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用煤造成的环境污染
发布人:李亮 王艺超    浏览:   发布时间: 2012-10-29   稿件来源:煤矿安全网

煤是不洁净能源,其造成的污染贯穿在开采、运输、储存和利用转化的全过程。就开采而言,仅统配煤矿每年矿井酸性涌水约14亿m3;采煤排放的CH4约占人类活动排放甲烷量的10%;CH4是一种重要的温室效应气体。平原区地下每采万吨煤平均地面陷落面积达2000m2,我国堆积的煤矸石已超过15亿吨,占地86.71km2,矸石堆易自燃,会排放出大量污染气体、液体。每年约有6亿吨煤靠铁路长途运输,使用敞篷车造成约有300万吨煤尘排放在铁路沿线,造成污染。储存煤不仅占去大面积土地,而且储存时间长的煤在氧化、风化作用下,炼焦煤会失去粘结性,煤堆会自燃,污染环境。此处仅涉及煤在燃烧利用中对环境的污染,尤其是大气的污染。我国煤的利用以燃烧为主,约90.4%的煤用于发电、工业锅炉、炉窑、民用炉灶和铁路。由于燃烧技术落后,供煤不合理而造成煤的利用率低,浪费能源,污染环境,以致全国排放到大气中80%的烟尘和90%的SO2来自燃煤。煤是由有机质和无机质构成的,主要元素为CHONS;工业分析内容为固定碳、挥发成分、灰分和水分;显微镜下可区分出镜质组、惰质组和壳质组三组有机显微组分。煤在燃烧、利用过程中造成的污染物有烟尘、烟气和炉渣。

  烟尘含有由煤中矿物质、伴生元素转化来的飞灰和未燃烧的炭粒,1987年以来的统计,我国每年排放到大气的烟尘量在1300多万吨到1400多吨万之间。每燃烧1吨煤会排放出611kg烟尘,1990年我国北方城市大气中烟尘达475μgm3,南方城市为268μgm3,远超过世界卫生组织发布的人体健康允许的含尘量6090μgm3和我国大气一级标准150μgm3。浙江某煤矿的空气中的降尘,即>10μm的悬浮微粒,其可燃物与不可燃物的比例为710,形成大量的烟尘。上海市大气中悬浮颗粒物浓度已被列入世界污染最严重的十大城市之中。

  烟气含有SO2CO2CONOx、蒸气以及多环芳烃等烃类化合物和其它有机化合物。其中CO2在大气中含量增多会造成温室效应,使大气变暖,破坏臭氧层。CO是窒息性气体,量大时能在很短时间内使人的大脑缺氧而死亡。已知在炼焦过程中排放烟气中多环芳烃浓度大,焦炉工人患肺癌率高与之有关。如苯并芘为强致癌物,国际抗癌组织推荐的大气中的浓度为01μg100m3以下,我国不少城市仍超标。

  煤中硫在燃烧转化过程中产生SO2。我国中高硫煤和高硫分煤占煤总储量的131989年我国排放到大气中的SO21560万吨,1989年全国城市SO2的平均浓度为105μgm3,远超过我国大气SO2一级标准20μgm3SO2对人类健康和植物的生长都有危害,它刺激粘膜,引起呼吸道疾病,能使植物枯死。我国用煤量在相当长一段时期内将继续增长,若不及时采取有效治理措施,主要燃煤区的污染,特别是大气的污染程度将要加剧。根据东南地区燃煤的SO2排放量的增长趋势,预测从1990年到2000年将增长27%,从2000年到2020年增长50%。

  SO2排放量大的山东、河南和湖南是由于用煤量大,而且煤的含硫量高;湖南的耗煤量并不多,但湖南煤的硫含量较高。SO2排放量增长速度快的省市依次为河南、山东、湖北、上海和江苏。东南地区的煤电厂、钢铁厂和化工厂需要扩建并建设新厂。污染区将扩大并有可能成群、成线和成片出现。如上海、南通、苏州与嘉兴、长沙、湘潭和株洲趋于成群;上海则又与苏州、镇江、南京、马鞍山成线;煤矿区与煤发电厂相结合则易污染成片,如鲁西、苏西北、河南永城、淮北,河南境内的平顶山、巩义、焦作和郑州则易污染成片。

  用煤排放到大气中的SO2NO2与水蒸气化合生成硫酸和硝酸。这两种酸与水分子结合生成硫酸雾,硫酸雾与烟尘接触形成硫酸尘,与降水接触成为酸雨。所谓酸雨,是指PH值小于5.6的雨水以及冻雨、雪、雹、露等大气降水,它们使土壤酸化,妨碍植物生长;使水酸化影响水生生物的繁衍生息,当然还会使建筑物受到腐蚀。酸雨在我国呈加速发展的趋势。1985年的降酸雨面积约175Km21993年扩大为280Km21984PH值小于4.5的重酸雨区仅为重庆、贵阳、长沙、萍乡少数城市,到1993年除上述各所在省外还向鄂、桂、粤、闽、浙发展,重庆酸雨的PH值已低至3.0左右,长沙为2.854.4。目前华北主要开采含硫量较低的山西组煤,往深处采含硫量高的太原组煤时,SO2和酸雨污染面积和强度还会扩大。这已与北美和西北欧重酸雨区的PH值相近。美国1977年纽约州阿迪朗达克区219个湖泊已酸化无鱼;原西德由于土壤酸化造成森林枯死面积占全国的34%。但他们发现得早,已采取措施控制SO2排放量,酸雨基本得到有限控制。

  四季中因燃煤情况不同而污染程度有别,酸雨量也不同。美国纽约州和新英格兰北部一半以上酸雨是69月,冬季强西北风能迅速将有害气体吹到大西洋去,而夏季雨水多,所以69月烧西部白垩纪低硫煤,其它月份烧东部石炭纪高硫煤。煤中砷燃烧时形成剧毒的As2O5进入大气,在人体内累积诱发癌症,因此食品工业用煤的砷含量必须控制在8ppm以下。大气中As2O5含量国内外规定应小于3μgm3,水中应小于50μgm3,但某些燃煤电厂附近大气中As2O5含量高达100μgm3,滇东、黔西一些地方的晚二叠世龙潭组煤经受后期热液影响,砷的含量极高,贵州开阳、织金、兴仁和兴义燃煤造成砷中毒的人数以千计,仅兴仁县交乐乡就有42人死亡;60年代湖南锡矿山冶炼锑过程中排出的含砷烟尘,加以炉渣露天堆放,污染了井水使308人中毒,6人死亡。

  炉渣亦称煤灰,主要由煤中矿物质转化而来,含有害物质。1982年全国排出的炉渣达1.7亿吨,既占去大面积土地,所含有害物质又对大气、水域、地下水和土壤造成污染源。

  经济发展应与环境资源相互协调发展,不能以牺牲环境为代价来发展经济,因此如何有效地治理因用煤造成的环境污染就成为紧迫的研究任务,务使煤炭资源的开发利用与环境效益结合起来。 

                 新闻中心记者:李亮  王艺超 

选自杨起文章

 


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