魯西南煤礦區(qū)重金屬元素環(huán)境地球化學(xué)特征研究.pdf

1、煤在我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)中占主導(dǎo)地位，而且在很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)其主體地位不會(huì)改變。在煤炭資源的開(kāi)發(fā)、加工和利用過(guò)程中，已經(jīng)產(chǎn)生地表沉陷、土壤及水體污染、大氣污染、生態(tài)破壞等一系列環(huán)境問(wèn)題，其中，煤、矸石及燃煤產(chǎn)物中微量重金屬元素對(duì)土壤、水體、植物、大氣構(gòu)成嚴(yán)重的污染風(fēng)險(xiǎn)。魯西南煤礦區(qū)是我國(guó)的14個(gè)大型煤炭生產(chǎn)基地之一，本論文選擇魯西南的兗州、濟(jì)寧、滕州、寧汶煤礦區(qū)，基于煤田地質(zhì)、地球化學(xué)、環(huán)境地質(zhì)、環(huán)境影響評(píng)價(jià)以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等綜合理論，綜合采用ICP

2、-MS、X-射線衍射分析、淋溶與浸出毒性實(shí)驗(yàn)等分析方法和實(shí)驗(yàn)手段，研究了魯西南礦區(qū)煤及固體廢物中重金屬元素的環(huán)境地球化學(xué)特征，得到如下主要結(jié)論。
　　 (1)魯西南煤礦區(qū)煤中重金屬元素(Pb、Cu、Zn)算術(shù)平均含量均高于華北和中國(guó)煤中微量元素算術(shù)平均含量，Pb、Cu、Zn在魯西南礦區(qū)明顯富集。
　　 (2)以唐口煤礦為例，探討了As、Pb、Cu、Zn等重金屬元素在煤中的賦存狀態(tài)。結(jié)果表明，Zn元素在3煤層和16煤層中多

3、存在于有機(jī)硫化物中，在17煤層中主要以無(wú)機(jī)態(tài)形式存在，賦存于硫酸鹽礦物中；Cu元素在3煤層和17煤層中主要存在于硫酸鹽礦中，在16煤層煤中主要受有機(jī)硫的影響；Pb元素在3、16、17煤層中，除了以硫化物為主要載體外，還受到煤中有機(jī)硫的捕獲作用；煤中硫元素及其相關(guān)礦物是As元素的存在載體。
　　 (3)研究了不同煤田煤層矸石和不同煤層(3、12下、16煤層)矸石中As、Pb、Cu、Zn、Cd分布差異，與地殼元素豐度相比，確定Hg、

4、Cd、As、Pb、Zn為魯西南煤礦區(qū)矸石中富集程度較高重金屬元素。而化學(xué)形態(tài)分析表明重金屬元素在矸石中的生物有效態(tài)含量均較低，主要賦存在殘?jiān)鼞B(tài)中。
　　 (4)模擬研究了矸石在不同pH條件下淋溶析出和矸石浸出毒性，探討了重金屬累積毒性的潛在風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)兗州礦區(qū)的北宿和東灘煤礦的表層土壤重金屬含量研究表明，隨距離矸石山由近到遠(yuǎn)，其濃度明顯下降，而礦區(qū)土壤剖面中重金屬元素隨著土層深度的增加呈降低的趨勢(shì)。以山東省土壤背景值為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了礦區(qū)