煤中某些有害微量元素与人体健康

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【8]Liu Guijian,Peng Zicheng,Yang Pingyue.Characteristics of coal
ash in Yanzhou mining district and distribution of trace elements in
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386.390.
【7】Liu Guijian,Peng Zicheng,Yang Pingyue.Sulfur in coal and its environmental impact from Yanzhou ming district,China[J]. Chinese Journal of Geochemistry,2001,20(3):274-281.
3.1砷
砷是环境中使人致癌的最普遍、危害性最大的元素之 一,能通过各种渠道(呼吸道、消化道、皮肤接触等)进入人 体,分布在人体中多个部位,特别易于在毛发和指甲中蓄
[收稿日期]2004—08—20
2004年第5期
中国非金属矿工业导刊
总第43期ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
积,引起巨陛中毒。因此,煤中的砷是环境学和煤地球化学 最关注的具有环境意义的有害元素之一。
在中国数亿人使用没有烟囱的炉子燃煤,从而造成家中 的毒陛有害元素和有机化合物的浓度过高,严重影响身体健
康。贵州西南以及其他地区有许多露头填强,由于易于开采,
很快就成为家庭的主要燃料。但令人忧虑的是有些煤层在形 成过程中富集了砷、氟、硒、汞等有害微量元素。如果在没 有烟囱的炉子中燃烧这种煤,就会使有害微量元素在室内聚 集,危害室内的人体健康。如果在这种煤火上烤农作物,危 害更大。通过对贵州省织锦县燃煤造成的地方性中毒问题根 源调查,发现造成燃煤中毒的主要原因在于:一是由于当地 潮湿的气候导致谷物收获时水份含量高,为保存谷物必须使 其变干,常用的方法是在室内煤炉上进行烘烤;二是当地的 居民习惯于使用没有烟囱的火炉在室内烘干谷物和室内取 暖,而煤是当地首选的燃料。由于当地使用的煤中某些微量 元素(如贵州的氟、砷和湖北恩施的硒)含量普遍较高,在未 封闭的炉灶和没有排烟设施的情况下,燃煤排出的气态、气 雾或微尘形态的颗粒中含有大量的这些有害元素及其化合 物,它们与室内水汽结合生成的气溶胶或其他物质都易于被 人体和粮菜等吸收和粘附,被食用后造成地方陛中毒现象。 3几种有害微量元素与健康
[关建'同]煤;有害微量元素;环境地球化学;健康
[中图分类号]TQ531.9
[文献标识码]A
[文章编号]1007—9386(2004)05—0078—03
1前言
煤中含有80多种元素,除C、H、O、N、S等元素为常 量元素外(大于1%),多数元素含量都小于1%,称为微量元素, 其中有20多种有害微量元素“4。煤炭是中国的主要能源,在 中国一次性能源消费中占75%以上,而且近期内这种比例不 会改变o。51。煤炭工业的发展,推动了其他行业的发展,同
在室内无烟囱燃煤时,易释放出来,容易被烘烤的粮食吸收 或直接被人所吸收,在人体内积累,产生中毒。
地方陛硒中毒的主要症状为头发和指甲缺损,并伴随有 神经系统的大量症状。硒中毒1963年秋天首次在湖北省宜兴 市发现,在渔塘坝23个居民中有19人患有硒中毒导致整个村 庄不得不全部搬离此地,在同时,与它相连的5个村庄居民的 流行陛硒中毒的发病率为49.2%“刑。以前调查显示从1923~ 1987年湖北省宜兴市共发现T477N地方性硒中毒病例例。近 期在陕西安康、湖北恩施等地,当地居民利用高硒石煤作 为燃料,燃烧时居室空气中硒含量高达0.6mg/m3,最 高时甚至达1.2mg/m3,导致发生人、畜硒中毒事件。
煤中的砷在燃烧过程中发生迁移和转化,尤其是形成剧
毒氧化物蝇p,(ittN)和As20;进入大气、水及土壤中,引起
环境污染。作者于2003年对贵州织锦地区燃煤砷中毒进行了 调查,发砷中毒的主要症状为皮肤色素的改变和手掌角质细 胞的增多,并伴随有神经系统和消化系统的炎症,对器官的 损坏表现为不明显的肝肿大,对皮肤的损害是最明显的症 状。这些症状包括黑变病,更严重的影响诸如手脚角质细胞 增多,Bowen病和皮肤癌。目前,中国燃烧含砷较高的煤, 导致室内空气砷污染和粮食污染受影响的人口仍有333 905 人,高砷暴露人E18438人,贵州仍然是中国及世界上的典型 生活燃煤型地方陛砷中毒病区,同时还新发现陕西秦巴山区 也是砷中毒的地区。 3.2氟
作者于2003年对贵州燃煤氟中毒进行了调查,在对一个 小学校调查中,两个年级共57名学生中,只有一个学生没有 患氟斑牙,患病率为99%。在一些村庄调查时,发现刚一岁 多的小孩就患上氟骨病,腿就发扁,伸曲不自由。许多村庄 都是100%的氟病患者。其主要症状为氟斑牙症和氟骨病症。
3.3硒
煤燃烧过程中,硒是易挥发元素之一,和砷、氟~样,
通过大量研究可知,氟是煤中有毒、易挥发性的有害元 素。煤在燃烧时,煤中的氟以HF或以少量的SiF4、CF。等气 态形式排入大气中,从而对环境和人类健康造成影响。由于 煤中氟是易挥发性元素,所以在其周围生活会直接吸入含氟 较高的气体或通过食物链的形式进入体内,从而形成人们常 见的地方性氟病。燃煤污染型氟中毒在中国已经成为严重 的“地方病”,燃煤造成的地方性氟中毒在14个省已经发 现,发病区的人口达3 000万,而直接受氟中毒的达1 500多 万人“卜惜1,仅在贵州省及周边地区就约有1 000万人各种形 式的燃煤型氟中毒症患者。
ing Technology,2000,65—66:2l一23.
【3]Zhong Tang,Yang Wang.Efficient and environment friendly use of coal[J].Fuel Processing Technology,2000,62:137-141.
[4]Xu XuChang,Chen Changhe,Qi Haiyin.Development of coal combustion pollution control for S02 and NO。in China[J].Fuel
时也产生一些环境问题2’¨1。煤中有害微量元素是煤炭开采
出地表以后的主要污染物,煤炭的储备、搬运、洗选、燃烧 及其他加工利用过程中,其中有害微量元素都要发生迁移变 化,入渗进入土壤和含水层,降低土壤功能,污染水质;以 气体及粉、飘尘的形式释放到大气中,影响空气质量,进而 影响人们的身体健康和生态环境。 2燃煤型有害微量元素中毒
[参考文黼
【I】Finkelman R B.Modes of occurrence of potentially hazardous elements in coal:levels of confidence[J】.Fuel Processing
Technology,1994,39:21-34.
[2】Swaine D J.Why trace elements are important[J].Fuel Process—
燃煤型微量元素中毒是指煤在燃烧过程中,由于煤中有 害微量元素的释放,使人体产生各种生理不正常现象。煤在 各种利用过程中,特别是在燃烧过程中,由于温度的升高, 煤中分子内能增加,结构分子被破坏,一些易挥发的有毒微 量元素及其化合物会释放出来,对包括大气、水及土壤在内 的生态环境产生污染,继而危害到人类的身体健康。煤的主 要用途是燃烧,当煤燃烧时,微量元素会发生分异作用,当 人类长期在这种环境中生活时,人体内的微量元素浓度就会 产生积累,并超过一定范围,使其在人体内显示出极大的毒 性。因此,煤的利用产生的^体健康问题已受到人们的关注。
在燃烧过程中,挥发性较强的元素(氟、砷和硒)几乎全 部以气态或以极细灰尘的形式进入大气,而且颗粒越细,其
比表面积越大,吸附有害微量元素的能力越型…’“1,由于颗
粒细易通过呼吸道或食物链的形式进入人体,从而在人体内
不断积累,当积累的浓度超过人体生理正常需要值时,就会 影响人体的正常新陈代谢,破坏人体的某些生理功能,使人 产生各种病理现象,严重时会危及人的生命。
2004年第5期
中国非金属矿工业导刊
总第43期
煤巾l某些蠡害微量元素_:与|人摊缝廉
刘桂建,郑刘根,高连芬
(中国科学技术大学地球与空间科学学院,安徽合肥230026)
区的[煤摘中要含]煤量中异含常有高高。挥在发性燃Aps蠲、呈se中、,F、由Hg予簿噪有中害删微量顾元与素无。帧由发于生煤j形蠢成多时变的化地,球这化此学有背害景和毁地氍质矗环撒境出的来差并异随,溯有以些微锄量形元式素,在或中B国心某诙些、地
粉尘等傲小颗粒物形式进入空气,从而影响长期使用和生活在燃煤环宽同围人们的身体键康。本文全面阐述了中鲽中三种有害微量元素AS、F、Se 含量分布、赋存髋及燃烧时的挥发l生能,并通过实地调查,分析燃煤迂窿@As、F、s时^体的影响以及燃煤型有害段量元素中毒的主要症状及燃
煤型有害微量元素使^体中毒的根本原因和防治方法。
作者于2003年对湖北省恩施市、宣恩县和巴东县内进行 过调查,该区仍有高硒病人,特别是生畜中毒较多。中毒患 者症状主要表现为脱发、脱甲,指甲发黑。 4结语
中国是燃煤大国,燃煤过程中有害微量元素均排放到大 气中,从而长期对生活在燃煤周围环境的人们的身体产生影 响,并产生各种病理现象。为此加强煤中有害微量元素的含 量分布、赋存状态和环境污染的研究,可更好地为煤利用过 程中防治有害微量元素的析出,减少环境污染,保护人体健 康提供科学的理论依据。
Processing Technology,2000,62:153一160.
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【6]Liu Guijian.Experiment of coal leaching and study of the sepa·
characte“zations and chemical composition of coal ashes from
刘桂建等:煤中某些有害微量元素与人体健康
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由于砷是一种挥发陛元素,熔点为l 090K,升华温度为 889K,加之燃煤的大量性和长期性,造成燃煤释放砷的长期 积累。据统计,从1900至1971年间,世界消耗煤量大约为 117×109t,排入大气中的砷总量高达270 000t!Ⅲ。中国20世 纪80年代每年燃煤5.45亿t,砷的排放量在5 000tpZl:。砷的 长期积累不仅对燃煤区附近的大气、土壤、生物产生负面影 响,在很远的地方其毒性和潜在危害眭也会在土壤中不断聚 集并发生化学转化乜’1㈣”。Liu et“m_111燃烧实验和对电厂 各种灰研究表明,砷极易富集在飞灰中,由于飞灰颗粒极容 易从人的呼吸道进入人体,所以对人的健康影响较严重。
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