粉煤灰中環(huán)境敏感性微量元素含量分布及淋濾析出特征研究.pdf

1、粉煤灰是燃煤電廠排出的由煤粉、煤矸石或煤泥等燃料燃燒后形成的灰渣，是我國工業(yè)固體廢棄物的主要來源之一。在露天堆放過程中，粉煤灰中微量元素受自然風(fēng)化、降雨淋濾作用析出釋放，對周圍生態(tài)環(huán)境造成影響。本文以淮北某燃煤電廠新鮮灰倉粉煤灰樣品和堆放場的風(fēng)化粉煤灰樣品為研究對象，通過化學(xué)分析實驗以及儀器精密測試，分析了粉煤灰的基本理化特征、含量與賦存形態(tài)，探討了微量元素的淋濾析出特征。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴飛灰的粒度集中在1～100μm

2、，底渣的粒度集中在250μm以上;粉煤灰樣品的水分含量為0.14％～3.46％;固定碳含量較低，含量范圍為0.04％～0.46％;全硫含量范圍為0.03％～1.42％，屬于低硫粉煤灰。硫酸鹽硫和有機硫是粉煤灰中硫的主要組成部分。粉煤灰的礦物組成主要包括石英、硅鋰鈉石、斜硅石、磷鐵鋁礦、磷硼錳石、碳硼鎂鈣石、鎂綠泥石、鈣柱石、綠泥石、水碳銅鎂石、針鐵礦、黑鈣鐵礦等，其中石英含量最高，約占60％以上。⑵粉煤灰樣品中的微量元素Mn和V含量最高

3、，Hg含量最低。微量元素的含量分布特征與樣品類型有關(guān)，As、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、V、Zn元素含量隨風(fēng)化時間的增加而減少，但Hg含量隨風(fēng)化時間的增加而有所增加。粉煤灰樣品中的微量元素具有富集現(xiàn)象，其中灰場飛灰中Hg的富集程度最高，其均值是爐前煤均值的3.73倍。除Mn外，As、Co、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、V、Zn等大多數(shù)微量元素在飛灰等細顆粒物中的富集程度較高。與淮北土壤背景值相比，粉煤灰中Hg、 Cu和V三種元素

4、的富集程度最高，其均值分別是淮北土壤背景值的138倍、3.53倍和2.61倍。⑶粉煤灰中各微量元素均具有多種賦存形態(tài)，其中Co、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn元素以殘渣態(tài)為主，其它四種賦存形態(tài)含量有顯著差異，表明這些元素大部分以穩(wěn)定態(tài)存在，但一部分以活性形態(tài)（可交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)）存在的微量元素可能在環(huán)境中發(fā)生遷移轉(zhuǎn)化。粉煤灰中微量元素與硫化物礦物具有緊密的聯(lián)系，由于晶格能較低的含硫礦物易分解釋放，導(dǎo)致As、Co、Cr、Cu、Mn、Ni

5、、Pb、V、Zn元素也釋放出來。⑷多數(shù)微量元素的淋出率隨時間的延長和進水pH值的減小而增加，個別元素例外，如As、Pb和Zn在堿性淋濾液(pH=8.36)條件下的淋出率卻相對有所增加。在不同淋濾條件下，Cr和As的最大淋出量較高。粉煤灰的風(fēng)化程度對微量元素的析出有較大影響，Pb和V在風(fēng)化粉煤灰中的淋出率有增加的趨勢。微量元素的淋濾析出特征與其在粉煤灰樣品中的含量和賦存形態(tài)密切相關(guān)。⑸由粉煤灰產(chǎn)生生物毒性效應(yīng)的樣品數(shù)結(jié)果可知，總體上粉煤灰