10 Vplyv uhlia, jeho ťažby a elektrárne na životné prostredie

Uhlie je najhojnejším zdrojom paliva, ktorého výroba a premena na užitočnú energiu je relatívne lacná. Je tiež najobľúbenejší a predstavuje takmer 40 percent celkovej celosvetovej výroby elektriny.  

Vplyvy uhlia na životné prostredie však boli identifikované a súvisia s jeho výrobou a využívaním prírodný zdroj.

Uhlie vzniká z prehistorická vegetácia ktoré sa nahromadili asi pred 300 miliónmi rokov, keď bola veľká časť zemského povrchu pokrytá močiarmi. Keď rastliny a stromy v týchto bažinatých oblastiach začali odumierať, ich pozostatky sa ponorili do močiarnej krajiny, z ktorej sa nakoniec vytvoril hustý materiál nazývaný rašelina.

V priebehu času sa nad rašelinou nahromadili vrstvy sedimentu a pôdy. Kombinácia tepla zo zemského jadra a tlaku hornín a sedimentov spôsobila eventuálnu tvorbu uhlia bohatého na uhlík.

Použitie uhlia možno vysledovať okolo roku 50 nášho letopočtu z oharkov v rímskych ruinách v Británii. Existujú aj dôkazy, ktoré naznačujú, že Gréci v 4. storočí používali uhlie ako palivo. Rozsiahla ťažba uhlia v Británii sa však začala až v 13. storočí.

S ťažbou uhlia sú spojené významné environmentálne dopady. Mohlo by to vyžadovať odstránenie obrovského množstva ornice, čo by viedlo k erózii, strata biotopua znečistenia.

Ťažba uhlia spôsobuje kyslé odvodňovanie baní, čo spôsobuje rozpúšťanie ťažkých kovov a ich presakovanie do podzemných a povrchových vôd. Pracovníci uhoľných baní tiež niekedy čelia vážnym zdravotným problémom vrátane pľúcneho ochorenia z dlhodobého vystavenia uhoľnému prachu v baniach.

Environmentalisti a vedci sa však vážne angažovali, aby ponúkli viac šetrné k životnému prostrediu spôsob ťažby uhlia a jeho využitie.

Čo je uhlie?

Uhlie je sedimentárna organická hornina, ktorá sa skladá hlavne z uhlíka, vodíka a kyslíka a je ľahko horľavá. Vyskytuje sa takmer v každej krajine na svete, predovšetkým na miestach, kde existovali prehistorické lesy a močiare predtým, ako boli pochované a stlačené počas miliónov rokov.

Je čierna alebo hnedočierna a má zloženie, ktoré pozostáva z viac ako 50 percent hmotnosti a viac ako 70 percent objemu uhlíkatého materiálu, ktorý možno spáliť na palivo a použiť na výrobu elektriny.

Uhlie sa tvorí z rastlinných zvyškov, ktoré boli zhutnené, vytvrdené, chemicky zmenené a metamorfované teplom a tlakom v priebehu geologického času.

Zaujímavosťou je, že uhlie je najväčším zdrojom energie na výrobu elektriny na svete a je aj najhojnejšie fosílne palivo v Spojených štátoch. Pretože vývoj uhlia trvá milióny rokov a je ho obmedzené množstvo, ide o a neobnoviteľný zdroj.

Uhlie existuje v podzemných formáciách nazývaných „uhoľné sloje“ alebo „uhoľné lôžka“. Uhoľná sloj môže mať hrúbku až 30 metrov (90 stôp) a tiahnuť 1,500 kilometrov (920 míľ).

Uhoľné sloje existujú na každom kontinente. Najväčšie zásoby uhlia sú v USA, Rusku, Číne, Austrálii a Indii.

Uhlie ako neobnoviteľné fosílne palivo sa spaľuje a využíva na výrobu elektriny. Ťažobné techniky a spaľovanie sú však nebezpečné pre baníkov a nebezpečné pre životné prostredie.

V tomto článku sa pozrieme na vplyvy uhlia, ťažby uhlia a uhoľných elektrární na životné prostredie.

Vplyvy uhlia na životné prostredie

1. Klimatické zmeny

Uhlie je najrozšírenejším fosílnym palivom na svete, no jeho spaľovanie a využívanie sú spojené s významnými environmentálnymi dopadmi.

Zmena podnebia je najvážnejším, dlhodobým a globálnym vplyvom uhlia. Chemicky je uhlie väčšinou uhlík, ktorý pri spaľovaní reaguje so vzdušným kyslíkom za vzniku oxidu uhličitého, plynu zachytávajúceho teplo. Keď sa oxid uhličitý dostane do atmosféry, funguje ako prikrývka a ohrieva Zem nad normálne limity.

Niektoré z výsledkov účinky globálneho otepľovania zahŕňajú sucho, stúpanie hladiny morí, záplavy, extrémne počasie a úbytok druhov. Závažnosť týchto vplyvov je priamo spojená s množstvom oxidu uhličitého, ktorý uvoľňujeme, a to aj z uhoľných elektrární.

V Spojených štátoch tvorí uhlie približne jednu štvrtinu všetkých emisií uhlíka súvisiacich s energiou.

2. Znečistenie ovzdušia

Znečistenie vzduchu z uhoľných elektrární súvisí s astmou, rakovinou, srdcovými a pľúcnymi ochoreniami, neurologickými problémami a ďalšími vážnymi vplyvmi na životné prostredie a verejné zdravie.

Pri spaľovaní uhlia sa uvoľňuje niekoľko vzdušných toxínov a znečisťujúcich látok. Zahŕňajú ortuť, olovo, oxid siričitý, oxidy dusíka, častice a rôzne iné ťažké kovy. Vplyv na zdravie môže siahať od astmy a ťažkostí s dýchaním až po poškodenie mozgu, srdcové problémy, rakovinu, neurologické poruchy a predčasnú smrť.

Hoci limity stanovené Agentúrou na ochranu životného prostredia (EPA) pomohli zabrániť niektorým z týchto emisií, mnohé zariadenia nemajú nainštalované potrebné kontroly znečistenia. Budúcnosť týchto ochrán zostáva nejasná.

Dopady ťažby uhlia

3. Znečistenie vody

Znečistenie vody z uhlia zahŕňa negatívne zdravotné a environmentálne účinky ťažby, spracovania, spaľovania a skladovania uhlia.

Pri ťažbe uhlia sa uvoľňuje uhoľný kal. Uhoľný kal, tiež známy ako kal, je tekutý uhoľný odpad vznikajúci pri praní uhlia. Zvyčajne sa likviduje v nádržiach v blízkosti uhoľných baní, ale v niektorých prípadoch sa priamo vstrekuje do opustených podzemných baní.

Keďže uhoľný kal obsahuje toxíny, úniky alebo rozliatie môžu ohroziť podzemné a povrchové vody. Minerály z narušenej zeme môžu preniknúť do podzemných vôd a kontaminovať vodné toky chemikáliami, ktoré sú nebezpečné pre naše zdravie.

Príkladom môže byť kyslé banské odvodňovanie. Kyslé banské odvodňovanie (AMD) označuje odtok kyslej vody z uhoľných baní alebo baní na kov, často opustených baní, kde sa pri ťažbe rúd alebo uhlia odkryli horniny obsahujúce minerál pyrit obsahujúci síru.  

Z opustených uhoľných baní môže vytekať kyslá voda. Pri ťažbe sa odkryli horniny, ktoré obsahujú minerál pyrit obsahujúci síru. Tento minerál reaguje so vzduchom a vodou za vzniku kyseliny sírovej.

Pri daždi sa zriedená kyselina dostáva do riek a potokov a môže presakovať aj do podzemných zdrojov vody.

Jazerá, rieky, potoky a zásoby pitnej vody sú silne ovplyvnené uhoľnými baňami a elektrárňami.

4. Ničenie krajiny a biotopov

Pásová ťažba tiež známa ako povrchová ťažba zahŕňa odstraňovanie zeminy a hornín, aby sa dostalo uhlie pod nimi.

Ak sa stane, že hora bude stáť v ceste uhoľnej sloji, bude odstreľovaná alebo účinne vyrovnaná a zanechá zjazvenú krajinu a naruší ekosystémy a biotopy voľne žijúcich živočíchov.

5. Globálne otepľovanie

Štatistiky ukazujú, že metán uvoľnený pri ťažbe uhlia predstavuje asi 10 percent emisií metánu v USA (CH₄), silný plyn globálneho otepľovania.

Emisie metánu z uhoľných baní z podzemnej ťažby sa často zachytávajú a používajú ako mestské palivo, chemická surovina, palivo pre vozidlá a priemyselné palivo, ale veľmi zriedkavo sa zachytí všetko. Metán je v atmosfére menej rozšírený v porovnaní s oxidom uhličitým, ale je 20-krát silnejší ako skleníkový plyn.

Metán, ktorý sa vyskytuje v uhoľných ložiskách, môže explodovať, ak sa koncentruje v podzemných baniach. Tento uhoľný metán musí byť z baní odvetrávaný, aby sa bane stali bezpečnejšími miestami na prácu. Niektoré bane zachytávajú, využívajú alebo predávajú metán z uhoľného sloja vyťažený z ich prevádzok.

6. Odlesňovanie a erózia

Podľa štúdie z roku 2010 ťažba z horských vrcholov zničila 6.8 % lesov v Appalachii.

V rámci procesu uvoľňovania cesty pre uhoľnú baňu sa vyrúbajú alebo vypaľujú stromy, rastliny sa vytrhávajú z koreňov a zoškrabuje sa vrchná vrstva pôdy. To ničí pôdu (už sa nedá použiť na pestovanie plodín) a je náchylná na eróziu pôdy.

Uvoľnenú ornicu môže zmyť dážď a usadeniny sa dostanú do riek, potokov a vodných tokov. Po prúde môžu zabíjať ryby a rastlinstvo a blokovať riečne kanály, čo spôsobuje záplavy.

7. Vplyv na ľudské zdravie

Toxíny ťažkých kovov a karcinogény sa uvoľňujú do atmosféry a vodných útvarov v rámci ťažby a spracovania uhlia a spôsobujú zranenia a smrť pracovníkov ťažiacich uhlie; a blízke obyvateľstvo komunít v rámci.

Zdravotné riziká vyplývajúce z vdychovania uhoľného prachu môžu viesť k ochoreniu čiernych pľúc, kardiopulmonálnemu ochoreniu, hypertenzii, CHOCHP a ochoreniu obličiek. Najviac postihnutí sú baníci a obyvatelia okolitých miest.

Vplyvy uhoľných elektrární

8. Strata vodných zdrojov

Voda sa používa v termoelektrických zariadeniach (uhlie, zemný plyn a jadro) na výrobu elektriny premenou vody na vysokotlakovú paru na pohon turbín. Odhaduje sa, že výroba energie je po poľnohospodárstve druhým najväčším domácim spotrebiteľom vody.

Po tomto cykle sa para ochladí a kondenzuje späť do vody, pričom niektoré technológie využívajú vodu na chladenie pary, čím sa zvyšuje spotreba vody v závode.

V uhoľných závodoch sa voda používa aj na čistenie a spracovanie samotného paliva. Napríklad geologický prieskum Spojených štátov amerických odhaduje, že termoelektrárne odobrali v roku 195 2000 miliárd galónov vody denne, z čoho 136 miliárd galónov bola sladká voda.

9. Znečistenie ovzdušia

Podľa Únie zainteresovaných vedcov vyprodukuje typická uhoľná elektráreň s výkonom 500 megawattov v priemere za rok nasledujúce množstvo látok znečisťujúcich ovzdušie 3.7 milióna ton oxidu uhličitého (CO₂), čo sa rovná vyrúbaniu 161 miliónov stromov;

CO₂ znečistenie je hlavným prispievateľom ku globálnemu otepľovaniu a zmene klímy, 10,000 XNUMX ton oxidu siričitého (SO₂), ktorý spôsobuje kyslé dažde a tvoria malé vzduchom prenášané častice, ktoré môžu spôsobiť poškodenie pľúc, srdcové choroby a iné choroby, 10,200 XNUMX ton oxidov dusíka (NOx), čo zodpovedá pol miliónu áut zo starších modelov.

NOx vedie k tvorbe smogu, ktorý zapaľuje pľúcne tkanivo a zvyšuje náchylnosť na ochorenia dýchacích ciest, 500 ton malých častíc vo vzduchu, ktoré môžu spôsobiť bronchitídu, zníženie pľúcnych funkcií, zvýšený počet hospitalizácií a urgentných príjmov a predčasnú smrť, 220 ton uhľovodíkov, ktoré prispievajú k tvorbe smogu, 720 ton oxidu uhoľnatého (CO).

To spôsobuje bolesti hlavy a spôsobuje ďalší stres pre ľudí so srdcovým ochorením s inými toxickými ťažkými kovmi, ako je ortuť, arzén, kadmium a urán, ktoré sa uvoľňujú v alarmujúcich množstvách, čo vedie k rakovine a niekoľkým neurologickým poruchám u ľudí.

10. Tepelné znečistenie

Tepelné znečistenie je degradácia kvality vody akýmkoľvek procesom, ktorý mení okolitú teplotu vody. Častou príčinou tepelného znečistenia je používanie vody ako chladiva v elektrárňach a priemyselných výrobcoch.

Keď sa voda používaná ako chladivo vracia do prírodného prostredia pri vyššej teplote, zmena teploty má vplyv na organizmy tým, že znižuje prísun kyslíka a ovplyvňuje zloženie ekosystému.

záver

Prebieha výskum zameraný na riešenie problémov, ktorým čelí naše životné prostredie pri výrobe a využívaní uhlia.

Rovnako ako v prípade emisií CO_2, metóda žiadaná na riešenie tohto problému je známa ako „zachytávanie uhlíka“, ktoré oddeľuje CO2 od zdrojov emisií a regeneruje ho v koncentrovanom prúde. CO2 sa potom môže vstrekovať pod zem na trvalé uskladnenie alebo „sekvestráciu“.

Opätovné použitie a recyklácia môžu tiež znížiť vplyvy výroby a používania uhlia na životné prostredie. Pôdu, ktorá sa predtým využívala na ťažbu uhlia, možno rekultivovať a použiť na letiská, skládky a golfové ihriská.

Odpadové produkty zachytené v práčkach môžu byť použité na výrobu produktov, ako je cement a syntetická sadra na stenové dosky.

A pokiaľ ide o priemysel, niekoľko uhoľných odvetví našlo niekoľko spôsobov, ako znížiť síru a iné nečistoty z uhlia. Tieto odvetvia tiež našli efektívnejšie spôsoby čistenia uhlia po jeho vyťažení a niektorí spotrebitelia uhlia používajú uhlie s nízkym obsahom síry.

Rdoporučenej

• 10 najlepších prírodných zdrojov v Belize a ich využitie
  .
• 8 Environmentálne dopady ťažby diamantov
  .
• 3 Vplyvy odsoľovania na životné prostredie
  .
• 9 Vplyvy výroby cementu na životné prostredie
  .
• Top 10 vplyvov výstavby na životné prostredie – negatívne a pozitívne
  .