10 utjecaja ugljena na okoliš, rudarstva i elektrane

Ugljen je najzastupljeniji izvor goriva koji je relativno jeftin za proizvodnju i pretvaranje u korisnu energiju. Ujedno je i najpopularniji, s gotovo 40 posto ukupne svjetske proizvodnje električne energije.  

Međutim, utjecaji ugljena na okoliš su utvrđeni i povezani su s proizvodnjom i korištenjem ovog prirodnog resursa.

Ugljen nastaje od pretpovijesne vegetacije koja se nakupila prije otprilike 300 milijuna godina kada je veći dio Zemljine površine bio prekriven močvarama. Kako su biljke i drveće u tim močvarnim područjima počeli odumirati, njihovi ostaci tonuli su u močvarno tlo, koje je na kraju formiralo gusti materijal zvan treset.

S vremenom su se preko treseta nakupili slojevi sedimenta i zemlje. Kombinacija topline iz Zemljine jezgre i pritiska stijena i sedimenata uzrokovala je konačno stvaranje ugljena bogatog ugljikom.

Korištenje ugljena može se pratiti unazad do oko 50. godine naše ere iz žarišta u rimskim ruševinama u Britaniji. Također postoje dokazi koji sugeriraju da su Grci koristili ugljen kao gorivo u 4. stoljeću. Međutim, ekstenzivno iskopavanje ugljena u Britaniji počelo je tek u 13. stoljeću.

Rudarstvo ugljena ima značajan utjecaj na okoliš. Može zahtijevati uklanjanje ogromnih količina površinskog sloja tla, što dovodi do erozije, gubitka staništa i zagađenja.

Eksploatacija ugljena uzrokuje isušivanje rudnika kiselinom, što uzrokuje otapanje teških metala i curenje u podzemne i površinske vode. Radnici u rudnicima ugljena također se ponekad suočavaju s ozbiljnim zdravstvenim problemima, uključujući bolesti pluća zbog dugotrajne izloženosti ugljenoj prašini u rudnicima.

Međutim, ekolozi i znanstvenici ozbiljno su se angažirali kako bi ponudili ekološki prihvatljiviji način rudarenja ugljena i njegove upotrebe.

Što je ugljen?

Ugljen je sedimentna, organska stijena koja se uglavnom sastoji od ugljika, vodika i kisika, koja je lako zapaljiva. Nalazi se u gotovo svim zemljama svijeta, pretežno na mjestima gdje su postojale pretpovijesne šume i močvare prije nego što su bile zatrpane i sabijene tijekom milijuna godina.

Crn je ili smeđe-crn i ima sastav koji se sastoji od više od 50 posto težine i više od 70 posto volumena materijala koji sadrži ugljik, koji se može spaliti kao gorivo i koristiti za proizvodnju električne energije.

Ugljen se formira od biljnih ostataka koji su zbijeni, stvrdnuti, kemijski promijenjeni i metamorfizirani toplinom i pritiskom tijekom geološkog vremena.

Zanimljivo je da je ugljen najveći izvor energije za proizvodnju električne energije u svijetu i najobilnije fosilno gorivo u Sjedinjenim Državama. Budući da za razvoj ugljena potrebni su milijuni godina, a količina je ograničena, on je neobnovljivi resurs.

Ugljen postoji u podzemnim formacijama koje se nazivaju "ugljeni slojevi" ili "ugljeni slojevi". Sloj ugljena može biti debeo čak 30 metara (90 stopa) i protezati se 1,500 kilometara (920 milja).

Slojevi ugljena postoje na svim kontinentima. Najveće rezerve ugljena nalaze se u SAD-u, Rusiji, Kini, Australiji i Indiji.

Ugljen, kao neobnovljivo fosilno gorivo, izgara i koristi se za proizvodnju električne energije. Međutim, rudarske tehnike i izgaranje opasni su i za rudare i za okoliš.

U ovom ćemo članku razmotriti utjecaje ugljena, rudarstva ugljena i elektrana na ugljen na okoliš.

Utjecaj ugljena na okoliš

1. Klimatske promjene

Ugljen je najzastupljenije fosilno gorivo na svijetu, ali njegovo spaljivanje i korištenje povezani su sa značajnim utjecajima na okoliš.

Klimatske promjene su najozbiljniji, dugoročni, globalni utjecaj ugljena. Kemijski, ugljen se uglavnom sastoji od ugljika koji, kada se izgara, reagira s kisikom u zraku i proizvodi ugljikov dioksid, plin koji zadržava toplinu. Kada se ispusti u atmosferu, ugljikov dioksid djeluje poput pokrivača, zagrijavajući Zemlju iznad normalnih granica.

Neki od posljedica globalnog zatopljenja uključuju sušu, porast razine mora, poplave, ekstremne vremenske uvjete i gubitak vrsta. Ozbiljnost tih utjecaja izravno je povezana s količinom ugljikovog dioksida koji ispuštamo, uključujući i one iz termoelektrana na ugljen.

U Sjedinjenim Državama ugljen čini otprilike jednu četvrtinu svih emisija ugljika povezanih s energijom.

2. Zagađenje zraka

Zagađenje zraka iz termoelektrana na ugljen povezano je s astmom, rakom, srčanim i plućnim bolestima, neurološkim problemima i drugim ozbiljnim utjecajima na okoliš i javno zdravlje.

Kada se ugljen sagorijeva, oslobađa nekoliko toksina i zagađivača koji se prenose zrakom. Oni uključuju živu, olovo, sumporni dioksid, dušikove okside, čestice i razne druge teške metale. Zdravstveni utjecaji mogu varirati od astme i poteškoća s disanjem do oštećenja mozga, srčanih problema, raka, neuroloških poremećaja i prerane smrti.

Iako su ograničenja koja je postavila Agencija za zaštitu okoliša (EPA) pomogla u sprječavanju nekih od tih emisija, mnoga postrojenja nemaju instalirane potrebne kontrole onečišćenja. Budućnost ovih zaštita ostaje nejasna.

Utjecaji rudarenja ugljena

3. Onečišćenje vode

Zagađenje vode ugljenom uključuje negativne učinke na zdravlje i okoliš rudarstva, prerade, spaljivanja i skladištenja ugljena.

U procesu eksploatacije ugljena izdvaja se ugljeni mulj. Ugljeni mulj, poznat i kao mulj, tekući je ugljeni otpad nastao ispiranjem ugljena. Obično se odlaže u bazene koji se nalaze u blizini rudnika ugljena, ali u nekim slučajevima izravno se ubrizgava u napuštene podzemne rudnike.

Budući da ugljeni mulj sadrži toksine, curenje ili izlijevanje može ugroziti podzemne i površinske vode. Minerali iz poremećene zemlje mogu prodrijeti u podzemne vode i zagaditi vodene tokove kemikalijama koje su opasne za naše zdravlje.

Primjer bi bila kisela drenaža rudnika. Kisela drenaža rudnika (AMD) odnosi se na istjecanje kisele vode iz rudnika ugljena ili metala, često napuštenih rudnika u kojima su aktivnosti rudarenja rude ili ugljena otkrile stijene koje sadrže mineral pirit koji sadrži sumpor.  

Iz napuštenih rudnika ugljena može istjecati kisela voda. Rudarstvo je otkrilo stijene koje sadrže mineral pirit koji sadrži sumpor. Ovaj mineral reagira sa zrakom i vodom stvarajući sumpornu kiselinu.

Kad pada kiša, razrijeđena kiselina dospijeva u rijeke i potoke, a može čak i prodrijeti u podzemne izvore vode.

Jezera, rijeke, potoci i zalihe pitke vode pod velikim su utjecajem rudnika ugljena i elektrana.

4. Uništavanje krajolika i staništa

Površinsko rudarenje, također poznato kao rudarenje, uključuje uklanjanje zemlje i stijena kako bi se došlo do ugljena ispod.

Ako se desi da planina stoji na putu unutarnjeg sloja ugljena, bit će raznesena ili sravnjena s zemljom, ostavljajući oštećen krajolik i uznemirujući ekosustave i staništa divljih životinja.

5. Globalno zatopljenje

Statistike pokazuju da metan koji se oslobađa rudnicima ugljena čini oko 10 posto ispuštanja metana (CH4), snažnog plina koji uzrokuje globalno zagrijavanje u SAD- _u.

Emisije metana iz rudnika ugljena iz podzemne eksploatacije često se hvataju i koriste kao gradsko gorivo, kemijska sirovina, gorivo za vozila i industrijsko gorivo, ali vrlo rijetko se uhvati sve. Metan je manje zastupljen u atmosferi u usporedbi s ugljikovim dioksidom, ali je 20 puta snažniji kao staklenički plin.

Plin metan koji se pojavljuje u naslagama ugljena može eksplodirati ako se koncentrira u podzemnim rudnicima. Ovaj metan iz ležišta ugljena mora se ispustiti iz rudnika kako bi rudnici postali sigurnija mjesta za rad. Neki rudnici hvataju, koriste ili prodaju metan iz ležišta ugljena izvađen svojim radom.

6. Krčenje šuma i erozija

Prema studiji iz 2010. godine, uklanjanje rudarskih vrhova planina uništilo je 6.8% šuma Appalachia.

Kao dio procesa čišćenja puta za rudnik ugljena, drveće se siječe ili spaljuje, biljke se čupaju s korijenjem, a gornji sloj tla se struže. Time se uništava zemljište (više se ne može koristiti za sadnju usjeva) i podložno je eroziji tla.

Rahli gornji sloj tla može se isprati kišom, a sedimenti dospijevaju u rijeke, potoke i vodene tokove. Nizvodno mogu ubiti ribu i biljni svijet te blokirati riječne kanale, što uzrokuje poplave.

7. Utjecaj na ljudsko zdravlje

Otrovi teških metala i kancerogeni ispuštaju se u atmosferu i vodena tijela kao dio rudarenja i prerade ugljena uzrokujući ozljede i smrt radnika koji rudare ugljen; i obližnje stanovništvo unutar zajednica.

Zdravstvene opasnosti od udisanja ugljene prašine mogu dovesti do crne plućne bolesti, kardiopulmonalne bolesti, hipertenzije, KOPB-a i bolesti bubrega. Najviše su pogođeni rudari i oni koji žive u obližnjim mjestima.

Utjecaji elektrana na ugljen

8. Gubitak vodnih resursa

Voda se koristi u termoelektričnim postrojenjima (ugljen, prirodni plin i nuklearna energija) za proizvodnju električne energije pretvaranjem vode u visokotlačnu paru za pogon turbina. Procjenjuje se da je proizvodnja električne energije odmah iza poljoprivrede najveći domaći potrošač vode.

Nakon ovog ciklusa, para se hladi i kondenzira natrag u vodu, a neke tehnologije koriste vodu za hlađenje pare, čime se povećava potrošnja vode u postrojenju.

U postrojenjima za ugljen, voda se također koristi za čišćenje i obradu samog goriva. Na primjer, Geološki institut Sjedinjenih Država procjenjuje da su termoelektrane crpile 195 milijardi galona vode dnevno u 2000. godini, od čega je 136 milijardi galona bila slatka voda.

9. Zagađenje zraka

Prema Uniji zabrinutih znanstvenika, u prosječnoj godini, tipična termoelektrana na ugljen od 500 megavata generira sljedeću količinu onečišćujućih tvari u zraku: 3.7 milijuna tona ugljikovog dioksida (CO2 ₎ , što je ekvivalentno sječi 161 milijuna stabala;

Zagađenje CO2 glavni je uzrok globalnog zagrijavanja i klimatskih promjena, 10 000 tona sumpornog dioksida (SO2 _{) , koji uzrokuje kisele kiše i stvara male čestice u} zraku koje mogu uzrokovati oštećenje pluća, bolesti srca i druge bolesti, 10 200 tona dušikovih oksida (NOx), što je ekvivalentno pola milijuna automobila novijih modela.

NOx dovodi do stvaranja smoga, koji izaziva upalu plućnog tkiva i povećava osjetljivost na respiratorne bolesti, 500 tona malih čestica u zraku, koje mogu uzrokovati bronhitis, smanjenu funkciju pluća, povećan broj prijema u bolnice i hitne službe te preuranjenu smrt, 220 tona ugljikovodika, koji pridonose stvaranju smoga, 720 tona ugljičnog monoksida (CO).

To uzrokuje glavobolje i dodatno opterećuje ljude sa srčanim bolestima s drugim toksičnim teškim metalima kao što su živa, arsen, kadmij i uran koji se oslobađaju u alarmantnim količinama što također dovodi do raka i nekoliko neuroloških poremećaja kod ljudi.

10. Toplinsko onečišćenje

Toplinsko onečišćenje je degradacija kvalitete vode bilo kojim procesom koji mijenja temperaturu okolne vode. Čest uzrok toplinskog onečišćenja je korištenje vode kao rashladnog sredstva od strane elektrana i industrijskih proizvođača.

Kada se voda koja se koristi kao rashladno sredstvo vraća u prirodni okoliš na višoj temperaturi, promjena temperature utječe na organizme smanjujući opskrbu kisikom i utječući na sastav ekosustava.

Zaključak

U tijeku su istraživanja za rješavanje problema s kojima se naš okoliš suočava zbog proizvodnje i upotrebe ugljena.

Kao i u slučaju emisija CO2 _, metoda koja se koristi za rješavanje ovog problema poznata je kao „hvatanje ugljika“, koja odvaja CO2 od izvora emisija i oporavlja ga u koncentriranom toku. CO2 se zatim može ubrizgati pod zemlju za trajno skladištenje ili „sekvestraciju“.

Ponovna uporaba i recikliranje također mogu smanjiti utjecaj proizvodnje i uporabe ugljena na okoliš. Zemljište koje se prethodno koristilo za rudarenje ugljena može se povratiti i koristiti za zračne luke, odlagališta i golf terene.

Otpadni proizvodi zahvaćeni uređajima za čišćenje mogu se koristiti za proizvodnju proizvoda poput cementa i sintetičkog gipsa za zidne ploče.

A s aspekta industrije, nekoliko industrija ugljena pronašlo je nekoliko načina za smanjenje sumpora i drugih nečistoća iz ugljena. Te su industrije također pronašle učinkovitije načine čišćenja ugljena nakon što je iskopan, a neki potrošači ugljena koriste ugljen s niskim sadržajem sumpora.

Rpreporuk

• Top 10 prirodnih resursa u Belizeu i njihova upotreba
  .
• 8 Utjecaj rudarenja dijamanata na okoliš
  .
• 3 Utjecaj desalinizacije na okoliš
  .
• 9 Utjecaji proizvodnje cementa na okoliš
  .
• 10 najvećih učinaka gradnje na okoliš – negativnih i pozitivnih
  .