煤中汞的环境地球化学研究

论文摘要

汞是煤中有害微量元素之一,具有较强的挥发性,几乎所有的汞在煤燃烧过程中都会释放进入大气,对环境和人体健康造成影响。本次研究在充分调研国内、外文献及相关科学研究领域的基础上,通过精密仪器测试、化学实验以及微区分析等手段,对中国煤样品中的汞进行了分析和研究,并充分运用煤地球化学、煤田地质学、煤化学、环境地球化学、环境科学等交叉理论知识,系统探讨了煤中汞的环境地球化学特征。通过研究得出:(1)中国煤中汞的含量多在0.1mg╱kg到0.3mg╱kg,平均含量为0.19mg╱kg,并根据其含量特征将中国煤中汞划分为低含量汞区、中等含量汞区和典型富汞区等三个区域;由于沉积环境及成煤过程中各种地质因素的综合影响,中国不同成煤时代以及不同变质程度煤中汞的含量差别较大;(2)探索性研究了中国低硫煤中汞的浓度分布和赋存特征,研究结果表明,硫化物结合态的汞和有机结合态的汞在低硫煤中占共同的支配方式;(3)重点系统研究了淮北煤田低硫煤中汞的含量、赋存状态及影响因素,研究结果表明,岩浆侵入导致了煤层中汞的重新分配,硅酸盐结合态的汞是岩浆侵入煤层中汞的主要赋存方式;(4)对比研究了不同煤级、高氯、高硫以及风化煤和非风化煤等典型煤样中汞的赋存特征,发现了煤中汞在不同类型的典型煤中赋存方式明显不同;(5)对淮北煤田和兖州煤田煤中汞的地球化学形成与演化进行了详细研究,分析了成煤植物、陆源母岩性质、沉积环境、岩浆热液作用以及其它一些因素对煤中汞分布和富集的影响机理;(6)在对洗选、淋滤以及矿区水环境中汞的浓度分布特征分析的基础上,探讨了煤中汞在环境中的迁移和分配规律,评价了1980到2007年间我国燃煤过程中汞的大气排放量,结果表明,煤炭资源的开采利用,导致煤中的汞对中国部分地区环境(特别是典型矿区的环境)造成了污染,控制燃煤过程中汞的排放仍是今后研究的重要内容之一。

论文目录

• 摘要
• ABSTRART
• 第一章 绪论
• 第一节 汞的地球化学特征
• 1. 汞的主要物理化学特征
• 2. 地壳、岩石和矿物中汞的存在形态及含量
• 第二节 环境中汞的毒性与分布
• 1. 环境中汞的毒性
• 2. 表生环境中汞的分布
• 第三节 煤中汞的研究现状与意义
• 1. 煤中的微量元素
• 2. 煤中的汞
• 第四节 研究思路、技术路线及主要工作量
• 1. 研究思路和技术路线
• 2. 本次研究的主要工作量
• 第二章 样品与方法
• 第一节 研究区的选择
• 1. 主要研究区选取方法
• 2. 淮北煤田主要概况
• 第二节 样品分布与采集
• 1. 样品分布
• 2. 样品采集
• 第三节 样品处理与实验
• 1. 样品处理
• 2. 实验
• 第三节 样品测试分析
• 第四节 数据统计方法
• 第三章 中国煤中汞的含量与分布
• 第一节 中国煤中汞的平均含量
• 1. 国外煤中汞的平均含量
• 2. 中国煤中汞的平均含量
• 第二节 中国不同地区煤中汞的含量特征
• 第三节 中国不同成煤时代煤中汞的含量特征
• 第四节 中国不同煤类煤中汞的含量特征
• 第五节 小结
• 第四章 煤中汞的赋存状态
• 第一节 中国高硫煤中汞的赋存特征
• 第二节 中国低硫煤中汞的赋存特征
• 1. 中国某些低硫煤中汞的浓度特征
• 2. 低硫煤中汞的赋存状态
• 第三节 淮北煤田低硫煤中汞的赋存特征
• 1. 煤质基本特征
• 2. 煤中汞的浓度特征
• 3. 淮北煤田低硫煤中汞的赋存特征
• 第四节 典型煤中汞的赋存特征
• 1. 不同煤级煤中汞的赋存特征
• 2. 高氯煤中汞的赋存特征
• 3. 风化煤和非风化煤中汞的赋存特征
• 第五节 小结
• 第五章 煤中汞的分布与富集成因
• 第一节 成煤植物
• 1. 成煤植物类型的影响
• 2. 成煤植物体内汞的转化
• 第二节 陆源区母岩
• 第三节 沉积环境作用
• 第四节 岩浆热液作用
• 第五节 其它作用成因类型
• 1. 火山作用
• 2. 断裂-热液作用
• 3. 地下水作用
• 第六节 小结
• 第六章 煤中汞的环境行为
• 第一节 洗选过程中煤中汞的迁移和分配特征
• 第二节 矿区水体中汞的分布特征
• 1. 水体样品采集
• 2. 不同水体中汞的平面分布特征
• 3. 不同水体中汞的空间分布特征
• 第三节 煤中汞的淋滤析出特征
• 1. 不同时间煤中汞的淋滤特征
• 2. 不同温度下煤中汞的淋滤特征
• 3. 不同pH值下煤中汞的淋滤特征
• 第四节 燃煤过程中汞的环境污染
• 1. 燃煤过程中汞的排放
• 2. 燃煤排放汞的环境污染现状
• 第五节 小结
• 第七章 结论
• 1. 中国煤中汞的分布特征
• 2. 煤中汞的赋存状态
• 3. 煤中汞的富集因素
• 4. 煤中汞的环境行为
• 参考文献 （Reference）
• 附录
• 致谢
• 学位申请者简介