煤炭、采矿和发电厂对环境的 10 大影响

煤是最丰富的燃料来源，生产和转化为有用能源的成本相对较低。 它也是最受欢迎的，占全球总发电量的近 40%。  

然而，煤炭对环境的影响已经确定，并且与煤炭的生产和使用有关 自然资源。

煤是由 史前植被 大约在 300 亿年前地球表面大部分被沼泽覆盖时积累起来的。 随着这些沼泽地区的植物和树木开始死亡，它们的遗体沉入沼泽地，最终形成了一种叫做泥炭的致密物质。

随着时间的推移，沉积物和土壤层堆积在泥炭上。 来自地核的热量与岩石和沉积物的压力相结合，最终形成了富含碳的煤。

煤炭的使用可以追溯到公元 50 年左右，英国罗马废墟中的煤渣。 还有证据表明，希腊人在 4 世纪使用煤炭作为燃料。 然而，英国大规模开采煤炭直到 13 世纪才开始。

煤炭开采对环境有重大影响。 它可能需要去除大量的表土，导致侵蚀， 栖息地的丧失, 和污染。

采煤导致酸性矿井排水，导致重金属溶解并渗入地下水和地表水。 煤矿工人有时也会面临严重的健康问题，包括长期接触煤尘导致的肺部疾病。

然而，环保主义者和科学家已经认真参与，以提供更 清洁环保 煤的开采方式及其用途。

什么是煤炭？

煤是一种沉积的有机岩石，主要由碳、氢和氧组成，易于燃烧。 它几乎存在于世界上每个国家，主要是在史前森林和沼泽在被掩埋和压缩数百万年之前就存在的地方。

呈黑色或棕黑色，成分中含碳物质占重量的50%以上，体积的70%以上，可作为燃料燃烧和发电。

煤是由植物残骸形成的，这些植物残骸在地质时期的高温和压力下被压实、硬化、化学改变和变质。

有趣的是，煤炭是世界上最大的发电能源，也是最丰富的 化石燃料 在美国。 因为煤炭需要数百万年才能形成，而且数量有限，所以它是 不可再生资源.

煤炭存在于称为“煤层”或“煤层”的地下地层中。 煤层厚度可达 30 米（90 英尺），绵延 1,500 公里（920 英里）。

每个大陆都有煤层。 最大的煤炭储量在美国、俄罗斯、中国、澳大利亚和印度。

煤炭作为一种不可再生的化石燃料，被燃烧并用于发电。 然而，采矿技术和燃烧对矿工和环境都是危险的。

在本文中，我们将研究煤炭、煤炭开采和燃煤电厂对环境的影响。

煤炭对环境的影响

1.气候变化

煤炭是世界上储量最丰富的化石燃料，但其燃烧和使用会对环境造成重大影响。

气候变化 是煤炭最严重、最长期的全球影响。 从化学上讲，煤主要是碳，当燃烧时，碳会与空气中的氧气发生反应，产生二氧化碳，这是一种吸热气体。 当释放到大气中时，二氧化碳就像一条毯子，使地球变暖超过正常限度。

结果的一部分 全球变暖的影响 包括干旱、海平面上升、洪水、极端天气和物种丧失。 这些影响的严重程度与我们释放的二氧化碳量直接相关，包括来自燃煤电厂的二氧化碳量。

在美国，煤炭约占所有与能源相关的碳排放量的四分之一。

2.空气污染

空气污染 来自燃煤电厂的废气与哮喘、癌症、心脏和肺部疾病、神经系统问题以及其他严重的环境和公共健康影响有关。

煤燃烧时会释放出多种空气中的毒素和污染物。 它们包括汞、铅、二氧化硫、氮氧化物、微粒和各种其他重金属。 对健康的影响范围从哮喘和呼吸困难到脑损伤、心脏病、癌症、神经系统疾病和过早死亡。

尽管环境保护署 (EPA) 设定的限制有助于防止其中的一些排放，但许多工厂没有安装必要的污染控制装置。 这些保护措施的未来仍不明朗。

煤炭开采的影响

3.水污染

水污染 来自煤炭的污染包括煤炭的开采、加工、燃烧和废物储存对健康和环境的负面影响。

在开采煤炭的过程中，会产生煤泥。 煤泥又称泥浆，是洗煤过程中产生的液态煤废料。 它通常在位于煤矿附近的蓄水池中处置，但在某些情况下，它会直接注入废弃的地下矿井。

由于煤泥含有毒素，泄漏或溢出会危及地下水和地表水。 来自受扰动地球的矿物质会渗入地下水，并用对我们健康有害的化学物质污染水道。

一个例子是酸性矿井排水。 酸性矿山排水 (AMD) 是指从煤矿或金属矿中流出的酸性水，通常是废弃的矿山，在这些矿山中，矿石或煤矿开采活动暴露出含有含硫矿物黄铁矿的岩石。  

酸性水可以从废弃的煤矿中流出。 采矿业暴露出含有含硫矿物黄铁矿的岩石。 这种矿物与空气和水反应形成硫酸。

下雨时，稀释的酸会进入河流和溪流，甚至会渗入地下水源。

湖泊、河流、溪流和饮用水供应都受到煤矿和发电厂的严重影响。

4. 景观和栖息地的破坏

条带开采 也称为露天采矿，涉及剥离泥土和岩石以到达下方的煤炭。

如果一座山恰好挡在内部的煤层中，它将被有效地爆破或夷为平地，留下伤痕累累的景观以及令人不安的生态系统和野生动物栖息地。

5. 全球变暖

统计数据显示，煤矿开采释放的甲烷约占美国甲烷排放量的 10%（CH₄), 一种强效的全球变暖气体。

地下开采产生的煤矿甲烷排放物通常被捕获并用作城镇燃料、化学原料、车辆燃料和工业燃料，但很少能全部捕获。 与二氧化碳相比，甲烷在大气中的含量较低，但作为温室气体的强度是其 20 倍。

如果煤层中的甲烷气体集中在地下矿井中，就会发生爆炸。 这种煤层气必须从矿井中排出，以使矿井成为更安全的工作场所。 一些矿山捕获、使用或出售从其运营中提取的煤层甲烷。

6. 森林砍伐和侵蚀

根据 2010 年的一项研究，山顶移除采矿已经摧毁了阿巴拉契亚 6.8% 的森林。

作为为煤矿清理道路的过程的一部分，树木被砍伐或焚烧，植物被连根拔起，表土被刮掉。 这破坏了土地（它不能再用于种植农作物）并且容易发生水土流失。

松散的表土可以被雨水冲走，沉积物进入河流、溪流和水道。 在下游，它们会杀死鱼类和植物，堵塞河道，导致洪水泛滥。

7. 人类健康影响

作为煤炭开采和加工的一部分，重金属毒素和致癌物质被释放到大气和水体中，导致采煤工人受伤和死亡； 以及附近的社区人口。

吸入煤尘的健康危害可导致黑肺病、心肺病、高血压、慢性阻塞性肺病和肾病。 矿工和住在附近城镇的人受影响最大。

燃煤电厂的影响

八、水资源流失

热电发电设施（煤炭、天然气和核能）使用水来发电，方法是将水转化为高压蒸汽来驱动涡轮机。 据估计，发电是仅次于农业的最大家庭用水户。

一旦通过这个循环，蒸汽就会被冷却并冷凝回水中，一些技术使用水来冷却蒸汽，从而增加工厂的用水量。

在燃煤电厂中，水还用于清洁和处理燃料本身。 例如，美国地质调查局估计，195 年热电厂每天抽水 2000 亿加仑，其中 136 亿加仑是淡水。

9.空气污染

根据忧思科学家联盟的数据，一个典型的 500 兆瓦燃煤电厂平均每年产生以下数量的空气污染物：3.7 万吨二氧化碳（CO₂)，相当于砍伐161亿棵树；

CO₂ 污染是导致全球变暖和气候变化的主要原因，10,000 吨二氧化硫 (SO₂)，这会导致酸雨并形成可导致肺部损伤、心脏病和其他疾病的空气中的小颗粒，即 10,200 吨氮氧化物 (NOx)，相当于 XNUMX 万辆新型汽车。

NOx 导致烟雾的形成，使肺组织发炎并增加对呼吸系统疾病的易感性，500 吨空气中的小颗粒，可引起支气管炎、肺功能下降、住院和急诊室入院率增加以及过早死亡，220 吨造成烟雾形成的碳氢化合物，720 吨一氧化碳 (CO)。

汞、砷、镉和铀等其他有毒重金属会导致头痛，并给心脏病患者带来额外压力，这些重金属释放量惊人，还会导致人类癌症和多种神经系统疾病。

10. 热气污染

热污染是指任何改变环境水温的过程导致的水质退化。 热污染的一个常见原因是发电厂和工业制造商使用水作为冷却剂。

当用作冷却剂的水以更高的温度返回自然环境时，温度的变化会通过减少氧气供应和影响生态系统组成来影响生物体。

结论

正在进行研究以解决煤炭生产和使用所面临的环境问题。

与二氧化碳排放量的情况一样_2, 解决这个问题的方法被称为“碳捕获”，它将二氧化碳从排放源中分离出来，并在浓缩流中回收。 然后可以将 CO2 注入地下进行永久储存或“封存”。

再利用和回收还可以减少煤炭生产和使用对环境的影响。 以前用于采煤的土地可以回收并用于机场、垃圾填埋场和高尔夫球场。

洗涤器收集的废品可用于生产水泥和墙板用合成石膏等产品。

而在行业方面，一些煤炭行业已经找到了几种减少煤炭中硫和其他杂质的方法。 这些行业还找到了更有效的煤炭开采后清洁方法，一些煤炭消费者使用低硫煤。

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