煤中有害元素洗选迁移的环境效应
煤中有害元素通过洗选释放到大气圈、水圈和岩石圈,会污染地表水、地下水、大气,也会降低土壤质量,进而危及生态环境平衡及人体健康。有害元素在水-土壤-生态环境系统中迁移富集的能力以及对表生环境的污染程度,受元素本身地球化学特性及表生环境介质性质等因素的控制。由本章前面的分析可知,煤中有害元素在洗选过程中主要向中煤、煤泥(尾煤)、煤矸石及洗后水中迁移富集,因而对这些洗选产物的处置及深加工应该引起高度重视。
1.煤和煤泥中有害元素富集的环境效应
测试数据显示,煤中有害元素通过洗选明显向中煤和煤泥富集,如煤泥中Se,Zn,St,d,Hg,Ba,As的平均富集率超过100%,其他绝大部分有害元素的富集率都超过50%(表6-6)。如果用煤泥作为民用或热电厂燃料,产生的环境危害将远比直接燃烧要大得多。下面,以As为例,简要阐述其对环境的影响。
As是煤中挥发性较强的有毒元素,煤燃烧时大部分砷形成剧毒的砒霜(As2O3)和As2O5化合物侵入大气环境,一部分残留在灰渣和飞灰中。在雨水淋滤过程中,灰渣和飞灰中残留的As部分向水、土壤环境迁移转化。在我国新疆、内蒙古、贵州等地,发生过由于环境中砷含量过高导致“地方性砷中毒”的实例(蒋玲等,1996)。早在1965年到1966年,贵州省织金县就出现过砷中毒75例,安冬等(1992)又一次证实织金县As中毒事件属于煤烟污染型砷和氟联合中毒。在四川省巫山县,也发现煤烟型氟砷联合中毒事件,8~12岁儿童60份头发样和尿样中砷都偏高,超过对照样一倍多(朱岚等,1999)。
研究表明,上述中毒事件燃煤烟尘在室内聚集造成的,当地煤中As的含量并不高,只有(6.20±1.41)×10-6,可室内飘尘的砷含量竟高达2.299mg/m3。因而,对煤泥的处置,应加强管理,杜绝用煤泥作燃料。
2.煤中有害元素向洗后水中迁移的环境效应
前已述及,安太堡煤中Cr,Sr,Pb,V,Mn的洗选溶出率大于50%,可见煤中这些有害元素易释放到水中去。安太堡煤样洗后水中Pb的浓度为0.0513mg/L,超过生活饮用水卫生标准0.05mg/L(GB5749—85);Mo的浓度为0.0239mg/L,超过美国灌溉水推荐浓度0.01 mg/L。
安太堡、公乌素煤样洗后水中V的浓度分别为0.1573mg/L和0.1175mg/L,均超过地面水有害物质最高允许浓度0.1 mg/L(TJ36—79)。由此表明,煤炭洗选会对水质造成较大的污染,对洗后水如不经处理随意排放,其中的高浓度有害元素必然会对环境和人体健康造成危害。
3.煤矸石中有害元素迁移的环境效应
煤矸石既可随采煤过程排出地面,也可通过洗选被进一步聚集。煤矸石产量占原煤产量的10%~30%,产量极其巨大。我国每年排放矸石约1.5亿~2亿吨,截至1995年底已在地表堆积30亿吨以上,占地约22 万公顷。在已堆积的1500 余座矸石山中,近300座发生过自燃或正在发生自燃。如此之多的煤矸石,不仅占用了大量土地,而且由于淋滤作用和自燃作用产生的有毒物质,使土壤、大气、水体遭受严重污染。
例如,乌达矿区某矿煤矸石山自燃,排出 SO2和 H2S 的最高日平均浓度达10.69mg/m3,使该地区呼吸道疾病发病率明显高于周边地区。再如,铜川矿务局13个矿中有6个矿的矸石堆发生自燃,导致矸石山周围地区SO2和TSP等严重超标,在自燃矸石山周围工作5年以上的职工都患有不同程度的肺气肿病。自燃矸石山附近寸草不生,稍远处树木、作物也受酸害。所以,煤矸石是矿区主要的污染源之一,治理煤矸石山的污染也是煤矿区环境治理的重要任务之一。
煤矸石中有害元素可以通过燃烧向环境中的迁移。一般认为:常温下(25℃)煤矸石中黄铁矿可以发生氧化反应(4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2+3412kJ);如果供氧不足,则释放出硫磺(4FeS2+3O2→2Fe2O3+8S +917kJ);如果有水参与,还会产生硫酸(2SO2+O2→SO3+189.2kJ,SO3+H2O→H2SO4+79.5kJ),从而加剧氧化。这些放热反应形成的热量在矸石山内部不易扩散,热量积聚超过煤的燃点时就产生自燃,一座矸石山自燃可长达十余年至几十年。自燃后,矸石山中部温度800~1000℃,矸石融结,同时向大气中释放出含有害微量元素,SO2,CO2,CO,H2S等的气体和可以致癌的稠环芳香化合物,造成大气污染。据阳泉矿务局监测,矸石自燃后大气中 CO 浓度为125.9mg/m3,SO2为19mg/m3,大大超过大气最低标准要求。葛银堂(1996)对通过燃烧模拟实验,得出煤矸石中几种有害元素的自燃挥发率,并认为就山西各主要矿区煤矸石自燃物排放浓度而言,除部分样品Cd不超过规定外,其余元素均超过工业污染源评价标准,构成工业污染源。
煤矸石中有害元素对水环境的污染,主要通过直接污染和间接污染两种方式。直接污染是指煤矸石中有害元素直接进入水环境中,如Hg,As等进入水环境中,没有改变自身的价位和性质,仍保持原有的化学毒性。间接污染是指从煤矸石中释放到水环境中的微量元素浓度并不高,或在煤矸石中没有毒性,但在淋滤作用过程中发生物理化学、化学或生物变化,其价位发生升高或降低,或改变了水环境的性质,这种方式又称二次污染。余运波等(2001)认为,山东部分煤矸石堆放区附近水体中微量元素有害成分,如Be,U,Mn,Sr,Mo,Ni,F等存在超标或浓度过高的现象。葛银堂(1996)对山西部分矿区煤矸石进行淋滤实验后发现:与地面水Ⅴ类标准相比,淋滤水中超标的元素有Se,Zn,Mn,F,Fe等;以生活饮用水标准评价,Se,Zn,Cr,Mn,F,Fe等元素超标。White等(1984)认为,As,Cd,Se,Pb等元素的淋出浓度常常超过水质标准,而Hg 的淋滤较低,不会造成危害。
崔龙鹏等(1998)通过研究认为,煤矸石中淋溶出的有害元素 Cd,Pb,Hg,Cr,As,Cu,Zn等,会对接纳水体构成一定的污染。这些元素的毒性很大,能在环境和动植物体内蓄积,引起急慢性中毒,造成肝、肾、肺、骨等组织的损害,会侵害人体呼吸、血液循环、神经和心血管系统,甚至能够致畸、致癌、致死,对人体健康产生长远的不良影响。对淮南某矿煤矸石淋溶水的研究结果表明,除Hg外,上述其他元素含量均大大超过国家第一类污染物最高允许排放浓度,这些有害元素的排放与转移,必然会对塌陷区积水及周围水系造成严重污染。
煤矸石中有害元素可以通过风化、淋滤及其他作用向土壤环境中的迁移。Longmiro曾对多种元素进行土柱实验,发现Pb,Zn,Cd,Hg,Cr,Cu,Ni等的阳离子在土壤中发生沉淀和交换作用,迁移能力相对较低。刘桂建等(1999)认为,Cu在土壤中的迁移能力弱于Zn和Pb。李林涛等(1991)对山东某煤矿矸石堆与周围土壤中的Hg进行了对比分析,发现Hg在周围土壤中的浓度高于土壤对照点中的浓度,说明煤矸石中Hg对土壤的污染效应还是较为明显的。煤矸石中有害元素的淋滤排放浓度受雨水和其他汇水量大小的控制,一般要按淋滤水最大量来计算。计算结果表明:在山东兖州矿区济宁二号井和三号井,年排放矸石为56.76万吨和70.59万吨,在pH=7的情况下,两矿井煤矸石每年向土壤中排放As的数量分别为5.676 kg和7.059 kg。
就鄂尔多斯盆地北缘-晋北地区来看,根据国家土壤质量环境标准(GB15618—1995),部分煤层顶底板中有害元素含量的统计结果见表6-13,与世界土壤元素含量平均值及土壤质量环境三级标准的比较结果见图6-20。国标中列出标准含量的元素种类较少,故在研究区只有Cd的含量超过土壤质量环境三级标准,其他元素无法比较。然而,与世界土壤元素含量平均值比较,发现研究区煤矸石中有害元素Cd,Hg,As,Pb,Cu,S,Se,U,Th,Mo及Ba的含量相对较高。其中,国标中没有列出的元素仅有 S,Se,U,Th,Mo及Ba,表明除个别元素(如Cd)外,研究区煤矸石对土壤的直接污染不是很大,与前述推论一致。
表6-13 研究区煤矸石中部分有害元素的含量 (wB/10-6)
图6-20 鄂尔多斯盆地北缘-晋北地区煤矸石中有害元素的含量(S含量单位为%)
进一步而言,鄂尔多斯盆地北缘-晋北地区煤矸石中Cd的含量明显高出土壤背景值(陕西省农业土壤背景值0.118μg/g)及土壤质量环境三级标准,表明Cd对土壤环境存在污染潜势。
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低发热量定大卡数第一个指标:水分。MT全水份Mt,mar是煤中所有内在水份<空气干燥基水份(Mad)>和外在水份的总和。通常规定在8%以下。 《无烟煤,烟煤的全水分定位8% ;不粘煤,弱粘煤,长焰煤,全水分定位12% ;褐煤全水分至少20% 》第二个指标:灰分 .Aad (空气干燥基灰分)释义:指煤在燃烧的后留下的残渣。《精煤按灰份划等级》不是煤中矿物质总和,而是这些矿物质在化学和分解后的残余物。灰分高,说明煤中可燃成份较低。发热量就低。第三指标:挥发份. Vad (空气干燥基挥发份)释义:指煤中有机物和部分矿物质加热分解后的产物,不全是煤中固有成分,还有部分是热解产物,所以称挥发份产率。 挥发份大小与煤的变质程度有关,煤炭变质量程度越高,挥发份产率就越低。 第四个指标:固定碳。FCad100-水分(MT)灰分(Ad)挥发份(Vad)=固定碳第五个指标:全硫STad (艾士卡法)测定释义:煤中的有害元素,包括有机硫、无机硫。1%以下才可用于燃料。>3为高硫 1-3为中硫 <1为低硫
煤炭五大常用指标:
第一个指标:水分。
煤中水分分为内在水分、外在水分、结晶水和分解水。
第二个指标:灰分
指煤在燃烧的后留下的残渣。不是煤中矿物质总和,而是这些矿物质在化学和分解后的残余物。灰分高,说明煤中可燃成份较低。发热量就低。同时在精煤炼焦中,灰分高低决定焦炭的灰分。
第三指标:挥发份(全称为挥发份产率)V
指煤中有机物和部分矿物质加热分解后的产物,不全是煤中固有成分,还有部分是热解产物,所以称挥发份产率。
第四个指标:固定碳
不同于元素分析的碳,是根据水分、灰分和挥发份计算出来的。
第五个指标:全硫St
是煤中的有害元素,包括有机硫、无机硫。1%以下才可用于燃料。部分地区要求在0.6和0.8以下,现在常说的环保煤、绿色能源均指硫份较低的煤。
扩展资料:
煤炭的用途十分广泛,可以根据其使用目的总结为三大主要用途:动力煤、炼焦煤、煤化工用煤,主要包括气化用煤,低温干馏用煤,加氢液化用煤等。
动力煤
(1)发电用煤:中国约1/3以上的煤用来发电,平均发电耗煤为标准煤370g/(kW·h)左右。电厂利用煤的热值,把热能转变为电能。
(2)蒸汽机车用煤:占动力用煤3%左右,蒸汽机车锅炉平均耗煤指标为100kg/(万吨·km)左右。
(3)建材用煤:约占动力用煤的13%以上,以水泥用煤量最大,其次为玻璃、砖、瓦等。
(4)一般工业锅炉用煤:除热电厂及大型供热锅炉外,一般企业及取暖用的工业锅炉型号繁多,数量大且分散,用煤量约占动力煤的26%。
(5)生活用煤:生活用煤的数量也较大,约占燃料用煤的23%。
(6)冶金用动力煤:冶金用动力煤主要为烧结和高炉喷吹用无烟煤,其用量不到动力用煤量的1%。
参考资料来源:百度百科-煤炭
SO2 氮的氧化物 H2S CO NH3 多环芳烃.
煤废气的危害。第一, SO2是一种无色、不燃、有恶臭并具有辛辣味的窒息性气体,车间空气中SO2最高容许浓度为15 mg/m3。SO2对人眼及呼吸道黏膜有强烈的 *** 作用,大量吸入可引起肺水肿、喉水肿、声带痉挛而致窒息;大气中的SO2在阳光、水气和飘尘的作用下,生成的SO3与水滴接触形成酸雾,遇雨则形成酸雨(pH<5.6),酸雾和酸雨对自然界、人体都有严重危害。第二, NOX。车间空气中NOX最高允许浓度为5 mg/m3。二氧化氮对肺组织产生剧烈的 *** 和腐蚀作用,形成肺水肿;接触高浓度二氧化氮可损害中枢神经系统。第三, H2S是无色透明的气体,有臭鸡蛋味,车间最高允许浓度为10 mg/m3。H2S是强烈的神经毒物,对黏膜有明显的 *** 作用。第四, CO是无色、无臭、无 *** 性气体,是一种窒息性毒气,空气中控制标准为小于30 mg/m3。空气中CO浓度达到1.2 g/m3时,短时间可致人死亡。第五, NH3是一种无色、强烈 *** 性气体,对人的上呼吸道有 *** 和腐蚀作用。车间允许浓度为30 mg/m3。第六,多环芳烃,包括苯并芘、7,12—二甲基苯并蒽、3—甲基胆蒽等约100多种,其中已被证实的致癌物有22种。苯并芘(BaP)是焦化生产中排放量最多的多环芳烃,具有致癌性,潜伏期可长达10~15年,人们易淡化病情而导致严重后果。
暖气的水含有什么化学物质?对人体有害吗?多大的伤害?供暖锅炉及暖气里的水,不是普通的自来水,而是经过化学处理的软化水。软化水是自来水与钠离子交换后得到的,钠离子的不断交换,制出软化水,当钠离子失效的时候,需要用盐水来冲洗,再用自来水洗至合格,让钠离子重新恢复效能,如此反复,让锅炉里用的总是软化水。软化水中虽然没有了总硬度,但增加了钠离子,加大了水的含盐量。
软化水并非一般意义上的盐水,它不咸,既不含碘也缺少人体需要的钙镁等微量元素,是绝不能饮用的。而且其中还含有防腐剂,如火碱、栲胶、磷酸钠等,用这样的水来洗菜、洗澡、洗衣服,对人的面板和健康是有害的
上网对人体有多大的伤害?1、电脑辐射。 2、影响视力。 3、上网时间过长影响健康。 4、对肩周炎、指关节有影响。
可乐对人体有多大的伤害?可乐是酸性的,钙是碱性的.牙齿99%是钙组成的,还有骨骼也是由钙组成的.所以喝可乐对我们牙齿和骨骼有一定的危害性.听说:把一颗牙放在可乐里,一个礼拜之后就会把牙齿溶化掉.
喷漆对人体有多大的伤害喷漆作业有哪些危害? 油漆作业的主要职业危害是吸入有机溶剂蒸气。各种漆都是由成膜物质(各种树脂)、溶剂、颜料、干燥剂、新增剂组成。普通油漆通常用汽油作溶剂,环氧铁红底漆含少量二甲苯,浸漆主要含甲苯,也有少量苯。喷漆(硝基漆)及其稀释剂(香蕉水)中含多量苯或甲苯、二甲苯,在无防护情况下喷漆,作业场所空气中苯浓度相当高,对喷漆工人危害极大。 制作家俱都要涂漆,没有这道工序再美的家俱也没有光泽。各种油漆中都含有多种危害人体的污染物质,在油漆家俱时应注意防止污染。 油漆中都含有松香、苯类和醇类等有毒物质,这些物质对人体危害相当大。如苯蒸气达到一定的高浓度可致人死亡。长期接触苯会引起慢性中毒,造成白细胞减少、血小板降低、骨髓造血功能发生障碍等疾病产生。在油漆家俱时,含有有毒的溶剂不断挥发,使人头痛、恶心、疲劳和腹疼,长时间接触能使人食欲减退,发生慢性中毒。油漆对人体的危害,不仅可以通过肺部吸入而发生,还可以通过面板吸收。人体面板直接与油漆接触,能溶去面板中的脂肪,造成面板于裂、发炎的同时还进入人体。 因此,必须注意对油漆污染的防治。油漆家俱时最好选择干燥天气,将门窗开启,让空气畅通,降低室内的溶剂在空气中的浓度。油漆时应戴手套、穿工作服。油漆后要立即清洗面板,用细黄砂、锯未及醋酸丁脂等混合物擦洗干净。
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辐射对人体有多大的伤害
自然界中本身就存在着广泛的辐射。人体在其中生存、进化、发展,已经适应了自然界中正常的、较小剂量的自然辐射。所以,一些低剂量、短时间的自然辐射对人体没有伤害。但随环境的变化和人为的破坏,一些强度较大,时间长的辐射会给人体造成很大的伤害。轻者不适,重则诱发面板癌和其它癌变,甚至杀宕机体细胞,夺去生命。
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“瘦肉精”学名盐酸克仑特罗,英文名clenbuteral,属于β-肾上腺类激素,俗称“瘦肉精”或β-兴奋剂。盐酸克仑特罗临床用于治疗哮喘病。上世纪80年代初,美国一家公司意外发现,将一定量的克仑特罗新增到饲料中,可以显著促进动物生长,提高瘦肉率。1997年以来,我国相关部门多次发文,禁止生产和使用
辐射到底对人体有多大的伤害?五类简单食物抵御辐射 随着大规模的城市改造和房地产开发,一些原来建于城市周边的传输发 射中心和高压线等设施周围也开始进行开发建设,小区环境和室内环境中的电磁辐射污染问题也就 随之而来。其实一些食物也能抵御辐射。 1、绿色蔬菜新鲜蔬菜是人体内的“清洁剂”,其奥妙在 于蔬菜拥有“秘密武器”?碱性成分,可使血液呈碱性,溶解沉淀于细胞内的毒素,使之随尿液排泄 掉。 2、海带海带是放射性物质的“克星”,含有一种称作海带胶质的物质,可促使侵入人体的放 射性物质从肠道排出。 3、猪血猪血的血浆蛋白丰富,血浆蛋白经消化酶分解后,可与进入人体的 粉尘、有害金属微粒发生反应,变成难以溶解的新物质沉淀下来,然后排出体外。 4、绿豆民间素 有“绿豆汤解百毒”之说。现代医学研究证实,绿豆含有帮助排泄体内毒物,加速新陈代谢的物质, 可有效抵抗各种形式的污染。 5、黑木耳黑木耳的最大优势在于可以帮助排出纤维素物质,使这些 有害纤维在体内难以立足。 电脑关机后用温水和冷水交替洗脸洗手
1%
以下才可用于燃料。部分地区要求在
0.6
和
0.8
以下,现在常说的环保煤、绿色能源均指硫份较低的煤。常用指标有:空气干燥基全硫
(St,ad
)、干燥基全硫
(St.d)
及收到基全硫
(St,ar)
。硫在煤炭中所含比例的多少即为煤炭的硫含量!
煤中硫根据存在的状态分为有机硫和无机硫两大类,有时也有微量的呈单体状态的元素硫。
煤中干燥基全硫含量St,d>3.00%的煤为高硫煤。但环保总局认为>2.00%就算高硫煤。煤炭中的硫有腐蚀设备和污染空气的负面作用,含硫量过大的煤需要脱硫处理。煤炭含硫量是检查煤炭是否合格的一个标准。