煤炭分选过程中铅与硫的迁移与富集规律

在煤炭资源的加工利用过程中，部分重金属元素会在环境中富集，对环境和人体均有一定危害。煤炭分选作为煤炭加工利用的前端处理工艺，可以去除煤中大部分矸石，但是目前对分选过程中重金属元素的迁移研究较少。选用内蒙古低灰高硫煤样和高灰低硫煤样进行浮沉、浮选试验，通过电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)、X射线衍射(XRD)、X射线荧光分析(XRF)等测试方法研究重金属铅元素在煤中的赋存形式及分选过程中的迁移富集规律。试验结果表明：不同灰分煤样中重金属元素赋存形式差别较大，对分选中的富集与迁移规律影响显著。由逐级化学提取可知铅元素有机结合态含量较少，约为5%,整体表现出向矿物质中富集的趋势；浮沉试验中铅元素在2种煤中易于向较大密度1.6～1.8 g/cm³富集；浮选试验中铅元素趋于向尾煤中富集，且铅元素含量变化与灰分能够保持一致性。此外，低灰高硫煤尾煤中的铅与硫的含量变化呈现较好的一致性，而在含有机硫较高的低硫煤中无此现象，表明铅受无机硫的影响较大。以上规律表明，通过分选可将煤中的大部分铅元素除去，进而提高煤的品质，降低煤中铅元素对环境及人体的危害。     

株洲清水塘土壤中重金属含量分布特征

研究株洲清水塘区土壤纵面重金属的分布特征。结果表明,该地区锌、铜、铅、镉、砷、铷、钴、镍、铬、汞等重金属含量平均值均高于全国土壤元素背景值。锌、铅、镉、砷等元素平均含量明显偏高。大多数重金属含量随土层的加深呈下降趋势,土壤各层重金属变异系数波动范围较大,位于冶炼厂附近的土壤剖面采样点,重金属含量平均值明显高于其他采样点。土壤中的锌和铜、铅和锌、锌和汞、铅和汞、铷和镉有正相关关系(p<0.01),铜和锶、铅和锑、锶和铬之间具有一定的负相关关系。     

底板岩性对煤矸石充填体重金属元素迁移影响规律数值模拟

近年来煤矸石充填采煤技术作为煤矿绿色开采技术之一得到了较大规模的推广应用。煤矿采空区中的煤矸石充填体长期处于偏酸性或偏碱性矿井水环境中,其富含的重金属元素有向底板迁移进而影响地下水的风险。通过煤矸石静态浸泡实验,利用ICP测试浸泡液中重金属元素浓度,确定了煤矸石浸泡液中的主要重金属为铍(Be)、锰(Mn);运用COMSOL Multiphysics建立了不同底板岩性(泥岩、花岗岩、砂岩、灰岩)条件下的煤矸石重金属元素迁移数值模拟计算模型;以Mn元素为例分析了重金属元素在不同岩性底板中的扩散距离及浓度分布,得到了重金属元素扩散距离与底板岩层渗透系数的关系。结果表明:未铺设黏土垫层时泥岩、花岗岩、砂岩、灰岩底板中Mn元素在底板中的扩散距离分别为5.2,12.5,16.0,19.0 m,铺设黏土垫层后Mn元素扩散距离为0.9,2.8,5.2,9.1 m,分别下降了82.69%,77.60%,67.50%,52.10%。     

程潮铁矿重金属污染及其环境地球化学研究

程潮铁矿在生产过程中产生了大量的废弃物,其中包括各种废水和固体废弃物。这些废弃物的排放引起了重金属元素的释放、迁移,并对水体、土壤、植被等表生环境造成重金属污染。研究表明:此区水体中超过环境标准的元素为Hg、土壤中为Cu,水体中元素含量变化特征与背景值变化特点相似,土壤中元素含量与背景值相差较大;元素的生物吸收系数因植物的不同而不同,根据其对重金属元素的吸收,蕨类和蒿类植物等可作为本区生态复垦的植被,玉米可作为重金属耐性植物加以种植利用;另外,水稻和油菜中重金属含量较高而且对各种元素均有较大吸收系数,存在较大环境风险。     

某铜矿区水土环境重金属污染及其农作物效应

矿山水土环境重金属污染问题是矿山环境污染防治的热点问题,以黑龙江省某铜矿区废石堆、尾矿库和堆浸场周边的环境介质（水、土、植物）中重金属元素含量为研究对象,讨论矿区重金属的环境效应。分析结果表明:低品位硫化矿石堆浸场淋滤产生的酸性废水是造成泥鳅河上游河水重金属污染的主要原因。靠近堆浸场的河水pH值介于3~4之间,Cu、Ni、Cd和Zn元素超标倍数分别是国家Ⅲ级地表水质标准的83.4、62.0、31.3和10.0倍;河水中下游水体中各重金属元素含量虽有下降,但依然为劣五类水。以国标Ⅱ级土壤限值、毗邻区土壤平均值为评价依据,采用内梅罗指数法对表层土壤的综合累积污染指数PN进行计算,结果表明:与国标Ⅱ级土壤环境质量限值相比,93.28%的土壤为清洁土壤（P_N < 0.7）;与毗邻区土壤平均值相比,警戒限及以上的样品（P_N>0.7）上升至23.12%,表明工作区土壤已经受到矿业活动的影响,重金属开始产生累积,但由于矿山开发年限较短,累积污染并不严重。矿区小麦、芸豆和黄豆样品中重金属元素普遍高于背景区农作物中元素含量,Ni和Zn超过食品安全国家标准。研究结果为矿山水土重金属污染防治提供了科学依据。      

燃料煤重金属元素在飞灰及炉渣中的分布与富集研究

为研究燃料煤重金属元素在飞灰及炉渣中的分布与富集规律,采集了上海市火电厂、热电厂及化工企业燃煤锅炉的入炉煤、飞灰及炉渣样品,检测了样品中汞、砷、铬、镉、铅等重金属元素含量,研究了飞灰、炉渣中重金属含量与入炉煤中含量的关系,探讨了其分布机制。结果表明:飞灰中的汞含量比入炉煤中的提高了2～5倍,炉渣中汞含量较低,燃烧过程中煤中汞在飞灰中发生富集;飞灰中砷含量最高可达入炉煤中的10倍,燃烧过程中煤中砷在飞灰中具有明显的富集作用,炉渣与入炉煤中砷含量相当,说明入炉煤中的砷未在炉渣中富集;飞灰中铬含量最高可达入炉煤中的8倍,炉渣中铬含量高于飞灰中,燃烧过程中煤中铬元素在飞灰和炉渣中均有明显的富集作用;飞灰中镉含量最高可达入炉煤中的8倍,炉渣中镉含量可达入炉煤中的10倍以上;飞灰与炉渣中的铅含量显著高于入炉煤,铅在飞灰与炉渣中具有明显的富集作用。同时,测算了上海用煤企业入炉煤、飞灰及炉渣中重金属年产生量与比例,结果表明,汞、砷元素在煤燃烧后,分别有50.0%、61.7%富集到飞灰中,而在炉渣中的含量较低;铬、镉、铅元素在飞灰和炉渣中均有较大程度的富集,入炉煤中的铬、镉、铅元素主要随飞灰排出,随飞灰排出的铬、镉、铅元素分别占入炉煤中总量的76.7%、74.4%、75.1%。飞灰、炉渣是入炉煤中重金属排放的主要途径。     

煤炭地下气化“三带”痕量元素析出规律模拟试验研究

分别采用燃煤灰、气化灰、热解半焦模拟煤炭地下气化“三带”（氧化带、还原带、干馏干燥带）残留物,分析其浸出液中汞、砷、氟、铬、铅5种痕量元素分布特征,并与原煤进行对比,考察其对地下水可能造成的潜在污染风险。研究结果表明,“三带”残留物及原煤的浸出液中5种痕量元素总含量排列次序为：干馏干燥带＞氧化带＞还原带＞原煤,且各元素浸出量均符合煤炭工业污染物排放标准GB 20426-2006;其中,铅元素浸出量排列次序为：干馏干燥带＞原煤＞氧化带＞还原带,浸出量差别不大且均很小,平均浸出量仅为0.003 0 mg/L;砷元素浸出量排列次序为：氧化带还原带＞干馏干燥带＞原煤,氧化带残留物浸出量最大,为0.145 0 mg/L,是最小浸出量（原煤）的63倍;氟化物浸出量排列次序为：干馏干燥带＞氧化带＞还原带原煤,且浸出量远远大于其他重金属元素,平均浸出量是其他重金属元素的476倍;Hg和Cr的浸出量为0。     

矿区煤矸石堆对土壤重金属污染时空特征研究

伴随着煤炭资源的大量回采,产生了大量的煤矸石经过地表堆积形成矸石山。矸石山侵占大量土地的同时会释放多种有害重金属元素,能够在周围土壤中进行富集,通过食物链在生态中传递,会对煤矸石周围人群造成伤害。煤矸石周围土壤中重金属分布规律对于矿区生态安全具有重要意义。以山西某矿区两个典型矿井矸石山堆积地为研究对象,基于数理统计方法,分析了周围环境和土壤中七种重金属的分布特征。研究结果表明:甲、乙煤矿的煤矸石七种重金属元素含量明显高于当地背景值,Cr的污染最大,污染最小的是Hg;下风向区域的重金属污染含量明显高于上风向的重金属含量;平面方向上,煤矿甲的土壤重金属污染明显高于煤矿乙对土壤的污染与煤矿矸石堆堆放时间有关;煤矿矸石堆周围重金属元素含量随着距矸石堆的距离增加而减少,其变化趋势存在差异;随着采矿活动的不断进行,矿区矸石堆周围土壤中能够明显的表现出重金属积累的特征;甲、乙煤矿矸石堆周围土壤重金属元素含量随着深度的增加呈递减趋势。土壤中的重金属元素主要集中在土壤表层。煤矿甲在剖面方向上重金属含量煤明显高于煤矿乙。      

重金属元素在沉积物中的变化特征研究

用原子吸收光谱仪测定北太湖沉积物重金属元素Fe、Mn、Zn和Cu的含量,结果表明：北太湖沉积物中重金属元素含量不同类型差异大小依次为Fe＞Mn＞Zn＞Cu、不同区域含量大小依次为梅梁湾＞大浦口＞贡湖湾（除Fe外）;不同元素季节性变化幅度依次为Mn＞Fe＞Zn＞Cu、其中贡湖湾重金属元素呈现出Mn和Fe元素含量为冬＞夏、Zn和Cu含量为冬春＞夏秋的季节性特征。     

ICP－AES法同时测定高纯铅中八种杂质元素

分析比较了ICP-AES、吸光光度法和原子吸收法三种方法测定高纯铅中的八种杂质元素。结果表明原子吸收法和吸光光度法分析速度慢,且对个别含量低的元素检测灵敏度也较低。因此选择电感耦合等离子体原子发射光谱法检测高纯铅中的八种杂质元素。样品采用1∶3的HNO_3溶解,用1∶1的H_2SO_4沉淀,同时测定As、Sb、Cu、Sn、Bi、Cd、Zn、Fe的含量,并考察了谱线的干扰及背景扣除、酸度效应等因素的影响,优化了实验条件。该方法有较好的检出限,加标回收率为97.62%~100.42%,相对标准偏差(RSD)(n=11)为0.74%~2.32%,实现了高纯铅中八种杂质元素的快速测定。     

金属有机框架材料对水体中重金属离子去除性能及机理的研究进展

工业化进程的加快导致全球环境污染日趋严峻,尤其是铬、砷、铅、汞、镉、锌、铜及镍等重金属污染极为显著。重金属在水体中多以离子态存在,难以生物降解,将对生态环境和人类健康构成巨大威胁,因此寻求经济、高效的重金属去除方法刻不容缓。水体中重金属去除的方法主要包括离子交换、混凝沉淀、氧化还原、吸附、膜过滤及电渗析等,其中吸附法具有成本低廉、操作简单和适应性强等诸多优点,被认为是去除水体中重金属的优选方法之一。金属有机框架材料（MOFs）,因其比表面积大、孔隙率高、活性位点丰富、可调节性强及热/化学稳定性高等特性,被广泛应用于去除水体中的重金属。重点综述了MOFs及其复合材料对铬、砷、铅、汞、镉、锌、铜及镍重金属离子的去除性能,分析了MOFs初始浓度、重金属离子浓度、接触时间、pH 值、温度及干扰离子等因素对重金属去除效果的影响。同时,明确了MOFs去除重金属离子的机理。其主要作用机理为吸附、沉淀及氧化还原,其中吸附分为物理吸附和化学吸附,物理吸附主要包括静电引力、扩散作用和范德华力,化学吸附主要包括开放金属位点/配位作用、酸碱作用及氢键作用,而沉淀或者氧化还原伴随在吸附过程中。此外,对今后MOFs材料在重金属污染防治领域的研究方向及潜在应用进行了展望,以期为MOFs材料在环境污染修复领域的研究和应用提供理论基础。     

青海省东部地区大气降尘地球化学特征（增刊）

采集了青海省东部地区大气降尘样品,分湟水谷地和黄河谷地对大气降尘中的重金属及F、Se的含量进行统计分析。结果表明,湟水流域大气干湿沉降中各重金属元素含量明显高于黄河流域,这与湟水流域相对密集的城市和工业有关。较高的Pb丰度指示较繁忙的交通活动;较高的Hg、Se丰度和燃煤活动密切相关;Cr、Ni丰度的高低指示金属冶炼活动的强弱。大气干湿沉降物中元素的丰度特征与湟水及黄河流域的人口及工业特征一致。     

武夷山市地表水重金属含量及水质评价

为有效评价重金属元素对武夷山水体的污染危害,以武夷山崇阳溪及九曲溪水系为主要水域进行重金属污染分析。运用最大单因子指数法、内梅罗污染指数法和潜在生态风险危害评价法对武夷山水体进行了综合水质评价,结果表明:该水体总体水环境质量较好,部分水域存在较低的潜在风险。     

四川省马边老河坝磷矿重金属污染分析

马边老河坝磷矿资源丰富,矿业活动频繁,对矿区内水土环境影响不明。为查明老河坝磷矿区内矿山环境及水体、土壤内的重金属污染程度,以老河坝磷矿区水土环境为研究对象,对地表水及表层土壤的重金属元素（Cd、As、Cu、Cr、Pb、Zn）含量及其分布特征开展了生态污染程度评价。结果表明:研究区水质较好,重金属及磷元素污染程度较低,符合《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅲ类水质标准的相关指标。土壤中金属元素平均值与四川省土壤元素背景值相比:Cd元素超标8.75倍, Pb元素超标3.36倍, Zn元素超标1.94倍, As元素超标1.48倍, Cu元素超标1.36倍,P元素超标7.47倍。与中国土壤元素背景值相比:Cd元素超标10倍, Pb元素超标4.40倍, Zn元素超标2.48倍, As元素超标1.88倍, Cu 元素超标2.12倍,Cr元素超标1.42倍。潜在生态危害指数法显示,马边老河坝磷矿表层土壤重金属污染程度依次为Cd>As >Pb >Cu>Zn>Cr,Cd元素危害最大,其次是As、Pb和Zn,为中度生态污染风险。累积指数法显示,马边老河坝磷矿表层土壤重金属污染程度依次为Cd>Pb>As>Zn>Cu>Cr,Cd、Pb污染程度为中度。综上所述,马边老河坝磷矿重金属污染对水体影响小,而土壤重金属污染不可忽视。      

煤矿沉陷水域重金属含量高光谱反演

为研究矿区沉陷水域重金属元素含量快速有效的监测方法,以淮南市潘一矿沉陷水域为研究区域;首先利用ASD FieldSpec 4地物光谱仪采集采样点的光谱数据并采集样本,其次,对取回的水样中Cu,Pb,Zn,As,Cd和Cr六种重金属元素含量采用原子吸收光谱仪和原子荧光光度计测定;然后,对光谱数据进行微分变换及倒数对数变换,将变换后的光谱数据与水体重金属含量进行相关性分析,并提取特征光谱;且根据相关性分析结果选择显著相关的波段进行建模。采用单波段分析、多元逐步回归(SMLR)分析及波段深度与偏最小二乘回归(PLSR)结合3种方法分别建立基于光谱反射率估算水体重金属含量的预测模型,并对预测模型进行精度评定,选取各重金属含量的最佳预测模型。结果表明,经过微分变换的光谱波段与重金属元素含量的相关系数有显著提高且达到了更高的相关度。微分变换后,Cu,Pb,Zn,As,Cd和Cr五种重金属元素的最大相关系数分别为0.874,-0.648,0.824,0.764,0.636 和-0.885;Cu,Cr元素含量与二阶微分变换光谱建立的单波段回归模型为最佳预测模型,验证R2分别为0.823,0.806。Pb元素、Zn元素、As元素和Cd元素含量与光谱数据的二阶微分建立的逐步回归模型为最佳预测模型,验证R2分别为0.774,0.724,0.564,0.767。该模型可用于潘一矿沉陷水域重金属含量的快速监测。     

青海某金矿矿集区土壤重金属污染评价及综合利用讨论

为研究青海某金矿矿集区土壤重金属污染情况,采集了土壤样品442件,分析了重金属元素(As、Cd、Hg、Pb、Cn、Zn、Cr、Ni)含量,采用内梅罗污染指数法、地累积污染指数法进行评价。结果表明,重金属元素污染轻微,仅As元素产生一定程度的污染,其中内梅罗指数法评价出有69.43%的样品受到As污染,地累积指数法评价出59.24%的样品受砷污染,两种评价结果较为接近。矿集区金矿石中的金属矿物主要为黄铁矿和毒砂,选矿试验发现样品中As含量达到0.38％,超过了伴生组分的评价标准,在后续矿业开发中,加强As元素的综合回收利用,是减少对环境污染的有效方法之一。      

微波消解—电感耦合等离子体质谱法测定油菜籽中的六种重金属含量

建立微波消解、电感耦合等离子体质谱法测定油菜籽中的铅、铬、镉、铜、镍、锌六种重金属含量的方法,六种元素的检出限为0.5~7 ng/g,相关系数均0.999,相对标准偏差为1.06%~7.38%,回收率保持95.69%~104.0%。方法检出限低、准确度高和重现性好,操作简便,可应用于油菜籽中的六种重金属含量的检测。     

铅冰铜加压氧浸湿法工艺与元素走向研究

根据铅冰铜物相组成特点,提出综合回收铅冰铜中Pb、Cu、In、Ag、Au等高经济价值元素的加压氧浸全湿法工艺,并分析此湿法回收工艺中元素组成与各元素回收率。结果表明,在适当条件下,加压氧浸全湿法综合回收工艺能回收铅冰铜中93.4%以上的铜、88.5%以上的铅、85.1%以上的铟、86.2%以上的银、81.3%以上金,取得较好的综合回收效果,既节约了资源,又可取得显著的经济效益。     

石墨炉原子吸收光谱法测定铁精矿中砷锑锡铋铅

采用石墨炉原子吸收法直接测定铁精矿中有害元素锡、铅,不需基体分离,通过对石墨炉加热程序中的干燥时间、灰化温度及原子化温度等进行了优化,确定了仪器分别测定元素的最佳分析条件,采用适宜比例的硝酸和盐酸溶样。方法的相对标准偏差(RSD)<25%,回收率为94%～106%,结果准确、可靠,已用于日常生产分析等。     

城门山铜矿选矿过程DCS 系统设计与应用

治理和控制土壤和沉积物重金属污染的关键是识别其污染源。通过查阅近年来国内外对土壤和沉积物重金属污染溯源研究的相关报道,概述应用同位素示踪技术研究土壤和沉积物重金属污染源的进展,阐述铅、锌、镉同位素在土壤和沉积物重金属污染溯源中的应用。铅同位素示踪技术已经比较成熟,应用广泛。锌和镉同位素示踪技术作为新兴的技术,在污染源示踪研究可作为铅同位素的补充,逐渐受到重视。今后土壤和沉积物重金属污染溯源研究工作的重点是采用多元同位素示踪技术,结合土壤和沉积物形态中重金属稳定同位素组成示踪污染源。