煤中含有Hg、As、Se、Pb、Cu、Cd等严重危害健康的污染元素。表29-1是有关痕量元素在世界各地和中国原煤中的含量[16]。由表29-1可见,中国原煤中大部分污染元素的含量,较其他国家均高出几倍。中国各地原煤中的3种典型污染元素Hg、As、Se相对于其在地壳的平均丰度(分别为0.06、2.0、0.09μg·g-1)均有几倍乃至数十倍的富集。这些污染元素对人体健康影响极大。如Hg[17]的挥发性很强,会引起肾功能衰竭、神经系统损害;As[17]能使细胞代谢发生障碍,损害神经系统;Se[17]也较易挥发,可使人患“脱甲症”和癌症;Cd[18]的氧化物可在人体取代骨骼中的Ca,使骨质疏松,引起痛风病;Cr[19]的氧化物可致肺癌、皮肤癌和婴儿畸变;Pb[20]经呼吸进入人体后对人体多种组织产生危害,影响神经系统。除了这些痕量元素,燃煤能产生大量含S污染物。煤中的平均含S量在1%左右,经燃煤产生的含S化合物,主要是在大气中经氧化产生的SO 2、SO 3及硫酸盐,是影响大气质量的最主要污染物[21]。此外,燃煤会排放各种有机污染物[22],包括多环芳烃(PAH)和非多环芳香烃(有机酸和非有机酸,即non-PAH)。此2类有机污染物在粉煤灰中的含量大致相当,都对人的健康有相当损害,具致癌性、致畸变性和生物毒性。
表29-1 煤中痕量污染元素含量
a>50μg·g-1;b 10~50μg·g-1;c 1~10μg·g-1;d<1μg·g-1。(www.xing528.com)
J.M.Sun[23]等人研究了亚洲沙尘的传输路线,冷空气入袭的路线分为3条。①冷空气在贝加尔湖附近形成,向南移动经过蒙古中部和中国,引起戈壁沙漠的沙尘暴;②来自西北的冷空气,常常造成沙尘暴产生于河西走廊和中国北部的戈壁沙漠;③从西部来的冷空气,不仅造成河西走廊和中国北部戈壁沙漠的沙尘暴,而且造成了塔克拉玛干沙漠的沙尘暴。1960—1999年,3条路线的频率分别为32%、41%、27%。冷空气入袭后,携带沙尘的气团传输路径在中国大陆大多经过煤矿聚集地区,再传输到华北和华东地区、韩国、日本直至北太平洋。
由于沙尘长途传输所携带的矿物气溶胶表面一般呈碱性,因此提供了积聚(经由吸附、表面络合、自由基光化学反应、复相反应)污染物的极好载体[24]。沙尘在传输过程中与途中的污染气溶胶或气态污染物SO 2、NO x混合并相互作用,成为影响下风向地区大气质量的重要因素。
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