山西省煤矸石中重金属元素含量的空间差异研究

论文摘要

山西省是我国的产煤大省,煤炭在开采过程中会产生煤矸石,而煤矸石中含有的重金属元素在不恰当的管理条件下会对环境会产生影响。本文结合收集到的山西省不同产煤区域煤矸石的化学组成和重金属元素的淋溶试验浸出数据,利用地理信息系统空间分析模块中地统计学技术,对不同产煤区的煤矸石中重金属元素含量的空间差异性进行分析。基于对煤矸石中重金属的淋溶浸出实验数据资料的分析,探讨了六种重金属元素的空间分布规律。主要研究内容如下：1.山西省不同产煤区所产煤矸石的化学组成存在差异,但全省煤矸石的化学组成均以SiO2和Al2O3为主。2.山西省所产煤矸石的淋溶浸出液大都呈中性和偏碱性。3.山西省煤矸石中重金属含量都较小,基本不具有浸出毒性。相较之下,山西省各地煤矸石所含重金属中,Cd和Pb的浸出含量较大。4.山西省所产煤矸石中各种重金属含量的空间分布各具特点,如Cr、Hg,同是东南部含量高,向西北部方向则显示出含量降低的分布趋势,在空间上呈现条带状渐变分布；Zn在中部和东南部含量较高,Cu则是南高北低的分布状态,大致呈现地域性差异；而Pb和Cd的含量则呈现斑块状零散分布,在各区域内其含量没有明显的空间分布规律。5.山西省东南部产煤区煤矸石中重金属的含量普遍较高,长治和晋城地区的煤矸石中Cr、Hg、Zn的含量在山西省区域内都是最高的,因此对矿区煤矸石堆积场在淋溶过程中可能浸出的重金属元素的含量进行监测是十分必要的。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 煤矸石对环境的影响
• 第二章 研究区域概况与重金属污染简介
• 2.1 研究区域概况
• 2.1.1 地理位置
• 2.1.2 地形地貌
• 2.1.3 气候
• 2.1.4 行政区划
• 2.1.5 自然资源
• 2.2 重金属污染简介
• 2.2.1 重金属污染概述
• 2.2.2 环境中重金属的来源
• 2.2.3 本文研究的重金属元素及其危害
• 第三章 研究目的、内容及方法
• 3.1 研究目的与意义
• 3.2 研究内容
• 3.3 研究方案
• 第四章 山西省煤矸石基本数据分析
• 4.1 分析数据预处理
• 4.1.1 相同地区数据的处理
• 4.1.2 离群值的处理
• 4.2 煤矸石化学组成
• 4.3 煤矸石淋溶实验浸出液pH值
• 4.4 元素浸出含量
• 4.4.1 铬含量结果
• 4.4.2 汞含量结果
• 4.4.3 铜含量结果
• 4.4.4 铅含量结果
• 4.4.5 锌含量结果
• 4.4.6 镉含量结果
• 4.5 重金属毒性评价
• 4.5.1 评价标准
• 4.5.2 数据分析
• 4.5.3 重金属污染评价
• 4.5.4 重金属污染状况分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 山西省煤矸石中重金属含量的空间分析
• 5.1 研究工具及技术简介
• 5.2 资料预处理
• 5.2.1 数据结构分析
• 5.2.2 研究区行政界线图层的建立
• 5.3 基于GIS的山西省煤矸石重金属含量空间分析图
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 附录
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 个人简况及联系方式