0 引言

煤炭的燃烧和利用引发的一系列环境问题，引起国际社会的广泛重视。燃煤产生的固体废物主要是飞灰和废渣，其对环境的影响主要表现在粉尘污染和潜在的有害微量元素。煤中有害微量元素在煤炭的储存、利用和废物排放过程中，通过与周围环境接触并产生一系列的相互作用，最终对生态环境产生影响。越来越多的研究显示，燃煤会排放大量的有害微量元素并引发严重的环境污染，甚至是人类致病的直接因素。

尽管煤中有害微量元素含量极少，现代化的除尘设备也使得燃煤排放到达其中的飞灰颗粒大大减少，但由于煤炭的利用量巨大，每年通过燃煤向大气环境中排放的煤中有害微量元素的总量也相当惊人。况且有害微量元素对环境的影响具有一定的累积性，即使排放量较小，长期的排放也会对周边环境产生一定的影响。因此，对煤中有害微量元素的研究是一个需要重视的问题。

河南省陕渑煤田煤中有害微量元素的研究比较少，主要集中在煤炭利用方面。在以往的煤田地质勘查工作中，主要集中于煤中硫元素的研究。陕渑煤田对煤中砷、氟、氯、汞等其他微量元素也有一定研究，但一般仅限于2000年以后煤炭勘查过程中对有害元素含量的化验分析和初步评价。本文对以往研究程度比较低的河南省陕渑煤田二1煤中的有害微量元素进行了研究，试图为陕渑煤田煤炭资源的清洁、高效利用提供依据。

1 陕渑煤田简介

河南省陕渑煤田位于河南省洛阳市、三门峡市辖区，含陕县、渑池县、义马市一部分。西起陕县大营乡一带，东至新安县铁门镇—宜阳县盐镇附近，南到菜园—大延洼—天池一线，西北临黄河，正北以陈村井田、仁村勘探区以北的上寒武统灰岩顶露头为界。东西长87～102 km，南北宽15～25 km，面积约1 890 km2(图1)。

  

图1 陕渑煤田构造纲要Fig.1 Geological structure diagram of Shaanmian Coalfield

陕渑煤田二1煤层赋存在山西组下部，为全区主要可采煤层，也是本文研究的煤层。二1煤主要为中—高灰、中—高硫焦煤，次为瘦煤，无烟煤和弱粘结煤，呈粉末状，局部为块状。煤中矿物杂质含量较多，洗选困难，属良—中等难选—低等难选煤类。结焦性能良好，抗碎性强，但耐磨性较差，气孔率适中，其混煤热值高，挥发分适中，是较好的动力煤燃料，主要用于工业和民用燃料。

综合来看，按现行标准和目前研究成果来衡量，陕渑煤田二1煤中有害元素的含量总体较高。若直接燃烧原煤，则煤中的有害元素会对大气环境造成极为严重的污染。

(4)氯。根据国家标准《煤中有害元素含量分级 第2部分：氯》(GB/T 20475.2—2012)煤中氯含量分级：≤0.050%为特低氯煤；0.050%～0.150%为低氯煤；0.150%～0.300%为中氯煤；>0.300%为高氯煤。陕渑煤田煤中氯含量平均值为0.037%，属于特低氯煤。

2 煤中有害元素含量及初步分析

2.1 原煤中有害元素的含量

该研究对陕渑煤田二1煤中有害元素的含量情况进行了采样调查。在陕县观音堂煤矿、石壕煤矿和渑池县杜家—张沟预查区采取了煤炭样品进行了化验。化验项目主要有硫(St，d)、砷(As)、氟(F)、氯(Cl)、铅(Pb)、汞(Hg)、镉(Cd)、铬(Cr)、硒(Se)、锰(Mn)10种煤中常见的有害元素。其中，陕渑煤田的硫、砷、氟、氯等元素在以往的勘查工作中也做过一些化验工作，此次工作将以往的化验结果一并予以统计。陕渑煤田二1煤中有害元素含量及分级见表1。

 

表1 陕渑煤田二1煤中有害元素含量及分级Tab.1 Harmful elements content and grading of Ⅱ1 coal seam in Shaanmian Coalfield

  

项目硫(St,d)/%氯(Cl)/%砷(As)/(mg·kg-1)氟(F)/(mg·kg-1)铅(Pb)/(mg·kg-1)汞(Hg)/(mg·kg-1)镉(Cd)/(mg·kg-1)铬(Cr)/(mg·kg-1)硒(Se)/(mg·kg-1)锰(Mn)/(mg·kg-1)含量值0.82～8.802.59(231)0.008～0.0960.037(18)2.00～15.005.17(18)87～856288(18)9.72～42.0022.47(16)0.188～1.2650.648(16)0～0.200.06(16)13.00～85.6531.84(16)1.00～17.006.35(16)41.28～629.29165.22(16)分级中高硫—高硫特低氯低砷高氟中铅高汞低高铬高中

注：表格中数据为最小值～最大值，平均值(点数)。

2.2 煤中有害元素含量初步分析

(6)汞。根据国家标准《煤中有害元素含量分级 第4部分：汞》(GB/T 20475.4—2012)煤中汞含量分级：≤0.150 mg/kg为特低汞煤； 0.150～0.250 mg/kg为低汞煤；0.250～0.600 mg/kg为中汞煤；>0.600 mg/kg为高砷煤。陕渑煤田煤中汞含量平均值为0.648 mg/kg，属于高汞煤。汞元素属于亲硫性较强的元素，在煤中硫元素较高的陕渑煤田中含量较高。

专业的心理辅导能够对不同程度的心理问题进行有效的疏导，但人员配备远远不足，而朋辈心理辅导能够用自己的资源去帮助别人，为专业心理辅导承担部分工作压力。二者相互合作可以产生更好的心理健康教育效果，还可以在校园里建立一种人文关怀和同辈支持的行为和氛围。因此建议高校在进行大学生心理健康教育时，要将朋辈心理辅导与专业性心理辅导有机的结合起来，保证学生心理健康有充足的保障。

[3]D. 41, 1, 13 (Nerat. 6 reg.); D. 3, 3, 1 pr. -1 (Ulp. 9 ad ed.); D. 3, 3, 63 (Mod. 6 diff.).

(3)氟。根据煤炭行业标准《煤中氟含量分级》(MT/T 966—2005)：<80 mg/kg为特低氟煤；80～130 mg/kg为低氟煤；131～200 mg/kg为中氟煤；>200 mg/kg为高氟煤。陕渑煤田煤中氟含量平均值为288 mg/kg，属于高氟煤。

高 嵩(1989—)，男，黑龙江大庆人，助理研究员，硕士，研究方向为内河船型标准化、江海直达。E-mail: gaosong@wti.ac.cn

(2)砷。根据国家标准《煤中有害元素含量分级 第3部分：砷》(GB/T 20475.3—2012)煤中砷含量分级：≤4 mg/kg为特低砷煤；4～25 mg/kg为低砷煤；25～80 mg/kg为中砷煤；>80 mg/kg为高砷煤。陕渑煤田煤中砷含量平均值为5.17 mg/kg，属于低砷煤。

(5)铅。根据煤炭行业标准《煤中铅含量分级》(MT/T 964—2005)：<20 mg/kg为低铅煤；20～40 mg/kg为中铅煤；>40 mg/kg为高铅煤。陕渑煤田煤中铅含量平均值为22.47 mg/kg，属于中铅煤。

《李仲文女》写晋时武都太守李仲文丧女，年仅十八，葬郡城北。后张世之代为郡守，其子张子长年二十，梦见李仲文女，二人遂共枕席。后李家于子长床下见女之一履，疑其发冢。子长说明情况，李、张二家遂共发棺。女体虽已生肉，却因时间过早，未能复生。小说中李家疑子长发冢的情节，与《牡丹亭》第37出《骇变》中陈最良疑柳梦梅盗棺、奔告杜宝的情节十分类似，而话本《杜丽娘慕色还魂》则无此关目。

(1)硫。根据国家标准《煤炭质量分级 第2部分：硫分》(GB/T 15224.2—2010)煤炭资源评价硫分分级：≤0.50%为特低硫煤；0.51%～1.00%为低硫煤；1.01%～2.00%为中硫煤；2.01%～3.00%为中高硫煤；>3%为高硫煤。故根据国家标准，陕渑煤田二1煤中全硫平均含量达到2.59%，属于中高硫—高硫煤。验证了以往勘查成果中陕渑煤田硫分较高的结论。

此研究对在石壕煤矿洗煤厂采取的洗煤厂成品样进行了化验，并将化验值与原煤含量值进行了对比，对比结果见表2。

硒、镉、锰元素也是煤中常见的有害元素。在现行标准中，并没有对煤中硒、镉、锰元素的含量进行分级。本文参考中国煤炭地质总局“十五”重点科技成果《中国洁净煤地质研究》的研究成果，将含量低于煤中有害元素的允许浓度含量(燃烧时对大气环境影响轻微)为“低”，介于允许浓度含量和最高浓度含量的为“中”，高于最高浓度含量(超过此含量燃烧时会对大气造成严重污染)的为“高”[2]。依照这种办法，对煤中硒、镉、锰元素的含量进行初步评价。

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(8)硒。硒是燃煤的标示元素之一。硒的地壳丰度为0.08 mg/kg，中国煤中硒的平均含量为2.95 mg/kg[3]。目前，未见有关于硒的环境标准作为参考。根据“中国洁净煤地质研究”的成果，煤中硒的允许、最高浓度分别为1.5，5.0 mg/kg。陕渑煤田煤中硒含量平均值6.35 mg/kg，超过了“中国洁净煤地质研究”中提出的煤中硒最高浓度。

(9)镉。根据我国大气环境标准，理论计算镉的环境标准为1.9 mg/kg。中国煤中镉的含量平均值为0.88 mg/kg，世界煤中镉的含量平均值为0.3 mg/kg，均较低。故中国洁净煤地质研究”将煤中镉的允许浓度值定为1.5 mg/kg，最高浓度限值定为4.0 mg/kg。陕渑煤田煤中镉含量平均值为0.06 mg/kg，含量很低。

(10)锰。锰的地壳丰度为1 300 mg/kg，中国煤中锰的含量平均值为73.4 mg/kg。根据“中国洁净煤地质研究”的结论，理论计算锰的环境允许浓度为100 mg/kg，最高浓度限值定为250 mg/kg[4]。陕渑煤田煤中锰含量平均值为165.22 mg/kg，含量未超过最高浓度限值。

由以上分析结果可以看出，陕渑煤田二1煤中硫、氟、汞、铬、硒等元素的含量较高，铅、锰的含量中等，砷、氯、镉的含量较低。

根据以往研究成果，陕渑煤田煤厚较为稳定、煤层结构复杂，硫分为河南省最高。主要原因：①原始沉积环境较闭塞，水体流通不畅，因此还原性较强；②二1煤底部属海相成煤环境，成煤植物为半咸水盐性类红树植物，所以该区煤中有机硫含量较高且经洗选后也无明显降低；③在二1煤聚煤后的海侵使得二1煤顶部的硫铁矿含量增高[1]。

3 精煤中有害元素含量以及初步分析

(7)铬。根据煤炭行业标准《煤中铬含量分级》(MT/T 965—2005)：<15 mg/kg为低铬煤；15～25 mg/kg为中铬煤；>25 mg/kg为高铬煤。陕渑煤田煤中铬含量平均值为31.84 mg/kg，属于高铬煤。

 

表2 陕渑煤田石壕洗煤厂精煤煤中有害元素含量及分级Tab.2 Harmful elements content and grading of clean coal in Shihao Coal Washing Plant ofShaanmian coalfield

  

元素含量下降程度/%分级硫(St,d)1.490%42.5中硫砷(As)1.000 mg/kg80.7低砷氟(F)95.000 mg/kg67.0低氟氯(Cl)0.034%8.1特低氯铅(Pb)9.000 mg/kg59.9低铅汞(Hg)0.107 mg/kg83.5特低汞镉(Cd)0 mg/kg100.0低铬(Cr)25.000 mg/kg21.5中铬硒(Se)5.000 mg/kg21.3中锰(Mn)31.730 mg/kg80.8低

由化验结果可知，经洗选后，煤中所有的有害元素含量均有下降。其中砷、氟、铅、汞、锰、镉的含量大幅度下降，均下降至对环境影响很小的程度[5-6]。煤中硫的含量虽有一定程度的下降，但洗选后的精煤仍属于中硫煤，脱硫效果一般。这是因为陕渑煤田原始成煤植物属半咸水盐性类红树植物，煤中有机硫含量较高，造成洗选时硫分很难脱除。煤中铬、硒的脱出效果一般，含量下降幅度较小。煤中氯含量下降幅度最小，这是因为陕渑煤田二1煤原煤属于特低氯煤，原煤中氯含量本来就很低的缘故。

经洗选后，除硫、铬、硒元素含量中等，燃烧时会对大气环境有一定程度的影响之外[7]，其余元素的含量都比较低，燃烧时基本不会对大气造成较大污染[8-10]。

4 结语

从化验结果来看，陕渑煤田二1煤属于中高—高硫、高氟、高汞、高铬、高硒煤，原煤中有害元素含量较高。经洗选后，煤中砷、氟、铅、汞、锰、镉的含量大幅度下降，硫、铬、硒脱出效果一般[11-12]。经洗选后，除了硫、铬、硒元素含量中等，燃烧时会对大气环境有一定程度的影响之外[13-15]，其余元素的含量都比较低。

黑土洼湿地水质净化效果及存在问题和对策研究…………………………………………… 付 凌，刘 磊(21.38)

在明确问题中的变量与不变量后，还应主要使用未知量对图中线段进行表示，同时还可对利用已知形成的结论与可使用的数学知识形成良好的知识链。如与线段平行知识具有联系时，不仅可较好地了解内错角、同位角以及同旁内角互补等信息，还能较好地明确平行线分线段成比例，相似三角形等信息，因此我们应重视知识之间的关联。

因此，陕渑煤田出产的原煤必须经过洗选之后才能加以利用，否则煤中的有害元素在燃烧时会对大气造成严重的污染。经洗选后的精煤有害元素含量显著降低，燃烧时对大气环境的影响程度也大大降低[16-17]。

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