10 Вплив вугілля, шахт і електростанцій на навколишнє середовище

Вугілля є найпоширенішим джерелом палива, яке відносно недороге для виробництва та перетворення на корисну енергію. Він також є найпопулярнішим, на нього припадає майже 40 відсотків загального світового виробництва електроенергії.  

Однак, вплив вугілля на навколишнє середовище був визначений і пов'язаний з видобутком та використанням цього природного ресурсу.

Вугілля утворюється з доісторичної рослинності , яка накопичилася близько 300 мільйонів років тому, коли більша частина поверхні Землі була вкрита болотами. Коли рослини та дерева в цих болотистих районах почали відмирати, їхні залишки опускалися в болотисту землю, яка зрештою утворила щільний матеріал, який називається торфом.

Згодом на торфі накопичилися шари осаду та ґрунту. Поєднання тепла від ядра Землі та тиску гірських порід і відкладень призвело до утворення багатого вуглецем вугілля.

Використання вугілля можна простежити приблизно до 50 р. н. Є також докази того, що греки використовували вугілля як паливо в 4 столітті. Однак масштабний видобуток вугілля в Британії розпочався лише в 13 столітті.

Видобуток вугілля має значний вплив на навколишнє середовище. Це може вимагати видалення величезної кількості верхнього шару ґрунту, що призводить до ерозії, втрати середовища існування та забруднення.

Видобуток вугілля спричиняє кислотний дренаж шахти, що призводить до розчинення важких металів і просочування їх у ґрунтові та поверхневі води. Працівники вугільних шахт також іноді стикаються з серйозними проблемами зі здоров'ям, включаючи захворювання легенів через тривалий вплив вугільного пилу в шахтах.

Однак екологи та вчені серйозно доклали зусиль, щоб запропонувати більш екологічно чистий спосіб видобутку вугілля та його використання.

Що таке вугілля?

Вугілля — це осадова органічна порода, що складається в основному з вуглецю, водню та кисню, яка є легкозаймистою. Він зустрічається майже в кожній країні світу, переважно в місцях, де існували доісторичні ліси та болота до того, як вони були поховані та стиснуті протягом мільйонів років.

Він чорний або коричнево-чорний і має склад, який складається з більш ніж 50 відсотків за вагою та більше ніж 70 відсотків за об’ємом вуглецевого матеріалу, який можна спалювати для палива та використовувати для виробництва електроенергії.

Вугілля утворюється з рослинних залишків, які були ущільнені, затверділі, хімічно змінені та метаморфізовані під дією тепла та тиску протягом геологічного часу.

Цікаво, що вугілля є найбільшим джерелом енергії для виробництва електроенергії у світі та найпоширенішим викопним паливом у Сполучених Штатах. Оскільки розробка вугілля займає мільйони років, а його кількість обмежена, воно є невідновлюваним ресурсом.

Вугілля існує в підземних утвореннях, які називаються «вугільними пластами» або «вугільними пластами». Товщина вугільного пласта може досягати 30 метрів (90 футів) і простягатися на 1,500 кілометрів (920 миль).

Вугільні пласти є на кожному континенті. Найбільші запаси вугілля знаходяться в США, Росії, Китаї, Австралії та Індії.

Вугілля, як невідновлюване викопне паливо, спалюється та використовується для виробництва електроенергії. Однак технології видобутку та спалювання небезпечні як для шахтарів, так і для навколишнього середовища.

У цій статті ми розглянемо вплив вугілля, видобутку вугілля та вугільних електростанцій на навколишнє середовище.

Вплив вугілля на навколишнє середовище

1. Зміна клімату

Вугілля є найпоширенішим викопним паливом у світі, але його спалювання та використання пов’язані зі значним впливом на навколишнє середовище.

Зміна клімату – це найсерйозніший довгостроковий глобальний вплив вугілля. Хімічно вугілля складається здебільшого з вуглецю, який при спалюванні реагує з киснем повітря, утворюючи вуглекислий газ – газ, що утримує тепло. При потраплянні в атмосферу вуглекислий газ діє як ковдра, нагріваючи землю вище нормальних значень.

Деякі з наслідків глобального потепління включають посуху, підвищення рівня моря, повені, екстремальні погодні умови та втрату видів. Серйозність цих наслідків безпосередньо пов'язана з кількістю вуглекислого газу, який ми викидаємо, зокрема з вугільних електростанцій.

У Сполучених Штатах на вугілля припадає приблизно чверть усіх викидів вуглецю, пов’язаних з енергетикою.

2. Забруднення повітря

Забруднення повітря вугільними електростанціями пов'язане з астмою, раком, серцевими та легеневими захворюваннями, неврологічними проблемами та іншими серйозними наслідками для навколишнього середовища та здоров'я населення.

Коли вугілля спалюється, воно виділяє кілька токсинів і забруднювачів, які переносяться повітрям. До них входять ртуть, свинець, діоксид сірки, оксиди азоту, тверді частинки та різні інші важкі метали. Вплив на здоров’я може варіюватися від астми та утрудненого дихання до пошкодження мозку, проблем із серцем, раку, неврологічних розладів і передчасної смерті.

Хоча обмеження, встановлені Агентством з охорони навколишнього середовища (EPA), допомогли запобігти деяким із цих викидів, багато заводів не мають необхідних засобів контролю забруднення. Майбутнє цих засобів захисту залишається незрозумілим.

Вплив видобутку вугілля

3. Забруднення води

Забруднення води вугіллям включає негативний вплив на здоров'я та навколишнє середовище від видобутку, переробки, спалювання та зберігання відходів вугілля.

У процесі видобутку вугілля виділяється вугільний шлам. Вугільний шлам, також відомий як шлам, — це рідкі вугільні відходи, які утворюються в результаті промивання вугілля. Його зазвичай утилізують у сховищах, розташованих поблизу вугільних шахт, але в деяких випадках його безпосередньо вводять у покинуті підземні шахти.

Оскільки вугільний шлам містить токсини, витоки або розливи можуть загрожувати підземним і поверхневим водам. Мінерали зі зруйнованої землі можуть просочуватися в ґрунтові води та забруднювати водні шляхи хімічними речовинами, небезпечними для нашого здоров’я.

Прикладом може бути дренаж кислотних шахт. Кислотний шахтний дренаж (AMD) відноситься до відтоку кислої води з вугільних або металевих шахт, часто покинутих шахт, де під час видобутку руди або вугілля оголилися породи, що містять сірковмісний мінерал пірит.  

З покинутих вугільних шахт може витікати кисла вода. Видобуток оголив гірські породи, які містять сірковмісний мінерал пірит. Цей мінерал реагує з повітрям і водою з утворенням сірчаної кислоти.

Коли йде дощ, розбавлена ​​кислота потрапляє в річки та струмки і навіть може просочитися в підземні джерела води.

Озера, річки, струмки та запаси питної води зазнають значного впливу вугільних шахт і електростанцій.

4. Знищення ландшафтів і середовищ існування

Поверхневий видобуток корисних копалин, також відомий як відкритий видобуток, передбачає виймання землі та гірських порід для досягнення вугілля під ним.

Якщо трапиться, що гора стоїть на шляху вугільного пласта всередині, вона буде підірвана або фактично зрівняна, що залишить шрами на ландшафті та порушить екосистеми та середовище існування дикої природи.

5. Глобальне потепління

Статистика показує, що метан, що виділяється під час видобутку вугілля, становить близько 10 відсотків викидів метану (CH4) у США _, який є потужним газом, що спричиняє глобальне потепління.

Шахтні викиди метану від підземних шахт часто вловлюються та використовуються як міське паливо, хімічна сировина, паливо для транспортних засобів і промислове паливо, але дуже рідко вловлюється все. Метан менш поширений в атмосфері порівняно з вуглекислим газом, але він у 20 разів потужніший як парниковий газ.

Метан, який міститься у вугільних родовищах, може вибухнути, якщо він концентрується в підземних шахтах. Цей метан вугільних пластів необхідно вивести з шахт, щоб зробити шахти безпечнішими для роботи. Деякі шахти захоплюють, використовують або продають метан вугільних пластів, видобутий у результаті їхньої діяльності.

6. Знищення лісів та ерозія

Згідно з дослідженням 2010 року, видобуток гірських вершин знищив 6.8% лісів Аппалачі.

У рамках процесу розчищення шляху для вугільної шахти дерева вирубують або спалюють, рослини виривають з корінням, а верхній шар ґрунту згрібають. Це руйнує землю (її більше не можна використовувати для посівів) і сприяє ерозії ґрунту.

Розпушений верхній шар ґрунту може бути змитий дощем, і відкладення потрапляють у річки, струмки та водні шляхи. Нижче за течією вони можуть вбити рибу та рослинність і перекрити річкові русла, що спричинить повені.

7. Вплив на здоров'я людини

Токсини важких металів і канцерогени викидаються в атмосферу та водойми під час видобутку та переробки вугілля, спричиняючи травми та смерть працівників, які видобувають вугілля; і населення сусідніх громад.

Небезпека для здоров'я через вдихання вугільного пилу може призвести до захворювання легенів, серцево-легеневої хвороби, гіпертонії, ХОЗЛ і захворювання нирок. Найбільше постраждали шахтарі та мешканці прилеглих міст.

Вплив вугільних електростанцій

8. Втрата водних ресурсів

Вода використовується термоелектричними установками (вугільними, природними та ядерними) для виробництва електроенергії шляхом перетворення води на пару високого тиску для приводу турбін. За оцінками, виробництво електроенергії займає друге місце після сільського господарства як найбільший споживач води всередині країни.

Після проходження цього циклу пара охолоджується та конденсується назад у воду, при цьому деякі технології використовують воду для охолодження пари, що збільшує споживання води заводом.

На вугільних заводах вода також використовується для очищення та обробки самого палива. Наприклад, за оцінками Геологічної служби Сполучених Штатів, у 195 році теплоелектростанції забирали 2000 мільярдів галонів води на день, з яких 136 мільярдів галонів була прісною водою.

9. Забруднення повітря

За даними Союзу стурбованих вчених, у середньому за рік типова вугільна електростанція потужністю 500 мегават виробляє таку кількість забруднювачів повітря: 3.7 мільйона тонн вуглекислого газу (CO2 ₎ , що еквівалентно вирубці 161 мільйона дерев;

Забруднення CO2 є основним фактором, що сприяє глобальному потеплінню та зміні клімату, 10 000 тонн діоксиду сірки (SO2 _{) ,} який спричиняє кислотні дощі та утворює дрібні частинки в повітрі, що можуть спричинити пошкодження легень, серцеві захворювання та інші захворювання, 10 200 тонн оксидів азоту (NOx), що еквівалентно півмільйону автомобілів пізніх моделей.

NOx призводить до утворення смогу, який викликає запалення легеневої тканини та підвищує сприйнятливість до респіраторних захворювань, 500 тонн дрібних частинок у повітрі, які можуть спричинити бронхіт, зниження функції легенів, збільшення кількості госпіталізацій та невідкладної допомоги та передчасну смерть, 220 тонн вуглеводнів, які сприяють утворенню смогу, 720 т оксиду вуглецю (СО).

Це викликає головний біль і створює додатковий стрес для людей із захворюваннями серця через інші токсичні важкі метали, такі як ртуть, миш’як, кадмій та уран, які вивільняються у загрозливих кількостях, що також призводить до раку та деяких неврологічних розладів у людей.

10. Теплове забруднення

Теплове забруднення - це погіршення якості води внаслідок будь-якого процесу, який змінює температуру води навколишнього середовища. Поширеною причиною теплового забруднення є використання води як теплоносія на електростанціях і промислових підприємствах.

Коли вода, яка використовується як охолоджувач, повертається в природне середовище з вищою температурою, зміна температури впливає на організми, зменшуючи надходження кисню та впливаючи на склад екосистеми.

Висновок

Ведуться дослідження, спрямовані на вирішення проблем навколишнього середовища, пов’язаних із виробництвом і використанням вугілля.

Як і у випадку з викидами CO2 _, метод, який використовується для вирішення цієї проблеми, відомий як «уловлювання вуглецю», який відокремлює CO2 від джерел викидів та рекуперує його у концентрованому потоці. CO2 потім можна закачувати під землю для постійного зберігання або «секвестрації».

Повторне використання та переробка також може зменшити екологічний вплив виробництва та використання вугілля. Землю, яка раніше використовувалася для видобутку вугілля, можна рекультивувати та використовувати для аеропортів, звалищ і полів для гольфу.

Відходи, уловлені скруберами, можна використовувати для виробництва таких продуктів, як цемент і синтетичний гіпс для стінових плит.

А в галузевому аспекті кілька вугільних галузей знайшли кілька способів зменшити кількість сірки та інших домішок із вугілля. Ці галузі також знайшли більш ефективні способи очищення вугілля після його видобутку, і деякі споживачі вугілля використовують вугілля з низьким вмістом сірки.

Rрекомендації

• Топ-10 природних ресурсів Белізу та їх використання
  .
• 8 Вплив видобутку алмазів на навколишнє середовище
  .
• 3 Вплив опріснення на навколишнє середовище
  .
• 9 Вплив виробництва цементу на навколишнє середовище
  .
• 10 основних впливів будівництва на навколишнє середовище – негативних і позитивних
  .