城市工业用煤x 荧光分析及重金属元素污染研究

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1、彭秀红等：城市工业用煤x荧光分析及重金属元素污染研究889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

2、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彭秀红等：城市工业用煤x荧光分析及重金属元素污染研究889随着国民经济的发展，居民生活质量的提高，

3、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

4、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

5、.1.2土壤采集由于0～2cm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0～2cm作为表土层，2～20cm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0～2cm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2～20cm，均匀土壤后，采集土壤样。1.2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，

6、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。彭秀红等：城市工业用煤x荧光分析及重金属元素污染研究889此

7、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600s，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200s。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Table1ContentsofCu,Cr,ZnandP

8、binindustrialcoalintheeastindustrialestateofChengduw/10-6原产地CuZnCrPb桐子林27.13224.5—457.1坑坑店20.09239.520.01254.6普济13.02