석탄의 원소 분류 및 석탄의 유해 원소

리처슨은 1848 년 석탄에서 아연 (Zn) 과 카드뮴 (Cd) 을 발견했는데, 극히 보기 드문 (Po), (At), (Fr), (FR), (AT) 를 제외하고는 기존 분석 기술을 이용하여 석탄과 그 해흡 샘플에서 86 가지 원소를 검출할 수 있으며, 지각에서는 88 가지 원소 (이통, 1992) 만 통계할 수 있다. 국내외 학자들은 석탄의 원소를 농도나 함량별로 분류한다.

-а а а 내 а (1978) 퇴적암에 있는 다양한 원소의 클라크 값에 따라 석탄의 원소를 재원소 (0.5% 이상) 와 중량원소 (0.5% ~ 0.0/kloc) 로 나누었다

-정개과 (1986) 는 지각의 풍도에 따라 상수 요소 (1% ~ 100%), 미량 요소 (0.0

일반적으로 석탄의 원소는 상수 요소 (> 0. 1%) 와 미량 요소 (≤0. 1%) 의 두 가지 범주로 나눌 수 있다고 여겨진다. 석탄의 상수 원소는 주로 탄소, 수소, 산소, 질소, 황, 실리콘, 알루미늄, 철, 칼슘, 칼륨, 나트륨, 마그네슘 등이다. , 그리고 대부분의 다른 원소들은 미량 농도로 석탄에 존재한다 (당 등, 2002a；; 다이세봉, 2002 년).

이 책은 후자의 분류를 채택했다. 게다가, 석탄의 원소는 그 독성에 따라 유해와 무해로 나눌 수 있다.

2. 석탄의 유해 원소

석탄의 유해 원소는 석탄 자원의 가공, 이용, 운송 및 보관 과정에서 대기권, 수권 또는 토양권에 다양한 형태로 수송되고 환경을 오염시켜 인간과 다른 생물의 정상적인 생존과 안전을 위태롭게 하는 원소를 말한다.

(1) 석탄의 유해 원소 종류

석탄의 유해 원소인 황과 질소가 환경에 매우 해롭다는 것은 잘 알려져 있다. 그러나 석탄에서 유해한 미량 원소, 즉 어떤 미량 원소가 환경과 인체 건강을 해칠 수 있는 잠재력을 가지고 있는지에 대해서는 아직 통일된 인식이 없다.

미국 국가연구위원회는 위험 정도에 따라 요소를 세 가지 범주로 나눕니다. 첫 번째 오염 물질은 As, B, Cd, Mo, Hg, Pb, SE 입니다. 두 번째 오염 물질로는 크롬, 구리, 불소, 니켈, 바나듐, 아연이 있습니다. 이 세 가지 오염 물질은 바륨, 안티몬, 스트론튬, 나트륨, 망간, 코발트, 리튬 및 브롬입니다.

-미국 독성 화학 핸드북에는 As, b, Ba, Be, Br, Cd, Cl, Co, Cr, Cu, f, Hg, Hf, In, mm 등 29 가지 독성 원소가 나와 있습니다

-1990 년 미국 국회에서 공포한' 청정 공기 보충법' 에는 셀레늄, 바륨, 카드뮴, 수은, 비소, 크롬, 을 포함한 1 1 종의 유해 원소가 열거되어 있다

-왕연생 (1994) 금속원소의 잠재적 독성 순위로, 클래스 I 원소는 Hg, Cd, Tl, Pb, Cr, In, Sn 으로 독성이 크다. 두 번째 유형의 원소는 은, 안티몬, 아연, 망간, 금, 구리, 세륨, 코발트, 팔라듐, 니켈, 바나듐, 오스뮴, 프라세오디뮴 및 백금이며 독성은 중간입니다.

석탄의 유해 미량 원소의 종류에 대해 일부 조직과 학자들이 연구를 진행했다.

-미국 국가자원위원회 (NRC) 1980 석탄의 원소는 피해 정도에 따라 6 가지 범주 (Finkelman 등 1999) 로 나뉜다. 클래스 I 는 as, b, c, Cd, Hg, Mo, n, Pb, Se, s 와 같은 특별한 관심을 받을 만한 요소입니다. ⅱ 범주는 크롬, 구리, 불소, 니켈, 안티몬, 바나듐, 아연을 포함한 주목할만한 요소입니다. ⅲ Al, Ge, Mn 을 포함한 주목할만한 요소입니다. ⅳ 클래스는 Po, Ra, Rn, Th, U 등과 같이 주의가 필요한 방사성 원소를 가리킨다. A, Be, Sn, TL 과 같이, 주의가 필요하지만 석탄과 그 잔류물에서 거의 농축되지 않는 원소입니다. ⅵ 클래스는 일시적으로 주의가 필요하지 않은 요소, 즉 위의 다섯 가지 범주 이외의 요소를 말합니다 (그림 1- 1).

그림 1- 1 석탄의 잠재적 유해 요소

(NRC 에 따르면 1980)

-스위인 (1995) 은 석탄에 생태 환경에 해로운 미량 원소가 24 가지라고 생각하는데, 각각 As, b, Ba, Be, Cd, Cl, Co, Cr, Cu, f

핀클만 (1995) 은 석탄에서 환경에 민감한 25 가지 미량 원소, 즉 위의 24 가지 원소와 Ag 를 논의했다.

-조풍화 (1997) 는 현재 환경보호에 관심이 있는 원소가 19 종 (각각 Ag, As, Ba, Be, Cd, Cl, Co, Cr) 이라고 보고 있다 이 중 탈륨, 플루토늄, 수은, 납은 유독원소이고, 플루토늄, 크롬, 니켈, 납, 비소는 발암원소이다.

-Pech (1980) 석탄의 미량 원소를 피해 정도에 따라 6 가지 범주 (Swaine, 1990) 로 나누었다. 특별한주의가 필요한 카테고리 I 원소는 비소, 붕소, 카드뮴, 수은, 몰리브덴, 납, 셀레늄입니다. 두 번째 범주는 크롬, 구리, 불소, 니켈, 바나듐, 아연입니다. 주의해야 할 ⅲ 원소는 브롬, 염소, 코발트, 게르마늄, 리튬, 망간, 스트론튬이다. ⅳ 클래스 방사성 원소는 Po, ra, Rn, Th, u 입니다. ⅴ 는 석탄과 그 잔류 물 중 거의 농축되지 않는 원소로, Ag, Be, Sn, TL 과 같은 원소이다. ⅵ 종류는 환경에 기본적으로 무해한 원소와 위의 다섯 가지 범주 이외의 원소를 가리킨다.

-Swaine (2000) 은 석탄의 26 가지 미량 원소가 환경적 관심 (environmental interest) 을 불러일으켜야 한다고 판단하고, 그 위험성에 따라 3 등급으로 분류하며, 위험도를 I 급에서 3 등급으로 낮췄다. 카테고리 I 요소에는 비소, 카드뮴, 크롬, 수은, 납 및 셀레늄이 포함됩니다. 두 번째 원소는 붕소, 염소, 불소, 망간, 몰리브덴, 니켈, 베릴륨, 구리, 인, 토륨, 우라늄, 바나듐, 아연이다. 세 번째 원소는 바륨, 코발트, 요오드, 라듐, 안티몬, 주석, 탈륨이다.

(2) 이 프로젝트는 주로 석탄의 유해 원소를 연구한다.

위 문헌에 따르면 석탄의 유해 원소의 정의는 다르지만 대부분 As, Be, Cd, Cl, Co, Cr, f, Hg, Mo, Mn, Ni, Pb, Sb, Se, Th, u 를 포함한다 Br 이 상술한 문헌에 나오는 횟수는 많지 않지만, 그 자체는 독이 있어 석탄을 태울 때 보일러에 강한 부식성을 가지고 있다.

그러나 이 문헌에 포함되지 않은 일부 원소도 석탄 이용 과정에서 해를 끼칠 수 있다. 예를 들어, 희토원소의 발암작용은 주목받는 연구 과제로, 희토분진의 장기 흡입으로 인한 폐섬유성 병변을' 희토진폐증' 이라고 한다. 희토원소는 구강, 호흡기, 피부를 통해 체내의 각종 조직 성분과 반응할 수 있다. 예를 들어, 가벼운 희토류는 아미노산과 결합될 수 있으며, 무거운 희토류는 단백질과 쉽게 결합될 수 있습니다. 흡입된 희토원소는 체내의 반감기가 1 년에서 10 년 정도 될 수 있으며, 희토원소의 장기 흡입은 인체에 해롭다. 희토연기와 먼지 알갱이를 접한 근로자들은 두통, 메스꺼움, 기침, 알레르기 발열 등의 증상이 자주 나타날 수 있다. 희토류가 일으키는 가장 중요한 병리 및 생화학 효과 중 하나는 지방간 (진청 등 1989) 이다.

현재 희토류 원소의 위생 기준을 제정하는 국가는 거의 없다. 구소련은 작업장 공기 중 각종 희토원소의 산화물 에어러졸 최대 허용 농도인 Y2 mg/m3, CeO2 5mg/m3, CeO2 6mg/m3, 이트륨 4mg/m3 을 제안했다. 지표수 중 란탄의 최대 허용 농도는 0.01M3 이다. 많은 연구자들은 희토류 먼지의 최대 허용 농도는 4 ~ 6 mg/m3 이고, 음식에서 희토류 질산염을 섭취하는 허용량은 12 ~ 120 mg/ (일, 사람) (조지근 등 현재 우리나라는 희토생산과 응용작업장에서 공기 지하수 식품 중 희토류의 최대 허용 농도 (진청 등 1989) 를 논의하고 있다. 인류식용 식물성 식품 중 희토한도' 국가기준 (GB13107-91) 이 공포됐다.

미국은 정유 공장의 희토오염을 연구했다 (펑안 등 1995). 그러나 석탄의 희토원소가 유해 원소의 범주에 포함될 수 있을지는 문헌 보도가 없다. 하지만 일부 석탄, 특히 석탄 세척, 연탄회, 석탄 연소 후의 잿더미에서는 희토원소가 풍부해 공업급 (500× 10-6) 에 도달하거나 능가한다. 펑안 등 (1995) 은 각기 다른 배출원이 대기 원소에 기여한 것을 계산한 결과, 석탄이 도시 대기 중 희토 함량에 가장 큰 기여를 했다는 것을 발견했다.

사실, 원소주기표의 어떤 원소가 고도로 농축되거나 빈화될 경우 환경과 인체 건강 (Finkelman 등, 1999) 에 해를 끼칠 수 있으며, 석탄의 원소는 그 특수성을 가지고 있으며, 석탄의 활용 과정 (주로 연소, 세척, 침출) 에 있다. 일부 원소는 그 자체로 독이 있지만, 석탄 이용 과정과 이용된 고형 폐기물 풍화 또는 빗물 침출 과정에서 타성이 있어 외부 환경으로 이주하지 않기 때문에 상대적으로 무해하다. 일부 원소는 석탄 함량이 높지 않지만, 석탄 이용 과정에서 대량의 배출이나 소량의 이주가 있지만, 더 많은 유독화합물을 생산할 수 있고, 분해하기 어렵고, 축적이 있기 때문에 해롭다.

따라서 석탄의 원소의 유해하거나 무해한 것은 상대적이다. 그 위험성을 평가하는 것은 함량 수준과 자체 독성뿐만 아니라 마이그레이션 특성도 고려해야 한다. 동시에, 과학기술이 발전함에 따라 사람들의 인지능력도 끊임없이 향상되고 있다. 기존의 인지수준에서 무해한 것으로 간주되는 원소는 앞으로 유해 원소로 인정될 수 있다. 따라서 석탄의 유해 원소의 종류를 간단히 제한하는 것은 비과학적이다. 석탄 이용 전, 이용 중, 활용 후 함량 수준, 분포 특성, 발생 상태, 이전 행동을 파악하는 것이 중요하다. 또한 석탄의 일부 원소는 상호 의존적이거나 * * * 관련이 있기 때문에 일부 원소를 단독으로 연구하는 것도 일방적이다.

앞서 살펴본 바와 같이 이 책은 유해한 상수 요소 S 뿐만 아니라 석탄의 비소 (as), 납 (Pb), 수은 (Hg), 카드뮴 (Cd), 크롬 (Cr), 셀레늄 (Se), 불소도 연구했다. 기타 유해하거나 잠재적으로 유해할 수 있는 미량 원소와 현재 인식 수준에서 무해하다고 생각하는 원소에 대한 일반적인 논의, 즉 기존 자료를 최대한 활용하는 조건 하에서 유해 원소를 놓치지 않거나 놓치지 않는 목적을 달성하는 것이다.