【摘 要】
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煤开采和利用过程中重金属元素的释放会对周边环境造成污染。汞是煤炭中重金属元素之一,关于其赋存形态分布和释放的研究如今已成为煤炭清洁利用重点课题之一。微生物可以对煤进行生物转化,然而其转化过程中汞的形态迁移报道并不多。本文以贵州老鹰山(LYS)地区高汞煤为研究对象,首先从该地区周边土壤中筛选分离对煤中汞有浸出作用的真菌,然后对汞的释放影响因素和条件进行筛选和优化,并对真菌转化煤过程中汞元素的形态迁移
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煤开采和利用过程中重金属元素的释放会对周边环境造成污染。汞是煤炭中重金属元素之一,关于其赋存形态分布和释放的研究如今已成为煤炭清洁利用重点课题之一。微生物可以对煤进行生物转化,然而其转化过程中汞的形态迁移报道并不多。本文以贵州老鹰山(LYS)地区高汞煤为研究对象,首先从该地区周边土壤中筛选分离对煤中汞有浸出作用的真菌,然后对汞的释放影响因素和条件进行筛选和优化,并对真菌转化煤过程中汞元素的形态迁移特征展开研究。全文结论如下:(1)LYS煤属高灰低硫1/3焦煤,汞含量达到300.02 ng/g。从土壤中分离到一株对煤中汞有较好浸出作用的真菌MH-3,10 d汞的浸出率为83.79%,18S r DNA结果表明,真菌MH-3为曲霉菌属,与米曲霉Aspergillus flavus HQ393872.1同源性达99.9%。因此,真菌MH-3命名为Aspergillus flavus MH-3。(2)Plackett-Burman(P-B)试验结果表明煤添加量、表面活性剂和接种量为影响汞浸出率的重要因素,影响的主次顺序为:表面活性剂>煤添加量>接种量。Box-Behnken(B-B)试验结果表明最优浸出条件为:煤添加量3g、表面活性剂1%、接种量10%,汞的浸出率为84.89%。(3)真菌处理高汞煤过程中,微生物浸出组p H值高于空白组p H值,ORP和Ec变化类似,都呈先升后降趋势。煤中的各种形态汞的浸出趋势为残渣态>有机质及硫化物结合态>氧化物结合态>可交换态>碳酸盐结合态,浸出率分别为65.21%、77.08%、83.04%、88.42%、91.08%。残煤物化性质分析表明浸出后残煤中挥发分含量提高,固定碳的含量稍微下降,氮、氧和氢量分别增加了0.84%和1.28%和0.52%,而碳含量降低了2.04%。残煤XRD分析表明,矿物质含量基本维持不变,说明MH-3对LYS煤的物相组成基本没有影响。残煤红外光谱分析表明,MH-3处理LYS煤过程中变化不明显改变煤的主要官能团结构。
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