汤 烨,李义连,宁 宇

(中国地质大学(武汉)环境学院， 湖北 武汉 430074)

煤是一种广泛分布的化石燃料。2017年，我国煤炭产量为3.52 Gt[1]。预计2020年，我国发电用煤将占煤炭消耗量的66%，煤灰产量将达到7.42亿t[2]。煤燃烧过程中会伴随着大量污染物的生成，除了传统的环境污染物(SO2、NOx、颗粒物PM2.5和有机化合物)以外，依附在颗粒物中的汞、砷、氟、稀土元素、铀等微量元素也是目前环境研究的热点。其中，铀(U)是具有肾脏毒性、骨毒性、肝脏毒性、免疫系统毒性和神经毒性等危害的一种核素和放射性元素，在燃烧过程中属中等挥发性元素[3-6]。世界上大多数煤中铀的含量在1.9～2.9 μg/g之间，如Dai等[7]研究表明，世界上大多数煤中铀的含量为2.4 μg/g；唐修义[8]研究表明，中国不同地域煤中铀的含量变化较大，华北(C-P)、华南(P)等地煤中铀的含量分别为0.5～10 mg/kg和0.4～8 mg/kg，均值分别为3 mg/kg和2 mg/kg;Zhang等[9]研究发现，云南省煤中铀的含量呈现相对富集的现象，该省煤中铀的含量高于新疆、内蒙等地，可达18.2 mg/kg。而煤燃烧后，约90%的铀将富集在煤灰中，其含量及放射性是煤中含量的4～10倍[10]。因此，燃煤中的铀应引起足够的重视。

在煤燃烧过程中影响铀迁移转化的主要因素有煤中铀的含量及其赋存状态、煤燃烧系统中固/气反应及燃烧条件(温度、气氛、设备、添加剂等)[11-12]。其中，煤中铀的赋存形态是影响铀元素提取和利用的重要因素。煤是不均质的混合物，主要由有机物和无机物组成。煤中有机物的绝大部分会随煤的燃烧过程而释放，而矿物质作为煤中无机物的重要部分，则会影响微量元素的行为[13]。……