煤炭、採礦和發電廠對環境的 10 大影響

煤炭是最豐富的燃料來源，生產和轉化為有用能源的成本相對較低。 它也是最受歡迎的，佔全球總發電量的近 40%。  

然而，煤炭對環境的影響已被發現，並且與這種自然資源的生產和使用有關。

煤炭是由大約300億年前地球表面大部分被沼澤覆蓋時堆積的史前植物形成的。隨著這些沼澤地區的植物和樹木開始死亡，它們的殘骸沉入沼澤地，最後形成了一種稱為泥炭的緻密物質。

隨著時間的推移，沉積物和土壤層堆積在泥炭上。 來自地核的熱量與岩石和沈積物的壓力相結合，最終形成了富含碳的煤。

煤炭的使用可以追溯到公元 50 年左右，英國羅馬廢墟中的煤渣。 還有證據表明，希臘人在 4 世紀使用煤炭作為燃料。 然而，英國大規模開採煤炭直到 13 世紀才開始。

煤炭開採會對環境造成重大影響。它可能需要移除大量的表土，從而導致水土流失、棲息地喪失和污染。

採煤導致酸性礦井排水，導致重金屬溶解並滲入地下水和地表水。 煤礦工人有時也會面臨嚴重的健康問題，包括長期接觸煤塵導致的肺部疾病。

然而，環保人士和科學家們已經進行了認真的探討，以提出一種更環保的煤炭開採和利用方式。

什麼是煤炭？

煤是一種沉積的有機岩石，主要由碳、氫和氧組成，易於燃燒。 它幾乎存在於世界上每個國家，主要是在史前森林和沼澤在被掩埋和壓縮數百萬年之前就存在的地方。

呈黑色或棕黑色，成分中含碳物質佔重量的50%以上，體積的70%以上，可作為燃料燃燒和發電。

煤是由植物殘骸形成的，這些植物殘骸在地質時期的高溫和壓力下被壓實、硬化、化學改變和變質。

有趣的是，煤炭是世界上最大的發電能源，也是美國儲量最豐富的化石燃料。由於煤炭的形成需要數百萬年時間，而且儲量有限，因此它是一種不可再生資源。

煤炭存在於稱為“煤層”或“煤層”的地下地層中。 煤層厚度可達 30 米（90 英尺），綿延 1,500 公里（920 英里）。

每個大陸都存在煤層。 最大的煤炭儲量位於美國、俄羅斯、中國、澳大利亞和印度。

煤炭作為一種不可再生的化石燃料，被燃燒並用於發電。 然而，採礦技術和燃燒對礦工和環境都是危險的。

在本文中，我們將研究煤炭、煤炭開采和燃煤電廠對環境的影響。

煤炭對環境的影響

1. 氣候變化

煤炭是世界上儲量最豐富的化石燃料，但其燃燒和使用會對環境造成重大影響。

氣候變遷是煤炭造成的最嚴重、最長期的全球性影響。從化學角度來看，煤炭主要成分是碳，燃燒時會與空氣中的氧氣反應，產生二氧化碳－一種溫室氣體。二氧化碳釋放到大氣中後，就像一層毯子，使地球溫度高於正常水平。

全球暖化的一些後果包括乾旱、海平面上升、洪水、極端天氣和物種滅絕。這些影響的嚴重程度與我們排放的二氧化碳量直接相關，包括燃煤電廠排放的二氧化碳量。

在美國，煤炭約佔所有與能源相關的碳排放量的四分之一。

2. 空氣污染

燃煤電廠造成的空氣污染與氣喘、癌症、心臟和肺部疾病、神經系統疾病以及其他嚴重的環境和公共衛生影響有關。

煤燃燒時會釋放出多種空氣中的毒素和污染物。 它們包括汞、鉛、二氧化硫、氮氧化物、微粒和各種其他重金屬。 對健康的影響範圍從哮喘和呼吸困難到腦損傷、心髒病、癌症、神經系統疾病和過早死亡。

儘管環境保護署 (EPA) 設定的限制有助於防止其中的一些排放，但許多工廠沒有安裝必要的污染控制裝置。 這些保護措施的未來仍不明朗。

煤炭開采的影響

3.水污染

煤炭造成的水污染包括煤炭的開採、加工、燃燒和廢棄物儲存對健康和環境造成的負面影響。

在開採煤炭的過程中，會產生煤泥。 煤泥又稱泥漿，是洗煤過程中產生的液態煤廢料。 它通常在位於煤礦附近的蓄水池中處置，但在某些情況下，它會直接注入廢棄的地下礦井。

由於煤泥含有毒素，洩漏或溢出會危及地下水和地表水。 來自受擾動地球的礦物質會滲入地下水，並用對我們健康有害的化學物質污染水道。

一個例子是酸性礦井排水。 酸性礦山排水 (AMD) 是指從煤礦或金屬礦中流出的酸性水，通常是廢棄的礦山，在這些礦山中，礦石或煤礦開採活動暴露出含有含硫礦物黃鐵礦的岩石。  

酸性水可以從廢棄的煤礦中流出。 採礦業暴露出含有含硫礦物黃鐵礦的岩石。 這種礦物與空氣和水反應形成硫酸。

下雨時，稀釋的酸會進入河流和溪流，甚至會滲入地下水源。

湖泊、河流、溪流和飲用水供應都受到煤礦和發電廠的嚴重影響。

4. 景觀和棲息地的破壞

露天開採，又稱表層開採，是指剝離泥土和岩石以獲取下方煤炭的過程。

如果一座山恰好擋在內部的煤層中，它將被有效地爆破或夷為平地，留下傷痕累累的景觀以及令人不安的生態系統和野生動物棲息地。

5. 全球變暖

統計顯示，煤炭開採釋放的甲烷約占美國甲烷（CH4）排放量的 10% _，甲烷是強效的全球暖化氣體。

地下開採產生的煤礦甲烷排放物通常被捕獲並用作城鎮燃料、化學原料、車輛燃料和工業燃料，但很少能全部捕獲。 與二氧化碳相比，甲烷在大氣中的含量較低，但作為溫室氣體的強度是其 20 倍。

如果煤層中的甲烷氣體集中在地下礦井中，就會發生爆炸。 這種煤層氣必須從礦井中排出，以使礦井成為更安全的工作場所。 一些礦山捕獲、使用或出售從其運營中提取的煤層甲烷。

6. 森林砍伐和侵蝕

根據 2010 年的一項研究，山頂移除採礦已經摧毀了阿巴拉契亞 6.8% 的森林。

作為為煤礦清理道路的過程的一部分，樹木被砍伐或焚燒，植物被連根拔起，表土被刮掉。 這破壞了土地（它不能再用於種植農作物）並且容易發生水土流失。

鬆散的表土可以被雨水沖走，沉積物進入河流、溪流和水道。 在下游，它們會殺死魚類和植物，堵塞河道，導致洪水氾濫。

7. 人類健康影響

作為煤炭開采和加工的一部分，重金屬毒素和致癌物質被釋放到大氣和水體中，導致採煤工人受傷和死亡； 以及附近的社區人口。

吸入煤塵的健康危害可導致黑肺病、心肺病、高血壓、慢性阻塞性肺病和腎病。 礦工和住在附近城鎮的人受影響最大。

燃煤電廠的影響

八、水資源流失

熱電發電設施（煤炭、天然氣和核能）使用水來發電，方法是將水轉化為高壓蒸汽來驅動渦輪機。 據估計，發電是僅次於農業的最大家庭用水戶。

一旦通過這個循環，蒸汽就會被冷卻並冷凝回水中，一些技術使用水來冷卻蒸汽，從而增加工廠的用水量。

在燃煤電廠中，水還用於清潔和處理燃料本身。 例如，美國地質調查局估計，195 年熱電廠每天抽水 2000 億加侖，其中 136 億加侖是淡水。

9. 空氣污染

據憂思科學家聯盟稱，平均而言，一座典型的 500 兆瓦燃煤電廠每年會產生 3.7 萬噸二氧化碳 (CO2) 空氣污染物_，相當於砍伐 161 億棵樹；

二氧化碳污染是造成全球暖化和氣候變遷_的主要因素；10,000噸二氧化硫（SO2 _）會導致酸雨，並形成可導致肺部損傷、心臟病和其他疾病的微小空氣顆粒；10,200噸氮氧化物（NOx），相當於2萬輛新汽車的排放量。

NOx 導致煙霧的形成，使肺組織發炎並增加對呼吸系統疾病的易感性，500 噸空氣中的小顆粒，可引起支氣管炎、肺功能下降、住院和急診室入院率增加以及過早死亡，220 噸造成煙霧形成的碳氫化合物，720 噸一氧化碳 (CO)。

汞、砷、鎘和鈾等其他有毒重金屬會導致頭痛，並給心髒病患者帶來額外壓力，這些重金屬釋放量驚人，還會導致人類癌症和多種神經系統疾病。

10 熱氣污染

熱污染是指任何改變環境水溫的過程導致的水質退化。 熱污染的​​一個常見原因是發電廠和工業製造商使用水作為冷卻劑。

當用作冷卻劑的水以更高的溫度返回自然環境時，溫度的變化會通過減少氧氣供應和影響生態系統組成來影響生物體。

結語

正在進行研究以解決煤炭生產和使用所面臨的環境問題。

與二氧化碳排放的情況類似_，解決這一問題的方法被稱為“碳捕獲”，它將二氧化碳從排放源中分離出來，並以濃縮流的形式回收。然後，可以將二氧化碳注入地下進行永久儲存，即「碳封存」。

再利用和回收還可以減少煤炭生產和使用對環境的影響。 以前用於採煤的土地可以回收並用於機場、垃圾填埋場和高爾夫球場。

洗滌器收集的廢品可用於生產水泥和牆板用合成石膏等產品。

而在行業方面，一些煤炭行業已經找到了幾種減少煤炭中硫和其他雜質的方法。 這些行業還找到了更有效的煤炭開採後清潔方法，一些煤炭消費者使用低硫煤。

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