西南晚二叠世煤中有害元素富集的古环境意义与地方病诱因研究
批准号:
42072192
项目类别:
面上项目
资助金额:
61.0 万元
负责人:
段飘飘
依托单位:
学科分类:
煤地质学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
段飘飘
中文摘要
西南地区二叠系乐平统是中国南方的主要煤系地层,但多数煤层中富集砷、硒、汞、氟等有害元素,这些有害元素与成煤植物是否有继承关系?有害元素富集蕴含的古环境信息和古生态意义是什么?含煤地层出露区内农作物中有害元素的含量是否与地方病有地球化学联系?针对此科学问题,本项目基于基于浮沉、吸附解吸等实验,采用电镜、质谱、同位素等分析手段,研究:(1)西南地区晚二叠世煤中砷、硒、汞、氟与成煤植物的联系;(2)西南地区晚二叠世煤中有害元素富集对古环境的指示意义;(3)西南地方病与晚二叠世含煤地层出露区内农作物中有害元素富集的关系。在此基础上,拟构建出有害元素砷、硒、汞、氟在古地层-土壤-植物系统的迁移行为,试图查明地方病与地质环境的关系。研究结果将为西南地区地方病的防治工作提供科学依据。
英文摘要
The Late Permian Lopingian coal in Southwest China is the main coal-bearing strata in South China, but most of the coal seams are enriched with hazardous elements such as arsenic, selenium, mercury and fluorine. Are these hazardous elements inherited from coal forming plants? What information and significance of the paleogeographic environment is contained in the accumulation of hazardous elements? Is there a geochemical relationship between the content of hazardous elements in crops in exposed area of coal-bearing strata and endemic diseases? To solve these scientific problem, this project is based on floating, adsorption and desorption experiments, and uses electron microscopy, mass spectrometry, isotope analysis to study: (1) the relationship between arsenic, selenium, mercury, fluorine and coal-forming plants in the Late Permian coal from Southwest China; (2) the significance of paleoenvironment for the enrichment of hazardous elements in the Late Permian coal from Southwest China; (3) the relationship between endemic diseases in Southwest China and the enrichment of hazardous elements in crops in the exposed area of Late Permian coal-bearing formation. On this basis, the migration behavior of hazardous elements arsenic, selenium, mercury, and fluorine in the ancient strata-soil-plant system will be built, and the relationship of endemic diseases and geological environment will be discovered. The aim of this project is to provide scientific basis for the prevention and treatment of endemic diseases in Southwest China.
项目基于淋滤实验、电镜、质谱、同位素等分析测试技术,研究了西南地区晚二叠世煤中有害微量元素富集的古环境意义,以及地方病与煤中有害元素富集的关系,项目取得了以下研究成果:(1)揭示了西南地区晚二叠世煤中有害元素分布以及与成煤植物的关联性。发现滇东黔西煤中砷元素含量平面分布呈东高西低,整体上越靠近海相沉积环境,砷含量相对越高,氟分布的规律性不明显。煤中砷、氟元素的富集主要受沉积源区、火山灰输入、低温热液流体、海水侵入的影响,与成煤植物关系不大;(2)研究了西南地区晚二叠世煤中有害元素富集的古环境指示意义。研究发现在成煤期受海退海进影响,泥炭沼泽中水体的活动性较强,为弱氧化环境,属于半咸水到海相沉积,煤层沉积时期主要为温湿气候,惰质组含量以及有机碳同位素结果反映了当时在泥炭地中野火事件频发,预示着二叠纪末期生物大灭绝事件的发生;(3)明确了有害元素在晚二叠世含煤地层暴露区土壤-植物系统的迁移规律。发现云南阿贵联办煤中的汞和氟富集程度在正常范围-轻度富集之间,但是煤矿区土壤、野蒿和苦苣两种植物中汞和氟依然受到了煤中汞和氟的影响,煤矿区土壤中汞和氟分别为中度污染和重污染,并且导致了野蒿和苦苣这两种植物中汞和氟的富集,这是由于煤中的汞和氟迁移至土壤中,并进一步迁移至植物中;(4)探索了西南地区地方病与农作物富集有害元素的关系。滇东某煤矿附近村庄烘烤过后玉米和辣椒含量是《食品中氟允许量标准》中玉米、辣椒等含氟上限1.5mg/kg的10-30倍。其致病途径为燃煤产生的氟化物通过呼吸道或食物进入人体,由于谷物可能会吸收一部分氟或以尘态的方式附着在玉米和辣椒表面,因此即使煤中含量不高,但仍然会有地方性氟中毒的流行的可能。研究成果对于恢复古环境和古生态具有重要意义,同时可以为西南地区煤矿区环境保护、地方病防空提供理论依据。
高硫煤中有害元素组U-V-Cr-Mo的富集机理及协同脱除研究
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批准号:41802182
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:26.0万元
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批准年份:2018
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负责人:段飘飘
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依托单位:
国内基金
海外基金