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乙二醇产量影响因素研究论文

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乙二醇产量影响因素研究论文

一、乙二醇介绍

乙二醇俗称甘醇,英文名称ethyleneglycol,简称EG;分子式C2H6O2,其结构简式 HO-CH2-CH2-OH,是生产聚酯涤纶,聚酯树脂、合成纤维、增塑剂、表面活性剂等有机产品的主要原料。乙二醇是最简单的二元醇,具有醇的通性,可与无机酸或有机酸发生酯化反应,与多元酸发生聚合反应生成聚酯。随着聚酯纤维、聚酯塑料等的市场需求量增大,对乙二醇产品的质量指标要求也越来越严格,目前国标优级品指标要求必须达到,醛质量分数≤,紫外透光率,220nm≥75%、275nm≥92%、350nm≥99%,才能满足下游产品的需要。

二、中国煤制乙二醇行业市场现状

我国能源结构为煤多油少,因此煤制乙二醇的方法逐渐被广泛使用。煤制乙二醇是以煤制得合成气,再经催化反应生产草酸二甲酯,再以催化剂进行DMO的低压加氢制取乙二醇。这种生产方法涉及到原油、乙烷、煤等原材料。

近五年我国乙二醇生产能力呈逐年增长态势,据统计,截至2021年我国乙二醇产能为2145万吨,同比增长,产量为1180万吨,同比增长;我国多年以来持续进口乙二醇的产品,并且年进口量维持在750-1060万吨之间,2021年我国乙二醇进口量为万吨,同比下降;随着煤质乙二醇技术的发展,产能必然会有很大的提升,未来会减少对于乙二醇进口的依赖程度,让供应水平得到提升。

作为新兴的煤制乙二醇工艺,提纯精制的关键环节直接决定了产品的品质。因为市场上不同企业的煤制乙二醇精制工艺方案不同,所以产出的乙二醇杂质组成也不尽相同,品质参差不齐,这直接影响了煤制乙二醇工业的发展。

研究表明影响煤基乙二醇品质的主要是酯类和醛类等杂质,微量酯类如草酸二乙酯、草酸二甲酯、碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯、乙醇酸甲酯、1,4-丁内酯等在催化剂的催化作用下发生叠合、烷基化、酯交换、内水解等反应, 一部分酯类转化为极性较大的物质被相关催化剂吸附,一部分酯类转化对乙二醇UV没有影响的物质,入乙二醇产品中。醛类如乙醛、丙烯醛等在催化剂的作用下与乙二醇发生下列缩醛化反应,生成高沸点的缩醛,该产物一部分被催化剂吸附,其余进入乙二醇产品中,该产物不会对乙二醇产品指标产生不利影响,从而达到脱酯、脱醛,降低醛含量、提高UV值的目的。装置运行周期内,没有多余废酸、废碱等污染物产生。

三、蓝晓科技煤制乙二醇树脂介绍

煤制乙二醇精制工艺路线图

针对煤制乙二醇工业的提纯精制难题,蓝晓科技发挥自身在吸附分离领域雄厚实力和多年技术积累优势,组织研发人员进行技术攻关,成功研发出了两款乙二醇精制专用树脂:

seplite®LXC-20是乙二醇脱醛专用树脂,是在苯乙烯—二乙烯苯的共聚骨架上引入磺酸活性基团,形成含有适当孔结构的专用树脂。该树脂具有催化活性高、交换容量高、使用寿命长等特点,主要技术性能指标均达国际先进水平。

seplite®LXC-30树脂是乙二醇提高紫外透过率专用树脂,是苯乙烯—二乙烯苯共聚物。主要用于乙二醇行业中提高产品紫外透过率。该树脂具有催化活性高、使用寿命长等特点,主要技术性能指标均达国际先进水平。

通过两种树脂搭配可以让煤制乙二醇达到优等品。

四、案例展示

内蒙古某企业使用蓝晓乙二醇精制树脂后,数据如下:

煤制乙二醇的竞技 2010-2-4 近年来,我国聚酯产业的迅猛发展大大提升了对主要原料精对苯二甲酸 (pta) 和乙二醇的需求。乙二醇生产远远不能满足国内聚酯产业的需求,需大量进口。但同时期乙二醇的产量没有太大的增长。 2008 年国内乙二醇的供需缺口为 520 万吨,自给率不足 30% ,只能通过大量进口以满足下游需求。 亚化咨询的最新数据显示, 2009 年中国的乙二醇进口量超过 580 万吨,比 2008 年增加 12% 。从 2000 年到 2008 年期间,我国乙二醇消费量年均增长率为 ;同期国内乙二醇供给量年均增长率为 ,国内产量增长远不足以满足需求增长。正是由于国内乙二醇的供需缺口引发了对业界煤制乙二醇的关注。 亚化咨询认为,由于多家研究机构与工程公司的参与,将使我国煤制乙二醇技术开发与工程化迎来多家竞技的局面。参与者包括生产企业、工程公司和科研机构。 中科院福建物构所经过近 30 年的不懈努力,研究了合成气制乙二醇核心催化剂关键技术。该工艺采用 co 、 no 、 h2 、 o2 和甲醇等作为原料,采用草酸酯氧化偶联法制取乙二醇,开发了偶联和加氢催化剂,探索了煤制乙二醇产业化新的路线,并先后进行了 300 吨级和万吨级的合成工艺试验。 2009 年 12 月,采用中科院物构所技术的全球首个煤制乙二醇工业示范项目——通辽金煤 20 万吨 / 年煤制乙二醇工业示范项目打通全流程,完成一周的试运行并产出合格产品。预计该项目将于 2010 年进一步调试以实现商业运营。 2009 年 9 月,湖北省化学研究院完成了“煤制气合成聚合级乙二醇新技术”中三项关键催化剂的研究。并通过了小试成果鉴定。三项关键催化剂包括选择性脱氢、草酸二甲酯合成和草酸二甲酯加氢。 2010 年 1 月,由中国五环工程有限公司、湖北省化学研究院、鹤壁宝马集团三方合作的煤制合成气生产乙二醇中试基地项目开工仪式在鹤壁市山城区宝马集团举行。将依托宝马集团现有的甲醇装置和工程设施,建设年产 300 吨乙二醇中试装置和 20 万吨级工业装置。 此外,华谊集团上海焦化公司联合有关的高校和研究机构也进行了煤制乙二醇核心技术的研发,并在筹建万吨级中试装置。天津大学等高校和其他工程公司也在进行煤制乙二醇的技术研发工作。 煤制乙二醇开创了乙二醇生产新的原料来源,其工业示范于 2009 年被列入石化振兴规划。由于乙二醇市场成熟,价格较高,煤制乙二醇盈利前景良好,将成为我国 2010 年煤化工产业新亮点。首届煤制乙二醇技术经济研讨会将于 2010 年第二季度召开。 亚化咨询的研究报告显示,到 2012 年,我国乙二醇的总产能为 460 万吨 / 年,按照开工率 75% 计算,产量应该在 345 万吨左右。而需求方面,预计到 2012 年,我国乙二醇的消费将超为 1050 万吨。供需缺口将达到 705 万吨。我国煤制乙二醇有巨大的市场空间。 亚化咨询认为,我国煤制乙二醇的竞争对手不仅包括国内的一体化石化企业,也包括中东地区以低价乙烷或者石脑油生产乙二醇的企业。未来几年里,我国对乙二醇的市场需求将稳步上升,煤制乙二醇的生产成本,工艺技术的可靠性,以及装置能否实现稳定运行将是决定其竞争力的关键。想知道具体信息,可去博科原料相关网站查看。

中国是乙二醇的最大消费国和主要生产国。近年来,随着国内煤制乙二醇产业的快速发展,国内乙二醇产能和产量快速增长,但进口依存度仍维持在较高水平。2020年,我国乙二醇产能大幅扩张。到2020年,我国乙二醇产能达到1570万吨,同比增长。其中,新增产能主要包括恒力大连、浙江石化(一期)、中科炼化、中化泉州等炼化一体化乙二醇装置。、合成气制乙二醇装置,如兖矿融信、陕西沃能、河南龙宇(二期)、新疆天业(四期)。

受资源赋存影响,国内自给的乙二醇主要来自华东、华南的石脑油制乙二醇和华北、西北的煤制乙二醇。2020年,我国乙二醇产量881万吨,同比增长,年均开工,同比下降个百分点。产量大幅增长主要受2020年多套新乙二醇装置投产带来的供应能力提升影响。一方面,乙二醇价格低造成的成本压力大,乙二醇装置关停降低负荷(多套煤装置长期关停,油厂乙二醇产量占比降低);另一方面,由于下半年几套新设备的集中投产导致产能基数的变化。

气候变化对乙二醇的影响研究论文

全球变暖与城市“热岛” 全球变暖会引起世界各地区降水与干湿状况的变化,进而导致世界各国经济结构的变化。中纬度地区将会因气候变暖使蒸发强烈而变得干旱,现在农业发达的地区将退化成草原;高纬度地区则会因变暖而增加降水,温带作物将可以在此安家。但就全球来看,气候变暖对世界经济的负面影响是主要的,得到好处的仅是局部某些地区。 城市的气温比近郊要高得多,犹如一座温暖的岛屿。我国最大的城市“热岛”北京,比郊区温度高出度,上海与郊区的最大温差也达度。造成城市“热岛”效应的原因在于城市人口集中并不断增多,工业发达,居民生活、工业生产和汽车等交通工具每天要消耗大量的煤、石油、天然气等燃料,释放出大量的人为热。还有一个原因是城市中由混凝土、石料、砖瓦堆砌成的建筑群与柏油、水泥、陶瓷、石料等铺设的路面、人行道、广场,代替了原为植被、作物覆盖的自然地面。它们反射率小,热容量高,大量吸收太阳能。 2、物种迅速灭绝 由于人类活动的影响,尤其是人们乱伐森林、滥垦草原,以及环境污染,造成了野生 动植物栖息地或生长地的丧失和生活环境的恶化,再加上人们滥捕滥猎野生动物,使世界上许多种野生动植物已经灭绝或濒临灭绝。 国际保护自然联盟1996年发表的濒危物种《红色警报名单》显示,世界现存4500种哺乳动物中,面临绝种的已占24%,而现存约9500种鸟类中,有12%即将灭绝。在已知的大约1万种木本植物中,濒临绝种的约占6%,其中1000种左右危在旦夕。每24小时就有150~200种生物物种永远告别地球,据资料表明,目前地球上物种灭绝的速度比形成的速度快100万倍。中国是野生动植物十分丰富的国家,但是,中国生物的多样性正面临严重的威胁。被子植物中,濒危种有1000种,极危种28种;裸子植物濒危种63种,极危种14种,已有1种灭绝;脊椎动物受威胁的有433种。 3、世界水资源严重不足 随着世界人口的急剧增长,用水量不断增加,加上水污染日益严重,使许多本来可以 利用的淡水资源遭到破坏。目前世界上60%的地区面临供水不足,已有20%的人口难以得到清洁水,50%的人口无法得到卫生用水。许多国家用水紧张,近年来美国、日本及东欧许多国家都出现了水资源不足的问题,甚至连淡水资源比较丰富的俄罗斯与加拿大,有些地区也受到缺水的威胁。非洲的一些国家连年干旱,缺水直接威胁着人们的生存。有人预计,水危机将成为21世纪城市里“最容易引起争端的问题”。 4、环境问题的全球性 环境问题不仅是某个国家或某个区域的问题,目前已经发展成全球性的问题了。一个地区发生环境问题,影响的范围往往会大大超过该地区。例如,酸雨随着大气的运动,能影响到很远的地区;国际性河流上游被污染,将使河流全流域遭受影响……环境污染问题日益严重,废气、废水甚至固体废弃物都可以从一国转移到另一国。有些环境问题甚至影响着全人类的生存与发展。例如,亚马孙河流域热带雨林的破坏,会对全球的气候产生影响;大气中CO2浓度的升高和臭氧层的破坏,更是威胁着全人类。 5、我国的资源状况 从自然资源总量讲,我国许多种自然资源的总量都在世界前列,称得上是地大物博的 资源大国。但我国人口众多,各类资源的人均占有量都是很少的。人均资源相对不足,是我国资源方面的基本国情。 我国耕地面积居世界第四位,人均耕地占有量却只相当于世界人均值的1/3;森林面积居世界第六位,人均森林占有量只相当于世界人均值的1/5;我国矿产资源储量总值居世界第三位,人均占有量相当世界人均值的3/5……而且随着我国人口持续增多,各种资源的人均占有量还会继续下降。人均资源相对不足,已成为我国经济发展与人民生活水平提高的制约性因素。我国的资源还存在地区分布不均衡的特点。例如我国水资源南方多、北方少,耕地资源却南方少、北方多,很不利于农业的发展。 6、大气污染 科学家发现,至少有100种大气污染物对环境产生危害,其中对人体健康危害较大的 有二氧化硫、氮氧化合物、一氧化碳、氟氢烃等。大气污染物严重危害人的气管、肺等呼吸系统。 造成大气污染的途径主要是工业生产与交通工具排放的废气和尘埃,工业生产排放出的尘埃颗粒物还吸附了许多有毒有害的物质。这些污染物在大气中还会发生各种化学反应,生成更多的污染物,形成二次污染。二氧化硫是大气污染物中最普遍的一种,它在大气中通过反应可形成硫酸烟雾,甚至形成酸雨。氮氧化合物、一氧化碳和碳氢化合物也是大气中常见的污染物,它们在阳光下,发生光化学反应,可形成光化学烟雾。 大气污染物在空气中积累,导致空气质量下降,直接危害人类健康,而且使全球气候变暖,臭氧层遭到破坏;污染物随风飘散,甚至影响农业、林业和畜牧业,美国每年因此损失数亿美元,我国的损失也相当严重。 7、认识沙尘暴 沙尘暴,又称黑风暴,是发生在沙漠地区的一种自然现象。沙漠地区的大量流沙,是沙尘暴的沙源,春季的大风是沙尘暴的凭借力量。 近百年来,由于人类过度垦荒,过度放牧,乱砍滥伐,使地表植被遭到严重破坏,大片土地成为裸地,随着荒漠化的不断加快,沙尘暴的范围也逐渐扩大了,沙尘暴的程度也逐渐加重了。2000年春季,首都北京连续八次遭到沙尘暴的袭击。据科学家计算,在一块草原上,刮走18厘米厚的表土,大约需要2000多年的时间;如把草原开垦成农田,则只需49年;若是裸地,则只需18年。从沙尘暴的起因与发展来看,人为破坏环境,破坏地表植被是沙尘暴最重要的起因。只有保护好植被,防止土地沙漠化,才能真正减少沙尘暴危害。 我国的沙尘暴灾害可以说是俞演愈烈。据专家统计,从1952年到1993年,我国西北地区发生沙尘暴的次数是:50年代5次,60年代8次,70年代13次,80的代14次;1993年发生了一次剧烈的黑风暴事件。之后,每年四五月份,甘肃河西走廊至少要发生一次,而在2000年,连续就是8次。据权威专家分析,在10—20年内,面对人口越来越多,生态环境越来越恶化的现状,如果不采取得力措施,我国沙尘暴的频率、强度和危害程度还有进一步加剧的可能。 8、世界上最严重的一次沙尘暴 1934年5月12日,美国发生了地球上最严重的一次沙尘暴。这次沙尘暴起自美国西部平原。一股强风暴迅速掠过西部广阔的土地,将千顷农田的沃土卷起,并以每小时60—100千米的速度,咆哮着由西向东横扫了整个美国国土。连刮3天的这次沙尘暴,将美国西部的表土层平均刮走了5—13厘米,从而毁掉耕地4500多万亩,造成西部平原的水井、溪流干涸,农作物枯萎,牛羊大批死亡。 在历史上,北美大陆到处森林茂密,水草丰美,野生动植物十分丰富。随着美国的西部大开发,大片森林、草原被毁。美国人几乎砍光了从大西洋畔一直到大平原区的无际的森林,使土地裸露,失去植被保护,种下了祸根。 9、水俣病与痛痛病 1953年,在日本九州熊本县的水俣镇发生了一场奇怪的流行病。首先是出现了大批病猫,这些猫疯了一般,步态蹒跚,身体弯曲,纷纷跳海自杀。不久又出现了一批莫名其妙的病人,病人开始时口齿不清,表情呆滞,后来发展为全身麻木,精神失常,最后狂叫而死。多年之后,科学家们才找到这种怪病的起因:汞中毒。原来在水俣镇有一家合醋酸的工厂,在生产过程中用汞做催化剂,然后把大量的含汞废水排进了水俣湾。汞的毒性很大,在水中微生物作用下,转化成毒性更大的甲基汞,在鱼、贝等体内富集,人吃了这些被甲基汞污染的生物才得了可怕的水俣病。甲基汞会聚集在人脑中,损害脑神经系统,因此猫与人都疯了。 痛痛病也发生在日本。在日本富山县,当地居民同饮一条叫作神通川河的水,并用河水灌溉两岸的庄稼。后来日本三井金属矿业公司在该河上游修建了一座炼锌厂。炼锌厂排放的废水中含有大量的镉,整条河都被炼锌厂的含镉污水污染了,河水、稻米、鱼虾中富集大量的镉,然后又通过食物链,使这些镉进入人体富集下来,使当地的人们得了一种奇怪的骨痛病(又称痛痛病)。镉进入人体,使人体骨胳中的钙大量流失,使病人骨质疏松、骨胳萎缩、关节疼痛。曾有一个患者,打了一个喷嚏,竟使全身多处发生骨折。另一患者最后全身骨折达73处,身长为此缩短了30厘米,病态十分凄惨。痛痛病在当地流行20多年,造成200多人死亡。 10、噪声污染 噪声指人们不需要的声音,不论什么声音,只要令人生厌,对人们的生活形成干扰,就都被称为噪声。工厂里机器的轰鸣,道路上汽车的喇叭声,人群的喧闹等,都是令人头痛的噪声。有时节奏强烈的摇滚音、迪斯科等也会成为噪声,影响到人的生活及健康。 强烈的噪声会引起听觉器官的损伤,如果是长期在机器轰鸣的厂房工作的人员,其听力往往不及一般人。噪声还会严重干扰人的中枢神经,使人神经衰弱、消化不良,甚至恶心、头痛。噪声对于人的正常生活工作也有很大影响,它会使人失眠,没有食欲,产生烦恼等不愉快的情绪。科学家还发现,长期受噪声刺激还会削弱人的免疫系统的功能,使恶性肿瘤的发生率不断提高。 11、可持续发展的概念 世界环境与发展委员会在《我们共同的未来》报告中,对可持续发展作了明确的定义:可持续发展是这样的发展,它既满足当代人的需求,又不损害后代人满足其需求的能力。 可持续发展是一个综合的概念,其丰富的内涵概括起来有三点:生态持续发展、经济持续发展和社会持续发展。生态、经济、社会的持续发展相互联系、相互制约,共同组成一个复合系统。可持续发展要求人们与自然和谐共处,能够认识到自己对自然、社会和子孙应负的责任。要求人们必须具有很高的道德水准,保护好人类生存和发展所必需的资源和环境基础。

一、内容概述

“全球气候变化地质记录研究”项目工作周期为2010年1月至2012年12月,项目主要完成单位有中国地质科学院下属的地质力学研究所、岩溶地质研究所、地质研究所、水文地质环境地质研究所、矿产资源研究所,此外同济大学、福州大学、中国科学院寒区旱区环境与工程研究所、青藏高原研究所等单位也参加了部分研究工作。项目重点研究晚更新世以来气候急剧变暖的事件过程,查明我国地域为主的区域性气候环境事件对全球气候变化的响应,为国家应对气候变化的战略决策提供科技支撑。

主要成果:

(1)确定了13万a以来长周期全球气候变化记录及其气候转型事件,末次间冰期开始时间为距今万a前,暖周期(5e阶段)结束时间为距今万a,持续时间万a。气候变暖的主要原因是太阳轨道周期辐射强度的增加。

(2)建立了10~15万a洞穴石笋记录的标准时间标尺,获得了深海氧同位素6a/5e及5a/4 阶段的分界或转换及内部结构特征,重建了罗布泊地区13万a以来的主要气候事件,其中4万a以来,特别是在MIS3a阶段出现了气候冷暖高频率的波动,时间间隔长度在180~200 a左右。

(3)获得了1万a来气候精细记录及快速变化过程。在距今11500~8800a间,全球气候迅速升温;8800~4500a间,呈现高温震荡;4500~2000a间,气温有所下降;距今2000a前至今,逐渐波动升温,其间发生了6次快速气候变化事件。近500a青藏高原冰芯同样记录了总体升温、小幅波动的气候变化特点。

(4)获得了中晚全新世高分辨率石笋气候记录,其中在百年、十年尺度上,太阳活动减弱时期对应于石笋同位素偏正时期,支持在百年、十年尺度上太阳活动对季风强度的驱动机制。

(5)青藏高原近500 a高精度冰心记录分析表明,青藏高原近500 a存在以升温为主要特征的变暖过程,且与太阳辐射变化显著相关,说明太阳活动强弱是影响青藏高原气候冷暖波动的驱动力之一。

二、应用范围及前景

全球气候变化与人类社会的发展关系密切,开展全球气候变化研究,不仅是地球科学研究的重要领域,同时也是开展积极应对全球气候变化的基础和依据。长周期气候记录表明,全球气候存在冰期—间冰期交替出现的自然变化过程,目前我们所处的间冰期气候已持续万a,其后的发展趋势以及在全球变暖背景下冰期—间冰期的自然进程能否延续,需要对气候演化进程中自然因素以及人类影响进行综合评价。项目进行过程,其成果分别为2011年国土资源部和重庆市举办的“地热开发与全球气候变化高层论坛”、国土资源部“应对全球气候变化规划”、2012年中国地质调查局“应对全球气候变化专题报告”提供了基础资料。

三、推广转化方式

本项目通过以我国地域为主的气候变化事件研究为重点,揭示了长期气候变化趋势中自然因素的作用,阐明自然因素对现代气候变化和极端气候事件的影响,为国家应对气候变化提供了科技支撑。成果推广转化将通过成果专报、发表专著论文以及学术会议等方式进行。

技术依托单位:中国地质科学院地质力学研究所

联系人:张永双

通讯地址:北京市海淀区民族大学南路11号

邮政编码:100081

联系电话:

电子邮件:

导读

在人类繁衍至今的地球上,大多数物种正遭受着气候变化的影响 。微生物支持所有高等营 养生 命形式的存在。为了 了解地球上的人类和其他生命形式(包括那些我们尚未发现的)如何能够抵御人为的气候变化--重要的是纳入对微生物的了解。我们不仅应该了解微生物如何影响气候变化(包括温室气体的生产和消耗),还应该

核心作用以及其在全球范围内的重要性。它提醒人们 ,气候变化的影响将在很大程度上取决于微生物的 响应,而微生物的响应对于实现环境可持续发展的未来至关重要。

论文ID

原名: Scientists’ warning to humanity: microorganisms and climate change

译名: 科学家对人类的警告:微生物与气候变化

期刊: Nature Reviews Microbiology

IF:

DOI:

发表时间: 2019年

通信作者: Ricardo Cavicchioli

通信作者单位: 新南威尔士大学(The University of New South Wales)

文章上线一年就被引186次,可见期重要性和影响力

综述内容

2 海洋生物群

海洋生物占地球表面的70%,从沿海河口,红树林和珊瑚礁到公海(图1)。 温度 上升不仅会影响 生物过程 ,还会降低水的密度,导致分层和环流现象的发生,从而影响生物的扩散以及营养物质的运输。 降水,盐度和风也影响分层 ,混合以及环流。来自空气、河流和河口流动的养分输入同样会对微生物的组成和功能造成影响,而气候变化会影响所有这些物理因素。

海洋环境中除了数量庞大的海洋微生物外,还发挥着重要的生态系统功能。海洋微生物通过碳和氮的固定,使有机物矿化,形成海洋食物网以及全球碳和氮循环的基础。颗粒有机物中碳的沉积以及其固定到海洋沉积物中过程是大气中螯合CO 2 的关键长期机制。因此,通过矿化和海底储藏碳氮的释放之间的平衡决定了气候变化。除了变暖(由于大气中CO 2 浓度的增加,增强了温室效应),海洋环境自工业化前以来酸化了约个pH单位,预计到本世纪末还会进一步减少个单位。因此有必要了解海洋生物将做出何种响应。 温室气体浓度升高对海洋温度,酸化,分层,混合,温盐环流,养分供应,辐射和极端天气事件的影响会对海洋微生物菌群产生重大环境影响,这些影响包括生产力,海洋食物网,海底碳排放和固定等方面。

微生物影响气候变化

海洋浮游植物只占全球植物生物量的1%,但却完成了全球一半的光合作用(CO2 的固定以及OO 2 的产生)。与陆生植物相比,海洋浮游植物分布范围更广,受季节变化的影响较小,周转率更快。因此,浮游植物在全球范围内对气候变化反应迅速。太阳辐射、温度和淡水向地表水输入的增加加强了海洋分层,从而减少了营养物质从深水到地表水的输送,降低了初级生产力。相反,CO 2 含量的升高,在营养成分不受限制的情况下,可以增加浮游植物的初级生产力。一些研究表明,在过去的一个世纪里,全球海洋浮游植物的总体密度有所下降,但由于数据获得的有限性、分析方法的差异等多方面原因,这些结论需要进一步考证。也有研究发现全球海洋浮游植物产量增加以及特定区域或特定浮游植物群的变化。全球海水冰面积的下降,导致更高的光渗透率和潜在的更多初级生产;然而,对于可变混合模式、养分供给变化以及极地地区的生产力趋势影响的预测效应相存在矛盾的现象。这强调了收集关于浮游植物生产和微生物群落组成的 长期数据 的必要性。

除了海洋浮游植物对CO 2 固定的贡献外,化学自养古菌和细菌同样可以在深水黑暗条件下以及极地冬季期间在表层进行CO 2 的固定。海底产甲烷菌和甲烷氧化菌是CH 4 的重要生产者和消费者,但它们对这种温室气体大气通量的影响尚不确定。海洋病毒、嗜细菌细菌以及真核食草动物也是微生物食物网的重要组成部分。气候变化对捕食者-被捕食者的相互作用的影响,包括病毒-宿主的相互作用,可以影响全球生物地球化学循环。

气溶胶影响云的形成,从而影响阳光照射和降水,但它们影响气候的程度和方式仍不确定。海洋气溶胶由海盐、非海盐硫酸盐和有机分子的复杂混合物组成,可以作为云凝结的核,影响辐射平衡,从而影响气候。了解海洋浮游植物对气溶胶的贡献方式,可以更好地预测不断变化的海洋环境将如何影响云层和对气候的反馈。此外,大气本身含有大约10 22 个微生物细胞,确定大气微生物生长和形成聚集体的能力对于评估它们对气候的影响具有重要价值。

植物生长的沿海生境对于碳的固定具有十分重要的意义,人类活动,包括人为的气候变化,在过去的50年里使这些栖息地减少了25-50%,海洋捕食者的数量减少了高达90%。基于微生物活动决定了有多少碳被再矿化并释放为CO2 和CHCH 4 ,同时考虑到如此广泛的环境扰动,因此这些扰动对微生物群落的影响同样需要进一步评估。

气候变化对微生物的影响

气候变化扰乱了物种之间的相互作用,迫使物种适应、迁移或被其他物种取代或灭绝。 海洋变暖、酸化、富营养化和过度使用(例如捕鱼、 旅游 )共同导致珊瑚礁的衰退,并可能导致生态系统的改变 。一般来说,微生物比宏观生物更容易分散。然而,许多微生物物种存在生物地理差异,扩散、生活方式和环境因素强烈影响群落组成和功能。海洋酸化使海洋微生物的pH条件远远超出其 历史 范围,从而影响到其胞内pH水平。不善于调节体内pH值的物种会受到更大的影响,许多环境和生理因素影响微生物在其本土环境中的反应和整体竞争力。例如, 温度 升高会 增加 真核浮游植物的蛋白质合成 ,同时 降低细胞核糖体浓度 。由于真核浮游植物的生物量为~1 Gt C,核糖体富含磷酸盐,气候变化引起的氮磷比的改变将影响全球海洋的资源分配。海洋变暖被认为有利于较小的浮游生物而不是较大的浮游生物,改变了生物地球化学通量。 海洋温度升高、酸化和营养供应减少预计将增加浮游植物细胞外溶解有机质的释放,微生物食物网络的变化可能导致微生物产量增加,而牺牲更高的营养水平 。温度升高还可以缓解铁对固氮蓝藻的限制,对未来变暖海洋的食物网提供的新氮来源具有潜在的深远影响。需要认真注意如何量化和解释环境微生物对生态系统变化和与气候变化相关的压力的响应。因此,关键问题仍然是关于菌群转移的功能后果,例如碳再矿化与碳固存的变化,以及与养分循环之间的关系。

3 陆生生物

陆地生物量是海洋生物量的100倍,其中陆地植物约占全球一半的净初级生产力。土壤储存了约2万亿吨的有机碳,其数量远高于大气和植被中碳的总和。陆地环境中的微生物总数与海洋环境中的总数相似。土壤微生物调节储藏在土壤中以及释放到大气中的有机碳的数量,并通过提供调节生产力的多种营养元素间接地影响植物和土壤中的碳储存。

植物通过光合作用吸收大气中的CO 2 ,并产生有机质;相反,植物的自养呼吸和微生物的异养呼吸将CO 2 释放回大气中。温度影响这些过程之间的动态平衡,从而影响陆地生物圈捕获、储存人为碳排放的能力(图1)。而气候变暖可能加速碳的排放。森林覆盖陆地面积的30%,占陆地初级生产力的50%,对人为排放的CO 2 的固存率高达25%。永久冻土中的有机物质中碳的积累远超过呼吸所损失的,创造了最大的陆地碳汇。但由于气候变暖预计将使永久冻土减少28-53%,从而使大型碳库可用于微生物呼吸以及温室气体排放。

通过对表层土壤(10cm)和以及深层土壤(100cm)剖面进行对比评估发现,气候变暖会增加碳向大气中的排放。有关不同土壤地点之间碳损失的差异的进一步解释需要更多的预测变量。然而,来自全球对变暖反应的评估的预测表明,气候变暖条件下,陆地碳损失产生了积极的反馈,加速了气候变化的速度,特别是在寒冷和温带地区(这些地区储存全球大部分土壤碳)。

微生物对气候变化的影响

CO 2 含量的升高,提高了初级生产力,增加了植物凋落物含量,促进了微生物对凋落物的分解从而导致更高的碳排放。温度的影响不仅是微生物反应速率的动力学效应,也是植物输入刺激微生物生长的结果。一些固有的环境因素(如微生物群落组成、枯木密度、氮素可获得性和水分)影响微生物活动,这就需要通过地球系统模型对气候变暖所造成的土壤碳损失进行预测,以纳入对生态系统过程的控制。在这方面,植物养分的可获得性影响森林的净碳平衡,营养贫乏的森林比营养丰富的森林释放更多的碳。植物将约50%的固定的碳释放到土壤中,供微生物生长。分泌物除了被微生物利用作为能源外,还可以破坏矿物-有机体的结合,从微生物呼吸利用的矿物中释放出有机化合物,增加碳排放。这些植物-矿物质相互作用的相关性说明了在评估气候变化的影响时,除了生物相互作用(植物-微生物)之外,生物-非生物相互作用的重要性。

土壤有机质用于微生物降解还是长期储存取决于许多环境因素,包括土壤矿物特征、酸度、氧化还原状态、水的有效性、气候等方面。有机物的性质,特别是基质的复杂性,同样会影响微生物的分解。此外,不同土壤类型中微生物获取有机质的能力具有差异性。如果将可获得性考虑在内,预计大气中CO 2 含量的增加将促进微生物的分解能力,这会使得土壤中有机碳的留存量降低。升高的CO 2 浓度增强了植物和微生物之间对氮的竞争。食草动物会影响土壤中的有机质含量,从而影响微生物的生物量和活性。气候变化可以减少食草动物,导致全球氮和碳循环的总体变化,从而减少陆地碳的固定。有害动物(例如蚯蚓)通过间接影响植物(例如,增加土壤肥力)和土壤微生物来影响温室气体排放。蚯蚓肠道中的厌氧环境含有执行反硝化并产生NO2 的微生物。蚯蚓提高了土壤肥力,它们的存在可以导致温室气体净排放,尽管温度升高和降雨量减少对有害生物摄食和微生物呼吸的综合影响可能会减少排放。

在泥炭地,抗腐烂的枯枝落叶等会抑制微生物分解,同时水饱和度限制了氧的交换,促进了厌氧菌的生长以及CO2 和CHCH 4 的释放。植物凋落物组成和相关微生物过程的变化(例如,减少对氮的固定化和增强的异养呼吸)正在将泥炭地从碳汇转变为碳源。永久冻土的融化使得微生物可以分解先前冻结的碳,释放CO2 和CHCH 4 。永久冻土的融化导致了水饱和土壤的增加,这促进了产甲烷菌和一系列微生物产生CH 4 和CO 2 。据预测,到本世纪末,缺氧环境的碳排放将比好氧环境的排放在更大程度上驱动气候变化。

气候变化对微生物的影响

气候的改变可以直接(例如季节性和温度)或间接(例如植物组成、植物凋落物和根系分泌物)影响微生物群落的结构和多样性。土壤微生物多样性影响植物多样性,对包括碳循环在内的生态系统功能很重要。短期实验室模拟变暖以及长期(50多年)自然地热变暖最初都促进了土壤微生物的生长和呼吸,导致CO 2 净释放,随着基质的耗尽,导致生物量减少,微生物活性降低。这意味着微生物群落不容易适应高温,由此产生的对反应速率和底物损耗的影响减少了碳的整体损耗。相比之下,一项长达10年的研究发现,土壤群落能够通过改变基质使用的模式以适应升高的温度,从而减少碳的损失。在年平均温度范围超过20 C的森林土壤中也发现了细菌和真菌群落的实质性变化。

微生物生长对温度的响应是复杂多变的。微生物生长效率是衡量微生物如何有效地将有机物转化为生物量的指标,效率较低意味着更多的碳被释放到大气中。一项为期一周的实验室研究发现,温度升高导致微生物周转率增加,但微生物生长效率没有变化,同时该研究预测,气候变暖将促进土壤中的碳积累。一项长达18年的实地研究发现,土壤温度越高,微生物的效率就会降低,在这段时间结束时,不易分解的底物的分解会增加,同时土壤碳的净损失也会增加。

气候变化通过温度、降水、土壤性质和植物输入等几个相互关联的因素直接或间接地影响微生物群落及其功能。由于沙漠中的土壤微生物受到碳的限制,植物增加的碳输入促进了含氮化合物的转化,微生物生物量,多样性,酶活性以及对复杂有机物的利用。虽然这些变化可能会增强呼吸作用和土壤中碳的净损失,但干旱和半干旱地区具有的特点可能意味着它们可以起到碳汇的作用。为了更好地了解地上植物生物量对CO 2 水平和季节性降水的响应,我们仍需增加对微生物群落响应以及功能的了解。

气候变化同样也使湖泊、海水等环境中富营养化的频率、强度和持续时间增加。水华蓝藻能够产生各种神经毒素、肝毒素和皮毒素,危害鸟类和哺乳动物的 健康 。有毒蓝藻目前已造成了包括中国太湖在内的全世界多个地区严重的水质问题。气候变化直接和间接地有利于蓝藻的生长,许多形成水华的蓝藻可以在相对较高的温度下生长。与此同时,湖泊和水库热分层的增加使浮力蓝藻能够向上漂浮并形成密集的表面水华,这使它们能够更好地获得光,更加具有选择性优势。目前实验室和原位实验都证明了有害的蓝藻 Microcystis 属具有适应高CO 2 的能力。因此,气候变化和CO 2 含量的增加预计会影响蓝藻水华的菌株组成。

4 农业

根据世界银行表明(世界银行关于农业用地的数据),近40%的陆地环境专门用于农业。这一比例在未来预计有可能增加,这将导致土壤中碳、氮和磷以及其他养分的循环发生重大变化。此外,这些变化与生物多样性的丧失息息相关。增加对使用植物和动物相关的微生物的了解,以提高农业可持续性发展,减轻气候变化对粮食生产的影响,但这样做需要更好地了解微生物对气候变化的响应。

微生物对气候变化的影响

甲烷菌在自然和人工厌氧环境中产生甲烷,此外还有与化石燃料相关的人为甲烷的排放(图2)。近年来(2014-2017)大气CH 4 水平显著升高,但其背后的原因尚不清楚。尽管 水稻 仅覆盖了10%的可用耕地,但却养活了全球一半的人口,同样,稻田也贡献了农业20%的CH 4 排放的。据预测,到本世纪末,人为气候变化将使水稻生产产生的CH 4 排放量翻一番。 反刍动物 是人为CH 4 排放的最大单一来源,反刍动物肉类生产所产生的碳排放比植物高蛋白食物生产的碳排放高19-48倍;即使是非反刍动物肉类生产所产生的CH 4 也比植物高蛋白食物生产的碳排放高出3-10倍。 化石燃料 的燃烧和化肥的使用大大增加了环境中可利用氮含量,扰乱了全球生物地球化学过程,威胁到生态系统的可持续发展。农业是温室气体NO2 的最大排放者,NO2 通过微生物氧化和氮的还原而释放。气候变化扰乱了微生物氮转化(分解、矿化、硝化、反硝化和固定)和N 2 O的释放速率。迫切需要了解气候变化和其他人类活动对氮化合物微生物转化的影响。

气候变化对微生物的影响

升温和干旱强烈地影响着作物的生长。以真菌为基础的土壤食物网在广泛管理的农业(例如牧场)中很常见,而以细菌为基础的食物网通常出现在集约化系统中,但与后者相比,前者更能适应干旱环境。对全球范围内的表层土进行评估发现, 土壤真菌和细菌占据了特定的生态位,并且对降水和土壤pH的响应不同,这表明气候变化将对它们的丰度、多样性和功能产生不同的影响 。预计由于气候变化而增加的干旱会导致全球旱地中细菌和真菌的多样性和丰度的减少,这种减少将进一步降低微生物群落的整体功能,从而限制了它们支持植物生长的能力。

气候变化和富营养化(由于化肥的施用)对微生物竞争力的综合影响存在不可预测的影响。例如,营养丰富通常有利于有害的藻类繁殖,但在相对较深的Zurich湖中观察到了不同的结果。

5 感染性疾病

气候变化影响着海洋和陆地生物群中疾病的发生和传播(图3),这取决于不同的 社会 经济、环境和宿主病原体特有的因素。了解疾病的传播和设计有效的控制策略需要充分了解病原体、及其传播媒介和宿主的生态学,以及扩散和环境因素(表1)。例如,海洋酸化还可能直接导致鱼类等有机体的组织损伤,潜在地导致免疫系统减弱,从而创造细菌入侵的机会。对于农作物来说,当人们考虑对病原体的响应时,包括CO 2 水平、气候变化、植物与病原体的相互作用在内的不同相互作用的因素都是重要的。不同的的微生物能够引起不同的植物疾病,进而影响作物生产,导致饥荒,并威胁粮食安全。病原体的传播和疾病的出现是通过物种的运输和引进来促进的,并受天气对扩散的影响和生长环境条件的影响。

表1 病原体对气候和环境因素的传播响应。

气候变化可以通过改变宿主和寄生虫的适应来增加疾病风险。对于外温动物(如两栖动物),温度可以通过扰乱免疫反应,从而增加感染的易感性。每月和每天不可预测的环境温度波动增加了古巴树蛙对病原菊苣真菌 Batrachochytrium dendrobatidis 的敏感性。温度升高对感染的影响与真菌在纯培养中生长能力下降形成对比,说明在评估气候变化的相关性时,更应该注重于评估宿主-病原体的反应(而不是从分离微生物的生长速率研究中推断)。气候变化预计会增加一些人类病原体对抗生素的耐药率。2013-2015年的数据表明,日最低温度提高10 C,将导致 Escherichia coli , Klebsiella pneumoniae 以及 Staphylococcus aureus 的抗生素耐药率增加2-4%。潜在的潜在机制包括:高温促进抗药性可遗传因子的水平基因转移,以及提高病原体生长率,促进环境的持久性、携带和传播等。

食源性、气源性、水源性和其他环境病原体可能易受气候变化的影响(表1)。对于媒介传播的疾病,气候变化将影响媒介的分布,从而影响疾病传播的范围,以及媒介传播病原体的效率。许多传染病,包括几种媒介传播疾病和水传播疾病,都受到大规模气候现象(如ENSO)造成的气候变化的强烈影响,这种现象每隔几年就会破坏全球约三分之二地区的正常降雨模式和温度变化。据报道,与ENSO有关的疾病有疟疾、登革热、齐卡病毒病、霍乱、鼠疫、非洲马病和许多其他重要的人类和动物性疾病。

尽管已经在自然和实验室条件下,微生物种群的适应机制已有研究,但与动物(包括人类)和植物相比,微生物物种适应当地环境的研究较少。与植物和动物相关的病毒、细菌和真菌病原体以影响生态系统功能、影响人类 健康 和粮食安全的方式适应非生物和生物因素。病原农业真菌的适应模式很好地说明了微生物活动与人类活动之间的循环反馈。“农业适应”病原体引起流行病的可能性比自然产生的菌株更高,这会对作物生产构成更大的威胁。真菌病原体通过进化以适应更高的温度来增强它们入侵新的栖息地的能力,这使真菌病原体对自然和农业生态系统构成的威胁更加复杂。

6 微生物减缓气候变化

增加对微生物相互作用的了解将有助于设计缓解和控制气候变化及其影响的措施。例如,了解蚊子如何对Wolbachia细菌(节肢动物的一种常见共生体)作出反应,通过将Wolbachia引入埃及伊蚊种群并将其释放到环境中,从而减少了寨卡病毒、登革热和基孔肯雅病毒的传播。在农业方面,了解将NO2 还原为无害N 2 的微生物的生态生理学的进展为减少排放提供了选择。生物炭是广泛和间接减轻气候变化微生物影响的农业解决方案的一个例子。生物炭是通过限制氧条件下生物质的热化学转化而产生的,其可以通过减少微生物矿化和减少根系分泌物对矿物释放有机物的影响,从而促进植物的生长,减少碳的释放,从而改善有机质的存留。

微生物生物技术可以为可持续发展提供解决方案,微生物技术同样为实现联合国17个可持续发展目标中的许多目标提供了实用的解决方案(化学品、材料、能源和补救措施),解决贫困、饥饿、 健康 、清洁水、清洁能源、经济增长、产业创新、可持续发展等问题。毫无疑问,通过提高公众对全球变暖中微生物的主要作用的认识,即通过实现 社会 的微生物学素养,无疑会促进对此类行动的支持。

7 总结

微生物对固碳做出了重大贡献,特别是海洋浮游植物,它们固定的净CO 2 与陆地植物一样多。因此,影响海洋微生物光合作用和随后在深水中储存固定碳的环境变化对全球碳循环具有重要意义。微生物还通过异养呼吸(CO 2 )、产甲烷(CH 4 )和反硝化(N 2 O)等作用对温室气体排放做出重大贡献。许多因素影响微生物温室气体捕获与排放的平衡,包括生物群落、当地环境、食物网的相互作用和反应,特别是人为气候变化和其他人类活动。 直接影响微生物的人类活动包括温室气体排放、污染、农业活动以及人口增长,这些活动促进了气候变化、污染、农业活动以及疾病传播 。人类活动改变了碳固定与释放的比率,将加速气候变化的速度。相比之下,微生物也提供了重要的机会,可以通过改善农业、生产生物燃料和修复污染来补救人为问题。

为了理解可控范围内小规模相互作用的微生物多样性和活动如何转化为大系统通量,重要的是将研究结果从个体扩展到群落,再到整个生态系统。为了了解世界各地不同地点的生物地球化学循环和气候变化反馈,我们需要关于推动物质循环的生物(包括人类、植物和微生物)以及调节这些生物活动的环境条件(包括气候、土壤理化特性、地形、海洋温度、光和混合)的定量信息。

现存的生命经过了数十亿年的进化,产生了巨大的生物多样性,而微生物多样性与宏观生命相比实际上是无限的。 由于人类活动的影响,宏观生物的生物多样性正在迅速下降 ,这表明动植物物种的宿主特异性微生物的生物多样性也将减少。然而,与宏观生物相比,人类 对微生物与人为气候变化之间的联系所知甚少 。我们可以认识到微生物对气候变化的影响,以及气候变化对微生物的影响,但我们对生态系统的了解并不全面,因此,在解释人为气候变化对生物系统造成的影响方面仍存在挑战。由于人类的活动,正导致气候变化,这对全球生态系统的正常行驶功能造成影响。在海洋和陆地生物群落中,微生物驱动的温室气体排放的增加,并积极地反馈给气候变化。忽视微生物群落对气候变化的作用、影响和反馈反应可能导致会导致对人类的发展造成威胁。目前迫切需要立即、持续和协调一致的努力,明确将微生物纳入研究、技术开发以及政策和管理决策当中。

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铅含量影响因素研究论文

燃煤过程中铬铅去向分析论文

摘 要:对煤炭燃烧后其中的铅、铬等危害环境的重金属元素的转化、迁移方向进行了分析研究,为电厂的环保工作提供了技术支持。

关键词:铅、铬元素;化学提取;分布规律

0 前言

煤炭中含有众多的微量元素,由于消耗量巨大,微量元素通过燃烧途径的迁移、转化,已成为其地球化学循环的重要分支之一。目前,我国煤炭消耗的大户是火电厂。煤炭及燃烧后灰渣中微量元素含量对环境影响巨大,而有关煤中痕量重金属在燃烧过程中的迁移转化规律,特别是在燃烧产物中的分布、形态分配以及环境稳定性的系统研究更少。

1 化学逐级提取法

本文采用的化学逐级提取法:将样品研磨过100目筛,称样品(准确至),放入聚乙烯离心管,同时做平行样,进行逐级分离试验。逐级提取的样品经离心分离后取上清液测定,残渣消化后测定,同时对样品中各元素总量进行测定,以验证形态分离数据的合理性。

2 燃煤过程中微量重金属铬、铅的迁移转化规律研究

灰渣中微量元素的含量高低与燃用煤种、燃烧方式、燃烧温度、燃烧气氛、煤粉细度、元素存在形态等均有紧密的关系,影响因素复杂。

本次研究以河南省某电厂为实例,该厂总装机容量6×200MW,主要燃用山西煤,全厂采用静电除尘、灰渣分除、干除湿排的除灰渣方式。

入炉原煤、煤粉中铬、铅元素形态分析

由于元素的化学性质及在煤中存在形式不同,导致它们在燃烧中的行为也有所不同。以硫化物和有机物形式结合的元素以及在燃烧温度下易挥发的元素,易于在细微颗粒表面富集,而在燃烧温度下不易挥发的元素,易于留在较大颗粒中。只有深入了解煤中痕量元素的分布形式及化学亲和性,才能对煤燃烧产物中痕量元素的分布做出正确判断。

对采集的入炉原煤、煤粉用化学逐级提取法进行铬、铅的元素形态分析。结果显示,煤中Cr 、Pb均主要以稳定的残渣态存在。其中:

Cr主要以残渣态(80~93%)、铁锰氧化物结合态(5~12%)、有机结合态(2~6%)为主,碳酸盐结合态约。不同浸取状态百分含量高低顺序为:残渣态>铁锰氧化物结合态>有机结合态>碳酸盐结合态>>水溶态、可交换态。

Pb主要以残渣态(60~69%)、碳酸盐结合态(13~23%)、铁锰氧化物结合态(15~20%)为主,有机结合态约2~5%。不同浸取状态百分含量高低顺序为:残渣态>碳酸盐结合态>铁锰氧化物结合态>有机结合态>水溶态、可交换态。

燃煤过程中铬、铅在燃烧产物中的分布规律

入炉原煤、煤粉、灰、渣样中铬、铅含量分析结果表明:

(1)原煤中微量元素含量及分布规律与成煤物质和成煤过程有密切关系,与文献资料相比,电厂煤中Cr含量高于植物低于土壤,而Pb均高,说明Pb比Cr更易于富集在煤中。

(2)入炉煤粉与入炉原煤相比,Cr、Pb含量变化不大,Cr略有增加。电厂使用的钢球属低铬合金铸铁钢球,铬含量为,衬瓦铬含量为。

根据吨煤球耗121 g/t、煤本身的含铬量10~13mg/kg以及冲灰用水中的'总铬约计算,由冲灰用水带入生产系统中的铬约占生产系统的~,由钢球带入生产系统中的铬含量约占生产系统的~(由于吨煤球耗包含锅炉大小修和清理滚筒时弃去不用的钢球,实际的钢球消耗量更低)。因此,电厂燃用煤是生产过程中铬主要来源。

(3)干灰、炉渣中Cr、Pb含量均较煤有明显升高,说明煤炭燃烧后,Cr、Pb都在干灰、炉渣中进一步富集,Cr更易于在炉渣中富集,Pb更易在干灰中富集。

Cr、Pb属亲氧元素,Cr的熔点和沸点高于Pb(见表1)。熔点高,燃烧时不易挥发,排入大气中少,而富集在灰渣中多;熔点低,燃烧时易挥发,当烟气冷却时,将发生凝聚和结核作用,导致其在细灰粒中有较高含量。结合前面元素形态分析的结果来看,原煤中Pb残渣态含量低于Cr,而碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态高于Cr,也说明Pb比Cr更易于燃烧完全,富集在灰粒中。

比较灰、渣中的铬和铅含量与文献值和国外公开发表的有关飞灰、底灰中元素含量,铬和铅属于该范围内的低值区;与全国土壤水平相比,铬含量与其相接近,铅含量高于土壤水平;与农用粉煤灰中污染物控制标准(GB8173-87)相比,远低于标准。

不同粒度灰样中铬、铅的分布规律

在煤炭中微量元素向环境传输的过程中,微量元素在燃煤灰样中的粒度分布是一个重要环节。灰样中微量元素的地球化学行为、归宿以及对外环境的效应都与粒度分布有密切关系。 不同电场灰样的粒度构成以及铬、铅元素在不同粒度范围内的含量分布:

(1)#1炉<粒子含量约50~75%,#6炉<粒子含量约80~88%, #6炉灰较#1炉灰样粒度细。

(2)不同电场,铅、铬含量呈现一定的变化趋势,表现在:#1炉二三电场>#1炉一二电场、#6炉三电场>#6炉二电场>#6炉一电场。 Pb、Cr都更易在细粒径上富集,大部分存在于<灰粒上,最高值均在<的颗粒级分,前3级分粒子中元素质量百分含量之和基本均达90%以上,有的达100%。

(3)飞灰中元素含量及富集情况与锅炉类型、燃烧方式有密切关系,充分燃烧,更有利于重金属元素在燃烧产物中富集。#6炉灰渣中的铅、铬含量高于#1炉灰渣,与#6炉燃烧更完全也有关。

燃煤灰渣中铬、铅形态分布的研究

环境颗粒物中不同化学形态的金属具有不同的化学活性和生物可利用性,因此,环境颗粒物中金属元素的形态分配研究受到人们关注。目前,对土壤、底泥等颗粒物中痕量金属的形态分析研究较多,而从污染源角度出发,对煤燃烧排放颗粒物(灰渣)中痕量重金属的形态分配研究甚少。

从前面的研究可看出,铬易富集在灰渣中,铅易富集在干灰中,不同粒径的颗粒具有不同的元素含量,它们均有在细粒子中富集的显著倾向。为研究它们在冲灰过程中以及环境中的释放和迁移,我们用化学逐级提取法研究了不同电场灰粒中六价铬、总铬与总铅的形态分布,从而对其在环境中的行为有一定的了解,为开展污染预防治理提供理论依据。

(1)试验结果。

试验方法同表1,结果见表2。

(2)结果分析。

①无论是干灰还是炉渣,Cr、Pb均主要以稳定的残渣态存在,这部分元素在环境中表现出高的稳定性,随着电厂冲灰过程,仍以颗粒物的形式向土壤或底泥迁移。

②水溶态、可交换态一般认为是由于吸附-解吸作用的颗粒物表面的离子形态,是环境中具较高迁移性的形态。从以上分析可看出,经高温燃烧后,干灰、炉渣中的Cr虽不主要以吸附作用存在于颗粒物中,但其水溶态、可交换态含量均比原煤中含量增加,环境稳定性降低。Pb在干灰、炉渣中的水溶态、可交换态含量基本为0,环境稳定性高。

③干灰中六价铬、Cr的水溶态、可交换态含量高于炉渣,环境稳定性低于炉渣。

④#6炉干灰样中Cr6+、Cr的水溶态、可交换态含量比#1炉高,#6炉灰样中Cr6+、Cr更易迁移到环境中。这与#6炉燃烧更完全有一定的关系,与实际冲灰过程的结果相符。

3 结论

当煤粉进入煤粉炉经高温燃烧后,铬、铅以与原来不同的比例分配在炉渣和除尘器下干灰中,它们在灰渣中进一步富集,由于元素本身及其化合物的物理化学特性差异,铬易于富集在炉渣中,铅则在干灰中的含量更高;铬、铅更易于在细灰粒中进一步富集,大部分存在于<灰粒上,其含量随电场不同的变化趋势均为:三电场>二电场>一电场;充分燃烧,更有利于重金属元素在燃烧产物中的富集。

干灰和炉渣中的Cr、Pb均主要以稳定的残渣态存在,这部分元素在环境中表现出高的稳定性,随着电厂冲灰过程,仍以颗粒物的形式向土壤或底泥迁移;但干灰中的六价铬、Cr在水溶态、可交换态含量增加,环境稳定性降低,变得易在环境中迁移,而Pb的水溶态、可交换态含量基本为0,环境稳定性高。

参考文献

[1]@国家环境监测总站.中国土壤环境背景值[M].北京:中国环境科学出版社,1990.

[3]@金龙珠、吴涤生.石墨炉原子吸收测定河流底泥和煤飞灰中铅、镉、铜和铬[J].环境化学,,1983:13~19.

[4]@王起超等.燃煤灰渣中微量元素分布规律的研究[J].环境化学,1996,15(1):20~26.

土壤重金属是指由于人类活动将金属加入到土壤中,致使土壤中重金属明显高于原生含量、并造成生态环境质量恶化的现象。重金属是指比重等于或大于的金属,如Fe、Mn、Zn、Cd、Hg、Ni、Co等;As是一种准金属,但由于其化学性质和环境行为与重金属多有相似之处,故在讨论重金属时往往包括砷,有的则直接将其包括在重金属范围内。由于土壤中铁和锰含量较高,因而一般认为它们不是土壤污染元素,但在强还原条件下,铁和锰所引起的毒害亦引起足够的重视。土壤一旦遭受重金属污染就很难恢复,因而应特别关注Cd、Hg、Cr、Pb、Ni、Zn、Cu等对土壤的污染,这些元素在过量情况下有较大的生物毒性,并可通过食物链对人体健康带来威胁。1、重金属的土壤化学行为进入土壤中的重金属的归宿将由一系列复杂的化学反应和物理与生物过程所控制。虽然不同重金属之间某些化学行为有相似之处,但它们并不存在完全的一致性。当它们加入土壤后,最初的可动性将在很大程度上依赖添加重金属的形态,也就是说这将依赖于金属的来源。在消化泥污中,与有机质相缔合的金属占有相当大的比例,仅有一小部分以硫化物、磷酸盐和氧化物而存在。熔炼厂的颗粒排放物含有金属氧化物;燃烧石油时,铅以溴代氯化物形式排出,但在大气和土壤中容易转化为硫酸铅和含氧硫酸铅。由于形态的不同,进入土壤中的金属离子的形态和量也很不相同,并直接影响重金属在土体的迁移、转化及植物效应。考试大环保工程师,值得您收藏的好站点!在不同土壤条件下,包括土壤的重金属类型、土地利用方式(水田、旱地、果园、林地、草场等),土壤的物理化学性状(土壤的酸碱度、氧化还原条件、吸附作用、络合作用等)的影响,都能引起土壤中重金属元素存在形态的差异,从而影响重金属的转化和作物对重金属的吸收。1)土壤氧化-还原条件与重金属的迁移转化:土壤是一个氧化-还原体系,土壤水分状况,土壤中有机质和硫的含量都处于动态变化之中。土壤中的氧化还原体系是一个由众多无机的和有机的单质氧化-还原体系组成的复杂体系。在无机体系中,重要的有氧体系、铁体系、硫体系和氢体系等。由起主导作用的决定电位体系控制。其中O2-H2O体系和硫体系在土壤氧化还原反应中作用明显,对重金属元素价态变化起重要作用。(1)O2-H2O体系:土壤中的氧主要来源于大气。降水和灌溉水也可带进以部分溶解氧。在水稻田中,稻根分泌的氧以及某些藻类光合作用放出的氧气也是来源之一。(2)H2体系:在旱地土壤中氢气是很少的,但在淹水状态下的强烈还原状态的土层中,往往有H2的积累。O2-H2O体系和H2体系是组成土壤氧化-还原体系的两个极端体系,土壤中其它的氧化-还原体系则介于两者之间。因此,这两个体系就构成了土壤氧化-还原电位的上限和下限。(3)硫体系:土壤中的硫以无机和有机两种形态存在,其含量一般在。在氧化条件下以硫酸盐的形式存在;在还原条件下以硫化氢或金属硫化物形式存在。金属元素按其性质一般可以大致分为难溶性(氧化固定)元素和还原难溶性(还原固定)元素,例如,铁、锰等属于前者;镉、铜、锌、铬则属于后者。氧化-还原作用不仅会使重金属元素还发生价态变化,而且还会使重金属元素的形态发生变化。例如,在氧化还原电位低时(+100mv左右)砷酸铁可还原成亚铁形态,电位进一步降低,以致使砷还原为亚砷酸盐,增强砷的移动性。相反,土壤中铁、铝组分的增加,又可能使水溶性砷转化为不溶态砷。2)土壤酸碱度与重金属迁移转化:土壤的pH对重金属的溶解度有密切关系。在碱性条件下,进入土壤的重金属多呈难溶态的氢氧化物,也可能以碳酸盐和磷酸盐的形态存在。它们的溶解度都比较小,因此土壤溶液中重金属的离子浓度也较低。例如,铜、镉、锌、铅等重金属氢氧化物的溶解度直接受土壤pH值控制。根据溶度积便能从理论上推求重金属离子浓度与pH的关系。随着pH值增大,重金属离子的浓度则下降。但对于两性化合物氢氧化铜和氢氧化锌来说,pH值高到一定程度时,它们又会溶解。3)土壤胶体的吸附作用与重金属迁移转化:土壤中含有丰富的无机和有机胶体。对进入土壤中的重金属元素具有明显的固定作用。一般地讲,在土壤重金属元素呈两种存在形式:(1)重金属元素在土壤溶液中呈胶体状态。这主要发生在湿润气候地区和富含有机质的酸性条件下,如铁、锰、铬、钛、钒、砷等元素可呈胶体形式存在,铜、铅、锌等也部分呈胶体形态迁移;(2)土壤中存在的有机和无机胶体对金属离子的吸附固定,它是许多金属离子和分子从不饱和溶液中转入固相的主要途径,是重金属在土壤积累而被污染的重要原因。土壤胶体能吸附重金属的数量,主要取决于土壤胶体的代换能力和重金属离子在土壤溶液中的浓度与酸碱度。在胶体对金属离子吸附时,金属离子可以由同晶替代作用吸附在晶格中,作为吸着离子,这种金属离子保持在胶体晶格中,则很难释放。总之,重金属元素被胶体的吸附固定,可分为两种方式,如金属元素吸附在胶体表面的交换点上,则较易释放;如保持在胶体矿物的晶格中,则很难释放,不利于金属元素的迁移。4)土壤中重金属的络合-螯合作用:重金属元素在土壤中除了吸附作用以外,还存在着络合、螯合作用。一般认为,当金属离子浓度高时,以吸附交换作用为主,而土壤溶液中重金属离子浓度低时,则以络合-螯合作用为主。在无机配位体中,人们比较多地重视金属与羟基和氯离子的络合作用。认为这两者是影响一些重金属难溶盐类溶解度的重要因素。羟基离子对重金属的络合作用实际上是重金属离子的水解反应。重金属在较低的pH值条件下可以水解。汞、镉、铅、锌等离子的水解作用表明,羟基与重金属的络合作用可大大提高重金属氢氧化物的溶解度。氯络合重金属离子的形式只会出现在含盐土壤中氯离子浓度较高时。一般土壤中氯离子浓度很低时,则不会形成重金属离子的氯络合物。土壤中腐殖质具有很强的螯合能力,具有与金属离子牢固螯合的配位体,如氨基、亚氨基、酮基、羟基及硫醚等基团。土壤中螯合物的稳定性受金属离子性质的影响。在金属离子与螯合基以离子键结合时,中心离子的离势越大,越有利于配位化合物的形成。5)土壤微生物对重金属的固定和活化土壤中微生物的种类和数量都是相当大的,它在重金属的归宿中也起着不可忽视的作用,有实验表明,镉与微生物体或它们的代谢产物络合能固定镉,并影响它们的生物有效性。有些微生物还通过生物转化作用或生理代谢活动使金属由高毒状态变为低毒状态。关于微生物对土壤重金属离子的影响主要可归纳为以下几方面:(1)胞外络合作用一些微生物能够产生胞外聚合物如多糖、糖蛋白、脂多糖等,具有大量的阴离子基团,与金属离子结合;某些微生物产生的代谢产物,如柠檬酸是一种有效的金属螯合剂,草酸则与金属形成不溶性草酸盐沉淀。(2)胞外沉淀作用在厌氧条件下,硫酸盐还原菌及其它微生物产生的硫化氢与金属离子作用,形成不溶性的硫化物沉淀。(3)金属的微生物转化微生物能够通过氧化、还原,甲基化和去甲基化作用转化重金属。大量的研究表明,微生物对重金属的抗性在很多情况下是由细胞中染色体的遗传物质-质粒或转座子抗性基因决定的。由抗性基因编码的金属解毒酶催化高毒性金属转化成为低毒状态。细菌、放线菌及某些真菌可以把汞离子还原成单质汞,从而使汞从土壤中挥发出去或以沉淀方式存在。有机汞化合物首先被有机汞裂解酶分解为Hg+和相应的有机基团,离子汞随后被还原成单质汞。汞及其它金属诸如铅、硒、砷等能被微生物甲基化。硒的甲基化产物毒性降低,但汞的甲基化产物则是剧毒的。六价铬能被细菌还原成为三价铬,高毒的As+能被微生物氧化成为As5+,更易于被Fe3+沉淀。6)土壤根际的富集和降毒根际微区是一个只有-4mm左右的区域,在该区域中,由于植物根系的存在,从而在物理、化学、生物特征方面有异于土体的现象,显著影响重金属在土壤中的活性和生物有效性。(1)根际氧化还原屏障形成许多重金属元素的溶解度是由氧化还原状态来决定的,还原态铁、锰离子比其氧化态离子的溶解度高,因此,当生长在还原性基质上的植物根际产生氧化态微环境时,土体中还原态离子穿越这一氧化区到达根表时,游离金属离子的活度由于被氧化成溶解度很低的氧化态而明显下降,从而降低了其毒害能力。反之,生长在氧化性基质上的植株根际由于根系和根际微生物呼吸耗氧,根系分泌物中含有还原性物质。土壤的还原条件将会影响变价金属元素的活性和有效性,如六价铬的还原去除,微生物的固定等。有研究表明,细菌细胞壁和原生质膜阴离子能结合溶液中的镉,但在好氧条件下又会释放回溶液中,在还原条件下则不发生镉的迁移。

摘 要 为了研究内蒙古准格尔主采煤层中铅和硒的异常,运用电离耦合等离子体质谱( ICP - MS) 、仪器中子活化分析( INAA) 、带能谱仪的扫描电镜( SEM - EDX) 和光学显微镜对主采煤层中铅和硒的含量、赋存状态和地质成因进行了研究。实验结果表明,准格尔矿区主采6 号煤层中铅和硒的质量分数均值分别为 35. 7 × 10- 6和 8. 2 × 10- 6,明显高于华北煤、贵州煤、中国煤和美国煤的算术均值,其富集系数分别高达 2. 4 和 68. 1,铅和硒在该煤层中显著富集; 铅和硒主要赋存在方铅矿、硒铅矿和硒方铅矿中,这 3 种矿物以植物胞腔充填形式出现,属于化学沉积成因。

任德贻煤岩学和煤地球化学论文选辑

硒的氧化物(SeO2)和铅是有毒物质。燃煤排放是大气中铅和硒的主要来源之一[1]。在大量的燃煤地区产生局部的硒和铅的污染是可能的,在我国鄂西和陕南一带曾经因燃烧富硒的石煤而引起硒中毒。然而,煤中硒富集到一定程度,可以作为伴生的矿床开发利用;硒在地壳中的克拉克值为~μg/g,在煤中的质量分数一般为2×10-6左右,世界范围内,煤中硒含量相当于探明铜矿中硒含量的80倍,如果经济可行,煤中硒是巨大而长期可利用的资源[2~4]。对煤中铅和硒等微量元素的含量、赋存状态和地质成因等方面已有较多的报道[2~9]。Finkelman[1]、唐修义和黄文辉[10]分别提出了美国和中国煤中铅和硒的平均含量。代世峰等[3]和Dai等[11]提出了中国华北和贵州煤中铅和硒的背景值。Finkelman对煤中铅和硒的赋存状态进行了详细讨论[12];Hower等[13]和Dai等[14]对煤中铅和硒富集机理进行了研究。本文基于对内蒙古准格尔主采煤层中铅和硒硫化物矿物的新发现,对该煤层中铅和硒的含量、赋存状态和地质成因进行了研究。

一、地质背景和样品的采集

内蒙古准格尔矿区地处鄂尔多斯盆地的东北缘,它是鄂尔多斯盆地煤层最富集的地带,也是沉积相变最明显的地带,上石炭统太原组石灰岩在矿区内全部尖灭,逐渐相变为陆源碎屑岩。准格尔矿区的含煤地层包括上石炭统本溪组、太原组和下二叠统山西组,含煤岩系总厚110~160m,之底为中奥陶统石灰岩,之上为下石盒子组、上石盒子组、石千峰组、刘家沟组等非含煤地层。该区主采煤层6号煤位于太原组的顶部,平均厚度为30m,是在三角洲沉积体系的背景下形成的一巨厚煤层[15]。

按照GB482-1995和MT262-91的采样规范,对准格尔矿区黑岱沟矿6号煤层煤样进行了分层样品的采集。煤层自上而下的编号为ZG6-1,ZG6-2,ZG6-3,ZG6-4-1,ZG6-4-2,ZG6-5和ZG6-6,它们所占的厚度比例分别为:,,,,,和。用电离耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定煤中的铅,用仪器中子活化分析(INAA)测定煤中的硒;用带能谱仪的扫描电镜(SEM-EDX)和MPV-III显微镜光度计对矿物中的元素含量和形貌特征进行测定和观察。

二、煤中Pb和Se的含量

表1列出了准格尔矿区主采6号煤层各分层的铅和硒的含量,以及根据各分层所占的厚度比例,计算出的加权均值。从中可以看出,6号主采煤层铅和硒质量分数的加权均值分别为×10-6和×10-6,富集系数分别为和。其中铅和硒在ZG6-3分层中含量最高,质量分数分别为×10-6和×10-6。6号煤层铅和硒的含量远高于华北煤、贵州煤、中国大部分煤和美国大部分煤的算术均值(表1)。铅和硒在准格尔主采煤层中显著富集。

表 1 准格尔矿区 6 号煤层中的铅和硒

注:EF为富集系数。

Swaine认为世界大多数煤中铅的质量分数为2×10-6~80×10-6,硒的质量分数的平均值为×10-6~4×10-6[16]。Finkelman统计的美国7469个煤样品中铅的质量分数算术均值为11×10-6,最高值为1900×10-6,7563个煤样品中硒质量分数算术均值为×10-6,最高值为150×10-6[1]。唐修义和黄文辉提出中国多数煤中煤中铅的质量分数为3×10-6~60×10-6,算术平均值为14×10-6;煤中硒质量分数范围为×10-6~13×10-6,算术均值为2×10-6[10]。代世峰等认为中国华北晚古生代煤中铅的质量分数背景值为×10-6,硒的质量分数背景值为×10-6[3]。Dai等(2005)估算的贵州西部晚二叠世煤中铅的质量分数算术均值为15×10-6,硒的质量分数的算术均值为×10-6[11]。

三、煤中铅和硒的赋存状态与成因

由于铅具有亲硫性,因此,煤中铅大多与煤中的硫化物矿物(方铅矿、硒方铅矿、黄铁矿、白铁矿、黄铜矿)有关,并且已经被很多的微区分析结果所证实。煤中铅和硫化物相关,这一可信度为8[12]。铅亦具有亲氧性,它能以类质同象形式出现在含K,Ca的造岩矿物之中,也可形成氧化物。6次配位的Pb2+离子半径为118~132pm,与Sr2+离子半径(112~127pm)、Ba2+离子半径(134~143pm)及K1+的离子半径(133pm)相近,可相互置换,也可部分置换Ca2+(离子半径为99~106pm)。铅也能够被黏土矿物、有机质等吸附,因此在黏土矿物、有机组分中以及部分碳酸盐矿物中都可以富集铅。

煤中硒的赋存状态非常复杂。Finkelman(1994)指出,硒的赋存形式主要是有机结合态,其次是硫化物结合态和硒化物,其余部分可为可溶态和可交换态硒,同时提出,当前煤中硒的赋存状态的置信度为8(最高为10)[12]。Swaine和Goodarzi(1995)认为,煤和富硒黑色页岩中,硒主要以有机结合态和硫化物结合态存在[17]。Huggins和Huffman(1996)认为,新鲜煤中硒主要以元素硒和有机结合态存在,而煤一旦暴露于空气中,元素硒易即氧化[18]。另外,煤中硒可以被黏土矿物吸附[19-21]。代世峰等(2003)用逐级化学提取实验方法对峰峰矿区煤样进行研究,发现硒的赋存状态主要以硫化物结合态和碳酸盐结合态为主,硅铝化合物结合态占一定比例,其他状态的含量很低[19]。

在扫描电镜和光学显微镜下,发现在准格尔主采6号煤层中有铅的硫化物矿物存在,光学显微镜和扫描电镜下,这些硫化物矿物呈亮白色(图1和图2),在SEM-EDX下(4000倍)有空腔结构(图3)。

图 1 硒方铅矿充填在植物胞腔中( SEM)

图 2 硒方铅矿充填在植物胞腔中( 反射单偏光)

图 3 硒方铅矿的内部空腔结构( SEM-EDX)

SEM-EDX成分测试结果表明,在硒方铅矿中(PbSeS),w(Pb)为71%,w(Se)为19%,w(S)为6%,其他杂质元素占4%;在方铅矿中(PbS),w(Pb)为76%,w(S)为18%,其他杂质元素占6%;在硒铅矿中,w(Pb)为72%,w(Se)为20%,w(S)为5%,其他杂质元素占3%。这3种矿物以ZG6-3中含量最高。它们均亦胞腔充填形式存在(图1和图2)。这3种矿物是该煤层中铅和硒的主要载体。Dai等(2005)认为准格尔煤中的这3种矿物属于热液成因[22],但作者认为,该煤层中的硫化物矿物(方铅矿、硒铅矿和硒方铅矿)应属于化学沉积成因,主要依据如下:

(1)煤中没有发现脉状黄铁矿或其他热液矿物,含铅矿物均为浑圆形或充填胞腔形。古陆区白云鄂博群富铅(35μg/g),同时局部有方铅矿脉,含铅矿物发生氧化分解后,铅可以被带入到泥炭沼泽中。

(2)煤的镜质组最大反射率(Ro,max)仅为,表明本矿区难以证明受到高地温或热液作用的影响。在该煤层中亦未发现其他热液成因的矿物和热液证据。

(3)这3种硫化物矿物的赋存状态,即它们充填在植物的胞腔中,可以排除它们属于陆源碎屑成因的可能性。

(4)含铅矿物的元素组成较复杂,存在系列过渡:方铅矿-硒方铅矿-硒铅矿,还有铅、铜、铁的硫化物矿物()。

(5)在所有的含铅矿物中都有相当数量的Al,Si等造岩元素,SEM-EDX测试结果表明,硒方铅矿中w(Al)为,w(Si)为。杂质元素以Al为主、Si次之的特点与煤中基质镜质体伴生元素组成所反映的泥炭沼泽介质是一致的,也可作为方铅矿等含铅矿物化学沉积成因的佐证。

四、结论

(1)鄂尔多斯盆地东缘准格尔矿区主采6号煤层中铅和硒显著富集,质量分数均值分别为×10-6和×10-6,明显高于华北煤、贵州煤、中国煤和美国煤中铅和硒质量分数的算术均值。

(2)6号煤层中的铅和硒主要赋存在于方铅矿、硒铅矿和硒方铅矿中,这3种矿物以植物胞腔充填形式出现,可能属于化学沉积成因。

(3)硒属于分散元素,但在准格尔6号主采煤层中相对富集,是地壳克拉克值的倍,可能是属于新型的伴生矿床类型,其潜在的工业利用价值值得关注。

致谢:感谢中国矿业大学(北京)代世峰博士对硫化物矿物的深入讨论和对本工作的大力支持。

参 考 文 献

[1] FINKELMAN R B. Trace and minor elements in coal/ /Engel M H, Macko S A ( Eds. ) , Organic Geochemistry. Plenum. New York: [s. n. ],1993: 593 ~ 607

[2] 涂光炽,高振敏,胡瑞忠等 . 分散元素地球化学及成矿机制 . 北京: 地质出版社,2003

[3] 代世峰,任德贻,李生盛,等 . 华北地台晚古生代煤中微量元素及 As 的分布 . 中国矿业大学学报,2003,32( 2) : 111 ~ 114

[4] 代世峰,任德贻,孙玉壮,等 . 鄂尔多斯盆地晚古生代煤中铀和钍的含量与逐级化学提取 . 煤炭学报,2004,29( 增刊) : 56 ~60

[5] 秦勇,王文峰,宋党育 . 太西煤中有害元素在洗选过程中的迁移行为与机理 . 燃料化学学报,2002,30 ( 2) :147 ~ 150

[6] 王文峰,秦勇,宋党育 . 煤中有害元素的洗选洁净潜能[J]. 燃料化学学报,2003,31( 4) : 295 ~ 299

[7] 代世峰,任德贻,邵龙义,等 . 黔西晚二叠世煤地球化学性质变异及特殊组构的火山灰成因[J]. 地球化学,2003,32( 3) : 239 ~ 247

[8] 代世峰,唐跃刚,常春祥,等 . 开滦煤洗选过程中稀土元素的迁移和分配特征[J]. 燃料化学学报,2005,33( 4) :416 ~ 420

[9] 代世峰,任德贻,赵蕾,等 . 贵州织金煤矿区晚二叠世煤地球化学性质变异的硅质低温热液流体效应[J]. 矿物岩石地球化学通报,2005,24( 1) : 39 ~49

[10] 唐修义,黄文辉等 . 中国煤中微量元素[M]. 北京: 商务印书馆,2004: 1 ~ 22

[11] DAI S F,REN D Y,TANG Y G,et al. Concentration and distribution of elements in Late Permian coals from western Guizhou Province,China[J]. International Journal of Coal Geology,2005,61: 119 ~ 137

[12] FINKELMAN R B. Mode of occurrence of potentially hazardous elements in coal: levels of confidence[J]. Fuel Pro- cessing Technology,1994,39: 21 ~ 34

[13] HOWER J C,ROBERTSON J D. Clausthalite in coal[J]. International Journal of Coal Geology,2003,53: 219 ~ 225

[14] DAI S F,CHOU C L,YUE M,et al. Mineralogy and geochemistry of a late Permian coal in the Dafang coalfield, Guizhou,China: influence from siliceous and iron-rich calcic hydrothermal fluids[J]. International Journal of Coal Ge- ology,2005,61: 241 ~ 258

[15] 刘钦甫,张鹏飞 . 华北晚古生代煤系高岭岩物质组成和成矿机理研究[M]. 北京: 海洋出版社,1997: 24 ~ 38

[16] SWAINE D J. Trace elements in coal [M]. London: Butterworths,1990

[17] SWAINE D J,GOODARZI F. Environmental aspects of trace elements in coal[M]. Dordrecht: Kluwer Academic Pub- lishers,1995

[18] HUGGINS F E,HUFFMAN G P. Modes of occurrence of trace elements in coal from XAFS spectroscopy[J]. Interna- tional Journal of Coal Geology,1996,32: 31 ~ 53

[19] 代世峰,任德贻,刘建荣,等 . 河北峰峰矿区煤中微量有害元素的赋存与分布[J]. 中国矿业大学学报,2003,32( 4) : 358 ~ 361

[20] DAI S F,HAN D X,CHOU C L. Petrography and geochemistry of the middle devonian coal from Luquan,Yunnan province,China[J]. Fuel,2006,85( 4) : 456 ~ 464

[21] DAI S F,LI D H,REN D Y,et al. Geochemistry of the late Permian No. 30 coal seam,Zhijin coalfield of Southwest China: influence of a siliceous low -temperature hydrothermal fluid[J]. Applied Geochemistry,2004,19: 1315 ~ 1330

[22] DAI S F,REN D Y,CHOU C L,et al. Mineralogy and geochemistry of the No. 6 coal ( pennsylvanian) in the Junger coalfield,Ordos Basin,China[J]. International Journal of Coal Geology,2006,66: 253 ~ 270

Analysis of anomalous high concentration of lead and selenium and their origin in the main minable coal seam in the Junger coalfield

LI Sheng-sheng1,2,REN De-yi2

( 1. State Administration of Work Safety,Beijing 100713,China;

2. School of Resources and Safety Engineering,China University of Mining & Technology,Beijing 100083,China)

Abstract: The concentration,occurrence,and geological origin of lead and selenium in the main minable coal seam from the Junger coalfield w ere studied using inductively coupled plasma mass spectrometry ( ICP-MS) ,instrumental neutron activation analysis( INAA ) ,scan- ning electron microscope equipped w ith an energy - dispersive X-ray spectrometer ( SEM - EDX) ,and optical microscope. The results show that the average concentrations of Pb and Se are as high as 35. 7μg / g and 8. 2μg / g,respectively,w hich are much higher than those of coals from North China,Guizhou,China,and USA. In addition,their enrichment factors are up to 2. 4 and 68. 1,respectively. Lead and selenium are significantly enriched in the seam. Lead and selenium mainly exist in galena,clausthalite,and selenio - galena w hich occur as cell - filling of coal - forming plants and are of chemical - sedimentary origin.

Key words: coal; lead; selenium; sulfide minerals; Junger coalfield

( 本文由李生盛、任德贻合著,原载《中国矿业大学学报》,2006 年第 35 卷第 5 期)

影响因素研究论文

大学生心理健康影响因素分析论文篇二 《大学生心理健康影响因素分析》 【摘要】 许多大学生在进入校园之后出现了一系列的心理健康问题,引起了高校的重视。影响大学生心理健康的因素包括社会、学校、家庭和自身的因素等。高校应加强大学生心理素质的培养,将心理健康教育渗透到各个学科中,加强心理咨询工作的开展和校园文化建设,定期开展学生心理健康调查,不断探索改善新时期大学生心理健康问题的 措施 。 【关键词】 大学生;心理健康;现状;影响因素;改善措施 当代大学生正处于青年阶段,由于自身生活阅历的不足和知识的缺乏,加之社会的快速发展,生活节奏的加快,“人类进入了情绪负重年代”,许多大学生在进入校园之后都会感到尴尬、困扰和烦闷,日积月累形成了心理障碍,大学生的心理素质不仅关系到他们自身的发展,更是关系到整个社会素质的发展。因此,如何避免和消除大学生的心理障碍,促进大学生心理素质的养成,成为高校迫切关注的事情。 一、当代大学生心理健康的情况 当代的大学生正处于人生的不稳定阶段,虽然大部分学生拥有良好的心理素质,但是由于面对着新的学习环境和交流环境,容易产生一些心理矛盾和冲突,因而形成了一系列的心理健康问题。 面对新环境需要重新适应,大学生刚刚脱离高中紧张的学习生活,同时也离开了父母面面俱到的呵护,来到了一个完全的陌生的环境,无论是学习环境还是生活和 人际交往 环境都发生了翻天覆地的变化,面对这种突变,一些大学生无法很好的适应,遇到问题更是无法处理,造成心理的压抑和郁闷,久而久之得不到发泄,就会形成严重的心理问题,甚至形成抑郁症和迫害症等心理疾病。 新的人际关系需要重新维护,大学生的生活圈子造就了一批新形式的人际关系,他们不单单是学习的伙伴更是生活的伙伴,新的人际关系需要新的方式来维护。有些大学生缺乏社会的交往能力,合作意识差,在社会交往中无法做到沟通合作,因此倍感精神压力,逃避群体自我封闭,陷入孤独的进退维谷的状况。 无法认清理想与现实的差距,大学生都是怀着美好的憧憬准备开展校园生活的,但是现实中往往有许多不如意,这时,一些学生采取消极的避世心态,甚至是妄自菲薄,不思进取;另一些学生却妄自尊大,自命清高,愤世嫉俗。这样无法达到心理的平衡,形成万念俱灰或玩世不恭的心态。 在象牙塔下的大学生抗压能力差,现在的大学生大多数都是独生子女,他们都是在父母的呵护下茁壮成长,承载着父母无限的爱意,寄托着无限的期待。在这种情况下,一旦面临着挫折和压力,容易束手无策,抗压和抗挫折能力差,无法自我调节心理压力,形成焦虑、抑郁、叛逆和自卑等不良心理。 网络诱惑下无法形成学习动力,当代大学生在学习上受到一定的督促,但是不同于高中的学习,大学生有了更多的自由时间,一部分学生将时间用于自我提升,但也有一部分学生自控力差,将时间用在了网络上,沉迷游戏和网聊,影响了学习,甚至产生厌学的心理,无法解决学习的困难。 二、影响大学生心理健康的因素 随着市场经济的发展,我国加入了WTO,在这种剧烈的社会变革下,很容易对人们的价值观念和 思维方式 产生影响,而大学生更是处在心理发展不稳定的阶段,面对大量涌入的新鲜事物和新鲜信息,社会阅历浅的大学生受到的心理冲击更加强烈,对于心理的影响也更大。同时,现如今大学生 毕业 之后的就业方式发生了巨大的变化,由原来的国家统一分配到现在的自主择业,大学生投入了社会的竞争中,使得原本的优越感荡然无存,造成心理失衡,倍感竞争的压力,对前途的未知感到恐惧,导致心理问题的产生。 学校在大学生心理素质的形成中扮演着重要的角色,但是由于我国长期以来的应试教育方式,造成了学校一切的标准都以成绩来说话,过分的注重学生的智力的培养,而往往忽视了对于学生的心理素质的培养问题,这种重分数轻能力,重集体轻个人,重理性轻感性的教育观,不利于学生形成正确的心理素质,影响着学生心理健康的发展,高校应该加强自身对于大学生思想健康教育的关注,提升认知,加强教育。 大学生一般都处在十七、八岁期间,正是青年中期时代,这是一个心理变化最为激烈的时期,心理发展的不成熟很容易造成情绪的不稳定。同中学相比较,大学的生活无论是学习、生活还是工作、人际关系都发生了剧烈的变化:生活环境发生了变化,远离了父母的陪伴,一切生活都要自立,这对于那些依靠父母形成习惯的大学生来说无疑是一个新的挑战,而处理不当就会形成各种心理压力;大学生活将会面对更加复杂的人际关系,身边都是来自不同地区、风俗习惯各不相同的同学,这给同学之间的相处造成了困扰,而一些大学生选择了沉默,瞻前顾后,畏首畏尾,不参加社会活动,久而久之产生强烈的孤独感;情感问题开始困扰着大学生,大学时期是情感萌动的时期,而自身的经验不足,加之没有正确的引导,使大学生形成了不正确的恋爱观,出现一些三角恋、单相思甚至是被动恋爱的问题,导致严重的情感压力,最终将影响大学生的心理健康。 三、新时期大学生心理健康问题的改善措施 高校应该进一步加强对大学生心理健康的教育。 1、将心理健康教育渗透到各个学科中,系统化地开设心理健康教育课程 心理健康教育的课程建设是高校实施心理健康教育的核心,课堂教学是学校心理健康教育的主 渠道 ,必须把心理健康教育课程纳入学校整体的教学体系,列为高校公共课的正规课程。应该把心理健康教育渗透到各个学科当中,在正常的授课当中穿插着思想健康的教育,全面考虑学生自身的心理需求,可以激发学生的学习兴趣,内化而成良好的心理素质。同时要系统地开设心理健康教育课程,系统地学习心理、卫生和健康方面的知识,有助于大学生了解心理发展的规律,可以增强自我教育的能力,提高学习的主动性和积极性。 2、加强高校心理咨询工作的开展 学校的心理咨询工作是增进学生心理健康、优化心理素质的重要途径,大学生的心理健康教育与心理咨询想结合可以有效的减轻学生的心理矛盾和冲突,可以帮助学生正确自我认识,适应新的环境。所以一方面要学校重视心理咨询工作的开展,加大投入;另一方面要培养高素质的心理咨询工作人员。 3、加强校园文化建设,营造良好的心理社会环境 大学生心理素质的成长离不开健康的心理社会环境,因此应该注重校园文化的建设,形成良好的校风,潜移默化地影响着大学生的心理素质。同时,丰富多彩的校园文化活动还有利于形成乐观向上的生活态度和积极健康的心理素质。 4、定期开展校园学生心理健康调查 定期的对大学生进行心理健康调查可以做到防患于未然,可以有效的掌握大学生心理素质的变化状态,加强引导,使学生在心理问题的早期,早发现早治疗。 重视自我教育,促进大学生健康心理的形成。大学生自身要学会正确的自我认识,学会科学的分析问题和解决问题,适度的释放自身的压力,提高抗挫折的能力;要选择健康的生活方式,劳逸结合,科学作息,健康规律的生活有助于形成健康的心理状态;同时还要学会自我调节,调节自身的情绪和适压能力,正确的面对现实,发挥自身的能动性去解决问题化解矛盾。 【参考文献】 [1]__国,宋刚. 大学生心理健康教育“本体―载体双赢”模式探讨[J]. 四川教育学院学报, 2005(05). [2]唐柏林. 科学构建大学生心理健康教育内容体系[J]. 西华师范大学学报(哲学社会科学版), 2004(05). 【作者简介】 张建英(1970-)女,德州学院外语系辅导员,高级讲师,硕士,主要从事学生教育管理工作及大学生思想政治教育研究.大学生心理健康影响因素分析论文相关 文章 : 1. 大学生心理健康状况及其影响因素分析论文 2. 大学生心理健康结业论文2000字 3. 心理健康对大学生的影响论文 4. 浅谈影响大学生心理健康论文 5. 关于大学生心理健康的论文范文

设计调查问卷:因变量就是你研究的问题,可以一个,也可以两三个,有几个因变量就决定了你后边要做几次回归分析。因变量最好设置两个值,例如是或否。这样就可以用二元回归分析,最简单。 发放问卷:问卷星或者其他问卷类app都可以,本科生问卷收集数目得100出头。用微信群、朋友圈等各种方式寻找被调查对象。 整理问卷:用电脑网页版导出你的问卷结果。打开excel,横排是你的问题,竖排是被调查者,把他们的选择都换成数字0-4,例如否是0,是是1。不了解是0,不太了解是1,了解是2、比较了解是3、非常了解是4,可以设置结果越好数字越大,比如否是是01,也可以设置结果越不好数字越大,比如是否是01。 回归结果分析: B为正值,则为正向相关关系。 B为负值,则为负向相关关系。 P≤ 显著性影响水平为10% P≤ 显著性影响水平为5% P≤ 显著性影响水平为1% 论文第一章写研究背景、研究意义、研究方法和研究内容。 第二章写文献综述,可以写写国内写写国外,或者只写国内,存在问题,影响因素,措施等。 第三章写影响因素分析。 第四章写模型建构,建立回归模型,变量定义,描述性统计分析 第五章写实证分析,回归结果分析 第六章写研究结论与政策建议

产后抑郁的影响因素研究论文

据媒体报道,3月24日,一名女子因为产后抑郁,抱着7个月大的女儿跳湖轻生。幸好消防人员及时赶到,阻止了悲剧的发生。

(相关新闻,图片来源:zaker)

那么,产后抑郁是怎么回事呢?

产后抑郁(postpartum depression,PPD)是一种特殊的情绪障碍。一般在产后2周发病,4~6周症状最为明显。临床表现上,和普通的抑郁症相似,都会出现无法克制的情绪低落,失眠、嗜睡,注意力难以集中,疲乏、食欲不振等。不过,产后抑郁也有特殊的地方。疾病的起因和患者关注的事实,往往跟婴儿和丈夫有关。轻则影响产妇的身心健康,重则可能导致婴幼儿的情感、智力、行为异常,甚至有可能出现自杀或残害婴儿的倾向。[1]

(产后抑郁,图片来源于网络)

关于产后抑郁,有三个需要特别注意的事实。

首先,产后抑郁并不是“矫情”,而是一种实实在在的疾病;和一过性的情绪低落,有着本质区别。虽然产后抑郁的病因尚未明确,有神经递质假说、神经内分泌假说、免疫假说等多种解释,[2]但是对于产后抑郁的诊断和治疗,已经有了比较完善的方案。

(产后抑郁的诊断与治疗)

其次,产后抑郁的发病率相当高,切不可心存侥幸。据国外报道,其发病率约为。我国因为起步较晚,研究不多且不完全。综合多篇论文看,总的发病率大概在10%到15%之间。[3]

最后,产后抑郁是可以预防的,也可以通过干预措施,减短病程,改善预后。

多项研究都证实,产后抑郁和产前抑郁密不可分;而产前抑郁,又和对分娩、胎儿性别、身份转换的恐惧等分不开。所以,只要在孕期,对夫妇进行适当的科普,使其了解正常的分娩过程,减少对“生男孩”的执念,掌握基本的沟通的技巧,就能大幅减少产后抑郁的发生。[4]

分娩过程是否顺利,也和产后抑郁的发病率休戚相关。所以,一旦出现分娩不顺利的情况,作为家人,应该及时在产后给与支持,帮忙照顾孩子,体谅产妇的心理波动;作为产妇,则可以通过爱丁堡产后抑郁自评量表(EPDS)进行自我评估。这套量表由苏格兰保健中心(Scottish health centres)在1987年设计,仅包含10个项目,耗时短,易于理解,敏感性好,特异性高,对于各类产妇,都有很好的普适性。[5]

(EPDS量表,9分以下为正常)

二胎政策通过以后,很多家庭都在商量生孩子的事。但孩子不是你想生,想生就能生……知识上的储备,跟物质上的准备,同样重要。笔者这里再次提醒各位准爸爸、准妈妈,请一定通过合适的渠道,学习产前检查、产后护理等方面的知识,不仅对家庭和谐与这很大帮助,而且有助于下一代健康成长。

参考文献

[1] 陈良英, 何仲. 产后抑郁的危险因素及预防[J]. 国外医学: 护理学分册, 2004, 23(1): 1–4.

[2] 狄江丽, 赵更力. 产后抑郁病因及发病机制的研究进展[J]. 中华围产医学杂志, 2005, 8(6): 419–421.

[3] 张欣, 屠青, 席薇等. 产后抑郁症的发生率及其影响因素的探讨[J]. 中华精神科杂志, 2001, 34(4): 236–238.

[4] 孙珂, 高玲玲, 李毅等. 产前心理教育对初产妇社会支持和抑郁症状的影响[J]. 中山大学学报 (医学科学版), 2011, 32(1): 90–95.

[5] 彭涛, 范肖冬. EPDS 在产后抑郁筛查中应用[J]. 中国心理卫生杂志, 1994, 8(1): 18–19.

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产后抑郁症产生因素及影响

产后抑郁症产生因素及影响,生活中,有些女性在生产之后,因为生理和心理因素导致抑郁症,而产后女性患上抑郁症对身体和孩子的健康影响很大,下面是产后抑郁症产生因素及影响!

产后抑郁症产生的因素

1、激素增减。 产后期荷尔蒙水平迅速降低和抑郁症状出现有关。怀孕期间雌激素和孕激素水平逐渐增高到峰值,增长了10倍。分娩后的3~5天内其水平逐渐降至基础水平。研究显示,孕激素下降幅度越大,产后抑郁的可能性越大。

2、心理压力。 产后妇女情感处于脆弱阶段,特别是产后1周情绪变化更为明显,心理处于严重不稳定状态,由于产妇对即将承担母亲角色的不适应,造成心理压力而出现抑郁焦虑情绪。而产妇的过度焦虑和抑郁可导致一系列生理、病理反应,如去甲肾上腺素分泌减少以及其他内分泌激素的改变,可致子宫收缩减弱、疼痛敏感、产程延长、出血增多,进一步加重产妇的焦虑、不安情绪,成为产后抑郁症的促发因素。

3、家庭环境。 产妇经历的负性生活事件,诸如失业、夫妻分离、亲人病丧、家庭不和睦等,是促发产后抑郁症的重要诱因。同时,低龄、单亲、低社会地位、多子女的母亲、父母早年离异、低学历、低收入、新移民等因素均可增加产妇产后抑郁的易感性。

产后抑郁症还与产妇的年龄、民族、职业、孕产期保健服务的质量、产后的母乳喂养、产妇成长过程中所经历的不幸事件等因素有关。

产后抑郁症对孩子的影响

母亲产后的心理状况对孩子的智力也有很大影响,母亲若长期抑郁,会在无形中使孩子精神紧张或郁闷,从而使智力不能得到充分开发。

心情低落,睡眠紊乱,会使得产妇奶水质量下降,从而影响宝宝的生长发育。产后抑郁症无疑会导致母婴间缺乏交流。而母婴交流是母亲和婴儿的连接纽带,它是通过母婴间的`亲密接触来实现的。这一时期,母亲的照顾、抚触甚至笑容,都可以对宝宝产生良好的刺激;如果产妇患上产后抑郁症,往往对孩子关心、爱抚较少,缺乏感情上的交流。宝宝感受不到来自母亲的温暖,容易使孩子产生情感上的饥饿和性格上的不完善,对他们情感、认知能力的发育会很不利。

家人一旦发现产妇的抑郁症状超过一个月不能消除,最好及时带她就医。避免母亲病情加重甚至向产后精神病发展,也可使婴儿尽早地感受到妈妈的慈爱和温暖,健康快乐地成长。

产后抑郁症又名产后忧郁症,是指产妇在生完孩子后,常见于坐月子期间,主要由于生理和心理因素造成的抑郁症。产后抑郁症症状主要有紧张、疑虑、内疚、恐惧等,有些症状比较严重的产妇有绝望、离家出走、伤害孩子或自杀等极端想法或行为。

产后抑郁症病因目前在医学上不明,可能与下列因素有关。

一是神经内分泌因素。 怀孕期间,女性荷尔蒙雌激素和黄体酮增长10倍。分娩后,荷尔蒙水平迅速降低,在72小时内迅速达到以前水平。一些研究显示,产后期荷尔蒙水平迅速降低和抑郁症状出现有关。

二是遗传因素。 以前抑郁症的历史增加了女性得产后抑郁症的危险。研究显示,1/3有抑郁症病史的妇女会在产后时期重患。有精神病家族史,特别是有家族抑郁症病史的产妇,产后抑郁的发病率高于无病史的女性人群。

三是心理因素。 对于新妈妈来说,孩子带来了巨大的快乐和兴奋。没有哪个新妈妈能完全兼顾繁重的工作和照顾婴儿。孩子出生后一段时间,常充满兴奋,但接下来可能是失望,然后便是感觉到不能适应产后无法安睡,疲累不堪的生活。

四是妊娠因素。 在妊娠分娩的过程中,体内内分泌环境发生了很大变化,尤其是产后24小时内,体内激素水平的急剧变化是产后抑郁症发生的生物学基础。

每个产妇出现产后抑郁症的时间不同:有些产妇是生孩子前就患有抑郁症,生完宝宝后抑郁一直没有得到排解。部分产妇在产前并没有抑郁症,只是在生完孩子后,由于身体雌激素水平失衡,而出现焦虑、易怒等抑郁表现。还有些产妇在分娩后几周、甚至几个月以后开始出现产后抑郁症。她们开始是真的喜欢照料宝宝,可是后来却逐渐变得越来越抑郁,直到出现严重症状。

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