燃用后选煤副产品中环境敏感微量元素归趋及其效应

来源 :南昌大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cseivy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
选煤是煤炭生产中不可或缺的一个阶段,通过选煤,原煤被加工成精煤,同时产生选煤副产品(煤矸石、煤泥和中煤)。选煤副产品是含有少量煤和许多杂质的复杂混合物,因其富集灰分、硫分和微量元素,热值低,被认为是劣质燃料。近年来,为处置日益增多的选煤副产品,同时也为缓解能源短缺问题,选煤副产品综合利用被大力倡导,其中燃用选煤副产品发电是选煤副产品综合利用的主要途径之一。然而,选煤副产品综合利用过程中引发的二次环境污染长期以来被忽视,关于此类问题的研究十分有限。不同类型选煤副产品(煤矸石、煤泥和中煤)的品质(热值、灰分和微量元素含量等)存在较大差异,为全面了解、同时也为横向比较分析不同类型选煤副产品燃用企业周边环境污染状况,本文选取六盘水某煤矸石电厂、萍乡某煤矸石电厂、济宁某煤泥电厂和大同某中煤电厂(涵盖不同类型的选煤副产品燃用电厂)这类代表性的选煤副产品燃用企业周边区域作为研究区,采集土壤和农作物样品,基于11种环境敏感微量元素(Be、Cd、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Sb、V和Zn)在土壤中含量、形态分布特征以及农作物各组织中分布规律,分析土壤样品中各微量元素间的关联特征以及农作物对元素的富集特征,揭示微量元素迁移转化特征,评估研究区周边土壤及农作物污染状况和健康风险,对比选煤副产品燃用电厂和燃煤电厂,以及不同类型选煤副产品燃用电厂周边环境污染特征,总结选煤副产品综合利用存在的主要问题并提出相关改进建议,结论概括如下:(1)结合各研究区土壤样品环境敏感微量元素描述性统计结果,总量和形态分布特征,以及Pearson相关性分析和聚类分析(Ward法)结果,选煤副产品燃用电厂对周边土壤环境产生了不利影响,微量元素已在研究区土壤中不同程度累积。土壤微量元素Sace(酸可提取态)能反映人类活动尤其是近期污染行为对环境的影响,而研究区土壤大部分元素的Sace随距离变化曲线规律大体符合高架点源排放污染物的地面浓度分布规律。选煤副产品燃用电厂尾气排放及其干湿沉积,作为研究区土壤的稳定外源,使得土壤中的微量元素脱离原有的集群,形成新的集群,这些集群可以用选煤副产品中元素的不同赋存模式来解释。(2)结合单因子标准指数法、内梅罗综合指数法、风险评价编码法和潜在生态风险指数法(综合考量元素总量、形态和毒性)的评价结果可知,研究区土壤受到不同程度的元素污染,污染程度依煤矸石电厂>煤泥电厂>中煤电厂递减。随着电厂用煤品质的提高,电厂微量元素排放物对环境的不利影响可得到有效降低。此外,电厂的运行时间及污染物治理情况亦是影响电厂周边土壤环境污染程度的重要因素。电厂污染物排放情况虽受其时代背景影响,差别较大,但随着我国政府对电厂排放管理的日趋严格,电厂污染物减排卓有成效。(3)选煤副产品燃用电厂周边部分农作物样品可食用组织中部分元素含量超过食品安全标准,健康风险评估表明长期摄入这些农作物会给居民带来健康风险。农作物玉米中微量元素的含量在很大程度上取决于土壤中相同元素的生物有效组分,而不是它们的总含量。农作物不同组织对同一元素的积累能力不同,且同一农作物组织对不同元素的积累能力也有差别。(4)相较文献已报道的国内外燃煤电厂周边土壤环境污染状况,本文研究的六盘水和萍乡两个煤矸石电厂周边土壤微量元素污染程度处于相对高位,而大同某中煤电厂和济宁某煤泥电厂周边土壤环境污染程度一般。因选煤副产品燃用电厂装机容量远小于一般燃煤电厂,其引发的环境污染尤其值得重视。(5)选煤副产品燃用电厂和燃煤电厂周边农作物均呈现出污染态势,农作物自身的生理特性是影响其吸收微量元素能力的重要因素之一,在监管电厂这类大气污染型企业周边农业活动时,应有意识地规避那些富集吸收重金属类元素能力强的农作物,如叶菜类。(6)综合考虑元素总量、形态和毒性评价表现,Co、Cd、Mn、Pb和Sb是选煤副产品燃用电厂和燃煤电厂周边土壤环境中存在较大环境风险的几种元素,需要重点关注。(7)选煤副产品综合利用是一把双刃剑,利用不当必然造成二次环境污染。以环境友好的方式利用选煤副产品显然比追求经济利益更重要。针对选煤副产品综合利用存在的问题提出了相关改进建议,包括:建立选煤副产品标准化检验方法和分类指南;科学规划,合理选址;制定选煤副产品综合利用企业的污染物行业排放标准,实施总量控制;优化管理体系;建立全过程跟踪管理系统;制定鼓励选煤厂技术创新的政策。世界各国正积极尝试从选煤副产品这类劣质燃料中收获能源,然而,本论文显示不同类型选煤副产品燃用电厂均对周边环境造成了微量元素污染,其中煤矸石电厂尤为严重,对比选煤副产品燃用电厂和燃煤电厂的装机容量,这值得引起重视。选煤副产品综合利用存在诸多问题,其燃用需慎重。不建议不经预处理就直接燃用选煤副产品,需要通过更合适的技术来利用它们。
其他文献
神经肌肉接头(NMJ)是运动神经元轴突末端与肌纤维之间的突触连接,负责将神经系统的信号传递给与肌纤维。它的一个重要特征是各种突触蛋白在突触区域高度聚集,尤其是作为神经递质受体的烟碱型乙酰胆碱受体(ACh R),这样的结构保证了神经信号在运动神经元和肌肉之间快速而可靠的传递。Agrin-LRP4-Mu SK信号通路对NMJ的形成及维持起关键性的作用,其中的凝集蛋白(agrin)、低密度脂蛋白受体相关
随着澳洲坚果在广西上思县的种植面积的扩大和种植年限的增长,以及果园管理技术的欠缺,上思县澳洲坚果病虫害也逐渐增多,极大影响了澳洲坚果的产量及品质,降低了果农的收益。本文通过跟踪调查和实践分析,总结了上思县澳洲坚果主要病虫害的发病症状和危害特点,针对主要病虫害提出了综合防治技术和果园管理技术,旨在为上思县澳洲坚果种植提供科学依据。
二维过渡金属硫化物材料(MS2)是一类具有单/多原子厚度的片层状材料,其优异的物理、化学、光学、电子、机械等性能,引起了科学领域的广泛关注。MoS2和WS2作为较早发现的二维材料,它们在光电应用上有着比石墨烯更强的研究潜力,而Pt S2的相关研究较少,在光电领域也显示其巨大的潜力。但是这些二维材料由于受到目前的制备方法及技术的限制,其生产效率低下,质量水平波动较大,成本比较高昂,难以实现其在所有领
电化学储能的巨大市场需求,一方面对传统锂离子电池(LIBs)提出了更高的性能要求,另一方面促进了下一代碱金属离子电池的加速发展,甚至是高能量密度的锂硫电池(LSBs)的发展。但是传统石墨负极无法应用于下一代碱金属离子电池,在锂离子电池中性能也有待提高;多硫化锂溶解入电解液导致“穿梭效应”妨碍了LSBs大规模应用。寻找新型碱金属离子电池负极材料及锂硫电池正极锚定材料是现阶段电化学储能领域中关键问题之
乳糜泻又称麸质敏感性肠病,是一种由携带了HLA-DQ2和HLA-DQ8基因的人群摄入含麸质蛋白的小麦、大麦和黑麦等谷物或其加工食品后引起的原发性小肠吸收不良综合征,同时是一种自身免疫性疾病。早期研究显示,新疆地区人群乳糜泻易感基因携带为我国各省市区最高,同时,该地区人群以面食为主粮,而且少数民族如维吾尔族、哈萨克族和回族与欧洲高加索人基因存在部分重叠。本研究工作开展之前,尚未有该地区的病例报道。由
冬虫夏草(Cordyceps sinensis(Berk.)Sace.)是我国传统的名贵中药材之一,与人参、鹿茸并列被称为传统三大补品。它含有多糖、虫草酸、核苷等多种活性成分,其中多糖是冬虫夏草中一类具有多种生物活性且含量较高的活性物质,本研究团队前期对其化学结构进行了系统表征,并且通过体外细胞实验发现冬虫夏草水提纯多糖是一种具有免疫调节作用的活性多糖。因此,本论文以冬虫夏草水提多糖为研究对象,采
当前,世界正经历百年未变的大变局,新冠肺炎的全球大流行使这一大变局加速推进,保护主义抬头,世界经济下滑,全球市场萎缩,面对国内外环境的深刻变化,党中央提出了要加快构建以国内大循环为主体,国内国际双循环相互促进的新发展格局,这是根据我国发展过程中不同阶段、不同环境和不同条件提出的重大战略部署,是重塑我国国际合作与竞争优势的战略性选择。我们深刻认识到,目前我国在创新产业、引领未来发展的科技储备远远不足
随着经济社会的发展和人们生活水平的不断提高,人们对食物的要求已经由最初的饱腹、维持自身的生存条件逐渐向安全营养、从饮食中获得灵感、满足心理需求的方面发展,因此,对食品工业和加工技术提出了越来越高的要求。近年来,基于美拉德反应的蛋白质糖基化改性逐渐成为改善蛋白质功能性质、提高产品风味的热点,然而,基于糖基化反应的风味产品和改性产品制备主要以传导加热为主,其耗时长、温度高,存在生产周期长、耗能大等问题
钛(Ti)具有出色的生物相容性和耐腐蚀性,但它的中等强度和硬度阻碍了其进一步应用,并且Ti还具有对热处理不敏感以及很高的反应活性等特征,使得以传统制造方法加工Ti部件具有很大的局限性。因此,利用增材制造技术-选择性激光熔化(Selective Laser Melting,SLM),来制造具有超细晶粒且具有复杂结构的Ti部件是一种很有前途的加工工艺,不但可以提高其机械强度还可以保持其他独特的金属性能
近年来超临界CO2在聚合物加工中的应用备受关注,如超临界CO2作为物理发泡剂生产微孔泡沫材料。其中微孔塑料连续成型过程的关键在于均相体的形成,因此,对动态条件下,超临界CO2在聚合物熔体中溶解量和溶解速率的研究显得尤为重要。本文以聚苯乙烯(以下简称PS)为研究对象,从实验和模拟两方面深入研究超临界CO2在聚合物熔体中的溶解过程,即界面吸附的CO2向聚合物熔体内部的扩散过程,以及CO2在动态条件作用