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贵州省典型燃煤企业和水泥企业周边环境汞污染状况特征分析

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目录

第一章 绪论

1.1 汞的基本特性

1.2 国内外研究进展

1.2.1大气汞排放研究情况

1.2.2燃煤企业和水泥厂大气汞排放现状

1.2.3 燃煤企业和水泥厂周边环境汞污染状况研究进展

1.2.4 汞履约进程

1.3 研究目的及意义

1.4 研究内容及技术路线

1.4.1 研究的主要内容

1.4.2 研究的技术路线

第二章 研究区域概况与研究方法

2.1 研究区域概况

(一)选取燃煤电厂概况

(二)选取水泥厂概况

2.2 研究方案

(一)对燃煤电厂和水泥厂周边环境汞污染状况进行分析测试

(二)对目前国际通用的几种汞监测分析方法进行比较研究

2.3采样及分析方法

2.3.1 采样方法

2.3.2分析方法

2.3.3质量控制

第三章 典型燃煤企业周边环境中汞污染调查结果及分析

3.1 选取燃煤企业概况

3.1.1 DY电厂概况

3.1.2 AS电厂概况

3.1.3 DL电厂概况

3.2燃煤电厂周边土壤环境汞污染状况及评价

3.2.1 样品采集及分析

3.2.2 燃煤电厂周边土壤汞污染情况

3.2.3燃煤电厂周边土壤汞污染评价

3.2.4 影响因素

3.3燃煤电厂周边环境空气汞浓度分析

3.3.1 样品采集及分析

3.3.2燃煤电厂周边环境空气汞浓度分析

3.4小结

3.4.1典型燃煤电厂周边土壤汞污染研究结果

3.4.2典型燃煤电厂周边环境空气汞含量研究结果

第四章 典型水泥厂周边环境中汞污染调查结果及分析

4.1选取水泥厂概况

4.2 水泥厂周边土壤环境汞污染及其评价4.2.1 样品采集及分析

4.2.2 水泥厂周边土壤汞污染情况

4.2.3 水泥厂周边土壤汞污染评价

4.2.4影响因素

4.3 水泥厂周边环境空气汞浓度分析

4.3.1 样品采集及分析

4.3.2 水泥厂周边环境空气汞浓度分析

4.4 小结

4.4.1 典型水泥厂周边土壤汞污染研究结果

4.4.2 典型水泥厂周边环境空气中汞含量研究结果

第五章 大气汞排放监测方法分析比较

5.1大气汞排放监测方法分析比较

5.2比对测试结果分析

(1)比对结果

(2)结果分析

5.3小结

第六章 结论和展望

6.1 研究结论

5.2 展望

致谢

参考文献

附录

声明

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摘要

汞(Hg)是一种稀有金属,在标准状态下呈液体。在生物圈中总量恒定不变。其理化性质特殊,联合国环境规划署将其列为一种全球性污染物,美国环境保护署将其定义为一种具有高度危险的元素。进入水圈、大气圈和土壤中的汞及其化合物在某些特定情况下能通过食物链进入人体,引起汞中毒,使人体运动失调、损害听觉系统、造成语言障碍、甚至损害神经系统、导致肾功能衰竭等。世界三大人为大气汞排放源就有燃煤和水泥生产,燃煤企业和水泥厂煤炭的大量消耗会向大气排放数量可观的汞,对企业周边的汞赋存值造成影响。本文选取贵州省内一定规模的燃煤企业和具有代表性的新型干法工艺水泥厂作为研究对象,通过对其周边环境空气及土壤中汞赋存量的监测,调查了解燃煤企业和水泥厂周边环境中汞污染的基本现状。同时也针对汞监测方法进行了研究分析,为将来更加有针对性地开展汞污染控制工作奠定一定的理论基础,同时也对生态环境行政管理部门制定有关汞污染防止法规具有一定的现实意义。主要研究结果如下: (1)燃煤企业周边环境汞含量调查研究分析 ①本研究测试了三个典型燃煤电厂周边环境中表层土壤Hg含量。DY电厂和AS电厂周边土壤汞平均含量为0.06mg/kg~0.09mg/kg,均低于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB15618-2018)中土壤污染风险筛选值限值,同时低于贵州土壤平均含量(0.102mg/kg),但高于全国平均含量(0.042mg/kg)及世界平均含量(0.030mg/kg)。DL电厂周边土壤Hg含量平均值为0.94mg/kg,其汞平均含量均超过《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB15618-2018)中土壤污染风险筛选值限值、贵州土壤平均含量、全国平均含量及世界平均含量。 ②由本研究结果可见,燃煤电厂污染物的外排是周边土壤污染的主要因素。其中DL电厂汞排放浓度较高,其原因可能包括:一是周边企业大气汞排放的影响,二是DL电厂自身汞排放浓度较高的影响。 ③DY电厂周边土壤单因子污染指数值为0.176~3.637,地累积指数值为-0.929~-0.266,潜在生态危害系数值为7.059~145.490。该电厂周边1km范围内部分土壤已受到了不同程度的汞污染,并且具有潜在的生态危害性;1km~5km范围内土壤基本未被污染,是低潜在的生态危害性。 AS电厂周边土壤单因子污染指数值为0.347~0.947,地累积指数值为-0.636~-0.194,潜在生态危害系数值为13.867~37.867;从污染程度上来看均为非污染,从汞污染现状来看均为无污染,从潜在生态危害系数来看均为低潜在的生态危害性。 DL电厂周边土壤单因子污染指数值为3.637~28.706,地累积指数值为0.385~0.895,潜在生态危害系数值为145.490~445.882。该电厂1km内土壤汞污染程度较严重,且具有严重的潜在生态风险;1km~5km范围内,采样点土壤污染程度低于1km内土壤,但仍然属于重潜在生态危害程度。 ④本研究中燃煤电厂周边土壤中汞含量与土壤pH值不存在线性相关性(P=0.375)。燃煤电厂周边土壤汞含量与有机质含量存在显著的线性关联(P=0.002,P≤0.05即可认为显著关联)。 ⑤DL电厂周边环境空气汞浓度明显高于其他两个电厂,但三个电厂监测结果值均高于全球大气气态总汞的平均背景值(1.5~2ng/m3),但远低于我国规定的人居环境大气汞标准300ng/m3,低于美国国家环保局及毒物与疾病登记署在1995年提出的吸入元素无癌症影响经验值200ng/m3。 ⑥电厂周边环境空气中汞浓度的变化呈“几”字分布:燃煤电厂边界至下风向约2.5km处浓度随距离的增加而增大,在增至最大浓度值后其浓度随距离的增大而减小。 (2)水泥厂周边环境汞含量调查研究分析 ①H水泥厂周边土壤样品pH值为6.26~7.90,Hg含量变化范围为0.04~0.55mg/kg,平均值为0.21mg/kg,中位数为0.15mg/kg。其汞平均含量低于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB15618-2018)中土壤污染风险筛选值限值,但高于贵州土壤平均含量(0.102mg/kg)、全国平均含量(0.042mg/kg)及世界平均含量(0.030mg/kg)。 ②从污染程度上来看,H水泥厂1公里内57.1%的采样点位土壤非污染,14.3%的采样点位土壤严重污染;1~2公里间75%的采样点位土壤为中度污染以上;2~3公里间63%采样点位土壤为轻度污染,其余为严重污染。 从潜在生态危害来看,1公里内57.1%的采样点位土壤潜在生态危害程度为低等,28.6%为中等,14.3为较重;1~2公里间75%的采样点位土壤生态风险为较重以上;2~3公里间66.7%采样点土壤为中度风险,其余为重度风险。 ③本论文中H水泥厂周边土壤中汞含量与土壤pH值以及有机质含量不存在线性相关性(P值分别为0.595与0.258)。 ④H水泥厂实际监测时上风向环境空气中汞的浓度为6.1ng/m3,下风向环境空气中汞的浓度范围11.3~58.5ng/m3,平均浓度为23.9ng/m3,监测结果高于全球大气气态总汞的平均背景值(1.5~2ng/m3),但远低于我国规定的人居环境大气汞标准300ng/m-3,低于美国国家环保局及毒物与疾病登记署在1995年提出的吸入元素无癌症影响经验值200ng/m3。 (3)汞监测方法比较 目前国内监测固定源废气中汞含量的标准方法为高锰酸钾溶液吸收法(HJ543-2009),但由于其监测结果低于实际值,监测精度远低于美国环境保护署制定的在线连续监测法(EPA Method30A)、活性炭(AC)吸附管离线采样法(EPA Method30B)和国际普遍认同的用于汞形态分析的安大略法(Ontario Hydro method),而不适用于出口废气监测。

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