火电厂周围土壤和水体硫化物分布规律与其排放硫的相关性探讨

发布时间：2017-05-15 03:03

  本文关键词：火电厂周围土壤和水体硫化物分布规律与其排放硫的相关性探讨，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国经济的快速发展,能源的需求量也日益增长,火力发电在我国电力能源结构中占据着主导地位。而火力发电厂由于排放的各种污染物一直是造成当地大气污染的重要来源,其排放的污染物对火电厂周围的土壤和水体有着很大的影响,故探讨火电厂周围土壤和水体硫化物的分布规律,探讨与其排放硫的相关性有着十分重要的意义。本研究选取太原市第一热电厂作为研究对象,通过对其主风频下500m、1km、2km和4km处土壤和水样采样分析,研究硫化合物的形态及组成,得到如下结果:(1)硫化物在土壤中的空间分布规律。土壤中的总硫、SO_4~(2-)和SO_3~(2-)离子浓度值在空间上的分布趋势基本类似,随着距火电厂距离的增大,其浓度也随之变高,直至出现浓度最大点,然后再随着距离的加大,总硫、SO_4~(2-)和SO_3~(2-)离子浓度却随之减小,并且在距离下风向大约2km处取得最大值,这种变化是符合电厂高架源排放的污染物在主风频的浓度变化规律。在不同土壤剖面上,不同季节样地1~样地8土壤中总硫、硫酸根离子、亚硫酸根离子浓度值大体上均呈现“M”的变化趋势,在距电厂2km左右的样地2和样地7出现两个峰值,夏季浓度最大值出现在样地7,秋季和冬季浓度最大值出现在样地2。20-50 cm土壤剖面和100 cm土壤剖面土壤中总硫、硫酸根离子、亚硫酸根离子浓度值变化趋势与5-20 cm土壤剖面浓度值变化趋势大体相同,电厂周边各个样地土壤中总硫、硫酸根离子、亚硫酸根离子浓度值5-20 cm土壤剖面50-20 cm土壤剖面100 cm土壤剖面,火电厂作为该区域唯一的硫污染源,进一步证明土壤中硫污染物与火电厂大气排放有直接关系。(2)不同土壤剖面上总硫、硫酸根离子、亚硫酸根离子在不同季节的变化规律。在不同土壤深度取样中,土壤中硫化物随着距火电厂距离的增加整体上呈倒“V”的变化趋势,5-20cm和20-50cm总硫、硫酸根离子和亚硫酸根离子浓度值较大,浓度在不同样地上的变化幅度较大,100cm总硫、硫酸根离子和亚硫酸根离子浓度值较小,在不同样地上变化幅度较小,说明不同季节硫污染对土壤表层5-20cm和20-50cm污染较为严重,尤其对5-20cm污染最为严重,对于100cm土壤在不同样地污染均较轻,冬季硫化物污染远远高于夏季和秋季。(3)硫化物在水体中的分布规律,水中硫化物浓度值变化趋势与土壤中的总硫、SO_4~(2-)和SO_3~(2-)离子浓度值在空间上的分布大体一致,同样是随着距火电厂距离的增大,其浓度也随之变高,直至出现浓度最大点,然后再随着距离的加大,总硫、SO_4~(2-)和SO_3~(2-)离子浓度却随之减小,并且在距离下风向大约2km处取得最大值。在6月~8月(夏季),水体中硫化物浓度值从样地1到样地8呈现先缓慢上升、后缓慢下降、再迅速上升、后迅速下降的变化趋势,样地5、6、7、8土壤中总硫、硫酸根离子、亚硫酸根离子浓度值依次高于样地4、3、2、1;冬季水体中硫化物浓度值变化趋势与夏季相反,秋季水体中总硫、硫酸根离子和亚硫酸根离子浓度值随着距火电厂距离增加呈倒“V”字型变化趋势,样地4~样地1总硫、硫酸根离子和亚硫酸根离子浓度值与样地5~样地8浓度值相差较小,样地4~样地1硫化物浓度值略大于样地5~样地8。在样地4~样地1中,冬季硫化物浓度远远大于夏季和秋季硫化物浓度,而在样地5~样地8中,夏季硫化物浓度略高于秋季和冬季硫化物浓度。不同季节硫化物浓度峰值出现在样地2和样地7,冬季总硫最大浓度值为秋季最大浓度值的4.65倍,冬季最大浓度值为夏季最大浓度值的1.93倍;冬季硫酸根离子最大浓度值为秋季最大浓度值的4.62倍,冬季最大浓度值为夏季最大浓度值的2.76倍;冬季亚硫酸根离子最大浓度值为秋季最大浓度值的2.36倍,冬季最大浓度值为夏季最大浓度值的1.04倍,火电厂在冬季对下风向地区水体污染最为严重。总体来看,土壤和水体中硫化物浓度分布变化规律,符合电厂高架源排放的污染物在主风频的浓度变化规律,即以污染点火电厂为中心,在主风频方向上,土壤和水体中硫化物浓度先增加达到最大值后迅速减少,且污染浓度最大值出现在下风向,火电厂作为该区域唯一的硫污染源,同时也说明这些硫化物浓度变化主要是由电厂引起的。
【关键词】：火电厂 硫化物 土壤 分布规律 水体
【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;X53;X52
【目录】：

• 摘要3-6
• ABSTRACT6-13
• 第一章 文献综述及课题选择13-27
• 1.1 本课题的研究背景13-14
• 1.2 电力行业的发展与污染物排放14-21
• 1.2.1 我国能源资源及结构与电力行业的发展状况14-16
• 1.2.2 电力行业的发展与二氧化硫排放状况16-18
• 1.2.3 电厂二氧化硫产生及危害18-19
• 1.2.4 煤电清洁发展状况19-21
• 1.3 对于电厂污染物控制目前存在的问题21-24
• 1.3.1 注重末端治理技术，未能实现源头控制21-23
• 1.3.2 对于污染物的迁移转化规律探讨较少23-24
• 1.4 研究目的与意义24-25
• 1.5 研究内容及技术路线25-27
• 1.5.1 研究内容25
• 1.5.2 技术路线25-27
• 第二章 监测点的布设与分析方法的建立27-35
• 2.1 研究区域概况27-30
• 2.1.1 火电厂概况27-29
• 2.1.2 监测点的布设29-30
• 2.2 采样30-31
• 2.2.1 土壤样品采样30-31
• 2.2.2 水体样品采样31
• 2.3 分析方法的建立31-35
• 2.3.1 土壤中硫化物的测定31-32
• 2.3.2 水体中硫化物的测定32-35
• 第三章 实验结果与讨论35-69
• 3.1 不同季节对土壤中硫化物浓度的影响35-47
• 3.1.1 不同季节对 5-20cm土壤硫化物的浓度的影响35-39
• 3.1.2 不同季节对 20-50cm土壤硫化物的浓度的影响39-43
• 3.1.3 不同季节对 100cm土壤硫化物的浓度的影响43-46
• 3.1.4 小结46-47
• 3.2 季节变化对不同土壤层硫化物浓度的影响47-59
• 3.2.1 季节变化对土壤 5-20cm总硫浓度的影响47-51
• 3.2.2 季节变化对土壤 20-50cm硫化物浓度的影响51-54
• 3.2.3 季节变化对土壤 100cm硫化物浓度的影响54-57
• 3.2.4 小结57-59
• 3.3 不同土壤深度硫化物浓度变化趋势59-61
• 3.4 不同季节水体中硫化物浓度变化趋势61-69
• 3.4.1 不同季节对水体中硫化物浓度的影响61-65
• 3.4.2 季节变化对水体中硫化物浓度的影响65-68
• 3.4.3 小结68-69
• 第四章 结论与建议69-73
• 4.1 结论69-72
• 4.2 存在问题及展望72-73
• 参考文献73-79
• 致谢79-80
• 攻读硕士研究生期间发表论文80

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