光伏企业氟氯元素的物料平衡及其在周边环境介质中的残留分析

【摘要】：从多晶硅料生产到太阳能电池组装的光伏产业链中，会产生大量的氟氯离子污染物，因现有技术尚无法对其进行有效地回收处理而通过废水、废气和固体废物排放进入大气、水体、土壤及植物等环境介质中。以不同形式进入到土壤、水体和生物体内的氟氯元素类似于重金属，不能被降解而在环境介质中累积，具有污染的隐蔽性、滞后性、不可逆性和长期性等特点。因此，对光伏企业氟氯元素的物料平衡及其在周边环境介质中的残留进行分析，研究氟氯元素在各相中的残留特征和变化规律，为今后推进光伏企业氟氯化合物污染的生态毒性诊断与修复提供理论依据，有利于区域生态环境的保护和光伏产业的可持续发展，具有重要的环境学意义。 本研究通过调查分析光伏企业氟氯元素的来源和使用量，结合工艺对氟氯元素进行物料衡算，并采用野外点面结合的调查技术，合理布点，在光伏企业周边采集了5个水样、10个土样和6个植物样，利用离子色谱测定了氟氯离子的残留浓度。 结果表明：水样中氟氯离子都有检出，残留最高浓度分别为10.2mg/L和13866.9mg/L，氟离子污染物以袁水沙陂3#排污口残留量最大，而氯离子污染物以袁惠渠3#排污口残留量为最大，袁河氟氯离子残留量均为最小，两类污染物在袁水、袁惠渠中都有很高的残留，这可能是由于光伏排放的废水中所含的高浓度的氟氯元素导致的。袁河是居民生活用水水源的主要河流，水质得到了有效控制和处理，所以其氟氯离子的浓度都很低，符合《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅲ类标准要求。 土壤氟含量最高的是第四层（15～20cm），说明土壤的表层氟会往下淋洗，氟含量有自表层向心土层逐渐迁移集中的趋势；氯含量最高的是第二层（5～10cm），说明氯离子的迁移活性比氟离子弱，致使氯不易流失而在上层土壤中累积。20%的土样氟含量在5.7～11.4mg/kg之间，属于轻度污染；90%的土样氯含量在l0.0mg/kg以上，属于高氯量。 不同植物对氟的吸收作用有明显差异，野菠菜(Atriplex hortensis)狗尾巴草(Setaria viridis)水蜈蚣（Kyllinga brevifolia）铁线蕨（Adiantum capillus-veneris）金线蕨（Antenoron filiforme）野菊花(Flos chrysanthemi)，野菠菜氟含量为422.7mg/kg，野菊花氟含量为6.0mg/kg，样品中只有叶片上有氟残留，主要污染来源是含氟废气的排放；植物氯含量总体表现出茎叶根的一般趋势，说明植物的茎部对氯离子的吸收和积累能力较强。 【关键词】：光伏企业 氟氯 物料平衡 环境介质 残留分析
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X830
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目录6-8
• 第一章 前言8-12
• 1.1 研究意义8-10
• 1.2 研究目的与研究内容10
• 1.3 研究方案10-12
• 第二章 研究进展12-21
• 2.1 氟氯元素的结构和性质12-13
• 2.2 不同环境介质中，氟氯离子测定的样品前处理13-15
• 2.2.1 水体中氟氯离子测定的样品前处理13-14
• 2.2.2 土壤中氟氯离子测定的样品前处理14
• 2.2.3 植物中氟氯离子测定的样品前处理14-15
• 2.3 氟含量的检测方法15-18
• 2.4 氯含量的检测方法18-21
• 第三章 研究方法21-29
• 3.1 研究思路21-22
• 3.1.1 研究技术路线21
• 3.1.2 研究地区概况21-22
• 3.2 样品采集22-23
• 3.2.1 水样（包括悬浮物）的采集22
• 3.2.2 土壤样品的采集22
• 3.2.3 植物样品的采集22-23
• 3.3 样品前处理23-24
• 3.3.1 水样前处理23
• 3.3.2 土壤样品的前处理23
• 3.3.3 植物样品的前处理23-24
• 3.4 实验仪器、试剂和器皿24-26
• 3.4.1 实验仪器25
• 3.4.2 玻璃器皿及其他25-26
• 3.4.3 试剂26
• 3.5 样品测定与质量控制26-29
• 3.5.1 样品测定26-27
• 3.5.2 质量控制27-29
• 第四章 光伏企业氟氯元素的物料平衡分析29-41
• 4.1 光伏企业氟氯元素的来源及使用量29-34
• 4.1.1 多晶硅料的生产29-31
• 4.1.2 多（单）晶硅片的生产31-32
• 4.1.3 太阳能电池的生产32-34
• 4.2 光伏企业氟氯元素的物料衡算34-37
• 4.2.1 多晶硅料生产的氟氯元素的物料衡算34-36
• 4.2.2 多（单）晶硅片生产的氟氯元素的物料衡算36
• 4.2.3 太阳能电池生产的氟氯元素的物料衡算36-37
• 4.3 含氟氯元素的物质的理化性质37-41
• 第五章 光伏企业周边水体环境中氟氯元素的残留分析41-46
• 5.1 水体中氟氯离子的含量42-44
• 5.1.1 水体中氟离子的含量42-43
• 5.1.2 水体中氯离子的含量43-44
• 5.2 光伏企业周边不同河流中氟氯元素的残留44
• 5.3 不同时间水体中氟氯元素的残留44-45
• 5.4 影响水体中氟氯元素含量的主要参数45-46
• 第六章 光伏企业周边土壤环境中氟氯元素的残留分析46-51
• 6.1 土壤中氟氯元素的含量46-47
• 6.2 土壤中氟氯元素的垂直残留47-50
• 6.3 影响土壤中氟氯元素含量的主要参数50-51
• 第七章 光伏企业周边植物内氟氯元素的残留分析51-56
• 7.1 植物内氟氯元素的含量52
• 7.2 不同植物的氟氯元素的含量52-53
• 7.3 植物各部位的氟氯元素的残留53-55
• 7.4 影响植物中氟氯元素含量的主要参数55-56
• 第八章 结论56-57
• 参考文献57-61
• 硕士期间发表的论文61-62
• 致谢62-63

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