安徽淮南矿区煤矸石中环境意义微量元素研究

淮南矿区开采历史长，煤矸石累计堆存量大，从环境意义角度研究该矿区煤矸石具有其典型性和现实性。本文依据矿区煤层和岩性特征，采用综合柱状系统采样法，运用现代环境微量元素分析技术(INAA、ICP—MS)测定煤矸石38种元素，并用冷原子吸收法分析Hg、选择性电极法分析F。进而，筛选出11种金属元素(Cd、Cu、Ni、Sn、Hg、Mn、As、Cr、Pb、Zn)和非金属元素F为具有环境意义的元素，并以总量法初步预测和评估这些元素的含量水平和潜在的环境影响。对比淮南、华北、中国、世界土壤背景值等，As、Cd、Cu、Ni、Sn、Hg等超出土壤背景值，这些元素在矿区环境的迁移性和累积性的环境效应，有必要进行深入调查研究。     

矿区农田土壤重金属污染评价与研究

以贵州六盘水市2个矿区周边农田土壤为研究对象,对土壤重金属进行含量及分布特征分析。采用污染负荷指数法、潜在生态风险评价法和地积累指数法对其污染状况进行评价。结果表明:2个矿区农田土壤Pb、Cd、Hg、Cu的含量最大值均超出了贵州省土壤背景值,Cu的污染最严重,2个矿区的含量均值分别是背景值的5.54倍和4.12倍;2个矿区农田土壤重金属的含量分布总体上呈现在煤矸石堆放场、矿区洗煤池附近农田土壤中重金属元素的含量高于远离矿区的外围农田的现象。矿区WJZ和矿区ZS重金属元素的污染系数均值由高到低均呈现CuHgPbCdAs的现象,土壤采样点整体的污染负荷指数分别为1.39和0.75,即分别呈现中等污染和无污染的状况;Cu、Pb、Cd元素的来源可能受人为采矿活动的影响,Hg、As元素的来源可能受人类活动和成土母质的共同影响。     

赣南某矿区土壤重金属污染评价与研究

这是一篇矿山环境工程领域的论文。对赣南某矿区40个土壤样品的重金属含量进行了测定,结果显示,Cu、Zn、Cr、Ni、Cd、As和Hg含量的平均值均低于江西省土壤重金属背景值,而Pb含量高于背景值。相关性分析结果表明,研究区内土壤重金属Cu和Cr、Ni、Cd,Zn和Cd,Ni和Cr、Cd,Hg和As呈现显著正相关,说明其可能具有较高的同源性或复合关系。分别利用单因子污染指数法、Nemerow综合污染指数法、污染负荷指数法和潜在生态风险分析法对研究区内土壤污染程度进行了评价和风险评估。单因子污染指数法评价结果表明,单一元素污染程度由高到低依次是Pb>Cd>Zn,但总体污染程度较低;Nemerow综合污染指数指出重金属重度污染的样本点主要集中在矿区和河流中下游地区;土壤样本重金属污染系数均值从高到低依次是Pb、Cd、Zn、Cr、Cu、Hg、Ni和As,整个研究区内土壤污染负荷指数适中,污染水平中等;重金属Cu、Zn、Cr、Ni和As的潜在生态风险评价属于轻微生态风险,而Cd、Hg、Pb在研究区土壤生态环境中的贡献率较高。综合四种方法可知,整个研究区土壤重金属的综合潜在生态风险处于...     

皖北煤矿区农田土壤-小麦中重金属分布特征 及健康风险评价

为了研究矿区农田土壤-小麦中重金属分布及农作物中重金属的迁移特征,以皖北恒源煤矿为研究对象,在矿区范围内采集了16个农田土壤和对应的小麦样品进行测试分析,应用内梅罗指数法评价了矿区内农田土壤重金属的污染状况,采用回归模型分析研究土壤根系、根系茎籽粒中重金属的迁移转化,并利用靶标危害系数法评价了小麦籽粒中重金属对人身健康的影响。研究结果表明:研究区农田土壤中的Cu、Zn、Mn、Pb、Hg、Cd、As、Cr和Ni等8种重金属元素含量低;小麦籽粒中重金属含量也未超出标准限量值;在小麦根、茎、籽粒等器官中,Mn、Pb、Cd、As、Cr和Ni在小麦根部含量最大,Hg较多地分布在小麦的茎中,Zn和Cu更易向上迁移至小麦的籽粒中;小麦籽粒中的Pb、Hg、Cd、As和Cr等重金属的单一重金属元素的靶标危害系数THQ和多种重金属元素的复合危害系数TTHQ均小于1。     

煤矿复垦区土壤重金属含量时空分布及富集特征研究

为研究煤矿复垦区土壤重金属污染的时空变化及富集特征,以安徽淮南市潘一矿复垦区土壤为例,在2008-2010年期间对复垦区土壤中Cu,Mn,Ni,Pb,Cd,Hg,As 七种重金属元素进行了测定,并利用Surfer8.0软件对重金属的水平分布特征进行可视化表达。采用富集因子法来判断土壤中重金属人为污染情况。结果表明：煤矸石充填复垦区土壤,随着覆土年限的增加,除Mn和As元素外,Cu,Ni,Pb,Cd和Hg这5种重金属元素含量均高于淮南市土壤背景值,并出现一定程度的累积;从表层土壤重金属元素的水平空间分布看,煤矸石山的堆积、淋溶和粉煤灰贮灰场的存在对周边土壤造成了一定程度和范围的重金属污染。复垦区土壤剖面上Cu,Ni,Pb,Cd元素含量呈现表层（0~20 cm）和底层（80~100 cm）含量高,中部（20~80 cm）含量低的分布规律。分析重金属元素的富集因子,表明复垦区土壤已经受到了煤矿开采和煤矸石充填活动的影响。其中Cu,Ni,Pb,Hg和Cd元素已经出现富集,并且Cu,Ni,Pb,Hg元素达到了轻微污染水平,Cd元素达到了显著污染水平。Mn和As元素主要来源于土壤母质,没有受到污染。     

南京某铁矿区土壤重金属污染潜在生态危害评价

对土壤中重金属污染进行潜在生态危害评价,是监控土壤环境质量和预防土壤污染的前提。本工作对南京某铁矿区土壤重金属空间分布特征进行研究,并采用Hak Anson潜在生态危害指数法对铁矿区土壤8种重金属(Cd、Cr、Cu、As、Hg、Ni、Pb和V)的潜在生态危害进行评价。单一重金属评价结果表明,Hg是矿区土壤中潜在生态危害最为严重的元素,其次是Pb和Cd。Hg、Pb和Cd对土壤污染的贡献率之和高达92.72%,Cr、Cu、As、Ni和V的危害程度为轻微。多种重金属潜在危害很强、极强的土壤样品占样品总数的54.76%,影响面积达56.63%,主要分布于采矿厂、废石场、选矿厂排水口等区域,与矿区的采选布局是一致的。     

煤矿区地质环境调查及其综合评价

对煤矿区的水体、土壤、煤矸石分别取样,分析了样品中各类元素含量,并基于生态危害指数评价方法对各区域的污染程度进行了综合评价。结果发现,水质与国家标准Ⅰ类水质相比较存在很大差距,Cu、Pb、Cr、Cd元素分别超标了37倍、65倍、15倍和300倍,P元素超标了17倍;与该地区土壤元素背景值进行比较,Cd、Cr、Cu、Pb、Zn、V、As、Hg、Ni、Co元素均有超标,超标在1.2～2.6倍。对26个土壤样品利用生态危害指数方法进行综合评价,发现严重污染、重度污染、中度污染和轻度污染所占比例分别为0、11.54%、61.54%和26.92%,煤矸石中关键元素的含量与土壤基本类似。基于综合评价结果,对于不同污染程度的区域,可以采用分区治理的措施提升煤矿区地质环境治理效果。     

青海某铁多金属矿区土壤重金属污染评价

为研究青海某铁多金属矿区土壤重金属污染状况,分析测试了其土壤重金属元素(As、Cd、Hg、Pb、Cu、Zn、Cr、Ni)含量,并采用单因子指数法,内梅罗综合污染指数法、地累积污染指数法和潜在生态危害指数法进行评价。结果表明:(1)研究区土壤中除Cd元素外,As、Hg、Pb、Cu、Zn、Cr、Ni元素含量平均值均未超出土壤环境质量Ⅲ级标准(GB 15618—1995)限值;(2)研究区土壤质量较好,重金属元素污染轻微,Cd和Pb元素存在一定程度的污染,Cd元素达到中等程度的潜在生态危害。     

陕西蒿坪石煤矿区重金属污染及生态风险评价

石煤矿区开采会引起矿区及周边土壤、水体重金属污染。对陕西蒿坪石煤矿石煤及周边土壤重金属Cd、Cr、Cu、Zn、Pb进行了测定,并对石煤进行了浸出毒性试验,运用地累积指数和潜在生态危害指数评价了矿区土壤重金属污染程度及潜在生态风险。结果表明,石煤中Cr、Cd、Zn含量高于中国煤和世界煤,而Pb和Cu含量与中国煤和世界煤接近。5种重金属元素浸出毒性虽然低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》的浓度限值,但均超过了《地下水质量标准》Ⅲ类标准。安康蒿坪石煤矿区土壤Cd、Cu、Zn、Pb含量均超过陕西土壤背景值,矿区土壤重金属处于轻度污染水平,综合生态危害轻微。矿区土壤中Cd含量超过了《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》中规定的风险筛选值,潜在生态风险较大,应防控该矿区土壤中Cd污染。      

北京房山煤矿区土壤重金属元素地球化学分布特征及源解析

房山煤矿区有百年的煤矿开采历史,可能会对周边生态环境造成污染。为了评估房山煤矿区土壤环境状况,在房山周口店地区选取了最具代表性的矿区作为研究区域,采集196件表层土样和40件深层土样,对土样中重金属元素As、Cd、Cr、Hg、Ni、Pb、Zn的含量进行了测试分析。运用数理统计、聚类分析、因子分析、空间分布分析相结合的方法研究了房山煤矿区土壤重金属元素的表层和深层分布特征,并对其来源进行了探讨。结果表明,研究区内重金属元素平均值普遍高于北京市区域背景值,Hg元素尤其明显;表层土壤中除Hg、Cd、As外,其他元素分布较均匀;除Pb、Zn元素外,其他元素在深层土壤中的富集系数普遍大于表层土壤;通过相关性分析和聚类分析可知,Cr和Ni, Hg和Pb、Cd和Zn的来源可能相同。土壤母质和自然成土过程可能是影响土壤中Cr和Ni元素分布特征的主要原因,工业矿业活动可能是Cd和Zn元素含量偏高的原因,地质背景叠加人类活动可能是影响Hg和Pb元素分布的原因;从空间分布情况来看,水平方向上研究区北部的重金属元素含量较南部整体偏高,Hg和Pb、Cr和Ni、Zn和Cd元素的空间分布特征较相似。纵向上,As、C...     

基于数理统计分析的淮南煤中微量元素的研究

采用高分辨率电感耦合等离子质谱仪测定了淮南矿区煤中10种微量元素含量。结果表明:淮南煤中Co、Ni、Th、Zn和Cd低于全国均值,没有异常富集;Mo、Sb、U略高于全国均值,Ba和Cr平均含量明显高于中国煤中均值,可能有异常富集。运用相关分析、R型聚类分析和因子分析等数理统计方法,对淮南矿区微量元素与灰分的相关性及赋存状态进行了分析。结果表明:元素Cr、Ni、U、Th和Ba与灰分线性正相关,其中Th和Ba与灰分高度正相关,其他元素与灰分无法建立线性关系;煤中Th、Ba、Ni、Cr、U和Co可能主要以无机态赋存于煤中;Zn和Cd可能以闪锌矿等硫化物微粒的形式赋存于有机质中;Mo和Sb赋存状态较为复杂,尚需进一步研究。     

A DFT study on the effect of lattice impurities on the electronic structures and floatability of sphalerite

The electronic structures of bulk sphalerite containing 14 typical kinds of impurities were studied by density-functional theory (DFT). The calculated results show that the presence of Cd, Hg, Ga, Ge, In, Ag, Sn, Pb and Sb could increase the lattice parameter of sphalerite. Ag, Sn, Pb, Sb, Cd and Hg impurities narrowed the band-gap and increased the conductivity of sphalerite. Moreover, Mn, Fe, Ga, In, Sn and Sb impurities changed the semiconductor type of sphalerite from p-type to n-type. All of the impurities except Cd and Hg made the Fermi level shift to higher energy and led to the occurrence of an impurity state in the forbidden band.Analysis of the frontier molecular orbital showed that the impurities Mn, Fe, Cu, Ge, Sn, Pb and Sb contributed greatly to the highest occupied molecular orbital (HOMO) and greatly influence the nucleophilicity of sphalerite. On the other hand, the impurities of Fe, Cu, Co, Ni, Cd and Ga greatly contributed to the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) and greatly affected the electrophilicity of sphalerite. The interactions of O₂ and xanthate with sphalerite are discussed. Results suggest that Mn, Fe, Ni, Cu, Sn and Pb impurities favored the oxidization of sphalerite; however, the impurities of Cd, Hg, Ga and In had the opposite effect. Impurities of Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Hg and Pb could enhance the reactivity of xanthate with sphalerite.     

Heavy metal pollution and potential ecological risk in reclaimed soils in Huainan mining area

In order to determine the environmental quality condition of reclaimed soils in Huainan mining area, soil samples were collected from three representative mines, such as Panyi Mine, Xinzhuangzi Mine and Datong Mine. The total concentration of Cd, Hg, Cu, Pb and As in the samples were analyzed. The potential ecological risk was used to evaluate the heavy metals pollution. The investigation reveals that the reclaimed soils are contaminated to a certain degree and the trace elements in coal gangue transferred to the surface soil. The order of potential ecological risk is Cd>Hg>Cu>Pb>As; the pollution degree of each sampling site is arranged in the following order: Xinzhuangzi Mine> Datong Mine>Panyi Mine, and the multiform of heavy metals of potential ecological risk index is at 357.35∼484.62.     

废弃矿区土壤重金属污染程度及生态风险评价研究

采用内梅罗指数法、地累积指数法对废弃矿区土壤重金属污染程度进行分析，并用潜在生态危害指数评价生态危害情况。研究结果表明，内梅罗指数法筛选Zn、Pb、Cd、As是主要污染因子，综合污染指数分别为16.30、9.48、20.16和7.07，属于重度污染；除点位11、12和14以外，其他11个点位的污染程度均为重度污染。地累积指数法筛选出Zn、Pb、Cd三种元素，未污染的元素为Ni、Hg、Cr、Ag，主要的污染点位是点位1、2、3。潜在生态危害指数法评价结果表明，主要污染因子为Cd、Hg两种元素，轻度污染的元素为Zn、Pb、Cu、As、Ni、Cr，主要的污染点位是点位1、2、3。     

燃煤电厂中有害微量元素迁移释放

对两个电厂的原煤、底灰、飞灰和超细飞灰（≤10 μm）进行了有害微量元素含量的测定,研究了As、Cd、Cr、Pb、Se、Mo、Ni、Be、Cu、Th、U、V、Zn、Hg等14种元素在煤燃烧过程中的散逸、迁移行为,揭示了它们在燃煤过程中在气态产物和固态产物（底灰、飞灰、超细飞灰）中的分配富集特征,分析了这些元素的环境效应。结果表明：在两电厂中,元素Cd、Pb、Zn富集系数由大到小为超细飞灰>飞灰>底灰;As的分布特性与煤中Ca的含量密切相关;较低的烟气温度能够使部分气态Hg在飞灰颗粒上发生凝结;将几种元素分为3类：Ⅰ类,留在固体废物中的元素V（QR＞085）;Ⅱ类,部分留在固体废物中的元素As、Cd、Cr、Pb、Se、Mo、Ni、Be、Cu、Th、U、Zn（0.85≥QR＞010）,其中As、Cr、Ni、Be、Cu、Th的富集程度较强,Zn、Mo、Se、Cd较弱;Ⅲ类,主要挥发到大气中的元素Hg（QR接近0）。     

神府煤矿物组合特性及微量元素分布特性定量研究

为了定量研究煤中微量元素与煤中矿物亲和关系,通过利用低温灰化联合三溴甲烷浮沉方法对神府煤进行了重矿物分离研究,并结合场发射扫描电镜结合X射线能谱仪（FSEM-EDX）,X射线衍射仪（XRD）,电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)等方法定量揭示了神府煤中矿物组合特性及微量元素分布特性。结果表明：神府煤低温灰和轻灰矿物组分基本相同,主要包括石英、方解石、烧石膏、同时也存在少量的高岭石和堇青石;重灰中以含铁和含钙矿物为主,包括黄铁矿、菱铁矿、方解石、石膏、石英和针绿矾。ICP-MS测试结果表明,煤中矿物是微量元素的宿主,神府煤轻灰中富集的微量元素包括Li,Be,Sc,Ga,Rb,Sr,Y,Ce,Pr,Nd,Sm,Th,Zr,Hf;重灰中富集的微量元素包括V,Cr,Ni,Cu,Zn,Mo,Cd,Sb,Re,Pb,U,Sn和As。     

南非煤有害微量元素在干法分选中的迁移特性

 摘要：论文以南非煤的空气重介质流化床干法分选为研究对象,对其在干法分选中有害微量元素的迁移特性进行了探索,分析了As、Ba、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Ni、Pb、Sb、Se、Zn等在不同粒级产品中的分配情况,从而研究了干法分选对煤中有害微量元素的脱除效果。实验结果表明,对南非煤进行干法分选可以有效地脱除其中的有害微量元素,其中Cr、Cu的脱除率超过50%,As、Mn的脱除率接近50%,Co的脱除率高达39%。空气重介质流化床干法分选可以作为南非的一种经济、高效的煤中有害微量元素燃前控污手段。     

煤中有害微量元素的洗选迁移特性

应用浮沉试验和分步释放浮选试验对贵州省水城煤业集团大河边矿原煤进行了洗选分离,采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定了原煤和11个洗选产品中As,Se,Cd,Pb,Be,Cr,Co,Mo,Cu,Zn,Ni,V,Sb,Mn,Th,U等潜在有害微量元素的含量,应用等离子体低温灰化分离出原煤和洗选产品中的无机矿物质。结果表明,原煤中微量元素的总体含量水平中等;在浮沉试验中密度越高的洗选产品中微量元素的含量越高;在分步释放浮选试验中,精煤中微量元素的含量最低,尾煤中微量元素的含量最高,在中间产品中呈过渡关系;绝大多数微量元素与矿物质总量之间都存在极高的相关性,表明微量元素在煤中主要以无机态赋存,其迁移特性主要受控于煤中的矿物质。