集;A 组煤中B,As,Se,Cd 的含量均高于淮南煤 田上部B 组煤、华北煤以及中国煤中的含量均值;（2） 相关性分析和逐级提取实验结果表明,A 组煤中微量元素主要以残 渣态和铁锰氧化物结合态存在,两者质量分数之和达到55%~98%,其中Ni,Mo,Cd,Hg,Cu,Pb 和Zn 主要赋存于硫化物 矿物中,Mn 主要赋存于碳酸盐矿物中,V,Cr,Se,B 和As 主要赋存于硅铝酸盐等黏土矿物中。（3） B 元素示踪物源及沉 积环境结果显示,淮南煤田深部A 组煤成煤环境为海相咸水沉积环境,稳定的咸水沉积环境以及受海水影响等因素导致A 组煤中微量元素出现不同程度的富集。     

淮南二叠纪煤及其燃烧产物地球化学特征

采用仪器中子活化分析法INAA（instrumental neutron activation analysis)测试了淮南煤田二叠纪主采煤层原煤煤样的地球化学组成，用X－射线荧光光谱XRFS（X－ray fluorescence spectrometry)测试了田家庵和洛河电厂的粉煤灰地球化学组成并与煤样作了对比分析，用电子探针测试了飞灰中主要类型颗粒的化学组成，淮南煤中多数微量元素属正常水平，与克拉克值相比，元素Se,S,As,Sb,Br,U和Cl等在煤中趋于富集，其他元素均趋于分散，有机亲和性弱的亲石元素趋于在粉煤灰中聚集，与铁关系密切的金属元素在粉煤灰中有明显的富集，有机亲合性强的元素在燃烧过程中趋于以气态形式向空气中逸散，粉煤灰中因矿物与粒度的分异明显，致使其化学组成在不同的粒度级和比重级中的分布也有较大的不同，飞灰中一些不定形颗粒主要由铁的氧化物和少量其他金属氧化物组成，硅酸盐类颗粒主要由硅，铝和铁的氧化物所组成，而玻璃珠主要由硅和铝的氧化物组成，残碳中测得的砷，硫和氯的含量最高，说明其对这些元素具有较强的吸附能力，研究粉煤灰的成分特点有助于粉煤灰的综合利用和评价其对环境的 影响。     

燃烧试验在煤的放射性环境评价方法研究中的应用

采集康平、沈北、东梁、辽阳、阜新、浑江、舒兰、海拉尔、珲春、凉水、七台河共11处煤矿样品,设置了燃烧试验,使煤在近密闭燃烧炉中燃烧,杜绝飞灰造成的物质损失,然后测定煤及其对应灰分的238U、232Th、226Ra、40K活度.分析得出：在理论燃烧状态下,假设燃烧无飞灰产生,煤灰的238U、232Th、226Ra、40K天然放射性核素富集因子f与煤灰分比Ad的乘积为1.根据煤燃烧后核素的迁移富集规律和影响辐射水平的核素权重,提出了应用于煤的比活度、吸收剂量率、年吸收剂量、内辐射指数等放射性环境评价参考值.经11处煤矿验证,评价结果可以反映煤灰的辐射水平,辐射水平排序与实际测量结果基本一致.     

燃烧试验在煤的放射性环境评价方法研究中的应用

采集康平、沈北、东梁、辽阳、阜新、浑江、舒兰、海拉尔、珲春、凉水、七台河共11处煤矿样品，设置了燃烧试验，使煤在近密闭燃烧炉中燃烧，杜绝飞灰造成的物质损失，然后测定煤及其对应灰分的²³⁸U、²³²Th、²²⁶Ra、⁴⁰K活度.分析得出：在理论燃烧状态下，假设燃烧无飞灰产生，煤灰的²³⁸U、²³²Th、²²⁶Ra、⁴⁰K天然放射性核素富集因子f与煤灰分比Ad的乘积为1.根据煤燃烧后核素的迁移富集规律和影响辐射水平的核素权重，提出了应用于煤的比活度、吸收剂量率、年吸收剂量、内辐射指数等放射性环境评价参考值.经11处煤矿验证，评价结果可以反映煤灰的辐射水平，辐射水平排序与实际测量结果基本一致.     

潘集煤矿二叠纪主采煤层中微量元素亲和性研究

安徽淮南煤田位于华北地台南端 ,发育了华北地区二叠纪含煤岩系中层位最高的可采煤层。采用仪器中子活化分析法 (INAA)测试了淮南煤田潘集煤矿二叠纪主采煤层 13个样品的 36个微量元素的浓度分布 ,并对其共生组合特点、地球化学特征及稀土元素配比模式作了初步分析 ,结果表明 ,煤中不同微量元素显示出不同的亲和性质。元素Br,As ,Sb ,Ni和Co等趋于在煤中富集 ,其中Br的有机亲和性最大。元素Na ,K ,Rb ,Th ,Hf,Zr ,Ta和REE则在煤层与顶底板接触带的碳质泥岩中富集 ,表现出与细粒陆源碎屑物更强的亲和性。其它元素倾向性不甚明显 ,但Fe ,Ca ,Sr ,HREE等元素在海水影响强度增大的煤层中含量增加。元素As,Cs,Ni,Fe和Ca在煤层中含量变化较大 ,其变异系数大于 1,其它元素则相对稳定 ,表明同一矿区煤层中微量元素含量在不受其它地质作用明显叠加影响时具有一定的稳定性。本区煤层稀土元素配比模式与华北其它地区C—P纪煤基本类似 ,普遍存在Eu亏损现象。 ∑REE在煤中分布范围为30× 10 -6～ 95× 10 -6,在顶板泥岩中超过 2 0 0× 10 -6。煤层中部 ∑REE降低 ,HREE相对富集。聚类分析表明 ,元素As ,Se ,Ag和Fe关系密切 ,这与煤中黄铁矿等成岩矿物有直接关系 ,泥炭沼泽演化期间或之后海水的直接或间接影响会促使这     

枣庄煤田太原组煤中微量元素地球化学特征

采用中子活化法测定了山东枣庄煤田晚古生代太原组高硫煤层中的微量元素质量分数 ,用数理统计方法取得了高硫煤中微量元素的浓度分布范围、平均值和变异系数 ,用逐步聚类分析法和相关分析法分析了微量元素的共生组合关系 ,并用扫描电镜 -能谱分析了不同煤岩组分的微量元素浓度 ,在此基础上结合形态硫分析结果和沉积相分析结果 ,讨论了高硫煤中微量元素的富集因素、聚集机理和成因背景 ,指出受海水影响的沼泽沉积环境不但对煤中形态硫的分布和含量有控制作用 ,同时对煤中微量元素的浓度和共生组合特点也有影响。太原组高硫煤中的微量元素按其成因可分成两组 ,一组是陆源碎屑富集型 ,其含量直接与煤中灰分产率呈正相关关系 ;另一组为盆地内部沉积 -生物作用富集型元素 ,海水的入侵和盆地介质的停滞还原条件和陆源碎屑物质输入量的减少最有利于沉积 -生物作用型元素的富集 ,并以有害元素 Cu、As、 U、 Pb、 Mo、 Sr和 Co的富集为特征。煤中黄铁矿及其他硫化物是许多有害元素的重要载体 ,充分凝胶化的富氢镜质体比其他组分承载和吸附有更多的有害元素。深入研究不同煤层的有害元素的有机亲和性有利于指导煤的合理利用和采用有效的有害元素的去除措施 ,以利于煤的有效和洁净利用     

煤中潜在毒害元素分布的多元分析及其地球化学意义

在对贵州省二叠纪龙潭组煤 Ｓ、Ｆｅ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ｐｂ、Ｓｅ、Ｓｂ、Ｔｌ、Ｚｎ分布规律进行讨论的基础上,作者运用多元分析方法这些潜在毒害元素的相关关系,并结合元素地球化学知识给出了这些元素在煤中赋存状态的信息。煤怪中Ａｓ、Ｈｇ、Ｓｂ主要赋存地交内铁矿中：Ｚｎ、Ｓｅ主要赋存于闪锌：Ｐｂ以方 铅矿形式存在于煤中,从元素地球化学性质上讲Ｃｄ应赋存地闪锌矿中,但由于其在煤中的含量较低,造成分析数据的误     

川藏联网输变电线路工程地质灾害发育规律与特征研究

西藏昌都电网与四川电网联网输变电工程是迄今为止世界上最具建设挑战性的输变电工程之一,工程沿线地形地质条件极为复杂,地质灾害频发,地质灾害风险高。本文通过对川藏联网输变电工程沿线的地质灾害调查,分析研究了沿线地质灾害发育的规律及特征,评价了地质灾害对线路工程的影响,主要结论如下：川藏联网输变电工程沿线主要地质灾害类型有崩塌、滑坡、泥石流及不稳定斜坡等,其发育规律及特征主要与地形地貌、地层岩性有关;地质灾害对输变电线路工程的影响主要体现为对塔位及临时施工营地的影响,对危险性小的地质灾害点可采取跨越或加强巡视的措施,对危险性大的地质灾害宜避让,无法避让的应进行适当防护,并加强监测及巡视。通过对沿线地质灾害发育规律及特征研究,可以为输变电工程的选线、地灾防治等提供科学依据,具有重要的应用价值。