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1、城市工业用煤X荧光分析及重金属元素污染研究彭秀红, 倪师军, 张成江, 王全涛, 方 敏成都理工大学核自院地球化学系，四川 成都 610059摘要：燃煤是成都市重金属污染的一个重要来源，目前对成都燃煤中重金属元素含量与城市环境污染的相关性研究相对较少。文章以成都市城东工业区为研究对象，利用X荧光分析方法对煤样、煤渣、煤灰、表层土、深层土4种重金属元素进行定量分析，探讨了燃煤中重金属含量与城市土壤重金属污染的相关关系。结果表明，（1）成都市工业用煤原产地煤样重金属元素的含量不尽相同，因此，企业需合理选择煤源。（2）土壤重金属元素污染与工业用煤正相关，工业用煤中有害元素含量较高的对当地土壤的污染也
2、比较严重，相反工业用煤中含量较少的元素在土壤中含量也较小。（3）热电厂燃煤对城市重金属污染的行为属性表现为，Pb属于直接污染大气和土壤，而Cu、Zn、Cr富集在煤渣样、煤灰样中在后期造成对城市土壤的污染。关键词：X荧光分析；工业用煤；重金属元素；污染源中图分类号：X132 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2007）03-0883-04随着国民经济的发展，居民生活质量的提高，城市重金属污染问题受到越来越多的重视。城市重金属污染源不仅量多，而且种类繁多，其中工业燃煤是一个重要的污染源，燃煤产生的重金属以亚微米量级颗粒形式存在，即使在浓度很低的情况下，也具有相当大的毒性。因此，燃煤中重
3、金属的控制研究是21世纪最重要的环保课题之一1-10。四川省成都市是我国经济发展中的一个重要西南城市，其中城东是成都的工业区，能源消耗量较大，这些能源中又以煤炭为主，排放了大量的工业粉尘、烟气和煤渣，是成都市重金属污染的一个重要来源11-14。目前对成都燃煤中重金属元素含量与城市环境污染的研究报道甚少，有少量学者研究了其对大气污染的作用15，而对城市土壤污染的作用几乎未见报道。针对这个突出的污染问题，本文选择城东某大型燃煤企业为研究对象，分析了燃煤中重金属含量与城市土壤重金属污染的相关关系，探讨了燃煤对周边土壤重金属污染的影响并提出了建议，本研究对合理利用煤炭和防治由燃煤产生的重金属污染及城市
4、环境保护有非常积极的意义。1 实验部分1.1 样品采集1.1.1 煤、煤渣、煤灰采集在城东某大型燃煤企业内采集。在采集过程过要注意采集的样点不要在煤、煤渣、煤灰堆边缘采集，应该在中央，外界干扰较小的地方采集样品，利用样品袋和采集木勺采集，不要带入外界的杂物。1.1.2 土壤采集由于02 cm土壤中游离态、置换态和水溶态金属含量的增加，此次采样把02 cm作为表土层，220 cm作为深土层。（1）表层土的采集 将土壤表层的杂质清除，用塑料质的铲子将土壤表层02 cm的土壤采样，装入样品袋中，速封袋口，避免样品污染。（2）深层土的采集 用塑料铲挖掘土壤至220 cm，均匀土壤后，采集土壤样。1.2
5、 样品的处理首先将采集到的煤样、土样剔除异物（如植物残根、昆虫尸体和砖头、石块等）和新生物（如铁、锰结核和石灰结核等）。将样品放入托盘在烘箱烘干，烘箱温度为60 ,烘干后在玛瑙研钵中研磨，过200目尼龙筛，并将样品充分混匀后储于样品袋中备用。1.3 样品的分析测试实验使用的测量仪器为：Si-PIN型X荧光分析仪。实验使用的放射源为：238Pu。X射线荧光分析方法是根据莫塞莱定律与元素的原子序数相关以及X射线强度与试样中的量相关基础上的，即根据试样在激发源的激发下产生某一特定的特征X射线的强度来计算相应元素在样品中的含量。其优点有：分析快速、精度高、无污染、样品制作简单、可分析元素范围广。已广泛
6、应用于材料科学、生物医学、地质研究、环境监测、文物考古、刑事侦察、工业生产等诸多领域。此次实验测量元素为：Cr、Cu、Zn、Pb，因此需要同样元素的标准样品（即已知元素含量的纯样品）来标定仪器。将土壤标准样放到探头上测量，使用238Pu作放射源，测量时间为600 s，标定好仪器。将制备好的样品放入样品杯中，经手动铺平，压实，放置在干燥处待测。在制样过程中，应将样品杯中的土样压实至饱和厚度，以提高样品测量的精确度。将样品放到探头上测量，测量时间200 s。测量两次，并记录数据，计算平均值，测量结果见表1。表1 成都市城东工业区工业用煤原产地煤样中Cu、Cr、Zn、Pb含量Table 1 Cont
7、ents of Cu, Cr, Zn and Pb in industrial coal in the east industrial estate of Chengdu w/10-6原产地CuZnCrPb桐子林27.13224.5457.1坑坑店20.09239.520.01254.6普济13.02179.80.824242.6广安58.42243.3302.8益门73.6210.266.42372.4大邑147.6195.3广申大16.6251.8377.1宋家铺31.04486.9269.2密地43.03291.7273.5煤渣样115.33276.68140.9682.83煤灰样114
8、.64199.28116.2465.162 数据分析表3 成都市城东工业区土壤中Cu、Cr、Zn、Pb含量数据分析Table 3 Analysis of the contents of Cu, Cr, Zn and Pb in soil in the east industrial estate of Chengdu w/10-6样品统计值种类 Cu Zn Cr Pb表层土平均值46.26 368.1061.62169.22最大值50.87 569.1068.13250.50最小值43.06 213.5050.94104.60深层土平均值42.00 196.36 66.99 117.76 最大
9、值48.80 310.70 72.14 183.00 最小值35.39 135.40 58.69 46.32 2.1 热电厂工业用煤原产地煤样元素分析w/10-6Fig. 1 Contents of Cu, Cr, Zn and Pb in industrial coal in the east industrial estate of Chengdu从图1、表1可以看出不同原产地煤样中的锌、铅元素含量比较高，且存在较大的差别，而铜、铬元素含量较小且整体上差别较小，只有个别地区含量较大。因此，有必要研究产煤地的成煤地质条件，以及不同地质条件下成煤过程中重金属元素富集机理。2.2 热电厂附近土壤
10、样与煤样元素对比分析表23表明：（1）广安、益门两地铜元素含量比表层土壤平均含量高，其它都低于平均值，而大邑、普济两个地方含量值最低。（2）除宋家铺的煤样中锌元素含量高于平均值外，别的地区含量都不高。（3）除益门外，各煤样中铬元素的含量比表层土壤中含量低得多。说明工业用煤并不是城市中铬元素主要污染源。（4）各个地方的煤样中铅元素含量都比热电厂中附近土壤的高，说明工业用煤的对热电厂中土壤的Pb污染较重，是主要污染源。表2 成都市城东工业区土壤中Cu、Cr、Zn、Pb含量Table 2 Contents of Cu, Cr, Zn and Pb in soil in the east indust
11、rial estate of Chengdu w/10-6样品编号CuZnCrPbA1表43.06268.868.13226.3A1深43.06180.458.69183A2表45.7308.250.94159.1A2深35.39159.763.3882.49A4表44.15480.966.14250.5A4深42.66310.768.94164.3B1表47.54569.163.88105.6B1深48.8135.472.1446.32B3表50.87213.559.02104.6B3深40.11195.671.8112.72.3 原煤样、煤渣、煤灰、土壤元素对比分析表13表明：燃烧后的煤渣
12、样、煤灰样Cu、Zn、Cr含量大于原煤样品，而Pb含量小于原煤样品，说明铅样品在燃烧过程中进入烟气，直接排放到大气中，再降落在周围土壤中，使周围土壤中Pb含量比较高。因此，热电厂燃煤对城市重金属污染的行为属性表现为，Pb属于直接污染大气和土壤，而Cu、Zn、Cr富集在煤渣样、煤灰样中后期造成对城市土壤的污染。3 结论和建议（1）根据对成都市工业用煤原产地煤样的分析，可以看出重金属元素的含量在各个地区的煤样中都不尽相同，桐子林、坑坑店、普济煤样中各有害元素含量都较低，益门地区煤样中重金属元素含量都比较高。（2）土壤重金属元素污染与工业用煤正相关，工业用煤中有害元素含量较高的对当地土壤的污染也比较
13、严重，相反工业用煤中含量较少的元素在土壤中含量也较小。（3）热电厂燃煤对城市重金属污染的行为属性表现为，Pb属于直接污染大气和土壤，而Cu、Zn、Cr富集在煤渣样、煤灰样中在后期造成对城市土壤的污染。根据以上分析提出以下建议：要改善成都市土壤污染的现状就应该严格控制工业用煤中有害元素的含量的排放。要做到从根源上解决成都市工业用煤对成都市大气、土壤等环境的污染就应该研究产煤地的成煤地质条件，以及不同地质条件下成煤过程中重金属元素富集机理，再合理选择煤源。参考文献：1 ASOKAN P, SAXENA M, ASOLEKAR S R. Coal combustion residues-enviro
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15、前沿问题J. 生态环境, 2005, 14(1): 1-5.WANG Wenxing, TONG Li, HAI Reti. The sources and forward problems of soil pollutantsJ. Ecology and Environment, 2005, 14(1): 1-5.4 张磊, 宋凤斌, 王晓波. 中国城市土壤重金属污染研究现状及对策J. 生态环境, 2004, 13(2): 258-260.ZHANG Lei, SONG Fengbin, WANG Xiaobo. Heavy metal contamination of urban soil
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18、 coal-fired power plant and its controlJ. Electric Power Environment Protect, 2005, 21(3): 156-160.8 王云鹤, 李海滨, 黄海涛, 等. 重金属元素在煤热解过程中的分布迁移规律J. 煤炭转化, 2002, 25(2): 37-42.WANG Yunhe, LI Haibin, HUANG Haitao, et al. Distribution and transport of heavy metal elements during coal pyrogenationJ. Coal Convers
19、ion, 2002, 25(2): 37-42.9 刘晶, 郑楚光, 陆继东, 等. 烟气中重金属浓度的在线测量J. 化工学报, 2006, 57(9): 2186-2188.LIU Jing, ZHENG Chuguang, LU Jidong, et al. On-line emission measurement of heavy metals in flue gasJ. Journal of Chemical Industry and Engineering (China), 2006, 57(9): 2186-2188.10 刘晶, 陆晓华, 刘栋, 等. 煤燃烧中重金属释放的化学控
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23、stics and Sources of Atmosphere Aerosols in Chengdu Industrial ParkJ. Journal of Southwest Jiaotong University. 2006, 41(6): 783-787.14 赵琦, 唐将, 沈前斌, 等. 成都市土壤测量Hg元素的发育特征及其来源J. 贵州工业大学学报: 自然科学版, 2004, 33(1): 16-20.ZHAO Qi, TANG Jian, SHENG Qianbin, et al. Soil survey of the development characteristics
24、and the mass source of the mercury element in ChengduJ. Journal of Guizhou University of Technology: Natural Science Edition, 2004, 33(1): 16-20.15 李东升, 程温莹, 汪模辉. 成都市大气颗粒物的特性研究J. 广东微量元素科学, 2005, 12(12): 47-51.LI Dongsheng, CHENG Wenyi, WANG Mohui. Research on characteristic of particles in the air o
25、f ChengduJ. Guangdong Weiliang Yuansu Kexue, 2005, 12(12): 47-51.X-ray fluorescence analysis of industrial coal and studyon its heavy metals pollutionPENG Xiuhong, NI Shijun, ZHANG Chengjiang, WANG Quantao, FANG MingDepartment of Geochemistry, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, ChinaA
26、bstract: Coal as fuel is an important sources for heavy metals in Chengdu city. At present, there are lack of studies on corelation between the content of heavy metals in Chengdu coal and urban environmental pollution. Considering the industrial estate in eastern of Chengdu city as research subject,
27、 this paper studied the content of four kinds of heavy metals in coal, cinder, coal ash, topsoil and deep soil through X fluorescence analysis. The results indicate that, (1) heavy metals contents of coal are different on some areas in Sichuan, so it is necessary to study the geologic characteristic
28、s and enrichment mechanism of heavy element. The enterprises should select the coal carefully. (2)There existing a positive correlation between heavy metals contamination of soil and the industrial coal. The soil pollution risk is increasing with the content of heavy metals in industrial coal. (3)Re
29、ferring to the effect of thermal-electric plant coal on urban heavy metals pollution, we found that Pb element contaminated directly the atmosphere and the soil, whereas Cu, Zn and Cr enriched in cinder and coal ash, and will lead to soil pollution later. Key words: X-ray fluorescence analysis; indu
30、strial coal; heavy metals; pollution sources我的大学爱情观1、什么是大学爱情：大学是一个相对宽松，时间自由，自己支配的环境，也正因为这样，培植爱情之花最肥沃的土地。大学生恋爱一直是大学校园的热门话题，恋爱和学业也就自然成为了大学生在校期间面对的两个主要问题。恋爱关系处理得好、正确，健康，可以成为学习和事业的催化剂，使人学习努力、成绩上升；恋爱关系处理的不当，不健康，可能分散精力、浪费时间、情绪波动、成绩下降。因此，大学生的恋爱观必须树立在健康之上，并且树立正确的恋爱观是十分有必要的。因此我从下面几方面谈谈自己的对大学爱情观。2、什么是健康的爱情：1)
31、 尊重对方，不显示对爱情的占有欲，不把爱情放第一位，不痴情过分；2) 理解对方，互相关心，互相支持，互相鼓励，并以对方的幸福为自己的满足; 3) 是彼此独立的前提下结合；3、什么是不健康的爱情：1)盲目的约会，忽视了学业;2)过于痴情，一味地要求对方表露爱的情怀，这种爱情常有病态的夸张;3)缺乏体贴怜爱之心，只表现自己强烈的占有欲;4)偏重于外表的追求;4、大学生处理两人的在爱情观需要三思：1. 不影响学习：大学恋爱可以说是一种必要的经历，学习是大学的基本和主要任务，这两者之间有错综复杂的关系，有的学生因为爱情，过分的忽视了学习，把感情放在第一位；学习的时候就认真的去学，不要去想爱情中的事，谈
32、恋爱的时候用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。2. 有足够的精力：大学生活，说忙也会很忙，但说轻松也是相对会轻松的！大学生恋爱必须合理安排自身的精力，忙于学习的同时不能因为感情的事情分心，不能在学习期间，放弃学习而去谈感情，把握合理的精力，分配好学习和感情。3、 有合理的时间；大学时间可以分为学习和生活时间，合理把握好学习时间和生活时间的“度”很重要；学习的时候，不能分配学习时间去安排两人的在一起的事情，应该以学习为第一；生活时间，两人可以相互谈谈恋爱，用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。5、大学生对爱情需要认识与理解，主要涉及到以下几个方面：（1） 明确学生的主要任务
33、“放弃时间的人，时间也会放弃他。”大学时代是吸纳知识、增长才干的时期。作为当代大学生，要认识到现在的任务是学习学习做人、学习知识、学习为人民服务的本领。在校大学生要集中精力，投入到学习和社会实践中，而不是因把过多的精力、时间用于谈情说爱浪费宝贵的青春年华。因此，明确自己的目标，规划自己的学习道路，合理分配好学习和恋爱的地位。（2） 树林正确的恋爱观提倡志同道合、有默契、相互喜欢的爱情：在恋人的选择上最重要的条件应该是志同道合，思想品德、事业理想和生活情趣等大体一致。摆正爱情与学习、事业的关系：大学生应该把学习、事业放在首位，摆正爱情与学习、事业的关系，不能把宝贵的大学时间，锻炼自身的时间都用于
34、谈情说有爱而放松了学习。 相互理解、相互信任，是一份责任和奉献。爱情是奉献而不时索取，是拥有而不是占有。身边的人与事时刻为我们敲响警钟，不再让悲剧重演。生命只有一次，不会重来，大学生一定要树立正确的爱情观。（3） 发展健康的恋爱行为 在当今大学校园，情侣成双入对已司空见惯。抑制大学生恋爱是不实际的，大学生一定要发展健康的恋爱行为。与恋人多谈谈学习与工作，把恋爱行为限制在社会规范内，不致越轨，要使爱情沿着健康的道路发展。正如马克思所说：“在我看来，真正的爱情是表现在恋人对他的偶像采取含蓄、谦恭甚至羞涩的态度，而绝不是表现在随意流露热情和过早的亲昵。”（4） 爱情不是一件跟风的事儿。很多大学生的爱
35、情实际上是跟风的结果，是看到别人有了爱情，看到别人幸福的样子（注意，只是看上去很美），产生了羊群心理，也就花了大把的时间和精力去寻找爱情（5） 距离才是保持爱情之花常开不败的法宝。爱情到底需要花多少时间，这是一个很大的问题。有的大学生爱情失败，不是因为男女双方在一起的时间太少，而是因为他们在一起的时间太多。相反，很多大学生恋爱成功，不是因为男女双方在一起的时间太少，而是因为他们准确地把握了在一起的时间的多少程度。（6） 爱情不是自我封闭的二人世界。很多人过分的活在两人世界，对身边的同学，身边好友渐渐的失去联系，失去了对话，生活中只有彼此两人；班级活动也不参加，社外活动也不参加，每天除了对方还是对方，这样不利于大学生健康发展，不仅影响学习，影响了自身交际和合作能力。总结：男女之间面对恋爱，首先要摆正好自己的心态，树立自尊、自爱、自强、自重应有的品格，千万不要盲目地追求爱，也不宜过急追求爱，要分清自己的条件是否成熟。要树立正确的恋爱观，明确大学的目的，以学习为第一；规划好大学计划，在不影响学习的条件下，要对恋爱认真，专一，相互鼓励，相互学习，共同进步；认真对待恋爱观，做健康的恋爱；总之，我们大学生要树立正确的恋爱观念，让大学的爱情成为青春记忆里最美的风景，而不是终身的遗憾！