黔西晚二叠世煤系基底凝灰岩中稀土元素的富集机制

我国西南地区晚二叠世含煤岩系基底蚀变凝灰岩中高度富集稀土元素等多种关键金属。低温热液作用通常对煤和煤系中稀土元素的富集成矿有重要贡献,黔西地区位于世界著名的大范围低温热液作用区内,是研究低温热液作用下煤系稀土元素富集机理的良好对象。蚀变凝灰岩的地球化学和矿物学组成可以提供凝灰岩蚀变过程中流体演化、热演化和成矿过程等信息,但以前的研究对凝灰岩中蚀变矿物组成以及矿物的共伴生关系还缺乏深入探讨,限制了对关键金属富集过程的认识。研究结果表明:凝灰岩具有与高钛玄武岩一致的地球化学组成;火山玻璃以及由长石、辉石等交代蚀变形成的次生矿物,可能形成于表生风化或早期成岩阶段。稀土元素主要赋存在后期热液成因的脉状独居石中。本文提出了西南地区晚二叠世煤系基底凝灰岩中稀土元素富集的模式:降落后火山灰经历了表生风化作用,地表水和周期性海水的作用导致凝灰岩层顶部样品中的稀土元素发生淋滤而向下迁移,后期出渗型热液流体与凝灰岩发生的水岩作用,导致下部凝灰岩中的稀土元素被析出并随热液流体迁移到凝灰岩层上部而富集。

煤-生物质共热解非催化协同效应特征及机理研究进展

对近年来煤-生物质共热解研究中判定是否发生协同效应及协同效应发生强度的4个指标,即温度范围、热重曲线、表观活化能及热解产物的产率及组成进行总结,并概括包括内在因素和外在因素在内的多种影响因素对煤-生物质共热解非催化协同效应的影响,对煤-生物质共热解非催化协同效应反应机理方面的研究进展和成果进行简要评述。最后提出未来煤-生物质共热解非催化协同效应特征和机理研究中可能面临的挑战。

H_(2)O_(2)对O_(3)-PMS体系降解碘帕醇的效能优化

碘化造影剂(ICMs)作为一种典型的药品和个人护理品(PPCPs)广泛应用于医疗行业,常规的水处理工艺很难将其有效去除,而目前报道中多采用的高级氧化工艺也仍存在不足.以碘帕醇(IPM)为例,通过实验模拟研究O_(3)、O_(3)-PMS、O_(3)-PMS-H_(2)O_(2)3种高级氧化体系的降解规律及消毒副产物生成情况,探究了H_(2)O_(2)浓度、初始pH、氯离子、碳酸氢根离子、有机质对IPM降解效果的影响,并对IPM的可能降解途径进行了分析.结果表明,在O_(3)-PMS体系中投加H_(2)O_(2)可以提升对IPM的降解效率,还能减少溴酸盐的产生;O_(3)-PMS-H_(2)O_(2)体系在不同pH条件下对IPM均表现出良好的降解效果;Cl^(-)、天然有机质的存在对O_(3)-PMS-H_(2)O_(2)体系均具有抑制作用;CO_(3)^(2-)/HCO_(3)−形成缓冲体系则可以显著促进IPM的降解;O_(3)-PMS-H_(2)O_(2)体系可以通过强氧化作用和取代脱碘的路径将IPM进行有效降解.本研究可以为ICMs污染水体的修复提供理论依据.

废线路板利用过程重金属污染特征、迁移及风险评估

电子工业的发展和电器电子产品更新换代的加速使得废线路板产生量逐年增加.废线路板虽然资源回收价值高,但伴随其利用,重金属等污染物的释放会对生态环境和人体健康造成严重危害.因此,研究废线路板利用过程重金属的污染特征和迁移规律可为精准防控利用过程的重金属污染,保障人民群众健康和生态环境安全提供依据.本研究以采用机械分选工艺利用报废印刷线路板的企业为研究对象,通过采集车间内外不同环境介质样品,运用富集因子法和地累积指数法评价了废线路板利用过程重金属的富集和污染特征,并结合Pearson相关性分析、主成分分析等统计分析方法,阐明利用过程重金属的迁移规律,使用潜在生态风险指数法(RI)分析了潜在生态风险.结果表明,废线路板利用车间内灰尘和总悬浮颗粒物(TSP)中Cu浓度最高,Cd浓度最低;Sn、Cu、Pb、Cd、Zn在灰尘和TSP中表现出不同程度的富集;Sn、Cd、Pb在车间内主要分布于TSP中,但在车间外的富集程度和污染水平明显降低,表明其对车间外区域的影响范围有限.Cu、Pb、Sn、Cd等元素性质和在颗粒中的存在形态不同,其迁移特征也有所差异,但废线路板利用过程重金属的迁移规律总体可以总结为:破碎的小颗粒物料—车间内TSP—车间内灰尘/车间外—地表灰尘或土壤—扬尘—TSP.车间内灰尘和TSP的RI值分别为386、1706,Cu、Cd、Pb均是贡献最高的因子.因此,妥善处置定期清理的灰尘,保持车间相对密闭和微负压状态,并对收集的废气进行处理可有效控制废线路板利用过程重金属污染.

还原菌Staphylococcus sp.修复六价铬污染土壤的中试研究

为探索微生物修复的工程化应用前景,开展六价铬污染土壤的微生物还原修复中试研究。通过采集废弃电镀厂场地污染土壤,筛选出1株具有六价铬还原作用的功能菌Staphylococcus sp.。Staphylococcus sp.对六价铬的耐受质量浓度高于200 mg/L,最适pH值为7,适宜温度为25~35℃。研究发现,当土壤六价铬初始质量比为98.00 mg/kg、水土比(mL∶g)为2∶1、添加肉膏蛋白胨(Luria-Bertani,LB)培养基的条件下,Staphylococcus sp.能在21 d内将六价铬全部还原。在污染土壤的微生物治理中试研究中,污染土壤的用量为200 kg,水土比(mL∶g)为2∶1,且周期性地添加LB培养基。土壤中六价铬初始质量比为65.42 mg/kg,Staphylococcus sp.在6 d内对六价铬的还原率达到92.59%,后续24 d土壤中六价铬质量比在2.97~10.85 mg/kg呈现波动状态。结果表明,污染场地筛选出的土著功能菌Staphylococcus sp.具有潜在的工程应用价值。中试研究确定的相关参数能为后期工程化应用提供技术支撑。

淮南低-中灰煤典型有害元素的分布、赋存特征及地质成因

随着我省煤炭资源的不断开发与加工利用,煤中典型有害元素的存在势必对当下煤炭资源的高效、清洁利用产生负面影响。在淮南煤田以往煤中典型有害元素大量数据分析的基础上,以淮南煤田主采煤层(13-1煤、11-2煤、8煤、6煤、4煤和1煤)为研究对象,采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、原子荧光光谱(AFS)、逐级化学提取和聚类分析等手段,综合分析了淮南煤田煤中典型有害元素赋存特征及地质成因,研究结果表明:①淮南煤田煤中典型有害元素Cr、Co、Se和Pb为“轻度富集”,Hg元素为“高度富集”,其余元素均处于“正常范围”;②淮南煤田煤中As元素含量高值区主要位于煤田西部;Hg元素高值区位于煤田东部,其次西部;其余8个元素(Cr、Mn、Co、Ni、Se、Cd、Sb和Pb)含量均在淮南潘集地区(尤其是潘三煤矿附近)较高。经分析,潘集—朱集地区的后期岩浆热液作用可能是导致该地区煤中Cr,Mn,Co,Ni,Se,Cd,Sb,Pb等有害元素相对富集的主要原因;③Hg的赋存状态中含有较多的离子交换态,岩浆热液作用带来的无机组分可能对Hg元素的富集程度影响较小;成岩后期岩浆热液侵入活动对As的影响不明显,煤中As元素含量较低可能与成煤植物中As元素含量较低有关。

煤中微量元素富集的主要因素分析

在对兖州矿区煤中微量元素成因分析及总结前人结论的基础上 ,将煤中微量元素富集因素划分为原生、次生和后生三个阶段 ,分别对每一个阶段影响微量元素富集的主要因素进行研究和分析。结果表明 ,煤在形成的过程中影响微量元素迁移、富集的因素很多 ,植物生长的种类、生长中水化学条件、泥炭沼泽形成中大气、海水的入侵、煤在煤化过程中岩浆热液的作用、煤与顶、底板岩石的物质交换作用等都影响着煤中微量元素富集。因此 ,煤中微量元素的形成、聚集是煤在形成的各个时期。

煤矸石中潜在有害微量元素淋溶析出研究

在煤矸石淋溶实验的基础上 ,研究了有害微量元素从煤矸石中淋溶析出的浓度与其在煤矸石中的含量和赋存状态的关系。结果表明 ,溶出浓度受淋溶时间、淋溶液温度、酸碱度的影响。淋溶液温度越高、淋溶时间越长 ,则有害微量元素从煤矸石中析出的浓度越高 ;

煤中微量元素在燃烧过程中的变化

在分析微量元素燃烧过程中迁移变化机理的基础上 ,对电厂用煤和煤灰进行了采样测试 ,分析了电厂燃煤过程中微量元素的析出变化及在各种灰中的分布富集规律 ;同时用五个不同的温度段分别对煤进行了燃烧实验 ,研究了在不同温度下 ,微量元素从煤中析出的浓度和析出率。通过实验分析 ,多数有害微量元素在飞灰中的富集浓度高于其它灰中。燃烧时温度的高低是影响微量元素迁移析出的重要因素 ,温度越高 ,有害微量元素析出率相对越大。

煤中微量元素研究进展

煤炭是我国的主要能源 ,在煤炭开采、运输、洗选、淋溶 (滤 )、燃烧等其它加工利用过程中 ,煤中的微量元素要发生迁移、析出 ,并入侵到大气、水、土壤和生态环境中 ,最终影响人类生存和生活环境。煤中微量元素十分重要 ,是因为它们与环境问题、动、植物及人类健康密切相关。在研究微量元素时必须考虑微量元素的性质及毒性 ,它们主要依靠其含量、种类、存在形式、pH值、氧化—还原条件及其它因素。在全面综合国内外研究文献的基础上 ,分析了煤中微量元素的发现、分布规律、赋存状态、成因机理及微量元素的应用等方面研究的历史、现状 ,并对今后研究的重点内容和发展方向进行了较为详细的论述和分析 ,并指出在进一步深入研究煤中微量元素地球化学的基础上 ,加强微量元素环境学方面的研究是今后煤中微量元素环境地球化学研究的重要内容。

兖州矿区煤中某些微量元素的赋存状态研究

微量元素的赋存状态决定其在煤的加工利用过程中释放的难易程度和毒性,弄清其在煤中的赋存状态,对准确评价元素的工艺性能、环境影响、作为副产品的可能性以及在地质意义上都是十分重要的。分析了微量元素在煤中的有机亲合性,采用数理统计方法,求得了微量元素与煤中有机显微组分、三态硫、灰分之间的相关性,并在浮沉实验的基础上,分析了微量元素的存在状态,通过研究可知,Ge、Ga、U、V、Cu、Th、Pb和Zn主要以无机态存在于煤中,F和Cl可能以有机态存在为主,As无机态和有机态存在的机率相似。

煤中矿物质及其燃烧后的变化分析

以淮北煤田6煤层煤为样品,采用中子活化法、化学方法、X射线衍射及扫描电镜等方法对煤及其灰样品中的矿物质、微量元素进行了分析,在此基础上,研究了样品中主要矿物的种类及其形成时的影响因素,分析了它们在燃烧前后的主要变化。通过分析可知,样品中主要含有高岭石、石英、方解石和黄铁矿以及多种微量元素;在燃烧过程中,微量元素的含量以及矿物的种类发生了变化,并形成高温稳定的矿物种类。

兖州矿区山西组3煤层中微量元素的特征分析

通过对兖州矿区山西组3煤层21个样品中全硫、硫化物硫、有机硫和具有环境意义的微量元素Cu、Pb、Zn、As、U、Th含量的测试,分析了微量元素在研究区煤层垂直方向上的变化特征及主要形成原因,并发现煤层中所选的微量元素、硫化物硫及全硫在煤层顶、底或煤层夹矸样品中含量相对较高。微量元素与硫化物硫、全硫的相关系数表明,所研究的微量元素与硫化物硫和全硫有明显的正相关关系,而且研究区3煤层中全硫的含量取决于硫化物硫的含量。同时还研究了原煤中微量元素的含量与灰产率的关系,并将研究区微量元素同世界和中国同类煤中的微量元素的含量进行了比较。

煤中微量元素在土壤环境中的迁移

煤或煤矸石中的微量元素在水等条件作用下发生变化 ,并从其中析出随水体进入土壤环境中 ,在土壤环境中发生迁移和富集 ,其迁移的能力受土壤环境条件的制约。本文通过对煤的淋溶实验 ,分析了煤中微量元素在土壤环境中迁移的能力 ,根据对煤矸石堆周围土壤中微量元素在平面上和垂向上的含量变化 ,研究了微量元素在土壤环境中的富集能力及煤中微量元素对土壤环境的影响 ,为正确评价煤中微量元素在土壤中的环境效应提供依据。

济宁煤田煤中氯的分布、赋存及富集因素研究

氯是煤中普遍存在的一种元素 ,氯的含量与分布影响着煤的加工与利用 .通过对济宁煤田各主要可采煤层中氯含量的分析可知 ,研究区属低氯煤层 ,氯含量的高低及分布与煤层空间位置、成煤植物、沉积环境和地下水活动等因素有着重要的关系 .同时 ,对氯在煤中的赋存状态进行了研究 ,通过氯与有机显微组分、灰产率等指标的相关性计算 ,得出研究区煤中的氯与有机显微组分成正比 ,与灰产率成反比 ,说明氯主要存在于煤的有机质中 ,并且主要是存在于镜质组分的微孔隙中 .

煤中黄铁矿的铼-锇同位素含量及其地质意义

采用Carius管溶样方法，通过热电离质谱对淮北煤田煤中黄铁矿样品的Re、Os含量及其同位素进行了测定，得出黄铁矿样品中Re和Os含量分别为l_22～1．29ng／g和0．0046～0．0054ng／g。对两个样品同位素定年测定得出，其年龄值分别为（73．9±3．2）Ma和（33±9）Ma，两个样品的年龄相差约258-286Ma。含量和同位素年龄差值表明两个样品是不同时代形成的黄铁矿。Re-Os同位素体系比值揭示黄铁矿所赋存的地质体受到来自地壳物质的显著混染。另外，γ^TOs参数也证实了这一点。该参数分别为＋17和＋18，表明了有富含Re母体的地壳物质的加入，这为煤中Re-Os含量及地质理论研究提供了参考资料。

燃煤过程有害微量元素挥发与其赋存状态及燃烧温度的关系

煤在燃烧过程中 ,部分微量元素从燃烧炉中挥发 ,进入大气 ,污染环境 .分析了有害微量元素挥发性与燃烧温度、有害微量元素赋存状态之间的关系 ,通过不同温度下煤的燃烧实验及其微量元素挥发性计算 ,得出燃烧过程中有害微量元素的挥发性受燃烧条件的制约 ,温度越高 ,则其挥发性越高 ;微量元素的挥发性与其在煤中的存在状态有密切的关系 .以有机质存在的有害微量元素 ,在燃烧时 ,其结构分子易被破坏且易挥发 。

煤灰基本特征及其微量元素的分布规律

对兖州矿区煤灰的化学成分、微量元素分布及灰的岩石学特征等方面进行了研究 ,并对灰产率与微量元素含量分布之间的关系进行了研究 .同时对影响煤灰化学成分的因素方面进行了初步探讨 .通过对兖州矿煤灰的采样分析可知 ,研究区煤灰由结晶物质、玻璃状物质和未燃尽有机质组成 .其化学成分主要为 Si O2 ,Al2 O3,Fe2 O3和 Ca O及少量的 SO3,P2 O5,Na2 O,K2 O和 Ti O2 .煤燃烧过程中微量元素发生了再分布 ,多数微量元素在煤灰中富集 .同时它们在飞灰中富集的浓度明显高于底灰 ,即随着煤灰粒度的变小 ,它们在其中富集的浓度越高 ,其含量与煤灰的粒度成反比 .微量元素 Th,V,Zn,Cu,Pb与灰产率之间成正相关关系 ,而

淄博煤田共生腐泥煤与腐植煤化学组成对比

为正确区分腐泥煤与腐植煤的地球化学特征 ,对山东淄博煤田 1 0个地质勘探钻孔中共生的腐泥煤与腐植煤样品的水分、硫含量、发热量、灰产率及灰成分、微量元素等进行了分析测试和对比研究 ,研究表明与共生的腐植煤相比 ,大部分腐泥煤具有低硫、高灰、高密度、富含微量元素等特点。

煤中某些有害微量元素与人体健康

煤中含有高挥发性As、Se、F、Hg等有害微量元素。由于煤形成时的地球化学背景和地质环境的差异,有些微量元素在中国某些地区的煤中含量异常高。在燃烧过程中,由于煤中的有机质与无机质发生迁移变化,这些有害微量元素挥发出来并随着煤烟以气体的形式,或以飞灰、粉尘等微小颗粒物形式进入空气,从而影响长期使用和生活在燃煤环境周围人们的身体健康。本文全面阐述了中国煤中三种有害微量元素As、F、Se含量分布、赋存状态及燃烧时的挥发性能,并通过实地调查,分析燃煤过程中As、F、Se对人体的影响以及燃煤型有害微量元素中毒的主要症状及燃煤型有害微量元素使人体中毒的根本原因和防治方法。