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电厂燃煤烟尘成分谱的研究及重金属风险评价

发布时间:2017-04-07 08:16

  本文关键词:电厂燃煤烟尘成分谱的研究及重金属风险评价,由笔耕文化传播整理发布。


【摘要】:本研究以电厂燃煤烟尘为研究对象,采集了山西省8家燃煤电厂的除尘器下载灰样品进行分析测试,建立了电厂燃煤烟尘PM_(2.5)和PM_(10)化学成分谱,分析了分别以无烟煤和煤矸石为燃料的电厂燃煤烟尘中化学组分的差异,并运用富集因子法和地质累积指数法对电厂燃煤烟尘中的重金属元素污染程度进行了评价,运用分歧系数法比较了本研究建立的成分谱与国内外其他城市之间的差异,并对电厂燃煤烟尘中的重金属进行了健康风险评价,研究结果表明:(1)电厂燃煤烟尘的PM_(2.5)和PM_(10)的化学成分谱包括化学元素谱、离子谱和碳组分谱3部分;Ca、Si、SO_4~(2-)是本研究电厂燃煤烟尘PM_(2.5)和PM_(10)化学成分谱中的含量最丰富的化学组分,主量成分包括Ca、Si、SO_4~(2-)、OC、EC、Fe、Al、Ca~(2+)、Mg、K、Cl~-,其中地壳元素含量最高;地壳元素、痕量元素、EC和OC更容易富集在细颗粒上;电厂燃煤烟尘呈酸性。(2)以煤矸石和以无烟煤为燃料的电厂燃煤烟尘成分谱之间最大的差别为以煤矸石为燃料的电厂燃煤烟尘PM2.5和PM10中的Si和Ca的含量均明显高于以无烟煤为燃料的电厂燃煤烟尘,这与煤矸石中的Ca和Si的含量较为丰富有关。(3)富集因子分析结果表明,Cd、Cu、Cr、Ni、Pb、V、Zn 7种金属元素都不同程度的富集在电厂燃煤烟尘的PM_(2.5)和PM_(10)中,其中Zn呈强烈富集,V显著富集;以煤矸石为燃料的燃煤烟尘中Zn和V的富集程度在PM_(2.5)和PM_(10)中均显著大于无烟煤。(4)地质累积指数分析结果表明,在电厂燃煤烟尘PM_(2.5)和PM_(10)中Zn均为严重污染,V为重度污染;在以煤矸石为燃料的电厂燃煤烟尘中V、Cr的污染程度大于以无烟煤为燃料的电厂燃煤烟尘,而Ni、Pb、Zn与之相反。(5)分歧系数法分析结果表明,本研究所建立的电厂燃煤烟尘的PM_(2.5)成分谱与上海、宁波、杭州的成分谱可能相似,与北京、南京、美国的Texas、Mexico以及Colorado的成分谱之极不相似;PM_(10)成分谱与杭州、济南、郑州的成分谱可能相似,与北京、成都的PM_(10)成分谱极不相似。(6)根据重金属的健康风险评价结果,电厂燃煤烟尘中的重金属在PM_(2.5)中对人体健康产生的风险比在PM_(10)中更大;对非致癌总风险的贡献率最高的重金属元素为V,最小的为Co;对致癌风险贡献率最高的重金属元素为As,最小的为Co。
【关键词】:电厂燃煤烟尘 成分谱 富集因子 分歧系数 地质累积指数 健康风险评价
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:X773;X82
【目录】:
  • 摘要3-5
  • ABSTRACT5-10
  • 第一章 绪论10-16
  • 1.1 我国城市中大气颗粒物污染现状及其危害10-11
  • 1.2 燃煤烟尘是大气颗粒物的重要来源11-12
  • 1.3 国内外研究进展情况12-14
  • 1.4 本研究的内容及意义14-16
  • 1.4.1 研究内容14
  • 1.4.2 本研究的意义14-16
  • 第二章 样品的采集及分析方法16-26
  • 2.1 研究区域的基本概况16-18
  • 2.1.1 地理位置16-17
  • 2.1.2 地形地貌17
  • 2.1.3 气候气象17-18
  • 2.1.4 矿产资源18
  • 2.2 样品的采集及处理18-20
  • 2.2.1 采样点位18-19
  • 2.2.2 样品的处理19-20
  • 2.3 样品的分析测试20-26
  • 2.3.1 元素分析20-22
  • 2.3.2 离子分析22-23
  • 2.3.3 碳分析23-26
  • 第三章 电厂燃煤烟尘成分谱的建立及分析26-40
  • 3.1 PM_(2.5) 和PM_(10)中的化学组分测试结果26-28
  • 3.2 电厂燃煤烟尘成分谱的建立28-30
  • 3.3 电厂燃煤烟尘成分谱的分析30-37
  • 3.3.1 电厂燃煤烟尘PM_(2.5) 和PM_(10)中的化学组分含量比较分析30-31
  • 3.3.2 电厂燃煤烟尘的酸碱性分析31-32
  • 3.3.3 不同煤种的成分谱的建立32-35
  • 3.3.4 不同煤种的PM_(2.5) 和PM_(10)成分谱的比较35-37
  • 3.4 小结37-40
  • 第四章 电厂燃煤烟尘重金属元素环境风险评价40-56
  • 4.1 富集因子分析法40-41
  • 4.2 富集因子计算结果及分析41-45
  • 4.3 地质累积指数法45-46
  • 4.4 地质累积指数计算结果及分析46-54
  • 4.5 小结54-56
  • 第五章 电厂燃煤烟尘成分谱与其他城市之间的比较56-62
  • 5.1 分歧系数法56
  • 5.2 计算结果及分析56-59
  • 5.2.1 本研究的两种煤种的成分谱之间的差异性56-57
  • 5.2.2 不同地区之间成分谱之间的差异性分析57-59
  • 5.3 小结59-62
  • 第六章 重金属健康风险评价62-72
  • 6.1 健康风险评价模型62-65
  • 6.1.1 暴露量计算模型62-63
  • 6.1.2 健康风险的表征63-65
  • 6.2 电厂燃煤烟尘重金属健康风险评价65-70
  • 6.2.1 非致癌风险评价65-69
  • 6.2.2 致癌风险评价69-70
  • 6.3 小结70-72
  • 第七章 结论与展望72-74
  • 7.1 结论72-73
  • 7.2 展望73-74
  • 参考文献74-78
  • 致谢78-80
  • 攻读学位期间发表的学术论文目录80

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