基本介紹
- 中文名稱：煤炭污染
- 元素：碳、氫、氧、氮和硫
- 形式：直接燃燒等
- 污染形式：大氣污染
目錄,煤炭簡介,污染表現,造成損失,保護治理,歷史案例,
目錄
煤炭簡介
煤炭簡介
碳、氫、氧是煤炭有機質的主體，占95%以上；煤化程度越深，碳的含量越高，氫和氧的含量越低。碳和氫是煤炭燃燒過程中產生熱量的元素，氧是助燃元素。煤炭燃燒時，氮不產生熱量，在高溫下轉變成氮氧化合物和氨，以游離狀態析出。硫、磷、氟、氯和砷等是煤炭中的有害成分，其中以硫最為重要。煤炭燃燒時絕大部分的硫被氧化成二氧化硫（SO2），隨煙氣排放，污染大氣，危害動、植物生長及人類健康，腐蝕金屬設備；當含硫多的煤用於冶金煉焦時，還影響焦炭和鋼鐵的質量。所以，“硫分”含量是評價煤質的重要指標之一。
煤中的無機物質含量很少，主要有水分和礦物質，它們的存在降低了煤的質量和利用價值。礦物質是煤炭的主要雜質，如硫化物、硫酸鹽、碳酸鹽等，其中大部分屬於有害成分。
污染表現
中國85%的煤炭是通過直接燃燒使用的，主要包括火力發電、工業鍋（窯）爐、民 用取暖和家庭爐灶等。高耗低效燃燒煤炭向空氣中排放出大量SO2、CO2和煙塵，造成中國以煤煙型為主的大氣污染。
(1)煤炭開採導致土地資源破壞及生態環境惡化。由於露天開採剝離排土，井工開採地表 沉陷、裂縫，都將破壞土地資源和植物資源，影響土地耕作和植被生長，改變地貌並引發景 觀生態的變化。開採沉陷造成中國東部平原礦區土地大面積積水受淹或鹽漬化，使西部礦區 水土流失和土地荒漠化加劇。採煤塌陷還會引起山地、丘陵發生山體滑落或土石流，並危及 地面建築物、水體及交通線路安全。據調查，中國因採礦直接破壞的森林面積累計達106萬 公頃，破壞草地面積為26.3萬ha，全國累計占用土地約586萬ha，破壞土地約157萬ha ，且每年仍以4萬ha的速度遞增，而礦區土地復墾率僅為10%。另據測算，中國每采萬噸煤 ，平均塌陷土地0.2ha；在村莊稠密的平原礦區，每采出1000萬t煤需遷移約2000人。
(2)煤炭開採破壞地下水資源，加劇缺水地區的供水緊張。中國是世界上人均占有水資源量較低的國家，且水資源分布極不平衡。從含煤地區分布看，富煤地區往往也是貧水地區。據調查，全國96個國有重點礦區中，缺水礦區占71%，其中嚴重缺水礦區占40%。隨著煤炭開採強度和延伸速度的不斷加大提高，礦區地下水位大面積下降，使缺水礦區供水更為緊張，以致影響當地居民的生產和生活。另一方面，大量地下水資源因煤系地層破壞而滲漏礦井並 被排出，這些礦井水被淨化利用的不足20%，對礦區周邊環境形成新的污染。據統計，中國煤礦每年產生的各種廢污水約占全國總廢污水量的25%。2000年，全國煤礦的廢污水排放量 達到27.5億t，其中，礦井水23億t，工業廢水3.5億t，洗煤廢水5000萬t，其它廢水450 0萬t。
(3)煤炭開採導致廢氣排放，危害大氣環境。因煤炭開採形成的廢氣主要指礦井瓦斯和地 面矸石山自燃施放的氣體。礦井瓦斯中的主要成分甲烷是一種重要的溫室氣體，其溫室效應 為CO2的21倍。據統計中國每年從礦井開採中排放甲烷70～90億m?3，約占世界甲烷總 排放量的30%，除5%左右的集中回收利用外，其餘全部排放到大氣中。礦區地面矸石山自燃 施放出大量含SO2、CO2 、CO等有毒有害氣體，嚴重污染大氣環境並直接損害周圍居民的身體健康 。煤矸石產出量很大，其排放量約占煤礦原煤產量的15%～20%。據不完全統計，中國國有煤礦現有矸石山1500餘座，歷年堆積量達30億t，占地5000ha。另據1994年的礦山環境調查， 淮河以北半乾旱地區的1072座矸石山中，有464座發生過自燃，自燃率達43.3%。
(4)為滿足社會對潔淨煤的需求，中國原煤入洗比例連年提高。1999年原煤入洗量3.17億 t，入洗比例30%，其中國有重點煤礦入洗比例達到48%。原煤被入洗的同時，也排放出大量 的煤泥水污染土壤植被及河流水系。據調查，因洗煤全國每年排出洗矸4500萬t，洗煤廢水 4000萬t，煤泥200萬m3。
(5)在中國，由於煤炭生產與消費之間巨大的空間差異，導致“北煤南運，西煤東輸”的 長距離運煤格局。運輸中產生的煤塵飛揚，既損失大量的煤炭，又污染沿線周圍的生態環境 。據統計，1999年全國鐵路運煤量為64917萬t，平均運距為550km；經公路運輸或中轉到 鐵路的煤炭量達6億t，平均運距為80km。若以0.5%的揚塵損失計算，因運輸向大氣中排放的 煤塵達600多萬t，直接經濟損失超過6億元人民幣。
(6)中國長期以煤炭為主的能源消費結構，不僅形成以酸雨、二氧化硫和煙塵為主要危害 的煤煙型大氣污染，也是中國污染物排放量居世界第二的主要原因。統計資料顯示，2000年 ，全國廢氣中SO2排放總量1995萬t，其中工業來源的排放量1612萬t，生活來源的排放量3 83萬t；煙塵排放總量1165萬t，其中工業煙塵排放量953萬t，生活煙塵排放量212萬t； 酸雨區面積約占國土面積的30%。
造成損失
綠色和平呼籲全球各國重視燃煤造成的環境惡果，立即減少並逐步放棄煤炭的使用。
CEDelft研究所的專家阿哥內斯卡·馬庫斯卡說：“每年3600億歐元的損失其實是相對保守的計算。如果不採取有效措施積極阻止氣候變化，由此導致的損失將會大幅上升。”比如，數十億人口將會面臨水資源短缺，數億人的糧食安全也會受到威脅，極端天氣也將更加頻繁。
此外，煤炭還更直接污染了水源和空氣，並導致黑肺病的發生。
保護治理
(1)政策法規配套，環保投入增大。國家相繼出台和修訂與煤炭礦區環境保護直接相關的法律法規13項，使礦區環境保護與治理步入法制化軌道，加快了礦山環境保護事業的 發展。礦區的環境改善離不開投入，據不完全統計，“九五”期間煤炭工業投入環境治理的 資金達28.6億元，平均每年5.7億元。
(2)土地復墾取得一定成效。資料顯示，全國已累計復墾利用各類廢棄土地約1500萬 畝，占廢棄土地總量的8%；其中復墾利用工礦廢棄土地約600多萬畝，約占工礦廢棄土地總 量的10%。復墾後的土地70%作為耕地或其他農用地，30%作為非農業建設用地或其他用途。 從煤炭行業看，“九五”期間，全國復墾採煤塌陷土地150ha，復墾率為15%，完成露天礦 挖損土地復墾量21ha，復墾率已達到41%。?
(3)三廢治理效果顯著。“九五”期間，煤矸石利用率達到40%，比“八五”期間提高 9個百分點；截止到1999年治理滅火矸石山310座，滅火率達80%。1998年山東省綜合利用煤 矸石700多萬t，占總排放量的71%，並實現利稅近7000萬元。新的煤礦設計拒絕矸石堆放， 將有力保證今後徹底根除矸石山。統計顯示，1999年，全國採掘業共去除工業SO2 156104 t，其中燃料燃燒中去除的41505t；去除工業煙塵1647893t。
(4)礦區綠化已從單純植樹種草，走向綠色生態工程建設。眾多礦區不斷加大投入， 綠化美化生產生活區。根據礦區所處地理環境，積極採用綠化新技術，營造礦區防護林，綠 化煤矸石山，治沙固土，恢復植被，保持水土。
(5)潔淨煤技術發展較快。1995年全國共有洗煤廠557個，年入洗原煤2.8億t，原煤入 洗率為22%。到2000年，洗煤廠數增加到755個，原煤入洗量達4.5億t，原煤入洗率超過30% 。1995年前，全國動力配煤幾乎空白，“九五”期間，全國相繼建設並投入運行一批不同規 模、不同類型的動力配煤廠，年生產能力近6000萬t。中國民用型煤技術已經成熟，到2000 年，全國民用型煤產量達到8000萬t，城鎮居民生活用型煤普及率為80%。 為加快開發煤層氣的步伐，“九五”期間，國務院批准 成立了專門從事煤層氣開發的公司。據不完全統計，2000年，全國共開發利用煤層氣近4億 m?3，預計到2005年，全國煤層氣利用量可達30億m3以上。
煤炭礦區環境保護與治理中的薄弱點
(1)領導環保意識弱，公眾參與程度低。中國的環保歷史經驗證明，一切環境污染與生態破壞，首先發端於各級領導的思想認識和決策行為。當前，許多領導還遠沒有樹立起真正的 環保意識，對可持續發展僅停留在口號上，走的仍是“先污染、後治理”的老路或為了局部 利益而加重污染的歪路。公眾參與在已開發國家的環境影響評價中占有十分重要的地位，通過 聽證會等形式廣泛聽取公眾意見，滿足公眾對環境保護的要求。我國的建設項目環境影 響評價中還沒有建立起公眾參與制度，環保工作公開接受公眾監督的程度還很低。
(2)經濟結構調整遲緩，環境保護監管不力。儘管國家不斷進行經濟結構的調整，但由於受思想惰性、體制剛性、財力不足、政策缺位和區域壁壘等多因素影響，中國的能源生產和消費結構不合理狀況依然存在，這種結構不合理帶來的直接後果便是資源的過度開採和 浪費，以及礦區環境和安全狀況的難以改善。另一方面，我國的環保管理體制仍然存在許多 弊端，特別是制約監督機制的失效，導致對環境保護的監管不力，有法不依，執法不嚴，違法開脫現象依然存在。
(3)環保歷史欠賬多，資金渠道不暢、投入不足。中國的長期計畫經濟體制，使礦區特別是許多老礦區遺留下巨大的生態環境包袱，且沒有建立起相應的治理資金賬戶。自20世 紀70年代後期，中國的環境污染日趨惡化，治理資金僅有國家財政一條渠道。1984年，國務院在《關於環境保護工作的決定》（國發〔1984〕64號）中，確定了環境保護資金的8條渠 道 ，其中用於污染治理投資的有7條。儘管這7條渠道對資金籌集、污染控制和環境質量的改善曾起過重要作用，但是，從總體上看，污染治理投資總量還遠沒有達到基本控制住環境惡化加劇的水平。這7條渠道中，有的已不通，即使通的也還存在著渠道不暢等問題，其外部表現則是資金投入的嚴重不足。據統計，中國每年直接用於煤炭環境保護的資金大約 為5～6億元，僅占煤炭工業產值的0.3%，遠低於全國1%的平均水平。
(5) 國家缺乏針對性更強，體系更加嚴密的礦山環境保護法律法規。現行環保政策法規中，缺乏針對礦山環境保護特點的法律法規和技術標準，不利於礦山環境保護和治理工作 向縱深發展。一些環境問題由於無章可循，不能及時得到治理，從而長期危害環境。如煤矸 石山自燃被定性為無組織排放，國家尚無限期治理和超標罰款的規定。
歷史案例
20世紀50年代，英國的污染導致了成千上萬人死亡。彼得托爾謝姆指出，英國通向環境保護艱難而漫長的道路，對於中國是一個重要的前車之鑑。
大規模的工業生產、嚴重的煤炭依賴以及濃煙滾滾的城市，這不僅僅是我國的特徵，英國在十九、二十世紀的很長時間裡，也是如此。由於相似的經歷，英國與煤炭污染的漫長鬥爭，對中國有著特殊的意義。
很多年裡，英國人對本國毫無限制地大量消費煤炭的後果眾說紛紜，國內很多人也差不多。許多人把煤煙當作經濟繁榮和高就業率的象徵，而另外一些人則認為這些煙霧要付出嚴重的經濟代價。
後者指出，煙霧代表的是浪費，而不是財富。這一觀點的主要提倡者內爾·阿諾特博士是維多利亞女王的私人醫生。他在1855年宣稱“由於濃煙瀰漫的空氣，單是倫敦的居民每年在洗衣服上的花費，就要比國內同樣數量的家庭多出250萬英鎊。”
阿諾特的估計只限於洗衣費，而其他人試圖對因空氣污染而付出的經濟代價進行更加全面的統計。科學家羅魯·羅素（哲學家羅素的叔叔）列出煤煙所引起的24種破壞，包括油漆層的老化、對金屬和石製品的侵蝕、植被的破壞、人類的疾病等等。幾十年後，一個英國政府委員會在20世紀50年代所計算出的空氣污染損失為每年2.5億英鎊，他們的分類標準很多和羅素一樣。儘管當時的專家們強調煤炭燃燒所產生的破壞性影響並不是單純的地方性問題，但還沒有誰能從全球性的角度來認識它。
許多論者指出，煤煙的最大代價之一就是煤炭的浪費。樂觀主義者希望隨著利用者認識到防治煤煙可以省錢，空氣能夠變得潔淨。儘管提高煤炭利用效率確實能夠節省燃料費用、減少煙霧排放，但必需的技術不論是購買還是實施起來都很昂貴。即使生產者們認識到購買高能效的設備從長遠上可以節省金錢，但很多人缺乏進行這項投資所必需的資金或者長期的決心。
當污染者顯然不會採取主動措施減少煙霧的時候，政府就開始干預。19世紀末、20世紀初，英國國會曾經通過了一系列法律，要求地方政府採取行動制止那些排放大量煙霧的工業。
這個立法的效果受到許多因素的限制，包括：罰款太少、法律漏洞，另外，實際上許多負責落實反菸霧法律的地方官員本身就是污染企業的老闆，這些因素至今仍在全世界妨礙著環境的有效治理。甚至有時治理者在執法中並沒有個人經濟利益的牽扯，但他們也常常擔心：過嚴的執法會導致工業的重新布局，從而引起失業和稅款流失。
所以，如果不是受到了災難的打擊，情況可能一如既往。1952年11月，一場錯綜複雜的異常天氣襲擊了倫敦，成百上千萬個壁爐里的燃燒產物無法升入大氣，也無法散入風中。能見度為零，醫院裡擠滿了呼吸困難的人們，死亡者達到幾千人。
在這場煙霧災難之後，英國政府開始考慮減少污染，但是它面對著來自煤炭業、製造業和電業利益集團的壓力。就像在中國及美國發生的一樣，這些行業的擁護者聲稱，污染控制措施以及替代能源的花費實在太高了，無法實施。
經過多次談判，國會最終在1956年通過了《空氣清潔法》（Clean Air Act）。除了將政府的研究擴大到污染防治領域外，該法案還為工業煙霧設立了新的限制。它還開始控制家庭採暖和烹調所產生的煙霧，這也是英國空氣污染的重要原因。為了幫助購買低污染設備籌措資金，國家和地方政府部門都提供了財政援助。
儘管這個立法對減少煙霧這樣的可見污染物卓有成效，但對於看不見的污染物——如二氧化硫和汞——卻沒有任何作用，更不用說溫室氣體二氧化碳了。治理者們不是禁止將這些物質排入環境，反而鼓勵工廠通過極高的煙囪把它們排入大氣，他們認為這些物質到那些層次里會被稀釋，從而變得“無害”。
不幸的是，單純地拔高煙囪只會把污染換個地方。二氧化硫會變成酸雨，落在它發源的工廠和發電廠下風處的幾百公里外；細微顆粒甚至能飄得更遠，二氧化碳則迅速散入全世界的大氣，21世紀末的大氣二氧化碳濃度可能變成英國工業化開始時的兩倍。
中國的煤炭年消耗量超過20億噸，而且未來幾十年煤炭仍將使中國的主要能源。有技術可以減少煤炭燃燒時所產生的顆粒物污染和進入大氣的二氧化硫。這個變化最大的受益者將是中國人民，煤炭所造成的健康損害、貧窮和環境破壞讓他們付出了沉重的代價。但是，中國空氣的淨化也會使那些遠離中國的人們受益。比如，研究者們發現，中國的煙霧微粒飄到了美國。
除了污染控制措施之外，提高能效也同樣重要。最先進的發電廠燒煤較少，排放出的顆粒物質、二氧化硫和二氧化碳也比傳統電廠要少。節能和提高能效可以帶來類似的好處，而且成本也比建立新的發電設施要低。如果中國能夠在這些技術上投資，其本身和世界其他地方都會受益無窮。
治理污染最好的辦法不是稀釋，而是從根源上杜絕它的產生，這已經很清楚了。所有地球居民都是鄰居，共同呼吸著惟一的空氣。父輩們在地方和國家的層次上密切合作，減少污染，則必須在全球的層次上攜起手來，共同保持健康的空氣。
