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多环芳烃(PAHs)是具有致癌、致畸和致基因突变的有机污染物,煤是环境中多环芳烃的主要来源之一。原煤是煤生产阶段和使用阶段的基础,煤在开采、运输、利用过程中都会向环境中释放PAHs,因此对原煤中PAHs的研究至关重要。本文以黑岱沟煤矿、马兰煤矿、屯兰煤矿、西铭煤矿、寺家庄煤矿和古书院煤矿不煤级的原煤为研究对象(镜质体反射率R0,max分别为0.60%,1.21%,1.47%,1.84%,2.70%,3.30%),采用索氏提取法提取煤样中的PAHs,使用旋转蒸发仪和柱层析法对提取液进行浓缩和提纯,利用高效液相色谱仪检测样品中PAHs的含量,研究不同煤级、C含量、H/C摩尔比和O/C摩尔比对煤中PAHs分布的影响;分析不同煤级原煤中PAHs毒性的变化;分析煤中PAHs的特征参数,利用蒽比蒽加菲Ant/(Ant+Phe)、荧蒽比荧蒽加芘Flua/(Flua+Pyr)、苯并[a]蒽比苯并[a]蒽加?BaA/(BaA+Chr)和总指数(Total index)研究环境中PAHs的原煤来源。旨在为煤利用过程中PAHs的形成和释放控制、来源判断提供资料,为减少环境中PAHs污染、追索污染源提供有力的依据。结果表明:
(1)随着煤级的增加(R0,max为0.60%-3.30%),煤中3-6环PAHs的含量先升高后降低,2环PAHs的含量一直减小,原煤中PAHs的总含量先增大后减小。
(2)当Cdaf%在76.25%-84.49%范围内时,随着煤中C含量的增加,PAHs的含量逐渐增大;当Cdaf%在84.49%-93.71%范围内时,随着煤中C含量的增加,PAHs的含量逐渐减小。所采煤样H/C摩尔比的范围为0.63-0.91,随着H/C摩尔比的增大PAHs含量经历了减小—增大—减小的过程。所采煤样O/C摩尔比的范围为0.026-0.121,随着O/C摩尔比的增大,煤样中PAHs总含量整体上先增大后减小。煤中PAHs的毒性随煤级的增加先增大后减小。
(3)所采样品中蒽比蒽加菲Ant/(Ant+Phe)的比值范围为0.073-0.085,荧蒽比荧蒽加芘Flua/(Flua+Pyr)的比值范围为0.237-0.340,苯并[a]蒽比苯并[a]蒽加?BaA/(BaA+Chr)的比值范围为0.064-0.178,Total index的范围为3.17-3.74,均处于非燃烧来源范围内。
(1)随着煤级的增加(R0,max为0.60%-3.30%),煤中3-6环PAHs的含量先升高后降低,2环PAHs的含量一直减小,原煤中PAHs的总含量先增大后减小。
(2)当Cdaf%在76.25%-84.49%范围内时,随着煤中C含量的增加,PAHs的含量逐渐增大;当Cdaf%在84.49%-93.71%范围内时,随着煤中C含量的增加,PAHs的含量逐渐减小。所采煤样H/C摩尔比的范围为0.63-0.91,随着H/C摩尔比的增大PAHs含量经历了减小—增大—减小的过程。所采煤样O/C摩尔比的范围为0.026-0.121,随着O/C摩尔比的增大,煤样中PAHs总含量整体上先增大后减小。煤中PAHs的毒性随煤级的增加先增大后减小。
(3)所采样品中蒽比蒽加菲Ant/(Ant+Phe)的比值范围为0.073-0.085,荧蒽比荧蒽加芘Flua/(Flua+Pyr)的比值范围为0.237-0.340,苯并[a]蒽比苯并[a]蒽加?BaA/(BaA+Chr)的比值范围为0.064-0.178,Total index的范围为3.17-3.74,均处于非燃烧来源范围内。