系统的开放性对煤矸石中污染组分释放的影响机理
发布时间：2020-12-22 21:02
长期露天堆放或用于回填的煤矸石在风化作用下,其中污染物的释放直接影响周边水体和土壤环境,并可通过食物链对人体健康产生危害。露天堆放和用于回填的煤矸石所处环境的开放性不同。本文以陕西省燎原、新星和下峪口3种不同硫含量的煤矸石为研究对象,探讨开放和封闭系统中煤矸石污染组分释放的地球化学过程,阐明系统的开放性对煤矸石中污染组分释放的影响机理。主要研究结果如下:（1）开放和封闭系统中,3种硫含量煤矸石浸出液整体上都呈弱酸性/中性。3种硫含量煤矸石浸出液的pH、Ec和COD随时间上升,Eh随时间下降。相对于封闭系统,开放系统中不同硫含量煤矸石浸出液的pH、Ec和Eh的平均值更高,COD平均值更低。通过分析系统的开放性对不同硫含量煤矸石浸出液常规指标的影响程度可知:（1）高硫、中硫煤矸石浸出液的综合指标受系统开放性的影响顺序均为COD>Ec>Eh>pH,低硫煤矸石的为Eh>COD>pH>Ec;（2）系统的开放性对3种硫含量煤矸石浸出液pH的影响顺序为:低硫>高硫>中硫,对Ec和COD的影响顺序都为:中硫>高硫>低硫,对Eh的影响顺序为低硫...
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
本文技术路线图
第三章 开放系统中不同硫含量煤矸石污染组分的释放规律未被及时处理利用的煤矸石山大多露天堆存于地表。露天环境是一种开放系统，它能够为煤矸石中矿物的氧化风化持续地提供 O2、CO2和光能量。此外，开放系统也能够为影响煤矸石中污染组分释放的趋光好氧功能微生物提供 O2和光。因此，研究煤矸石的污染组分在开放系统中的浸出规律，对于预防煤矸石在地表堆积时造成的环境污染有理论指导意义。3.1 综合指标的变化规律3.1.1 煤矸石浸出液 pH 值的变化规律pH 衡量了煤矸石浸出液的酸碱性质。它对元素在浸出液中的存在形式和水-煤矸石中矿物的相互作用有重要的影响。开放系统中不同硫含量煤矸石浸出液的 pH 值随浸泡时间的变化曲见图 3.1。
液的 pH 高于灭菌处理的，未灭菌处理的中硫煤矸石浸出液的 pH 低于灭菌处理的，未灭菌处理的低硫煤矸石浸出液的 pH 与灭菌的无较大差异。未灭菌处理的高硫、中硫和低硫煤矸石浸出液的 pH 平均值比灭菌处理的分别高 0.11、0.02 和 0.02。这表明：开放系统中，在浸泡初期，高硫、中硫和低硫煤矸石中的黄铁矿在氧化亚铁硫杆菌或氧化硫杆菌等好氧微生物的催化作用下氧化释酸，表现为浸泡初期未灭菌的高硫、中硫煤矸石浸出液的 pH 比灭菌的低；随着浸泡作用的进行，高硫、中硫煤矸石中的黄铁矿逐渐溶解殆尽，而相对的碱性缓冲矿物的作用逐渐显著，表现为浸泡中期和后期未灭菌的高硫、中硫煤矸石浸出液的 pH 比灭菌的高。3.1.2 煤矸石浸出液 Ec 值的变化规律Ec 反映的是煤矸石浸出液中盐离子浓度的大小：可溶盐离子浓度越大，浸出液的导电性越好，电导率值就越高。开放系统中不同硫含量煤矸石浸出液的 Ec 值随浸泡时间的变化曲线见图 3.2。
【参考文献】：
期刊论文
[1]矿业城市煤矸石山周边土壤重金属分布特征与影响因素研究[J]. 丛鑫,张偌溪,胡峰,郑力,李雅,王思蕾. 生态环境学报. 2017(03)
[2]我国煤炭行业绿色发展的内涵与低碳转型路径初探[J]. 姜大霖,聂立功. 煤炭经济研究. 2016(11)
[3]矿区煤矸石淋溶对周边地下水环境污染分析[J]. 骈炜,张敬凯,王金喜,程文净,牛红兰,樊景森,牛红亚. 河北工程大学学报(自然科学版). 2016(03)
[4]准东露天煤矿土壤重金属的污染及空间分布特征分析[J]. 阿不都艾尼·阿不里,塔西甫拉提·特依拜,买买提·沙吾提,张飞,依力亚斯江·努尔麦麦提,候艳军,阿不都拉·阿不力孜. 中国矿业. 2016(03)
[5]煤矸石酸性水释放对土壤重金属化学行为的影响[J]. 孙亚乔,段磊,王晓娟,李万鹏,姚萌. 水土保持学报. 2016(01)
[6]煤矸石粒径结构对充填复垦重构土壤理化性质及农作物生理生态性质的影响[J]. 徐良骥,黄璨,李青青,朱小美,刘曙光. 生态环境学报. 2016(01)
[7]煤矸石山周围农田土壤重金属形态分布及风险评价[J]. 李东艳,庞少鹏,徐心远,李艳利,王长征. 河南理工大学学报(自然科学版). 2015(05)
[8]煤矸石山事故类型及天安四矿爆炸成因新认识[J]. 王田,赵光杰,胡社荣,魏云松,黄盼盼,张同同. 矿业安全与环保. 2015(04)
[9]水溶性有机质原位覆盖对含硫煤矸石的污染控制[J]. 付天岭,吴永贵,姚伦芳,李江. 环境科学与技术. 2014(09)
[10]煤矿区大气污染与儿童呼吸道疾病住院人数的时间序列分析[J]. 刘永林,刘娟,陈凤莲,张耀文,史彦华,BILAL HAIDER Shamsi,王强,焦富勇,乔艳梅. 中国妇幼健康研究. 2014 (04)
本文编号：2932429
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
本文技术路线图
第三章 开放系统中不同硫含量煤矸石污染组分的释放规律未被及时处理利用的煤矸石山大多露天堆存于地表。露天环境是一种开放系统，它能够为煤矸石中矿物的氧化风化持续地提供 O2、CO2和光能量。此外，开放系统也能够为影响煤矸石中污染组分释放的趋光好氧功能微生物提供 O2和光。因此，研究煤矸石的污染组分在开放系统中的浸出规律，对于预防煤矸石在地表堆积时造成的环境污染有理论指导意义。3.1 综合指标的变化规律3.1.1 煤矸石浸出液 pH 值的变化规律pH 衡量了煤矸石浸出液的酸碱性质。它对元素在浸出液中的存在形式和水-煤矸石中矿物的相互作用有重要的影响。开放系统中不同硫含量煤矸石浸出液的 pH 值随浸泡时间的变化曲见图 3.1。
液的 pH 高于灭菌处理的，未灭菌处理的中硫煤矸石浸出液的 pH 低于灭菌处理的，未灭菌处理的低硫煤矸石浸出液的 pH 与灭菌的无较大差异。未灭菌处理的高硫、中硫和低硫煤矸石浸出液的 pH 平均值比灭菌处理的分别高 0.11、0.02 和 0.02。这表明：开放系统中，在浸泡初期，高硫、中硫和低硫煤矸石中的黄铁矿在氧化亚铁硫杆菌或氧化硫杆菌等好氧微生物的催化作用下氧化释酸，表现为浸泡初期未灭菌的高硫、中硫煤矸石浸出液的 pH 比灭菌的低；随着浸泡作用的进行，高硫、中硫煤矸石中的黄铁矿逐渐溶解殆尽，而相对的碱性缓冲矿物的作用逐渐显著，表现为浸泡中期和后期未灭菌的高硫、中硫煤矸石浸出液的 pH 比灭菌的高。3.1.2 煤矸石浸出液 Ec 值的变化规律Ec 反映的是煤矸石浸出液中盐离子浓度的大小：可溶盐离子浓度越大，浸出液的导电性越好，电导率值就越高。开放系统中不同硫含量煤矸石浸出液的 Ec 值随浸泡时间的变化曲线见图 3.2。
【参考文献】：
期刊论文
[1]矿业城市煤矸石山周边土壤重金属分布特征与影响因素研究[J]. 丛鑫,张偌溪,胡峰,郑力,李雅,王思蕾. 生态环境学报. 2017(03)
[2]我国煤炭行业绿色发展的内涵与低碳转型路径初探[J]. 姜大霖,聂立功. 煤炭经济研究. 2016(11)
[3]矿区煤矸石淋溶对周边地下水环境污染分析[J]. 骈炜,张敬凯,王金喜,程文净,牛红兰,樊景森,牛红亚. 河北工程大学学报(自然科学版). 2016(03)
[4]准东露天煤矿土壤重金属的污染及空间分布特征分析[J]. 阿不都艾尼·阿不里,塔西甫拉提·特依拜,买买提·沙吾提,张飞,依力亚斯江·努尔麦麦提,候艳军,阿不都拉·阿不力孜. 中国矿业. 2016(03)
[5]煤矸石酸性水释放对土壤重金属化学行为的影响[J]. 孙亚乔,段磊,王晓娟,李万鹏,姚萌. 水土保持学报. 2016(01)
[6]煤矸石粒径结构对充填复垦重构土壤理化性质及农作物生理生态性质的影响[J]. 徐良骥,黄璨,李青青,朱小美,刘曙光. 生态环境学报. 2016(01)
[7]煤矸石山周围农田土壤重金属形态分布及风险评价[J]. 李东艳,庞少鹏,徐心远,李艳利,王长征. 河南理工大学学报(自然科学版). 2015(05)
[8]煤矸石山事故类型及天安四矿爆炸成因新认识[J]. 王田,赵光杰,胡社荣,魏云松,黄盼盼,张同同. 矿业安全与环保. 2015(04)
[9]水溶性有机质原位覆盖对含硫煤矸石的污染控制[J]. 付天岭,吴永贵,姚伦芳,李江. 环境科学与技术. 2014(09)
[10]煤矿区大气污染与儿童呼吸道疾病住院人数的时间序列分析[J]. 刘永林,刘娟,陈凤莲,张耀文,史彦华,BILAL HAIDER Shamsi,王强,焦富勇,乔艳梅. 中国妇幼健康研究. 2014 (04)
本文编号：2932429
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