發(fā)布時(shí)間：2018-10-15 07:53

【摘要】：在風(fēng)化作用下,長(zhǎng)期露天堆放或填埋利用煤矸石中污染物釋放直接影響周邊環(huán)境。本文以陜西韓城桑樹坪和燎原礦區(qū)煤矸石為研究對(duì)象,研究物理風(fēng)化(煤矸石粒徑大小)和化學(xué)風(fēng)化(淋濾作用、凍融作用、浸泡作用)對(duì)煤矸石污染物釋放的影響。本文結(jié)合淋濾實(shí)驗(yàn)、凍融循環(huán)實(shí)驗(yàn)、浸泡實(shí)驗(yàn)分析粒徑大小和硫含量高低對(duì)煤矸石中污染物釋放的影響和凍融循環(huán)過程中煤矸石重金屬形態(tài)轉(zhuǎn)化特征,解釋煤矸石中污染物釋放的地球化學(xué)機(jī)理,最后評(píng)價(jià)了風(fēng)化作用下煤矸石中污染物釋放的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。1.淋濾風(fēng)化作用下,淋出液中HCO3-、Cl-、K+、Ca2+、Mg2+、Cd、Fe、Mn、Ni、Zn均表現(xiàn)出快速釋放,淋濾初期至淋濾后期濃度急劇下降后逐漸趨于平穩(wěn)。粒徑大小對(duì)淋出液常量組分影響較大,粒徑越小,釋放越快。硫含量高的煤矸石淋出液抑制其常量組分的釋放,促進(jìn)其重金屬元素的釋放。2.凍融風(fēng)化作用直接影響重金屬元素的賦存形態(tài)。凍融強(qiáng)度越高:As、Cd、Cu從有機(jī)態(tài)向可交換態(tài)轉(zhuǎn)化比例增高,Cr從碳酸鹽態(tài)向可交換態(tài)以及鐵錳態(tài)向碳酸鹽態(tài)轉(zhuǎn)化比例增高,Pb從鐵錳態(tài)向可交換態(tài)轉(zhuǎn)化比例越大,從有機(jī)態(tài)向碳酸鹽態(tài)轉(zhuǎn)化比例越小。3.凍融風(fēng)化作用直接影響煤矸石污染物的浸出釋放,凍融強(qiáng)度越高,礦物晶格中As、Cd、Cr、Cu、Pb越易浸出,使之浸出濃度遠(yuǎn)高于低強(qiáng)度凍融作用下煤矸石浸出液的濃度。4.凍融強(qiáng)度和矸石粒徑直接影響矸石-水的地球化學(xué)作用,矸石粒徑越小,凍融強(qiáng)度越高,其礦物大量溶解釋放而使浸出液各礦物飽和指數(shù)明顯升高。5.凍融風(fēng)化作用下煤矸石中重金屬RAC生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果為:NiCdCuPbAsCr。凍融強(qiáng)度越高,重金屬As、Cd、Cu、Pb潛在RAC風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)越高。凍融作用后的矸石在水的浸泡作用下,其Hakanson潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)隨凍融作用的進(jìn)行呈現(xiàn)出先升高后降低的變化趨勢(shì),其Hakanson潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)為:CdCuAsPbCr。
[Abstract]:Under the action of weathering, long-term open-air stacking or landfill utilization of coal gangue release of pollutants directly affect the surrounding environment. In this paper, the effects of physical weathering (particle size of coal gangue) and chemical weathering (leaching, freeze-thawing, soaking) on the release of coal gangue pollutants were studied. In this paper, the effects of particle size and sulfur content on the release of pollutants from coal gangue were analyzed by means of leaching experiment, freeze-thaw cycle experiment and soaking experiment, and the transformation characteristics of heavy metals in coal gangue during freeze-thaw cycle were analyzed. The geochemical mechanism of pollutant release from coal gangue is explained and the potential ecological risk of pollutant release from coal gangue under weathering is evaluated. Under the action of leaching and weathering, the HCO3-,Cl-,K, Ca2, Mg2 and Cd,Fe,Mn,Ni,Zn in the leaching solution were rapidly released, and the concentration of HCO3-,Cl-,K, Ca2, Mg2 and Cd,Fe,Mn,Ni,Zn decreased sharply from the early stage to the late stage of leaching. The size of particle size has a great influence on the constant component of leaching solution, the smaller the particle size, the faster the release. The leaching solution of coal gangue with high sulfur content inhibited the release of its main components and promoted the release of heavy metal elements. 2. Freezing and thawing weathering directly affect the occurrence of heavy metal elements. The higher the freeze-thaw intensity is, the higher the conversion ratio of As,Cd,Cu is from organic state to exchangeable state, the ratio of Cr transition from carbonate state to exchangeable state and iron and manganese state to carbonate state, and the ratio of Pb transformation from iron and manganese state to exchangeable state is higher. The ratio of transformation from organic state to carbonate state is smaller. 3. Freeze-thaw weathering directly affects the leaching and release of coal gangue pollutants. The higher the freeze-thaw intensity, the easier As,Cd,Cr,Cu,Pb leaching in mineral lattice, which makes the leaching concentration much higher than the concentration of coal gangue leachate under low intensity freezing and thawing. 4. The freezing and thawing strength and the particle size of gangue directly affect the geochemistry of gangue and water. The smaller the particle size of gangue, the higher the freezing and thawing strength, the higher the mineral dissolution and release, the higher the saturation index of each mineral in the leachate. The evaluation results of RAC ecological risk index of heavy metals in coal gangue under freezing and thawing weathering are as follows: NiCdCuPbAsCr. The higher the freeze-thaw intensity, the higher the potential RAC risk index of heavy metal As,Cd,Cu,Pb. After freezing and thawing, the Hakanson potential ecological risk index of gangue increased first and then decreased with the freezing and thawing. The Hakanson potential ecological risk index of gangue was as follows: CdCuAsPbCr..
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD849.5;X752

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