Угледобыча и загрязнение

Электронная библиотека

Угледобыча и загрязнение

Интернет Ресурс
Американское Экологическое Агентство Protection. "Акт о Чистом Воздушном Пространстве 1970 года" и "Поправка к Акту о Чистом Воздушном Пространстве 1990г." http://www.pollutionissues.com/index.html

Уголь

       Уголь - тёмно-коричневая легковоспламеняющаяся порода, которая берёт своё происхождение из залежей торфа в больших болотистых средах, залегающих на большие глубины более в течение сотен тысяч миллионов лет. Залежи торфа сначала преобразовываются в лигнит, затем полубитуминозный и битуминозный уголь, и редко в антрацит. Благодаря потере влаги (торф содержит 90% влаги в нормальном состоянии, битуминозный уголь менее 2-3%) и химическим преобразованиям в составе растительного материала вызванные повышением температуры в продолжение захоронения на тысячи футов (увеличение углерода и уменьшение уровня содержания кислорода в частности), теплотворная способность угля заметно увеличивается с преобразования торфа в лигнит и далее в битуминозный уголь и антрацит.
    Разнообразные условия среды, которые преобладали в тех или иных торфяных болотах (например, леса с высокими деревьями; грибы с осоками, травами и камышом) способствовали образованию различных видов торфа и тем самым угля с заметно различными свойствами и характеристиками. К основным видам угля относятся - слоистый, не слоистый и неоднородный уголь. Наиболее распространённый тип - слоистый уголь. Полубитуминозный и битуминозный уголь состоит из следующих слоёв: витрана (светлый, стекловидный, непрочный), кларена (блестящий, прочный), дюрена (тусклый, твёрдый) и фузана (тёмно-серый, мягкий). При помощи микроскопа, перечисленные составляющие можно легко выделить. Состав угля чётко отражает растительное происхождение (например, споринит, кутинит, резинит, алгинит), тем не менее, другие частично или полностью утратили изначальную клеточную структуру (например, витринит, колинит, инертинит, семифузинит).

Угледобыча и загрязнение

        Уголь добывается как глубоко под землей, так и на поверхности. Подземная добыча создает пустоты на многие квадратные мили. Используется два различных метода добычи: конвеерные и уступные лавы. В конвеерной добыче весь уголь вывозится через шахтыне штольни; уголь практически сразу оказывается на поверхности. Метод добычи уступных лав оставляет много угля в земле в качестве опоры для поддержки и предотвращения обвалов. Однако обвалы возможны, и все еще происходят, так как пласт угля под ними склонен к самовозгоранию, иногда спустя десятилетия после добычи. Этот вид незапланированного обвала, был существенной проблемой в основных угледобывающих странах прошлого. Обвалы причиняют ущерб структурам и мешают дренажу поверхностных вод, также воздействует на водоносные горизонты. Уголь, оставшийся в земле, может загореться, например через самовозгорание. Шахтные пожары трудно управляемые; некоторые длились в течение десятилетий, даже столетия. Они могут вызывать значительные загрязнения, как и другие связанные с этим проблемы. Уголь всегда содержит метан (СН4), большинство которого выделяется в атмосферу во время добычи. В среднем, более глубокая добыча производит больше метана. Метан очень взрывоопасный газ, повышает общую опасность. Другая существенная экологическая проблема заключается в подземных добычах, действовавших выше общего дренажного уровня. Шахтные работы собирают и проводять воду, которая окисляет всегда присутствующий в угольных пластах пирит (FeS2) и вызывает окисление шахтного дренажа в местной дренажной системе. Это распространенная проблема в угленосном районе гор Аппалачи, где много старых шахт находились на небольшой глубине выше уровня долины.
        Современная угледобыча ищет методы для минимизации вышеупомянутых экологических и других проблем связанных с добычей, очисткой угля, а так же другими, связанными с этим производства.

Таблица главных поставщиков угля в государстве.

Поставки угледобычи Соедененных Штатов Америки.
(предоставлено департаментом енергетики Соедененных Штатов)

Поставки угледобычи Соедененных Штатов Америки.

№ Штат поставки

1 Вайоминг 365.6

2 Западная Вирджиния 160.4

3 Кентукки 132.6

4 Пенсильвания 76.4

5 Техас 45.0

6 Монтана 39.1

7 Индиана 37.1

8 Иллинойс 33.8

9 Колорадо 33.4

10 Вирджиния 32.5

11 Северная Дакота 30.5

12 Нью-Мексико 29.6

13 Юта 27.0

14 Огайо 25.3

15 Алабама 19.2

16 Аризона 13.4

Другие штаты 20.4

США 1,121.3

ИСТОЧНИК: Предоставленно департаментом енергетики Соедененных Штатов.

Использование угля и загрязнение

        Уголь, благодаря его природному происхождению, состоит прежде всего из углерода (C) органических элементов , водорода (H), кислорода (O), азота (N), и серы (S). Кроме этих главных элементов, уголь всегда содержит большой ряд других элементов . Некоторые из них чрезвычайно ядовиты, например, ртуть , мышьяк , кадмий , свинец, селен и уран . Так как уголь сжигается в таких больших объемах, прежде всего, чтобы производить электричество ( миллиарды тонн только в соединенных штатах) даже мелкие частичы набирают большие оъбемы, выбрасываемые в атмосферу. В 1990г. Поправа к Акту о Чистом Воздушном пространстве идентифицирует 189 опасных газообразных загрязняющих элементов (HAPs), восемнадцать, из которых, связанные с углем. Поправка 1990-го требует, чтобы EPA изучал влияние HAPs на здоровье и развивал соответствующие правила для их контроля.
        Даже очищенный уголь все еще содержит огнеупорные минералы (около 5-15%), которые превращаются в смог, когда уголь сжигается при очень высоких температурах. Некоторые частицы смога маленькие и достаточно легкие, чтобы поднимать выше дымоходов в атмосферу вместе с газом дымохода (летящий смог). Требуется, чтобы самые мощные установки удалили летящий смог из газа дымохода. Однако, очень мелкие частицы (PM-10), проходят. Из-за их потенциального вреда людям, они послужили целью для регулирования в последние годы. Coarsergrained смог остается внизу паровых котлов (нижний смог); он удаляется и распологается рядом. К счастью, этот материал скорее инертен и ограничен экологическими концернами.

______________________________________________________