Влияние угольной промышленности на здоровье и окружающую среду
Часть серии о |
Уголь |
---|
Воздействие угольной промышленности на здоровье и окружающую среду включает в себя такие проблемы, как землепользование , утилизация отходов , загрязнение воды и воздуха , вызванное добычей угля , переработкой и использованием его продуктов. Помимо загрязнения атмосферы, сжигание угля ежегодно производит сотни миллионов тонн твердых отходов, включая летучую золу , [ 1 ] зольный остаток и шлам десульфурации дымовых газов , которые содержат ртуть , уран , торий , мышьяк и другие тяжелые металлы . Уголь вносит наибольший вклад в антропогенное увеличение содержания углекислого газа в атмосфере Земли .
Сжигание угля приводит к серьезным последствиям для здоровья. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] Во всем мире на каждый тераватт-час электроэнергии, произведенной с помощью угля, преждевременно умирают 25 человек, что примерно в тысячу раз больше, чем с помощью атомной или солнечной энергии. [ 5 ]
Кроме того, произошло много катастроф при добыче угля , хотя количество смертей, связанных с работой в угольной промышленности, существенно снизилось, поскольку были приняты меры безопасности и подземная добыча уступила долю рынка открытой добыче. [ нужна ссылка ] Опасности подземных горных работ включают удушье, отравление газом, обрушение крыши и взрывы газа . Опасности, связанные с открытыми выемками, в основном связаны с обрушением стенок шахты и столкновением транспортных средств. [ 6 ] В 2022 году в результате аварий на угольных шахтах погибли сотни людей. [ 7 ]
Управление землепользованием
[ редактировать ]Воздействие на землю и окружающую среду
[ редактировать ]Добыча полезных ископаемых серьезно изменяет ландшафт, что снижает ценность природной среды на прилегающих землях. [ 8 ] Поверхность земли используется для горнодобывающей деятельности до тех пор, пока ее не удастся изменить и рекультивировать. Если добыча разрешена, постоянное население должно быть переселено с территории рудника; экономическая деятельность, такая как сельское хозяйство или охота и сбор продуктов питания и лекарственных растений, прерывается. То, что становится с поверхностью земли после добычи, определяется способом ее ведения. Обычно рекультивация нарушенных земель до состояния землепользования не соответствует первоначальному использованию. Существующее землепользование (например, выпас скота, производство сельскохозяйственных культур и древесины) временно прекращается в горнодобывающих районах. Высокоценные территории с интенсивным землепользованием, такие как городские и транспортные системы, обычно не страдают от горнодобывающих работ. Если минеральная ценность достаточна, эти улучшения могут быть перенесены на прилегающую территорию.
Открытая добыча уничтожает существующую растительность, уничтожает генетический профиль почвы, вытесняет или уничтожает дикую природу и среду обитания, изменяет нынешнее землепользование и в некоторой степени навсегда меняет общую топографию добытой территории. [ 9 ] На угольном разрезе может возникнуть неблагоприятное воздействие на геологические объекты, представляющие интерес для человека. Геоморфические и геофизические особенности и выдающиеся живописные ресурсы могут быть принесены в жертву неизбирательной добыче полезных ископаемых. Палеонтологические, культурные и другие исторические ценности могут оказаться под угрозой из-за разрушительной деятельности по взрывным работам, рыхлению и добыче угля. Расчистка вскрышных пород устраняет и уничтожает археологические и исторические объекты, если они не будут удалены заранее. [ 10 ] [ 11 ]
Снятие растительного покрова и работы, связанные со строительством подъездных дорог, складированием верхнего слоя почвы, смещением вскрышных пород и вывозкой грунта и угля, увеличивают количество пыли вокруг горных работ. Пыль ухудшает качество воздуха в непосредственной близости, оказывает негативное воздействие на растительную жизнь и представляет угрозу здоровью и безопасности шахтеров и близлежащих жителей. [ 10 ] [ 11 ]
Открытая добыча полезных ископаемых нарушает практически все эстетические элементы ландшафта. Изменение форм земель часто приводит к появлению незнакомых и прерывистых конфигураций. Новые линейные узоры появляются по мере добычи материала и разработки отвалов мусора. Различные цвета и текстуры проявляются по мере удаления растительного покрова и отгрузки вскрышных пород в сторону. Создаются пыль, вибрация и запахи дизельных выхлопов (влияющие на зрение, звук и запах). Жители местных сообществ часто находят такое воздействие тревожным или неприятным. В случае удаления вершин гор вершины гор или холмов удаляются, чтобы обнажить мощные угольные пласты под ними. Удаленная почва и камни откладываются в близлежащих долинах, впадинах и впадинах, что приводит к блокировке (и загрязнению) водных путей. [ 10 ] [ 11 ]
Удаление почвы и вскрышных пород, покрывающих запасы угля, может привести к захоронению и потере верхнего слоя почвы, обнажить исходный материал и создать большие неплодородные пустоши. Нарушение почвы и связанное с ним уплотнение создают условия, способствующие эрозии. Удаление почвы с территории, подлежащей открытой добыче, изменяет или уничтожает многие естественные характеристики почвы, а также снижает ее биоразнообразие и продуктивность для сельского хозяйства. Структура почвы может быть нарушена в результате измельчения или разрушения агрегатов. [ 10 ]
Обрушение шахт (или их проседание) может привести к серьезным последствиям над землей, которые особенно разрушительны в развитых регионах. Подземная добыча угля в Германии (особенно в Северном Рейне-Вестфалии ) повредила тысячи домов, а угледобывающие предприятия выделили большие суммы на финансирование будущих убытков от проседаний в рамках своих схем страхования и государственных субсидий. В особенно впечатляющем случае в немецком регионе Саар (еще один исторический район угледобычи) предполагаемое обрушение шахты в 2008 году привело к землетрясению силой 4,0 балла по шкале Рихтера , причинив некоторый ущерб домам. Раньше более мелкие землетрясения становились все более частыми, и добыча угля в этом районе была временно приостановлена. [ 12 ]
В ответ на негативные последствия добычи угля для земель и обилие заброшенных шахт в США федеральное правительство приняло Закон о контроле над горными работами и рекультивации 1977 года , который требует планов рекультивации будущих участков добычи угля. Эти планы должны быть одобрены федеральными властями или властями штата до начала добычи. [ 9 ]
Управление водными ресурсами
[ редактировать ]Открытая добыча полезных ископаемых может нанести вред грунтовым водам разными способами: путем дренажа полезной воды из неглубоких водоносных горизонтов; понижение уровня воды на прилегающих территориях и изменение направления стока в водоносных горизонтах; загрязнение пригодных к эксплуатации водоносных горизонтов ниже горнодобывающих предприятий вследствие инфильтрации (просачивания) некачественных шахтных вод ; и повышенное проникновение осадков на отвалы. [ 13 ] При наличии угля или углистых сланцев повышенная инфильтрация может привести к: увеличению стока некачественной воды и эрозии из отвалов, пополнению некачественной воды в неглубокие водоносные горизонты подземных вод и поступлению некачественной воды в близлежащие ручьи. [ 14 ]
Загрязнение как грунтовых вод, так и близлежащих ручьев может сохраняться в течение длительного периода времени. Ухудшение качества ручья происходит из-за кислых шахтных дренажей , токсичных микроэлементов, высокого содержания растворенных твердых веществ в шахтных дренажных водах, а также увеличения нагрузки наносов, сбрасываемых в ручьи. При обнажении поверхности угля пирит вступает в контакт с водой и воздухом и образует серную кислоту . Когда вода сливается из шахты, кислота попадает в водные пути; до тех пор, пока дождь выпадает на хвосты шахты , производство серной кислоты продолжается, независимо от того, работает шахта или нет. [ 15 ] Кроме того, кучи отходов и отвалы для хранения угля могут образовывать осадки в ручьях. Поверхностные воды могут стать непригодными для сельского хозяйства, потребления человеком, купания или других бытовых целей. [ 16 ]
Существует пять основных технологий, используемых для контроля потока воды на рудниках: отводные системы, золоотвалы (поверхностные водохранилища), системы откачки грунтовых вод, системы подземного дренажа и подземные барьеры. [ нужна ссылка ]
В Соединенных Штатах из-за небольшого количества федеральных и государственных правил, касающихся золоотвалов, на большинстве электростанций не используются геомембраны , системы сбора фильтрата или другие средства контроля потока, которые часто встречаются на городских свалках твердых отходов. [ 17 ] Агентство по охране окружающей среды (EPA) ввело более строгие требования к золоотвалам и свалкам в своем первом национальном постановлении в 2015 году. [ 18 ] Впоследствии были судебные разбирательства и несколько поправок или предложенных изменений в правила. Окончательные правила ожидаются по состоянию на декабрь 2020 года. [ 19 ]
Загрязнение воды
[ редактировать ]Угольные котлы, использующие либо уголь, либо бурый уголь, богатый известняком , производят летучую золу , содержащую оксид кальция (CaO). CaO легко растворяется в воде с образованием гашеной извести (Ca(OH) 2 ), которая с дождевой водой попадает в реки/поливные воды с территорий золоотвалов. В процессе умягчения извести осаждаются ионы Ca и Mg/устраняется временная жесткость воды, а также преобразуются бикарбонаты натрия в речной воде в карбонат натрия. [ 20 ] Карбонат натрия (стиральная сода) далее реагирует с оставшимися в воде кальцием и магнием, удаляя/осаждая общую жесткость . Кроме того, водорастворимые соли натрия, присутствующие в золе, еще больше повышают содержание натрия в воде. Таким образом, речная вода превращается в мягкую воду за счет удаления ионов Ca и Mg и повышения содержания ионов Na в угольных котлах. Применение мягкой воды при орошении (поверхностных или грунтовых вод) превращает плодородные почвы в щелочно-натриевые . [ 21 ] речной воды Щелочность и натриенность из-за накопления солей в оставшейся воде после различных потерь на транспирацию и испарение становятся острыми, когда в речном бассейне установлено множество угольных котлов и электростанций. Содержание речной воды влияет на окультуренные речные бассейны ниже по течению, расположенные в Китае, Индии, Египте, Пакистане, Западной Азии, Австралии, западной части США и т. д. [ 22 ]
Сбросы загрязняющих веществ из золоотвалов в поверхностные воды обычно включают мышьяк , свинец , ртуть , селен , хром и кадмий . [ 23 ] В США сбросы в поверхностные воды регулируются разрешениями Национальной системы ликвидации выбросов загрязняющих веществ (NPDES). [ 24 ]
Управление отходами
[ редактировать ]При сжигании угля остается значительное количество летучей золы, которую обычно хранят в золоотвалах (мокрое хранение) или на свалках (сухое хранение). Загрязнители, такие как тяжелые металлы, попадают в грунтовые воды из необлицованных прудов или свалок и могут загрязнять водоносные горизонты на десятилетия или столетия. [ 25 ] Агентство по охране окружающей среды классифицировало 44 объекта в США как потенциальную опасность для населения. Такая классификация означает, что места захоронения отходов могут стать причиной гибели людей и значительного материального ущерба, если такое событие, как ураган, террористическая атака или разрушение конструкции, приведет к разливу. По оценкам Агентства по охране окружающей среды, по всей стране для хранения золы угольных электростанций используется около 300 сухих свалок и влажных прудов-хранилищ. В хранилищах хранятся негорючие компоненты угля , в том числе зола, улавливаемая оборудованием, предназначенным для снижения загрязнения воздуха. [ 26 ]
В малоугольных районах отходы образуют отвалы . [ нужна ссылка ]
Дикая природа
[ редактировать ]Открытая добыча угля наносит прямой и косвенный ущерб дикой природе. Воздействие на дикую природу обусловлено, прежде всего, нарушением, удалением и перераспределением поверхности суши. Некоторые воздействия носят краткосрочный характер и ограничиваются территорией рудника, однако другие имеют далеко идущие долгосрочные последствия.
Самым непосредственным воздействием на дикую природу является уничтожение или перемещение видов в местах раскопок и отвалов грунта. Ямы и отвалы не способны обеспечить пищу и укрытие для большинства видов диких животных. Подвижные виды диких животных, такие как охотничьи животные, птицы и хищники, покидают эти территории. Более сидячие животные, такие как беспозвоночные, рептилии, роющие грызуны и мелкие млекопитающие, могут быть уничтожены. Сообщество микроорганизмов и процессы круговорота питательных веществ нарушаются перемещением, хранением и перераспределением почвы.
Деградация водной среды обитания представляет собой серьезное воздействие открытой добычи полезных ископаемых и может быть заметно за многие мили от места добычи. Загрязнение поверхностных вод отложениями является обычным явлением при открытой добыче полезных ископаемых. В результате открытой добычи урожайность отложений может увеличиться в тысячу раз по сравнению с прежним уровнем. [ 27 ]
Воздействие отложений на водную фауну варьируется в зависимости от вида и степени загрязнения. Высокий уровень отложений может напрямую убить рыбу, засыпать нерестилища, уменьшить светопропускание, изменить температурные градиенты, заполнить водоемы, распространить потоки рек на более широкие и мелководные территории и сократить производство водных организмов, используемых в пищу другими видами. Эти изменения разрушают среду обитания ценных видов и могут улучшить среду обитания менее желательных видов. Существующие условия уже являются неблагоприятными для некоторых пресноводных рыб в Соединенных Штатах, и заиление их среды обитания может привести к их исчезновению. Самое сильное загрязнение дренажных отложений обычно происходит через 5–25 лет после добычи полезных ископаемых. В некоторых районах отвалы без растительности продолжают разрушаться даже через 50–65 лет после добычи полезных ископаемых. [ 9 ]
Присутствие кислотообразующих материалов, обнаруженных в результате открытых горных работ, может повлиять на дикую природу, уничтожая среду обитания и вызывая прямое уничтожение некоторых видов. Меньшие концентрации могут подавлять продуктивность, скорость роста и воспроизводство многих водных видов. Кислоты, разбавленные концентрации тяжелых металлов и высокая щелочность могут нанести серьезный ущерб дикой природе в некоторых районах. Продолжительность загрязнения кислотными отходами может быть продолжительной; оценки времени, необходимого для выщелачивания подвергшихся воздействию кислотных материалов на востоке США, варьируются от 800 до 3000 лет. [ 9 ]
Загрязнение воздуха
[ редактировать ]Выбросы в атмосферу
[ редактировать ]В северном Китае загрязнение воздуха в результате сжигания ископаемого топлива, в основном угля, приводит к тому, что люди умирают в среднем на 5,5 лет раньше, чем могли бы в противном случае.
— Тим Фланнери , Атмосфера надежды , 2015. [ 28 ]
Согласно отчету Всемирной организации здравоохранения за 2008 год, загрязнение угольными частицами , по оценкам, ежегодно сокращает жизни примерно 10 000 человек во всем мире. [ 29 ] Исследование 2004 года, проведенное по заказу экологических групп, но оспариваемое Агентством по охране окружающей среды США , пришло к выводу, что сжигание угля уносит в Соединенных Штатах 24 000 жизней в год. [ 30 ] Совсем недавно академическое исследование показало, что преждевременная смертность от загрязнения воздуха углем составляет около 52 000 человек в год. [ 31 ] По сравнению с электроэнергией, получаемой из природного газа посредством гидроразрыва пласта, угольная электроэнергия в 10–100 раз более токсична, в основном из-за количества твердых частиц, выбрасываемых во время сгорания. [ 32 ] Если сравнивать уголь с солнечной фотоэлектрической генерацией, последняя могла бы спасти 51 999 жизней американцев в год, если бы солнечная энергия заменила угольную энергетику в США. [ 33 ] [ 34 ] Из-за сокращения рабочих мест, связанных с добычей угля, исследование показало, что примерно один американец преждевременно умирает от загрязнения углем на каждое оставшееся рабочее место в добыче угля. [ 35 ]
Уголь и его отходы (включая летучую золу , золу и котельный шлак) выделяют около 20 токсичных химических веществ, включая мышьяк , свинец , ртуть , никель , ванадий , бериллий , кадмий , барий , хром , медь , молибден , цинк , селен. и радий , которые опасны при попадании в окружающую среду. Хотя эти вещества представляют собой следы примесей, при сжигании угля выделяется достаточное количество этих веществ. [ 36 ]
в Высокогорный район Мпумаланга Южной Африке является самым загрязненным районом в мире из-за горнодобывающей промышленности и угольных электростанций. [ 37 ] а лоувелд рядом со знаменитым парком Крюгера также находится под угрозой новых проектов по добыче полезных ископаемых. [ 38 ]
Во время горения в результате реакции между углем и воздухом образуются оксиды углерода, в том числе диоксид углерода (CO 2 , важный парниковый газ ), оксиды серы (в основном диоксид серы , SO 2 ) и различные оксиды азота (NO x ). Из-за водородосодержащих и азотистых компонентов угля гидриды и нитриды углерода и серы. при горении угля на воздухе образуются также [ нужна ссылка ] К ним относятся цианистый водород (HCN), нитрат серы (SNO 3 ) и другие токсичные вещества.
SO 2 и оксид азота вступают в реакцию в атмосфере с образованием мелких частиц и приземного озона и переносятся на большие расстояния, что затрудняет достижение здорового уровня контроля загрязнения в других штатах.
Мокрые градирни, используемые на угольных электростанциях и т. д., выделяют снос и туман, которые также представляют собой проблему для окружающей среды. В дрейфе содержатся пригодные для дыхания взвешенные частицы . В случае градирен с подпиткой морской водой на близлежащих землях отлагаются соли натрия, которые превращают землю в солончак , снижая плодородие растительных земель, а также вызывая коррозию близлежащих сооружений.
Иногда в угольных пластах под землей возникают пожары. Когда угольные пласты обнажены, риск пожара увеличивается. Выветренный уголь также может повысить температуру земли, если его оставить на поверхности. Почти все пожары в твердом угле возникают в результате поверхностных пожаров, вызванных людьми или молниями. Самовозгорание возникает, когда уголь окисляется, а поток воздуха недостаточен для рассеивания тепла; чаще всего это происходит в отвалах и отвалах, реже в залегающих под землей угольных пластах. При возникновении угольных пожаров происходит загрязнение воздуха в результате выбросов дыма и вредных паров в атмосферу. Пожары в угольных пластах могут гореть под землей десятилетиями, угрожая уничтожением лесов, домов, дорог и другой ценной инфраструктуры. Самым известным пожаром в угольных пластах, возможно, стал тот, который привел к постоянной эвакуации жителей Централии, штат Пенсильвания , США. [ 39 ]
Приблизительно 75 Тг/С в год двуокиси серы (SO 2 ) выделяется при сжигании угля. После выброса диоксид серы окисляется до газообразного H 2 SO 2 , который рассеивает солнечную радиацию, поэтому их увеличение в атмосфере оказывает охлаждающее воздействие на климат, которое маскирует часть потепления, вызванного увеличением выбросов парниковых газов. Выбросы SO 2 также способствуют повсеместному закислению экосистем. [ 40 ]
Выбросы ртути
[ редактировать ]В 2011 году электростанции США выбросили половину ртутных загрязнителей воздуха в стране. [ 41 ] В феврале 2012 года Агентство по охране окружающей среды выпустило постановление о стандартах по токсичности ртути и воздуха (MATS), которое требует от всех угольных электростанций существенно сократить выбросы ртути. [ 42 ] [ 43 ]
В штате Нью-Йорк ветры выносят ртуть с угольных электростанций Среднего Запада, загрязняя воды гор Катскилл . Ртуть концентрируется в пищевой цепочке, поскольку она превращается в метилртуть , токсичное соединение, которое наносит вред как дикой природе, так и людям, потребляющим пресноводную рыбу . [ 44 ] [ 45 ] [ 46 ] Ртуть потребляют черви, которых поедают рыбы, которых поедают птицы (в том числе белоголовые орланы ). По состоянию на 2008 год уровень ртути у белоголовых орланов в Катскиллах достиг новых высот. [ 47 ] «Люди почти полностью подвергаются воздействию метилртути, поедая зараженную рыбу и диких животных, которые находятся на вершине водных пищевых цепочек». [ 48 ] На морскую рыбу приходится большая часть воздействия метилртути на человека ; весь спектр источников метилртути в океанических рыбах недостаточно изучен. [ 49 ]
Ежегодная избыточная смертность и заболеваемость
[ редактировать ]В 2008 году Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) и другие организации подсчитали, что загрязнение угольными частицами ежегодно является причиной примерно одного миллиона смертей во всем мире. [ 29 ] что составляет примерно треть всех преждевременных смертей, связанных со всеми источниками загрязнения воздуха, [ 50 ] например в Стамбуле по болезням легких и раку. [ 51 ]
Загрязняющие вещества, выбрасываемые при сжигании угля, включают мелкие частицы ( PM2,5 ) и приземный озон . Ежегодно сжигание угля без использования доступных технологий контроля загрязнения приводит к тысячам предотвратимых смертей в Соединенных Штатах. Исследование, проведенное по заказу Ассоциации медсестер Мэриленда в 2006 году, показало, что выбросы всего шести угольных электростанций Мэриленда вызывают 700 смертей в год по всей стране, в том числе 100 в Мэриленде. [ 52 ] С момента установки оборудования по снижению загрязнения на одном из этих шести заводов в Брэндон-Шорс теперь «производится на 90 процентов меньше оксида азота, компонента смога; на 95 процентов меньше серы, которая вызывает кислотные дожди; и значительно меньше фракций других загрязняющих веществ». [ 52 ] В Соединенных Штатах за десятилетие 2005–2014 годов умирало в среднем 26 шахтеров в год. [ 6 ]
Экономические затраты
[ редактировать ]Финансируемое ЕС в 2001 году исследование, известное как ExternE, или «Внешние эффекты энергетики», проведенное за десятилетие с 1995 по 2005 год, показало, что стоимость производства электроэнергии из угля удвоится по сравнению с ее нынешней стоимостью, если принять во внимание внешние затраты. Эти внешние издержки включают ущерб окружающей среде и здоровью человека от переносимых по воздуху твердых частиц , оксидов азота , хрома VI и выбросов мышьяка, образующихся при сжигании угля. Было подсчитано, что внешние затраты на переработку ископаемого топлива составляют до 1–2% от всего валового внутреннего продукта (ВВП) ЕС , причем уголь является основным ответственным ископаемым топливом, и это было до того, как внешние издержки глобального потепления из-за этих источники были даже включены. [ 53 ] Исследование показало, что экологические и медицинские затраты только на уголь составляют 60 евро/ МВтч , при этом источниками энергии с наименьшими внешними затратами являются атомная энергетика (1,9 евро/МВтч) и ветровая энергия (0,90 евро/МВтч). [ 54 ]
высокий уровень отказов материнских плат в Китае и Индии, по-видимому, обусловлен «сернистым загрязнением воздуха, вызванным углем, сжигаемым для выработки электроэнергии. Он разъедает медные схемы» . Intel, По мнению исследователей [ 55 ]
Выбросы парниковых газов
[ редактировать ]Сжигание угля вносит наибольший вклад в антропогенное увеличение содержания CO 2 в атмосфере . [ 56 ] Производство электроэнергии с использованием сжигания угля производит примерно в два раза больше парниковых газов на киловатт по сравнению с производством с использованием природного газа . [ 57 ]
Добыча угля выделяет метан, мощный парниковый газ. Метан является естественным продуктом распада органического вещества, поскольку угольные залежи образуются с увеличением глубины залегания, повышением температуры и повышением давления в течение геологического времени. Часть добываемого метана поглощается углем, а затем выделяется из угольного пласта (и окружающих нарушенных пластов) в процессе добычи. [ 58 ] На метан приходится 10,5 процентов выбросов парниковых газов, образующихся в результате деятельности человека. [ 59 ] По данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата , потенциал глобального потепления у метана в 21 раз выше, чем у углекислого газа, в течение 100-летнего периода. В процессе добычи полезных ископаемых могут выделяться карманы метана. Эти газы могут представлять угрозу для шахтеров, а также быть источником загрязнения воздуха. Это происходит из-за ослабления давления и разрушения пластов во время горнодобывающих работ, что, если не управлять ими должным образом, вызывает опасения по поводу безопасности шахтеров. Нарастание давления в пластах может привести к взрывам во время (или после) процесса добычи полезных ископаемых, если не принять меры профилактики, такие как «дренаж метана». [ 58 ]
В 2008 году Джеймс Э. Хансен и Пушкир Хареча опубликовали рецензируемое научное исследование, в котором анализируется влияние поэтапного отказа от угля на уровни CO 2 в атмосфере . Их базовый сценарий смягчения последствий предусматривал поэтапный отказ от глобальных выбросов угля к 2050 году. Согласно сценарию «Бизнес как обычно» , пик содержания CO 2 в атмосферу в атмосфере достигнет 563 частей на миллион (ppm) в 2100 году. Согласно четырем сценариям поэтапного отказа от угля, выбросы CO 2 достигает максимума на уровне 422–446 частей на миллион между 2045 и 2060 годами, а затем снижается. [ 60 ]
Радиационное воздействие
[ редактировать ]Уголь также содержит низкие уровни урана , тория и других встречающихся в природе радиоактивных изотопов , которые при попадании в окружающую среду могут привести к радиоактивному загрязнению . [ 36 ] [ 61 ] Угольные электростанции излучают радиацию в виде радиоактивной золы , которая вдыхается и проглатывается соседями, а также попадает в сельскохозяйственные культуры. В документе Национальной лаборатории Ок-Ридж, опубликованном в 1978 году , было подсчитано, что угольные электростанции того времени могут принести ожидаемую дозу всего тела в размере 19 мкЗв в год своим непосредственным соседям в радиусе 500 м. [ 62 ] В отчете Научного комитета Организации Объединенных Наций по действию атомной радиации за 1988 год ожидаемая доза на расстоянии 1 км составила 20 мкЗв/год для старых станций или 1 мкЗв/год для новых станций с улучшенным улавливанием летучей золы, но не смог подтвердить это. эти цифры по тесту. [ 63 ]
За исключением содержащихся отходов и непреднамеренных выбросов атомных электростанций, угольные электростанции выносят в окружающую среду больше радиоактивных отходов, чем атомные электростанции, на единицу произведенной энергии. Заводская радиация, переносимая летучей золой, полученной из угля, доставляет в окружающую среду в 100 раз больше радиации, чем нормальная работа атомной электростанции с такой же производительностью. [ 64 ] Это сравнение не учитывает остальную часть топливного цикла, т.е. добычу и переработку угля и урана, а также захоронение отходов. Эксплуатация угольной электростанции мощностью 1000 МВт приводит к дозе ядерного облучения 490 человеко-бэр/год по сравнению со 136 человеко-бэр/год для эквивалентной атомной электростанции, включая добычу урана, эксплуатацию реактора и захоронение отходов. . [ 65 ]
Опасности для шахтеров
[ редактировать ]Исторически добыча угля была очень опасной деятельностью, и список исторических катастроф при добыче угля длинный. Основными опасностями являются обрушения стен шахты и столкновения транспортных средств; Опасности подземных горных работ включают удушье, отравление газом, обрушение крыши и взрывы газа . Хронические заболевания легких , такие как пневмокониоз (черное легкое), когда-то были распространены среди шахтеров, что приводило к сокращению продолжительности жизни . В некоторых горнодобывающих странах черное легкое все еще распространено: ежегодно в США регистрируется 4000 новых случаев заболевания черным легким (4 процента рабочих ежегодно) и 10 000 новых случаев в год в Китае (0,2 процента рабочих). [ 66 ] В некоторых регионах ставки могут быть выше, чем сообщалось.
В Соединенных Штатах за десятилетие 2007–2016 годов в среднем погибало 23 шахтера в год. [ 6 ] Недавние катастрофы на угольной шахте в США включают катастрофу на шахте Саго в январе 2006 года. В 2007 году в результате аварии на шахте Юта в штате Крэндалл-Каньон погибли девять шахтеров, шесть из которых были погребены. [ 67 ] В апреле 2010 года в результате катастрофы на шахте Upper Big Branch в Западной Вирджинии погибли 29 горняков. [ 68 ]
Однако в менее развитых странах и некоторых развивающихся странах многие шахтеры продолжают умирать ежегодно либо в результате прямых несчастных случаев на угольных шахтах, либо в результате неблагоприятных последствий для здоровья в результате работы в плохих условиях. В частности, в Китае наблюдается самое большое в мире число смертей, связанных с добычей угля: официальная статистика утверждает, что в 2004 году было зарегистрировано 6027 смертей. [ 69 ] Для сравнения: в том же году в США было зарегистрировано 28 смертей. [ 70 ] Добыча угля в Китае в два раза превышает добычу в США. [ 71 ] в то время как число шахтеров примерно в 50 раз больше, чем в США, в результате чего смертность на угольных шахтах в Китае в 4 раза выше на одного работника (в 108 раз чаще на единицу продукции), чем в США.
Скопления опасного газа известны как сырости: [ 72 ]
- Черная сырость : смесь углекислого газа и азота в шахте может вызвать удушье. Бескислородное состояние возникает в результате истощения кислорода в закрытых помещениях, например, в результате коррозии.
- После сырости : похож на черную сырость, после сырости состоит из угарного газа , углекислого газа и азота и образуется после взрыва шахты.
- Огнестойкая жидкость : состоит в основном из метана , легковоспламеняющегося газа, который взрывается от 5% до 15%, а при 25% он вызывает удушье .
- Вонь сырости : названа так из-за запаха тухлых яиц и сероводорода . Вонь сырости может взорваться, а также очень токсична.
- Белая влажность : воздух, содержащий угарный газ, который токсичен даже в низких концентрациях.
Взрывы рудничного газа могут спровоцировать гораздо более опасные взрывы угольной пыли , которые могут охватить всю шахту. Большинство этих рисков можно значительно снизить на современных шахтах, а в некоторых частях развитого мира сейчас редки случаи множественных смертельных исходов. Современная добыча полезных ископаемых в США приводит к примерно 30 смертельным случаям в год из-за несчастных случаев на шахтах. [ 73 ]
См. также
[ редактировать ]- Смягчение загрязнения углем – серия систем и технологий
- Сжижение угля - химический процесс преобразования угля в жидкие углеводороды.
- Ende Gelände – Движение за климатическую справедливость в Германии
- Поэтапный отказ от ископаемого топлива – постепенное сокращение использования и производства ископаемого топлива.
- Электростанция, работающая на ископаемом топливе - объект, который сжигает ископаемое топливо для производства электроэнергии.
- Парниковый газ - газ в атмосфере с определенными характеристиками поглощения.
- Воздействие атмосферных твердых частиц на здоровье – микроскопические твердые или жидкие вещества, взвешенные в атмосфере Земли.
- Закисление океана – снижение уровня pH в океане.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ РадТаун США | Агентство по охране окружающей среды США
- ^ Токсичный воздух: аргументы в пользу очистки угольных электростанций (PDF) (Отчет). Американская ассоциация легких. Март 2011 г. Архивировано из оригинала (PDF) 15 мая 2012 г. . Проверено 9 марта 2012 г.
- ^ «Воздействие угольной энергетики на окружающую среду: загрязнение воздуха» . Союз неравнодушных ученых . Архивировано из оригинала 11 ноября 2005 года . Проверено 9 марта 2012 г.
- ^ Хеннеман, Лукас; Шуарат, Кристина; Дедусси, Ирен; Доминичи, Франческа; Робертс, Джессика; Зиглер, Корвин (24 ноября 2023 г.). «Риск смертности от производства угольной электроэнергии в США» . Наука . 382 (6673): 941–946. doi : 10.1126/science.adf4915 . ISSN 0036-8075 .
- ^ Ричи, Ханна; Розер, Макс (28 декабря 2023 г.). «Какие источники энергии самые безопасные и чистые?» . Наш мир в данных .
- ^ Jump up to: а б с «Смерти на угле с 1900 по 2016 год» . Арлингтон, Вирджиния: Управление по безопасности и гигиене труда в шахтах США (MSHA). Архивировано из оригинала 3 октября 2015 года . Проверено 25 октября 2017 г.
- ^ «Китай меняет подход к фатальным авариям на добыче угля, чтобы обеспечить безопасность поставок» . МАЙНИНГ.КОМ . Проверено 25 января 2024 г.
- ^ Гамильтон, Майкл С. (2005). Экологическая политика горнодобывающей промышленности: сравнение Индонезии и США . Исследования Эшгейта в области экологической политики и практики. Берлингтон, Вирджиния: Ashgate Publishing . ISBN 978-0-7546-4493-4 .
- ^ Jump up to: а б с д Министерство внутренних дел США. 1979. Постоянная программа регулирования, реализующая раздел 01(b) Закона о контроле над горными работами и рекультивации 1977 года: Заявление о воздействии на окружающую среду . Вашингтон, округ Колумбия
- ^ Jump up to: а б с д Сквиллаче, Марк. Справочник по добыче полезных ископаемых: Руководство для граждан угольных месторождений по использованию закона для борьбы с разрушительными последствиями открытой и подземной добычи. Архивировано 4 июня 2012 года в Wayback Machine , Вашингтон, округ Колумбия: Институт экологической политики, Друзья Земли, 1990.
- ^ Jump up to: а б с Министерство внутренних дел США . Уголь: воздействие на строительство и добычу полезных ископаемых. Архивировано 1 марта 2012 года в Wayback Machine , Вашингтон, округ Колумбия: Управление энергетики и экономического развития Индии, Центр обмена информацией по энергетике и окружающей среде племен (TEEIC). Проверено 9 марта 2012 г.
- ^ Баркин, Ной (24 февраля 2008 г.). «Горнодобывающая промышленность вызвала землетрясение в Западной Германии» . Рейтер . Проверено 22 октября 2008 г.
- ^ «Воздействие горнодобывающей деятельности на водные ресурсы: обзорное исследование» .
- ^ Рейтер, Томас Хераусгебер. (2015). Предотвращение глобального экологического коллапса: роль антропологии и местных знаний . ISBN 978-1-4438-7597-4 . OCLC 959228681 .
- ^ «Воздействие добычи угля на окружающую среду» . Всемирный институт угля. Архивировано из оригинала 23 октября 2008 года . Проверено 22 октября 2008 г.
- ^ Тивари, РК (1 ноября 2001 г.). «Экологическое воздействие добычи угля на водный режим и управление им». Загрязнение воды, воздуха и почвы . 132 (1–2): 185–199. Бибкод : 2001WASP..132..185T . дои : 10.1023/А:1012083519667 . ISSN 1573-2932 . S2CID 91408401 . (требуется подписка) .
- ^ Кесслер, К.А. (1981). «История влажного захоронения ископаемых растительных отходов». Журнал энергетического отдела . 107 (2). Американское общество инженеров-строителей: 199–208. дои : 10.1061/JDAEDZ.0000063 .
- ^ Агентство по охране окружающей среды. «Система управления опасными и твердыми отходами; утилизация остатков сгорания угля на электроэнергетических предприятиях». 80 ФР 21301 , 17 апреля 2015 г.
- ^ «Правила утилизации отходов сгорания угля электроэнергетических предприятий» . Вашингтон, округ Колумбия: Агентство по охране окружающей среды США (EPA). 14 декабря 2020 года. Архивировано из оригинала 24 января 2020 года . Проверено 16 февраля 2020 г. .
- ^ «Умягчение осадков, GE Power & Water» . Архивировано из оригинала 24 января 2013 года . Проверено 11 октября 2012 г.
- ↑ Управление качеством оросительной воды, Университет штата Орегон, США. Архивировано 19 октября 2013 г. на Wayback Machine , проверено 4 октября 2012 г.
- ^ Дж. Келлер; А. Келлер; Г. Давидс. «Этапы развития речного бассейна и последствия закрытия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 19 октября 2013 года . Проверено 25 августа 2012 г.
- ^ «Правила по сбросам паровых электростанций — окончательное правило 2015 г.» . Агентство по охране окружающей среды. 6 ноября 2019 года. Архивировано из оригинала 29 апреля 2017 года . Проверено 16 февраля 2020 г. .
- ^ «Национальная система ликвидации выбросов загрязняющих веществ» . Агентство по охране окружающей среды. 14 декабря 2020 г.
- ^ Милман, Оливер (4 марта 2019 г.). «Большинство угольных электростанций США загрязняют грунтовые воды токсинами, как показывает анализ» . Хранитель . ISSN 0261-3077 . Архивировано из оригинала 16 июня 2020 года . Проверено 16 февраля 2020 г. .
- ^ «Ассошиэйтед Пресс – июнь 2009 г.» . [ мертвая ссылка ]
- ^ Постоянная программа регулирования, реализующая раздел 501 (b) Закона о контроле за добычей полезных ископаемых и рекультивации 1977 года.
- ^ Тим Флэннери , Атмосфера надежды. Решения для климатического кризиса , Penguin Books , 2015, стр. 28 ( ISBN 9780141981048 ). В этом предложении книги есть примечание со ссылкой: Yuyu Chen et al. , «Данные о влиянии постоянного загрязнения воздуха на продолжительность жизни в результате политики Китая по реке Хуай» , Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки , том 110, номер 32, 6 августа 2013 г., страницы 12936-12941 .
- ^ Jump up to: а б Смертность на ТВт по источникам энергии. Архивировано 24 июля 2015 г. в Wayback Machine , Next Big Future, март 2011 г. Цитата: «Всемирная организация здравоохранения и другие источники приписывают около 1 миллиона смертей в год загрязнению воздуха углем».
- ^ «Смертоносные электростанции? Дебаты по исследованию топлива» . Новости Эн-Би-Си . 9 июня 2004 г. Архивировано из оригинала 12 февраля 2020 г. Проверено 6 марта 2012 г.
- ^ Кайаццо Ф., Ашок А., Вайц И.А., Йим С.Х. и Барретт С.Р., 2013. Загрязнение воздуха и ранняя смертность в Соединенных Штатах. Часть I: Количественная оценка воздействия основных секторов в 2005 г. Атмосферная среда, 79, стр. 198–208.
- ^ Чен, Лу; Миллер, Шели А.; Эллис, Брайан Р. (2017). «Сравнительное воздействие электроэнергии, произведенной из сланцевого газа и угля, на человека» . Экологические науки и технологии . 51 (21): 13018–13027. Бибкод : 2017EnST...5113018C . дои : 10.1021/acs.est.7b03546 . ПМИД 29016130 .
- ^ «США могли бы предотвратить множество смертей, перейдя с угля на солнечную энергию» . США СЕГОДНЯ . Проверено 23 января 2024 г.
- ^ Прехода, Эмили В.; Пирс, Джошуа М. (2017), «Потенциальные жизни, спасенные за счет замены угля производством солнечной фотоэлектрической электроэнергии в США» (PDF) , Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики , 80 : 710–715, doi : 10.1016/j.rser.2017.05 .119 , S2CID 113715270 , в архиве (PDF) из оригинала от 15 октября 2019 г. , получено 15 октября 2019 г.
- ^ «Эти две отрасли убивают больше людей, чем нанимают» . IFLНаука . Архивировано из оригинала 29 июля 2019 года . Проверено 9 марта 2019 г.
- ^ Jump up to: а б Габбард, Алекс (5 февраля 2008 г.). «Сжигание угля: ядерный ресурс или опасность» . Окриджская национальная лаборатория. Архивировано из оригинала 5 февраля 2007 года . Проверено 22 октября 2008 г.
- ^ «У нас самый грязный воздух в мире» . Ноябрь 2018. Архивировано из оригинала 23 марта 2021 года . Проверено 15 июня 2019 г.
- ^ «Много возражений против добычи полезных ископаемых рядом с Марлот-парком» . 31 мая 2019 г. Архивировано из оригинала 3 июня 2019 г. Проверено 15 июня 2019 г.
- ^ ДеКок, Дэвид, Невидимая опасность: трагедия людей, правительства и пожара на шахте Централия . Издательство Пенсильванского университета, 1986. ISBN 978-0-8122-8022-7 .
- ^ Воздействие человека на химию атмосферы, П. Дж. Крутцен и Дж. Леливельд, Ежегодный обзор наук о Земле и планетах, Vol. 29:17-45 (Дата публикации тома май 2001 г.)
- ^ «EPA выпускает первые национальные стандарты по загрязнению ртутью от электростанций / Исторические «стандарты по ртути и токсичности воздуха» соответствуют 20-летним требованиям по сокращению опасных выбросов из дымовых труб» . Агентство по охране окружающей среды. 21 декабря 2011 г. Пресс-релиз. Архивировано из оригинала 24 декабря 2011 года.
- ^ Агентство по охране окружающей среды. (16 февраля 2012 г.). «Национальные стандарты выбросов опасных загрязнителей воздуха из парогенерирующих установок, работающих на угле и нефти, и стандарты производительности для электроэнергетических установок, работающих на ископаемом топливе, промышленных, коммерческих и институциональных и малых промышленно-коммерческих и институциональных парогенерирующих установок. " Последнее правило. Федеральный реестр, 77 FR 9303
- ^ «Основная информация о стандартах по токсичности ртути и воздуха» . Агентство по охране окружающей среды. 8 июня 2017 г. Архивировано из оригинала 7 марта 2020 г. . Проверено 7 марта 2020 г.
- ^ «Атмосферный Меркурий» . Архивировано из оригинала 5 февраля 2012 года . Проверено 23 января 2024 г.
- ^ «Моделирование атмосферного Меркурия» . Архивировано из оригинала 5 февраля 2012 года . Проверено 23 января 2024 г.
- ^ Бригам М.Э., Краббенхофт Д.П., Гамильтон, Пенсильвания (2003). «Ртуть в речных экосистемах — новые исследования, инициированные Геологической службой США» . Геологическая служба США . Проверено 31 января 2008 г.
- ↑ Энтони Де Пальма, «Белоголовые орланы в Катскиллс показывают увеличение уровня ртути. Архивировано 15 апреля 2016 года в Wayback Machine New York Times, 24 ноября 2008 года.
- ↑ Информационный бюллетень 146-00: Ртуть в окружающей среде. Архивировано 18 июля 2015 г. в Wayback Machine , Геологическая служба США, октябрь 2000 г.
- ^ Яффе Э. (27 сентября 2007 г.). «Тайна моря» . Смитсоновский институт.com . Архивировано из оригинала 17 января 2008 года . Проверено 31 января 2008 г.
- ^ Шрейдер-Фрешетт, Кристин . Что будет работать: борьба с изменением климата с помощью возобновляемых источников энергии, а не ядерной энергии. Архивировано 29 декабря 2019 года в Wayback Machine , Oxford University Press , 2011, стр. 9, ISBN 0-19-979463-4 .
- ^ «ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОЗДУХА И СТАМБУЛ; Тревожные звоночки» . Генрих-Бёлль-Стифтунг Гизлилик Импрессум. Архивировано из оригинала 29 сентября 2018 года . Проверено 29 декабря 2016 г.
- ^ Jump up to: а б Угольная электростанция, жаждущая правил США. Архивировано 24 марта 2017 года в Wayback Machine , опубликовано 5 января 2012 года. Мэтью Л. Уолдом
- ^ «Новое исследование показывает реальную стоимость электроэнергии в Европе (пресс-релиз), ЕС, Генеральный директорат исследований, 25 июля 2001 г.» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 24 сентября 2015 г. Проверено 8 сентября 2012 г.
- ^ ExternE-Pol, Внешние затраты текущих и современных электроэнергетических систем, связанные с выбросами от работы электростанций и остальной части энергетической цепочки, окончательный технический отчет. Архивировано 15 апреля 2016 г. в Wayback Machine 2006. См. рис. 9, 9b и рис. 11.
- ^ «Ученые, изучающие ущерб компьютерам от загрязнения» . Миссулиан . 27 октября 2013 года. Архивировано из оригинала 28 октября 2013 года . Проверено 27 октября 2013 г.
- ^ Джеймс Хансен (2007). «Свидетельство Джеймса Э. Хансена из Совета по коммунальным предприятиям Айовы» (PDF) . Совет по коммунальным предприятиям штата Айова , Колумбийский университет . Архивировано (PDF) из оригинала 3 февраля 2009 г. Проверено 22 октября 2008 г.
- ^ «Воздействие угольной энергетики на окружающую среду: загрязнение воздуха» . Союз обеспокоенных ученых. Архивировано из оригинала 11 ноября 2005 года . Проверено 10 марта 2011 г.
- ^ Jump up to: а б «Метан, связанный с угольными пластами» . Угольная власть. Октябрь 2007 г. Архивировано из оригинала 13 октября 2008 г. Проверено 22 октября 2008 г.
- ^ «Откуда берутся парниковые газы — объяснение энергетики, ваш путеводитель по пониманию энергетики» . Управление энергетической информации Министерства энергетики США. 13 октября 2010 года. Архивировано из оригинала 18 февраля 2010 года . Проверено 19 февраля 2010 г.
- ^ Хареча ПО; Хансен Дж. Э. (2008). «Последствия «пика нефти» для атмосферного CO 2 и климата» . Глобальная биогеохимия. Циклы . 22 (3): GB3012. arXiv : 0704.2782 . Бибкод : 2008GBioC..22.3012K . дои : 10.1029/2007GB003142 . S2CID 53557160 . Архивировано из оригинала 13 сентября 2008 года.
- ^ «Радиоактивные элементы в угле и летучей золе, информационный бюллетень Геологической службы США 163-97» . Архивировано из оригинала 9 декабря 2006 года . Проверено 9 сентября 2005 г.
- ^ Макбрайд, JP; Мур, RE; Уизерспун, JP; Бланко, RE (8 декабря 1978 г.). «Радиологическое воздействие воздушных выбросов угольных и атомных электростанций» (PDF) . Наука . 202 (4372): 1045–50. Бибкод : 1978Sci...202.1045M . дои : 10.1126/science.202.4372.1045 . ПМИД 17777943 . S2CID 41057679 . Архивировано из оригинала (PDF) 27 сентября 2012 года . Проверено 15 ноября 2012 г.
Предполагаемые 50-летние ожидаемые дозы для всего тела в миллибэр за год работы электростанции составили: угольная электростанция - 1,9
стр. 35 - ^ Научный комитет ООН по действию атомной радиации (1988). «Приложение А» . Источники, последствия и риски ионизирующего излучения . Нью-Йорк: Организация Объединенных Наций. п. 83 . ISBN 978-92-1-142143-9 . Проверено 16 ноября 2012 г.
- ^ Хвистендаль, Мара. «Угольная зола более радиоактивна, чем ядерные отходы: Scientific American». Архивировано 12 июня 2013 г. в Wayback Machine , Scientific American , Nature America, Inc., 13 декабря 2007 г. Интернет. 18 марта 2011 г.
- ^ https://www.ornl.gov/sites/default/files/ORNL%20Review%20v26n3-4%201993.pdf . Архивировано 31 января 2017 г. на Wayback Machine , стр. 28.
- ^ Abelard.org. Архивировано 13 января 2018 года на Wayback Machine , «Катастрофы, связанные с ископаемым топливом».
- ^ «Группа по расследованию смертельной аварии на шахте» . Нью-Йорк Таймс . Ассошиэйтед Пресс. 4 сентября 2007 г. Архивировано из оригинала 4 апреля 2020 г. . Проверено 24 февраля 2017 г.
- ^ Урбина, Ян (9 апреля 2010 г.). «После катастрофы на шахте в Западной Вирджинии выживших не обнаружено» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 28 марта 2019 года . Проверено 24 февраля 2017 г.
- ^ Разбор смертельных подробностей из статистики безопасности угольных шахт Китая | КЛБ
- ^ «Смерти на угольной промышленности по штатам по календарным годам» (PDF) . МСХА. 24 октября 2017 г. Архивировано из оригинала (PDF) 23 февраля 2011 г. . Проверено 2 октября 2013 г.
- ^ «Всемирный институт угля – Добыча угля» . Архивировано из оригинала 30 апреля 2008 года.
- ^ возможно, от немецкого слова «Dampf», что означает пар или пар.
- ^ Профессиональные опасности.com. «Защита органов дыхания в угольных шахтах». Архивировано 23 апреля 2008 г. в Wayback Machine.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- [1] онлайн-инструмент для выявления случаев смерти на конкретных угольных электростанциях.
- Информационный бюллетень Агентства по охране окружающей среды: Правила межштатного загрязнения воздуха (CSAPR)
- Воздействие угольной энергетики на окружающую среду: загрязнение воздуха Союз обеспокоенных ученых
- Загрязнение воздуха от угольных электростанций Global Energy Monitor
- Воздействие угля на окружающую среду Global Energy Monitor
- Карта смертности и болезней от Целевой группы по чистому воздуху на электростанциях США
- Выбросы опасных загрязнителей воздуха от угольных электростанций Американская ассоциация легких