用煤造成的環境汙染

煤是不潔淨能源，其造成的汙染貫穿在開采、運輸、儲存和利用轉化的全過程。就開采而言，僅統配煤礦每年礦井酸性湧水約14億m3；采煤排放的CH4約占人類活動排放甲烷量的10％；CH4是一種重要的溫室效應氣體。平原區地下每采萬噸煤平均地麵陷落麵積達2000m2，我國堆積的煤矸石已超過15億噸，占地86.71km2，矸石堆易自燃，會排放出大量汙染氣體、液體。每年約有6億噸煤靠鐵路長途運輸，使用敞篷車造成約有300萬噸煤塵排放在鐵路沿線，造成汙染。儲存煤不僅占去大麵積土地，而且儲存時間長的煤在氧化、風化作用下，煉焦煤會失去粘結性，煤堆會自燃，汙染環境。此處僅涉及煤在燃燒利用中對環境的汙染，尤其是大氣的汙染。我國煤的利用以燃燒為主，約90.4％的煤用於發電、工業鍋爐、爐窯、民用爐灶和鐵路。由於燃燒技術落後，供煤不合理而造成煤的利用率低，浪費能源，汙染環境，以致全國排放到大氣中80％的煙塵和90％的SO2來自燃煤。煤是由有機質和無機質構成的，主要元素為C、H、O、N、S；工業03manbetx 內容為固定碳、揮發成分、灰分和水分；顯微鏡下可區分出鏡質組、惰質組和殼質組三組有機顯微組分。煤在燃燒、利用過程中造成的汙染物有煙塵、煙氣和爐渣。

　　煙塵含有由煤中礦物質、伴生元素轉化來的飛灰和未燃燒的炭粒，1987年以來的統計，我國每年排放到大氣的煙塵量在1300多萬噸到1400多噸萬之間。每燃燒1噸煤會排放出6～11kg煙塵，1990年我國北方城市大氣中煙塵達475μg／m3，南方城市為268μg／m3，遠超過世界衛生組織發布的人體健康允許的含塵量60－90μg／m3和我國大氣一級標準150μg／m3。浙江某煤礦的空氣中的降塵，即＞10μm的懸浮微粒，其可燃物與不可燃物的比例為7：10，形成大量的煙塵。上海市大氣中懸浮顆粒物濃度已被列入世界汙染最嚴重的十大城市之中。

　　煙氣含有SO2、CO2、CO、NOx、蒸氣以及多環芳烴等烴類化合物和其它有機化合物。其中CO2在大氣中含量增多會造成“溫室效應”，使大氣變暖，破壞臭氧層。CO是窒息性氣體，量大時能在很短時間內使人的大腦缺氧而死亡。已知在煉焦過程中排放煙氣中多環芳烴濃度大，焦爐工人患肺癌率高與之有關。如苯並芘為強致癌物，國際抗癌組織推薦的大氣中的濃度為0．1μg／100m3以下，我國不少城市仍超標。

　　煤中硫在燃燒轉化過程中產生SO2。我國中高硫煤和高硫分煤占煤總儲量的1／3，1989年我國排放到大氣中的SO2為1560萬噸，1989年全國城市SO2的平均濃度為105μg／m3，遠超過我國大氣SO2一級標準20μg／m3。SO2對人類健康和植物的生長都有危害，它刺激粘膜，引起呼吸道疾病，能使植物枯死。我國用煤量在相當長一段時期內將繼續增長，若不及時采取有效治理措施，主要燃煤區的汙染，特別是大氣的汙染程度將要加劇。根據東南地區燃煤的SO2排放量的增長趨勢，預測從1990年到2000年將增長27％，從2000年到2020年增長50％。

SO2排放量大的山東、河南和湖南是由於用煤量大，而且煤的含硫量高；湖南的耗煤量並不多，但湖南煤的硫含量較高。SO2排放量增長速度快的省市依次為河南、山東、湖北、上海和江蘇。東南地區的煤電廠、鋼鐵廠和化工廠需要擴建並建設新廠。汙染區將擴大並有可能成群、成線和成片出現。如上海、南通、蘇州與嘉興、長沙、湘潭和株洲趨於成群；上海則又與蘇州、鎮江、南京、馬鞍山成線；煤礦區與煤發電廠相結合則易汙染成片，如魯西、蘇西北、河南永城、淮北，河南境內的平頂山、鞏義、焦作和鄭州則易汙染成片。

　　用煤排放到大氣中的SO2和NO2與水蒸氣化合生成硫酸和硝酸。這兩種酸與水分子結合生成硫酸霧，硫酸霧與煙塵接觸形成硫酸塵，與降水接觸成為酸雨。所謂酸雨，是指PH值小於5.6的雨水以及凍雨、雪、雹、露等大氣降水，它們使土壤酸化，妨礙植物生長；使水酸化影響水生生物的繁衍生息，當然還會使建築物受到腐蝕。酸雨在我國呈加速發展的趨勢。1985年的降酸雨麵積約175Km2，1993年擴大為280Km2，1984年PH值小於4.5的重酸雨區僅為重慶、貴陽、長沙、萍鄉少數城市，到1993年除上述各所在省外還向鄂、桂、粵、閩、浙發展，重慶酸雨的PH值已低至3.0左右，長沙為2.85～4.4。目前華北主要開采含硫量較低的山西組煤，往深處采含硫量高的太原組煤時，SO2和酸雨汙染麵積和強度還會擴大。這已與北美和西北歐重酸雨區的PH值相近。美國1977年紐約州阿迪朗達克區219個湖泊已酸化無魚；原西德由於土壤酸化造成森林枯死麵積占全國的34％。但他們發現得早，已采取措施控製SO2排放量，酸雨基本得到有限控製。

　　四季中因燃煤情況不同而汙染程度有別，酸雨量也不同。美國紐約州和新英格蘭北部一半以上酸雨是6～9月，冬季強西北風能迅速將有害氣體吹到大西洋去，而夏季雨水多，所以6～9月燒西部白堊紀低硫煤，其它月份燒東部石炭紀高硫煤。煤中砷燃燒時形成劇毒的As2O5進入大氣，在人體內累積誘發癌症，因此食品工業用煤的砷含量必須控製在8ppm以下。大氣中As2O5含量國內外規定應小於3μg／m3，水中應小於50μg／m3，但某些燃煤電廠附近大氣中As2O5含量高達100μg／m3，滇東、黔西一些地方的晚二疊世龍潭組煤經受後期熱液影響，砷的含量極高，貴州開陽、織金、興仁和興義燃煤造成砷中毒的人數以千計，僅興仁縣交樂鄉就有42人死亡；60年代湖南錫礦山冶煉銻過程中排出的含砷煙塵，加以爐渣露天堆放，汙染了井水使308人中毒，6人死亡。

　　爐渣亦稱煤灰，主要由煤中礦物質轉化而來，含有害物質。1982年全國排出的爐渣達1.7億噸，既占去大麵積土地，所含有害物質又對大氣、水域、地下水和土壤造成汙染源。

　　經濟發展應與環境資源相互協調發展，不能以犧牲環境為代價來發展經濟，因此如何有效地治理因用煤造成的環境汙染就成為緊迫的研究任務，務使煤炭資源的開發利用與環境效益結合起來。　

新聞中心記者：李亮王藝超　

選自楊起文章