1樓：中地數媒
在燃煤過程中，有害微量元素對環境的影響主要是揮發性元素，他們在燃燒過程中以氣態形式直接排入大氣，或者以化學或物理形式吸附在超細飛灰顆粒的表面進入大氣環境，從而對大氣環境造成汙染。同時，煙道中排放出的飛灰顆粒也會沉積到地表，對土壤和水環境造成汙染。
燃燒過程中有害微量元素對環境的汙染主要取決於兩方面：一是有害微量元素在爐前煤中含量；二是在燃燒過程中有害微量元素的揮發量。如果有害微量元素在爐前煤中的含量極低，即使在燃燒過程中全部逸散揮發，在有限的時間內對環境的影響也不是很顯著。
如果在燃煤過程中，有害微量元素幾乎沒有逸散揮發，基本保留在灰渣中，對電廠周圍的大氣環境也不會造成汙染，對環境的影響主要表現在灰渣的排放、存放過程中由於淋濾作用對土壤環境造成的汙染。微量元素的含量及其揮發性這兩個因素在環境效應中是相互制約、相互影響的，它們的共同作用才能體現微量元素的環境效應。
由前面的討論可以知道，石嘴山電廠的hg，se，海勃灣電廠的u，be，se和上灣電廠的se元素含量為「高」含量水平；石嘴山電廠的pb，cd，u，th，sb，br，be，大柳塔電廠的pb，mn，sb，se，上灣電廠的as，pb，co，mn和海勃灣電廠的pb，th，sb，與土壤中的元素含量相接近，為「正常」含量水平。在鄂爾多斯盆地北緣所有電廠中，含量均較高的只有se和pb；cd，hg，u，th，sb，br，be只在部分電廠爐前煤中含量較高。根據燃燒過程中微量元素的遷移性將其分為三類：
第一類為易揮發性元素，包括hg，br，cd，se；第二類為半揮發性元素，如as，pb，sb，co，be；第三類為不揮發性元素，包括th，mn，cr，ni，u。
綜合以上兩種因素，鄂爾多斯盆地北緣的煤在燃燒過程中對環境影響比較顯著的元素為se，pb，hg，cd，br，be，sb。其中，部分元素雖然在爐前煤中的含量不高，但由於在燃燒過程中具有累積效應，隨著時間的增長，燃煤數量的增加，也會對電廠周圍的大氣、土壤和水環境造成影響。
燃燒過程中有害微量元素的遷移規律及其機理
2樓：中地數媒
根據前面討論，可按微量元素在底灰和飛灰中的富集係數將所研究的有害微量元素分為三類：第一類為易揮發性元素，包括hg，br，cd，zn；第二類為半揮發性元素，如as，pb，sb，co，be；第三類為難揮發性元素，包括th，mn，cr，ni，u。依照這一劃分，hg，br，as，pb，co，th，mn的揮發性等級與meji（1994）的研究結論一致，但cd，zn，cr，ni，u的揮發性等級相對較高（圖7-11）。
圖7-11 燃煤過程中根據微量元素揮發性的分級
（據meji，1994）
在燃煤過程中，有害微量元素的遷移主要通過以下途徑：第一，以氣態形式隨燃燒廢氣釋放入大氣；第二，吸附在飛灰、超細飛灰表面，一部分逸散入大氣，另一部分被靜電除塵器所吸附；第三，基本不揮發而保留在底灰中。影響微量元素燃燒遷移行為的因素包括：
①元素在煤中的賦存形式；②微量元素的揮發性；③微量元素燃燒過程中隨溫度的降低，氣態產物向細粒飛灰表面凝結、吸附轉化。
finkelman（1995）對煤中微量元素的賦存狀態曾進行過系統總結（表7-8）。結合本文的燃燒模擬實驗結果，得出以下主要認識：
1）b，se的賦存狀態主要以有機態為主，燃煤過程中隨有機質的燃燒，揮發性較為明顯。
表7-8 煤中有害微量元素可能賦存狀態
（finkelman，1995）
2）f，cl，br，hg的沸點都較低，燃燒過程中可以直接揮發，以氣態形式進入大氣，或一部分被重新吸附在飛灰表面逸散到大氣中，其餘部分可被靜電除塵器所吸附。
3）pb及其化合物的沸點都很高（表7-9），屬不易揮發元素，但是pb的硫化物首先被氧化為pb氧化物，接著pb氧化物可以被還原成沸點很低的揮發性物質氯化鉛。轉換途徑有兩種方式：①pb氧化物直接與***反應生成氯化鉛；②氧化鉛被火焰中的碳或一氧化碳還原成金屬鉛，再轉換為氯化鉛，由於氯化鉛的沸點較低，從而可以揮發。
4）as和cd的揮發行為很相似，它們及其氧化物本身的沸點都較低（表7-9），易於揮發，並且其氧化物也可與***發生反應生成沸點更低的氯化物，或其氧化物被火焰中的碳或一氧化碳還原為單質，進而轉化成氯化物。在燃燒過程中，as和cd的揮發性很強，同時在細微顆粒上出現明顯富集。
表7-9 微量元素及其幾種化合物的沸點（℃）
（據王淅芬等，1999）
5）ni和cr的單質和氧化物沸點都很高，不易揮發。在燃燒過程中不易轉化為沸點較低的氯化物，屬於不易揮發性元素。
6）be及其氧化物的沸點極高，不易揮發。在燃燒過程中，其氧化物不能通過任何途徑轉化為沸點較低的氯化物。但是，be的賦存形式以有機結合態為主，在燃燒中可以直接生成沸點較低的氯化物，從而揮發。
7）揮發性元素hg和半揮發性元素as，在飛灰和超細飛灰中的富集係數遠遠高於底灰，主要原因在於它們在煤中的含量遠遠低於常量元素，揮發的微量元素在達到結晶濃度之前就已經碰到飛灰或超細飛灰顆粒而吸附於其表面，而且因為單位體積內超細飛灰的表面積遠遠大於飛灰的表面積，導致其超細飛灰中的富集係數也顯著高於飛灰中的富集係數。
8）mn，th，hf，ta，w，v等元素的沸點很高，且主要以無機態賦存，所以在燃煤過程中屬於不揮發性元素，在底灰中含量較高。
淋濾遷移行為的環境效應
3樓：中地數媒
由於淋濾作用而對環境造成汙染的樣品主要為原煤和灰渣，飛灰在燃煤產物中所佔比例最少，並且主要隨煙塵逸散到大氣中，雖然最終也將沉降到地表，但由於其絕對量少，分佈面積大，所以其淋濾作用對環境的影響要小於爐前煤和灰渣。分析爐前煤、底灰樣中11種有害元素在四個時間段、三種淋濾介質下（即12種淋濾環境）的淋濾行為，可以得出以下認識：總體而言，cd，hg，as，co，ni 五種元素的淋出率較高，對環境的影響較為顯著。
就鄂爾多斯盆地北緣地區而言，因為hg和cd在爐前煤及其燃燒產物中的含量較低，對環境的影響較小，其淋濾作用對環境的影響更小。所以，由於淋濾作用而可能造成環境問題的只有as，co，ni 3種元素。
圖8-15 ph=2的淋濾液中有害元素的淋出率與淋濾時間的關係
在飛灰中mo元素的淋濾效果最好，如果飛灰在長期積累的過程中由於淋濾作用而對環境造成影響的應該是mo元素的可能性最大。此外，將所有淋濾液中元素的最大濃度與環境標準中地面水中有害物質最高允許濃度（tj/36—79）相比較（圖8-16，tj/36—79沒有列出的u，th元素，參考前蘇聯飲用水水質標準及水體中有害無機物最大允許濃度標準），有如下特點：
圖8-16 有害元素的最大溶出濃度、環境標準限值及其在燃煤產物中的含量
1）ni，cd，mo在地面水中最高允許濃度分別為1000μg/l，10μg/l和500μg/l，研究區爐前煤中前兩種元素的溶出濃度為1015.07μg/l和13.54μg/l，飛灰中mo的溶出濃度為11.
40μg/l，均超過地面水中有害物質最高允許濃度。
2）爐前煤、飛灰、底灰中u的溶出濃度分別為81.9μg/l，19.03μg/l和12.0μg/l，均超過前蘇聯飲用水水質標準u的最大允許濃度5.0μg/l。
評價引數與評價因子的篩選
4樓：中地數媒
1.評價引數的篩選
該方面研究目前在國內外基本上處於空白。作者通過系統地分析研究，認為定性、定量評價引數包括3類基礎資料，即煤炭利用前的地質-地球化學資料、煤炭加工利用過程中有害元素的遷移轉化資料以及煤炭開發利用後的環境影響資料。
煤炭利用前的地質-地球化學資料包括：
——煤層的地質-地球化學背景資料；
——常規煤質資料，如工業分析、元素分析、形態硫分析等；
——煤中有害元素的種類、含量水平及分佈特徵；
——煤中有害微量元素的賦存狀態；
——煤中礦物及其賦存特徵；
——煤的岩石學及有機地球化學特徵；
——氣候條件。
煤炭利用過程中有害元素的遷移轉化資料包括：
——煤中有害物質的洗選遷移行為；
——煤中有害物質的淋濾遷移能力；
——煤中有害物質的燃煤遷移能力。
煤炭開發利用後的環境影響資料包括：
——煤炭開發利用後有害物質對大氣、土壤、生物、水文等的影響程度；
——煤中有害物質在大氣-水-土壤-生態系統中的迴圈機制。
2.評價因子的篩選
篩選煤炭資源潔淨潛勢評價因子的主要依據為：
——在煤中明顯富集（如as，se等），對環境影響較大，區域性已造成危害的或普遍受到人們關注的元素。
——已存在國際、國家或行業環境保護標準，或大致可求出環境引數的有害元素。我國《居住區大氣有害物質的最高濃度》（tj35—79）中列出了hg，f，cl，as，cd，pb，mn 7種有害元素，美國《潔淨空氣補充法案》（caaa，1990）列出了as，be，cd，co，cr，hg，mn，ni，pb，sb，se 11種有害元素。
煤中有害元素具有自身的分佈特點（如煤中se明顯富集），cr元素在國內外各環境標準中出現的頻率較高。所以，本書篩選出的評價因子（引數）為灰分、硫以及hg，f，cl，as，se，pb，cr，cd和mn。
3.指標量化的計算方法
對於有害元素s，hg，f，cl，pb，cr和cd的量化，參考我國《大氣汙染物綜合排放標準》（gb16297—1996）。對於在該標準中沒有列出的元素，參考其他環境標準，如as和mn，分別參考國內外生產車間空氣中有害物濃度標準。
就電廠燃煤實際排放量而言，測算方法如下：
設有害元素j的大氣排放標準限值為sj（mg/m3），元素j在高溫燃燒時的揮發率為vj，元素j在煤中的濃度限值為cj（mg/kg），1kg煤產生的廢氣為k（m3），煤燃燒後的飛灰產率為η，元素j在煙氣飛灰中的含量為fj，電子除塵器的效率為μ，燃燒n千克的煤則有如下等式成立：
n·cj·vj+n·（1-vj）·η·（1-μ）·fj=n·k·sj（1）
據西安電力學校鍋爐教研組（1996）研究成果，燃燒1t煤約產生9500m3的氣體，故推知k=9.5 m3/kg；本次研究的四個電廠的電子除塵器效率約為99%。由於隨煙氣排出的飛灰較難採集，故假定元素j在煙氣飛灰中的含量（fj）就是原煤中含量（cj）的濃縮，即fj=cj·（1/η），帶入上式整理後得
cj=9.5sj/（0.01 +0.99vj） （2）
因而，知道了sj與vj值，就可以求出煤中有害元素j的環境濃度限值。sj可從環境標準中查得，vj值則以研究區煤的燃燒試驗為基礎，結合前人的研究成果分析求得。
4.指標有害元素的揮發率
關於煤中有害元素燃燒遷移行為的研究文獻較多，本書主要通過對四座火電廠樣品的燃燒模擬實驗結果求出相關有害元素在高溫（1300℃）下的揮發率。
煤中有害元素j的揮發率定義如下：
元素j的揮發率（%）=（煤中元素j的含量-產灰率×灰中元素j的含量）/煤中元素j的含量
表9-27中列出了鄂爾多斯盆地北緣-晉北地區4座電廠煤樣有害元素的揮發率及代表性文獻的研究結果。從中看出，儘管各有害元素的揮發率差別較大，但hg最易揮發，其次是s，f，cl，se等元素。由於存在實驗系統誤差及偶然誤差等原因，部分元素的揮發率出現負值，假定其揮發率為0。
本次計算主要以該區煤中指標有害元素的平均揮發率為基礎，部分元素參考前人的研究成果，計算採用值見表9-28。
表9-27 指標有害元素的揮發率 （%）
表9-28 各指標有害元素的環境參考標準及理論計算值
什么是微量元素，什麼是微量元素
人體內含量甚微，低於體重0.01 的那些元素，稱為微量元素。人體內的微量元素雖然含量很少，但對人體健康卻起著重要的作用。它們做為酶 激素 維生素 核酸的成分，參與生命的代謝過程。從某種意義上說，微量元素比維生素對機體更需要。目前已發現的微量元素有20餘種，已知鐵 碘 銅 猛 鋅 鑽 鉻 硒 紹 氟 ...
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