粉煤灰中环境敏感性微量元素含量分布及淋滤析出特征研究

发布时间：2018-01-13 11:47

  本文关键词：粉煤灰中环境敏感性微量元素含量分布及淋滤析出特征研究　出处：《安徽大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 粉煤灰 微量元素 赋存形态 动态淋滤 环境效应

【摘要】：粉煤灰是燃煤电厂排出的由煤粉、煤矸石或煤泥等燃料燃烧后形成的灰渣,是我国工业固体废弃物的主要来源之一。在露天堆放过程中,粉煤灰中微量元素受自然风化、降雨淋滤作用析出释放,对周围生态环境造成影响。本文以淮北某燃煤电厂新鲜灰仓粉煤灰样品和堆放场的风化粉煤灰样品为研究对象,通过化学分析实验以及仪器精密测试,分析了粉煤灰的基本理化特征、含量与赋存形态,探讨了微量元素的淋滤析出特征。主要研究成果如下:(1)飞灰的粒度集中在1～100μm,底渣的粒度集中在250 μm以上;粉煤灰样品的水分含量为0.14%～3.46%;固定碳含量较低,含量范围为0.04%～0.46%;全硫含量范围为0.03%～1.42%,属于低硫粉煤灰。硫酸盐硫和有机硫是粉煤灰中硫的主要组成部分。粉煤灰的矿物组成主要包括石英、硅锂钠石、斜硅石、磷铁铝矿、磷硼锰石、碳硼镁钙石、镁绿泥石、钙柱石、绿泥石、水碳铜镁石、针铁矿、黑钙铁矿等,其中石英含量最高,约占60%以上。(2)粉煤灰样品中的微量元素Mn和V含量最高,Hg含量最低。微量元素的含量分布特征与样品类型有关,As、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、V、Zn元素含量随风化时间的增加而减少,但Hg含量随风化时间的增加而有所增加。粉煤灰样品中的微量元素具有富集现象,其中灰场飞灰中Hg的富集程度最高,其均值是炉前煤均值的3.73倍。除Mn外,As、Co、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、V、Zn等大多数微量元素在飞灰等细颗粒物中的富集程度较高。与淮北土壤背景值相比,粉煤灰中Hg、Cu和V三种元素的富集程度最高,其均值分别是淮北土壤背景值的138倍、3.53倍和2.61倍。(3)粉煤灰中各微量元素均具有多种赋存形态,其中Co、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn元素以残渣态为主,其它四种赋存形态含量有显著差异,表明这些元素大部分以稳定态存在,但一部分以活性形态(可交换态和碳酸盐结合态)存在的微量元素可能在环境中发生迁移转化。粉煤灰中微量元素与硫化物矿物具有紧密的联系,由于晶格能较低的含硫矿物易分解释放,导致As、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、V、Zn元素也释放出来。(4)多数微量元素的淋出率随时间的延长和进水pH值的减小而增加,个别元素例外,如As、Pb和Zn在碱性淋滤液(pH=8.36)条件下的淋出率却相对有所增加。在不同淋滤条件下,Cr和As的最大淋出量较高。粉煤灰的风化程度对微量元素的析出有较大影响,Pb和V在风化粉煤灰中的淋出率有增加的趋势。微量元素的淋滤析出特征与其在粉煤灰样品中的含量和赋存形态密切相关。(5)由粉煤灰产生生物毒性效应的样品数结果可知,总体上粉煤灰样品中微量元素对生物产生毒性效应的可能性较小。由RAC风险评价结果可知,Co、Cr、Mn、Pb、V会造成轻度的生态风险;Ni、Zn会产生中度生态风险;As会造成极严重生态风险。由样品的淋滤浓度与地下水环境质量标准三类的比较结果可知,在考虑当地实际可达到的淋滤液pH值条件下,As、Cr和Pb在粉煤灰中的最大淋出量明显超过地下水环境质量标准三类的限值,因此低硫粉煤灰中As、Cr和Pb三种微量元素可能造成的污染值得关注。
[Abstract]:Fly ash is discharged from coal-fired power plant coal, coal gangue and slime as fuel combustion after the formation of the ash, is one of the main sources of industrial solid waste in China. In the process of open dumps, trace elements in fly ash by natural weathering and leaching, rainfall precipitation release, the impact on the surrounding ecological environment in Huaibei. A coal-fired power plant fly ash samples and fresh ash storage yard of weathered coal ash samples as the research object, by means of chemical analysis and experimental instrument precision test, analyzes the basic physicochemical characteristics of fly ash, the content and forms of precipitation, leaching characteristics of trace elements. The main research results are as follows: (1) fly ash the particle size from 1 to 100 m, the particle size of slag concentrated in more than 250 mu m; the moisture content of fly ash samples ranged from 0.14% to 3.46%; the fixed carbon content is low, the content ranges from 0.04% to 0.46%; the total sulfur content 閲忚寖鍥翠负0.03%锝，

本文编号：1418737