中国煤中硒的分布、赋存状态和环境地球化学研究.pdf

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1、中国科学技术大学博士学位论中国煤中硒的分布、赋存状态和环境地球化学研究作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：王蕾环境科学刘桂建教授二O一二年六月UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationfordoctor，SdegreeSeleniuminChineseCoal'．Distribution，ModeofOccurrenceandEnv．ironmentalGeochemistryAuthor’SName：LeiWangspeciality：En

2、vironmentalScienceSupervisor：Prof．GuijianLiuFinishedtime：May,2012中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：墨垄签字日期：逝盛：!i：△中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术

3、大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。妇开口保密(——年)作者签名：盈签字日期：垒!垦：竺墨：!!导师签名：签字目期：2盘兰』：么；生：中国科学技术大学博士学位论文中国煤中硒的分布、赋存状态和环境地球化学研究摘要硒元素是人体一

4、种必需的微量元素，摄入的过多或者过少都会影响人体的健康。世界大范围内环境中都是缺硒的，硒元素被加工成为各种营养品进行补充。中国是缺硒地方病高发区，同时也是硒中毒事件的高发区。其中，由于利用高硒煤而造成的燃煤型硒中毒事件，是最为突出的。硒在地壳中的丰度很低，而煤和黑色页岩被称为富硒沉积岩，是硒元素含量最为丰富的载体。由于硒元素较高的挥发性，燃煤过程中极易释放出来。燃煤释放的硒是大气中硒最主要的人为源，加之煤炭长久以来作为重要的能源，储量和用量巨大，即便是微量元素的释放亦不容忽视。煤中硒的含量，分布和赋存状态直

5、接影响到其在利用过程中的释放情况和迁移规律，通过改变环境中硒的含量和分布进而影响人类健康。中国煤炭储量丰富，并且成煤时代较长，沉积环境和成煤植物以及煤化作用相对复杂。系统性的研究中国煤中硒的含量水平，分布特征以及赋存状态特征，对于客观的评价和预测中国煤炭的利用可造成的环境影响具有重要意义。本次研究全面调查、收集和分析了国内外所报道的煤中硒的数据，针对不同赋煤地区、不同的成煤时代以及不同变质程度煤中硒的分布和含量特征进行了汇总和讨论。主要得出以下结论：1．中国不同省市地区煤中硒含量差异较大，几何平均值为3．9

6、1m∥Kg，按照省份划分了高硒区、中硒区和低硒区，高硒煤和低硒煤的分布具有一定的规律性；2．煤中硒的含量随着煤层成煤时代由老到新呈现降低趋势，古生代煤中硒的平均含量高于中生代和新生代；3．随着煤的变质程度逐渐升高，硒元素的赋存状态呈现一定的规律性变化。4．特殊煤种(高硫煤，高氯煤)中硒元素的赋存状态具有各自的差异性。对于典型矿区的多个煤层进行系统的研究，有助于进一步了解煤中微量元素的分布和赋存规律。本次研究选取了高硒煤赋煤地区之一的安徽省淮北矿区作为研究区，采集了矿区内七个煤矿(祁东矿、桃园矿、任楼矿、海孜

7、矿、百善矿、刘二矿和刘店矿)主采煤层的123个煤样和19个围岩样品，进行硒元素以及其他微量元素和常量元素的测试。考查了硒元素含量在矿区内垂直分布和水平分布摘要规律，讨论了沉积环境与煤中硒元素含量的关系。采用相关性分析法对淮北煤中硒元素的赋存状态进行了总体上的评价，富铁粘土矿物和碳酸盐矿物是下石盒子组煤中硒元素的主要载体，山西组和上石盒子组煤中的硒元素主要与硫化矿物有关。淮北矿区广泛发育的断层可能是该地区煤中硒含量较高的原因之一。过去国内外学者对于煤中易挥发元素硒的迁移转化行为研究关注较多，而对于煤矸石和煤泥

8、的研究较少。事实上，煤中丰富的微量元素，在煤矸石和煤泥中同样存在甚至更加富集。加之低热值燃料相对于煤炭具有不同的物理特征，矿物构成及其微量元素的结合状态，弥补有关煤泥煤矸石低热值电厂的硒排放情形，对于火电厂整体的环境风险评价将更加具有科学性和准确性。对煤泥、煤矸石低热值电厂的不同燃料、除尘器飞灰及渣中痕量元素硒进行研究的结果表明，硒在除尘器飞灰中以不同程度富集，在底渣中显著亏损。分析可能的原因有两种：一是脱硫剂石