stringtranslate.com

Влияние угольной промышленности на здоровье и окружающую среду

Место добычи угля открытым способом в Бихаре, Индия.
Операция по удалению горных пород на вершине горы в Соединенных Штатах

Влияние угольной промышленности на здоровье и окружающую среду включает такие вопросы, как землепользование , управление отходами , загрязнение воды и воздуха , вызванное добычей угля , его переработкой и использованием его продуктов. Помимо загрязнения атмосферы, сжигание угля ежегодно производит сотни миллионов тонн твердых отходов, включая летучую золу , [1] зольный остаток и шлам десульфуризации дымовых газов , которые содержат ртуть , уран , торий , мышьяк и другие тяжелые металлы . Уголь вносит наибольший вклад в антропогенное увеличение содержания углекислого газа в атмосфере Земли .

Сжигание угля приводит к серьезным последствиям для здоровья. [2] [3] [4] Во всем мире 25 человек умирают преждевременно на каждый тераватт-час электроэнергии, вырабатываемой с помощью угля, что примерно в тысячу раз больше, чем при использовании ядерной или солнечной энергии. [5]

Кроме того, произошло много катастроф на угольной шахте , хотя количество смертей, связанных с работой на угле, существенно снизилось, поскольку были приняты меры безопасности, а подземная добыча уступила долю рынка открытой добыче. [ необходима ссылка ] Опасности подземной добычи включают удушье, отравление газом, обрушение кровли и взрывы газа . Опасности открытых разработок в основном связаны с обрушением стен шахты и столкновениями транспортных средств. [6] Сотни людей погибли в результате несчастных случаев на угольных шахтах в 2022 году. [7]

Управление землепользованием

Воздействие на землю и окружающую среду

Открытая добыча серьезно изменяет ландшафт, что снижает ценность природной среды на окружающей земле. [8] Поверхность земли отводится под горнодобывающую деятельность до тех пор, пока ее не удастся переделать и рекультивировать. Если добыча разрешена, местное население должно быть переселено с участка добычи; экономическая деятельность, такая как сельское хозяйство или охота и сбор продуктов питания и лекарственных растений, прерывается. То, что становится с поверхностью земли после добычи, определяется способом ведения добычи. Обычно рекультивация нарушенных земель до состояния землепользования не равна первоначальному использованию. Существующие виды землепользования (такие как выпас скота, выращивание сельскохозяйственных культур и производство древесины) временно устраняются в районах добычи. Высокоценные, интенсивно используемые территории, такие как городские и транспортные системы, обычно не затрагиваются горнодобывающими работами. Если минеральные ценности достаточны, эти улучшения могут быть перемещены на соседнюю территорию.

Открытая добыча уничтожает существующую растительность, разрушает генетический профиль почвы, вытесняет или уничтожает дикую природу и среду обитания, изменяет текущее землепользование и в некоторой степени навсегда изменяет общую топографию района добычи. [9] Неблагоприятное воздействие на геологические особенности, представляющие интерес для человека, может иметь место в угольном разрезе. Геоморфологические и геофизические особенности и выдающиеся живописные ресурсы могут быть принесены в жертву беспорядочной добычей. Палеонтологические, культурные и другие исторические ценности могут оказаться под угрозой из-за разрушительной деятельности взрывных работ, подрыва и выемки угля. Вскрытие вскрыши уничтожает археологические и исторические особенности, если они не были удалены заранее. [10] [11]

Удаление растительного покрова и деятельность, связанная со строительством подъездных путей, складирование верхнего слоя почвы, перемещение вскрышных пород и вывозка почвы и угля увеличивают количество пыли вокруг горнодобывающих операций. Пыль ухудшает качество воздуха в непосредственной близости, оказывает неблагоприятное воздействие на растительную жизнь и представляет опасность для здоровья и безопасности шахтеров и близлежащих жителей. [10] [11]

Поверхностная добыча разрушает практически все эстетические элементы ландшафта. Изменение форм рельефа часто навязывает незнакомые и прерывистые конфигурации. По мере извлечения материала и разработки отвалов отходов появляются новые линейные узоры. Различные цвета и текстуры проявляются по мере удаления растительного покрова и сброса вскрышных пород в сторону. Возникают пыль, вибрация и запахи дизельных выхлопов (влияющие на зрение, слух и обоняние). Жители местных общин часто находят такие воздействия тревожными или неприятными. В случае удаления вершин гор , вершины снимаются с гор или холмов, чтобы обнажить толстые угольные пласты под ними. Извлеченная почва и горная порода откладываются в близлежащих долинах, впадинах и углублениях, что приводит к блокировке (и загрязнению) водных путей. [10] [11]

Удаление почвы и скальных пород, покрывающих угольные ресурсы, может привести к захоронению и потере верхнего слоя почвы, обнажить материнский материал и создать большие бесплодные пустоши. Нарушение почвы и связанное с этим уплотнение приводят к условиям, способствующим эрозии. Удаление почвы с территории, на которой будет вестись поверхностная добыча, изменяет или разрушает многие естественные характеристики почвы и снижает ее биоразнообразие и производительность для сельского хозяйства. Структура почвы может быть нарушена измельчением или разрушением агрегатов. [10]

В ответ на негативные последствия добычи угля для земель и обилие заброшенных шахт в США федеральное правительство приняло Закон о контроле за добычей полезных ископаемых и рекультивации 1977 года , который требует планов рекультивации для будущих участков добычи угля. Эти планы должны быть одобрены федеральными или государственными органами до начала добычи. [9]

Рухнула шахта

Обрушения шахт (или проседания шахт) могут иметь серьезные последствия на поверхности земли, которые особенно разрушительны в развитых районах. Немецкая подземная добыча угля (особенно в Северном Рейне-Вестфалии ) повредила тысячи домов, и угледобывающая промышленность выделила большие суммы на финансирование будущих убытков от проседания в рамках своих схем страхования и государственных субсидий. В особенно впечатляющем случае в немецком регионе Саар (еще один исторический район добычи угля) предполагаемое обрушение шахты в 2008 году вызвало землетрясение силой 4,0 балла по шкале Рихтера , нанеся некоторый ущерб домам. Ранее более мелкие землетрясения становились все более распространенными, и добыча угля в этом районе была временно приостановлена. [12]

Управление водными ресурсами

Поверхностная добыча может ухудшить состояние грунтовых вод различными способами: путем отвода пригодной для использования воды из неглубоких водоносных горизонтов; понижения уровня воды в прилегающих районах и изменения направления потока в водоносных горизонтах; загрязнения пригодных для использования водоносных горизонтов ниже зоны добычи полезных ископаемых из-за инфильтрации (просачивания) некачественной шахтной воды ; и увеличения инфильтрации осадков на отвалах. [13] Там, где присутствует уголь или углеродистый сланец, увеличение инфильтрации может привести к: увеличению стока некачественной воды и эрозии из отвалов, подпитке некачественной водой неглубоких водоносных горизонтов грунтовых вод и притоку некачественной воды в близлежащие ручьи. [14]

Загрязнение как грунтовых вод, так и близлежащих ручьев может быть длительным. Ухудшение качества ручьев происходит из-за кислотного дренажа шахт , токсичных микроэлементов, высокого содержания растворенных твердых веществ в дренажной воде шахт и увеличения осадочных нагрузок, сбрасываемых в ручьи. Когда поверхности угля обнажаются, пирит вступает в контакт с водой и воздухом и образует серную кислоту . По мере того, как вода стекает из шахты, кислота перемещается в водные пути; пока дождь падает на хвосты шахты , производство серной кислоты продолжается, независимо от того, работает шахта или нет. [15] Также отвалы отходов и угольные хранилища могут давать осадок в ручьи. Поверхностные воды могут стать непригодными для сельского хозяйства, потребления человеком, купания или других бытовых нужд. [16]

Существует пять основных технологий, используемых для контроля потока воды на участках добычи: системы водоотведения, золоотвалы (поверхностные водохранилища), системы откачки грунтовых вод, системы подземного дренажа и подземные барьеры. [ необходима ссылка ]

В Соединенных Штатах из-за небольшого количества федеральных и государственных норм, касающихся золоотстойников, большинство электростанций не используют геомембраны , системы сбора фильтрата или другие средства управления потоками, которые часто встречаются на муниципальных свалках твердых отходов. [17] Агентство по охране окружающей среды обнародовало более строгие требования к золоотстойникам и свалкам в своем первом национальном постановлении в 2015 году. [18] Впоследствии были судебные разбирательства и несколько поправок или предложенных изменений в правила. Окончательные правила ожидают рассмотрения по состоянию на декабрь 2020 года. [19]

Загрязнение воды

Угольные котлы, использующие уголь или лигнит, богатый известняком , производят летучую золу , содержащую оксид кальция (CaO). CaO легко растворяется в воде, образуя гашеную известь (Ca(OH) 2 ), которая переносится дождевой водой в реки/орошающую воду из зон зольных отвалов. Процесс умягчения извести осаждает ионы Ca и Mg/устраняет временную жесткость в воде, а также преобразует бикарбонаты натрия в речной воде в карбонат натрия. [20] Карбонат натрия (стиральная сода) далее реагирует с оставшимся Ca и Mg в воде, удаляя/осаждая общую жесткость . Кроме того, водорастворимые соли натрия, присутствующие в золе, еще больше увеличивают содержание натрия в воде. Таким образом, речная вода превращается в мягкую воду за счет устранения ионов Ca и Mg и увеличения ионов Na с помощью угольных котлов. Применение мягкой воды при орошении (поверхностных или грунтовых вод) преобразует плодородные почвы в щелочные натриевые почвы . [21] Щелочность и натриевость речной воды из-за накопления солей в оставшейся воде после различных потерь на транспирацию и испарение, становятся острыми, когда в речном бассейне установлено много угольных котлов и электростанций. Натриевость речной воды влияет на нижележащие культивируемые речные бассейны, расположенные в Китае, Индии, Египте, Пакистане, Западной Азии, Австралии, западных США и т. д. [22]

Сбросы загрязняющих веществ из золоотвалов в поверхностные воды обычно включают мышьяк , свинец , ртуть , селен , хром и кадмий . [23] В США сбросы в поверхностные воды регулируются разрешениями в Национальной системе ликвидации сбросов загрязняющих веществ (NPDES). [24]

Управление отходами

Аэрофотоснимок загрязнения, вызванного утечкой из пруда-накопителя шлама
Аэрофотоснимок места разлива зольного шлама на угольном заводе «Кингстон Фоссил», сделанный на следующий день после события (23 декабря 2008 г.)

Сжигание угля оставляет значительное количество летучей золы, которая обычно хранится в золоотвалах (мокрое хранение) или на свалках (сухое хранение). Загрязнители, такие как тяжелые металлы, выщелачиваются в грунтовые воды из неизолированных прудов или свалок и могут загрязнять водоносные горизонты в течение десятилетий или столетий. [25] Агентство по охране окружающей среды классифицировало 44 объекта в США как потенциально опасные для сообществ. Такая классификация означает, что свалки отходов могут стать причиной смерти и значительного ущерба имуществу, если такое событие, как шторм, террористическая атака или разрушение конструкции, вызовет разлив. Агентство по охране окружающей среды подсчитало, что около 300 сухих свалок и мокрых прудов-хранилищ используются по всей стране для хранения золы с угольных электростанций. В хранилищах хранятся негорючие ингредиенты угля , включая золу, уловленную оборудованием, предназначенным для снижения загрязнения воздуха. [26]

В районах с низким содержанием угля отходы образуют отвалы . [ необходима ссылка ]

Дикая природа

Открытая добыча угля наносит прямой и косвенный ущерб дикой природе. Воздействие на дикую природу в первую очередь связано с нарушением, удалением и перераспределением поверхности земли. Некоторые воздействия краткосрочны и ограничиваются участком шахты, однако другие имеют далеко идущие долгосрочные последствия.

Наиболее прямым воздействием на дикую природу является уничтожение или перемещение видов в районах раскопок и отвалов. Карьеры и отвалы не способны обеспечить пропитание и укрытие для большинства видов диких животных. Подвижные виды диких животных, такие как промысловые животные, птицы и хищники, покидают эти районы. Более малоподвижные животные, такие как беспозвоночные, рептилии, роющие грызуны и мелкие млекопитающие, могут быть уничтожены. Сообщество микроорганизмов и процессы круговорота питательных веществ нарушаются перемещением, хранением и перераспределением почвы.

Деградация водных местообитаний является основным воздействием открытой добычи и может быть заметна за много миль от места добычи. Загрязнение поверхностных вод отложениями является обычным явлением при открытой добыче. Выходы отложений могут увеличиться в тысячу раз по сравнению с предыдущим уровнем в результате открытой добычи. [27]

Воздействие осадка на водную фауну различается в зависимости от вида и степени загрязнения. Высокий уровень осадка может напрямую убивать рыбу, закапывать нерестилища, уменьшать светопропускание, изменять температурные градиенты, заполнять бассейны, распространять ручьи на более широкие, мелкие области и сокращать производство водных организмов, используемых в качестве пищи другими видами. Эти изменения разрушают среду обитания ценных видов и могут улучшить среду обитания для менее желательных видов. Существующие условия уже являются маргинальными для некоторых пресноводных рыб в Соединенных Штатах, и седиментация их среды обитания может привести к их вымиранию. Самое сильное загрязнение осадками дренажа обычно происходит в течение 5–25 лет после добычи. В некоторых районах не покрытые растительностью отвалы продолжают разрушаться даже через 50–65 лет после добычи. [9]

Присутствие кислотообразующих материалов, выведенных на поверхность в результате добычи полезных ископаемых, может повлиять на дикую природу, уничтожив среду обитания и вызвав прямое уничтожение некоторых видов. Меньшие концентрации могут подавить продуктивность, скорость роста и воспроизводство многих водных видов. Кислоты, разбавленные концентрации тяжелых металлов и высокая щелочность могут нанести серьезный ущерб дикой природе в некоторых районах. Продолжительность загрязнения кислотными отходами может быть длительной; оценки времени, необходимого для выщелачивания выведенных на поверхность кислотных материалов в восточной части Соединенных Штатов, варьируются от 800 до 3000 лет. [9]

Загрязнение воздуха

Выбросы в атмосферу

На севере Китая загрязнение воздуха в результате сжигания ископаемого топлива, в основном угля, приводит к тому, что люди умирают в среднем на 5,5 лет раньше, чем могли бы.

—  Тим Флэннери , Атмосфера надежды , 2015. [28]

Согласно отчету Всемирной организации здравоохранения за 2008 год, загрязнение угольными частицами ежегодно сокращает жизни примерно на 10 000 человек во всем мире. [29] Исследование 2004 года, проведенное по заказу экологических групп, но оспоренное Агентством по охране окружающей среды США , пришло к выводу, что сжигание угля обходится в 24 000 жизней в год в Соединенных Штатах. [30] Совсем недавно академическое исследование подсчитало, что преждевременная смерть от загрязнения воздуха, связанного с углем, составляет около 52 000 человек в год. [31] По сравнению с электроэнергией, производимой из природного газа путем гидроразрыва пласта, угольная электроэнергия в 10–100 раз более токсична, в основном из-за количества твердых частиц, выбрасываемых при сгорании. [32] Если сравнить уголь с солнечной фотоэлектрической генерацией, то последняя могла бы спасти 51 999 американских жизней в год, если бы солнечная генерация заменила угольную в США [33] [34] В связи с сокращением рабочих мест, связанных с добычей угля, исследование показало, что приблизительно один американец преждевременно умирает от загрязнения углем на каждое оставшееся рабочее место в угольной промышленности. [35]

Уголь и угольные отходы (включая летучую золу , зольный остаток и котельный шлак) выделяют около 20 токсичных химических веществ, включая мышьяк , свинец , ртуть , никель , ванадий , бериллий , кадмий , барий , хром , медь , молибден , цинк , селен и радий , которые опасны при попадании в окружающую среду. Хотя эти вещества являются следовыми примесями, сжигается достаточно угля, чтобы выделялось значительное количество этих веществ. [36]

Высокогорный вельд Мпумаланга в Южной Африке является самой загрязненной территорией в мире из-за горнодобывающей промышленности и угольных электростанций [ 37 ] , а низменный вельд около знаменитого парка Крюгера также находится под угрозой из-за новых проектов по добыче полезных ископаемых. [38]

Иллюстрация загрязняющих веществ в воздухе, вырабатываемых электростанциями США (включая как угольные, так и мазутные электростанции)

Во время горения реакция между углем и воздухом производит оксиды углерода, включая диоксид углерода (CO 2 , важный парниковый газ ), оксиды серы (в основном диоксид серы , SO 2 ) и различные оксиды азота (NO x ). Из-за водородных и азотистых компонентов угля, гидриды и нитриды углерода и серы также производятся во время горения угля на воздухе. [ необходима цитата ] К ним относятся цианистый водород (HCN), нитрат серы (SNO 3 ) и другие токсичные вещества.

SO 2 и оксид азота вступают в реакцию в атмосфере, образуя мелкие частицы и приземный озон , и переносятся на большие расстояния, что затрудняет достижение другими штатами разумного уровня контроля загрязнения.

Мокрые градирни, используемые на угольных электростанциях и т. д., выделяют дрейф и туман, которые также представляют собой экологическую проблему. Дрейф содержит вдыхаемые взвешенные частицы . В случае градирен с морской водой на близлежащих землях осаждаются натриевые соли, которые превращают землю в щелочную почву , снижая плодородие растительных земель, а также вызывая коррозию близлежащих сооружений.

Иногда пожары происходят в угольных пластах под землей. Когда угольные пласты выходят на поверхность, риск пожара увеличивается. Выветренный уголь также может повышать температуру земли, если он остается на поверхности. Почти все пожары в твердом угле загораются из-за поверхностных пожаров, вызванных людьми или молнией. Самовозгорание происходит, когда уголь окисляется, а поток воздуха недостаточен для рассеивания тепла; это чаще всего происходит в отвалах и отвалах, редко в пластовом угле под землей. Там, где происходят угольные пожары, происходит сопутствующее загрязнение воздуха из-за выброса дыма и вредных паров в атмосферу. Пожары угольных пластов могут гореть под землей десятилетиями, угрожая уничтожением лесов, домов, дорог и другой ценной инфраструктуры. Самым известным пожаром угольных пластов может быть тот, который привел к постоянной эвакуации Централии, штат Пенсильвания , США. [39]

Приблизительно 75 Тг/S в год диоксида серы (SO 2 ) выделяется при сжигании угля. После выделения диоксид серы окисляется до газообразного H 2 SO 2 , который рассеивает солнечное излучение, поэтому его увеличение в атмосфере оказывает охлаждающее воздействие на климат, которое маскирует часть потепления, вызванного увеличением парниковых газов. Выделение SO 2 также способствует широко распространенному закислению экосистем. [40]

Выбросы ртути

В 2011 году электростанции США выбрасывали половину ртутных загрязнителей воздуха в стране. [41] В феврале 2012 года Агентство по охране окружающей среды выпустило постановление о стандартах содержания ртути и токсичности воздуха (MATS), которое требует от всех угольных электростанций существенного сокращения выбросов ртути. [42] [43]

В штате Нью-Йорк ветры переносят ртуть с угольных электростанций Среднего Запада, загрязняя воды гор Катскилл . Ртуть концентрируется в пищевой цепочке, поскольку она преобразуется в метилртуть , токсичное соединение, которое вредит как диким животным, так и людям, потребляющим пресноводную рыбу . [44] [45] [46] Ртуть потребляется червями, которых едят рыбы, которых едят птицы (включая белоголовых орланов ). По состоянию на 2008 год уровень ртути у белоголовых орланов в горах Катскилл достиг новых высот. [47] «Люди подвергаются воздействию метилртути почти исключительно при употреблении в пищу загрязненной рыбы и диких животных, которые находятся на вершине водных пищевых цепочек». [48] Океаническая рыба является причиной большей части воздействия метилртути на человека ; полный спектр источников метилртути в океанической рыбе не до конца изучен. [49]

Ежегодная избыточная смертность и заболеваемость

В 2008 году Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) и другие организации подсчитали, что загрязнение угольными частицами ежегодно становится причиной приблизительно одного миллиона смертей во всем мире [29] , что составляет приблизительно одну треть всех преждевременных смертей, связанных со всеми источниками загрязнения воздуха [50], например, в Стамбуле от заболеваний легких и рака. [51]

Загрязнители, выбрасываемые при сжигании угля, включают мелкие частицы ( PM2.5 ) и приземный озон . Каждый год сжигание угля без использования доступных технологий контроля загрязнения становится причиной тысяч предотвратимых смертей в Соединенных Штатах. Исследование, проведенное ассоциацией медсестер Мэриленда в 2006 году, показало, что выбросы всего шести угольных заводов Мэриленда стали причиной 700 смертей в год по всей стране, в том числе 100 в Мэриленде. [52] После установки оборудования для борьбы с загрязнением на одном из этих шести заводов, завод Brandon Shores, теперь «производит на 90 процентов меньше оксида азота, компонента смога; на 95 процентов меньше серы, которая вызывает кислотные дожди; и значительно меньше фракций других загрязняющих веществ». [52] В Соединенных Штатах в среднем 26 шахтеров в год умирали в десятилетие 2005–2014 годов. [6]

Экономические издержки

Исследование 2001 года, финансируемое ЕС, известное как ExternE, или Внешние эффекты энергии, за десятилетие с 1995 по 2005 год показало, что стоимость производства электроэнергии из угля удвоится по сравнению с ее нынешней стоимостью, если учитывать внешние издержки. Эти внешние издержки включают ущерб окружающей среде и здоровью человека от выбросов твердых частиц в воздухе , оксидов азота , хрома VI и мышьяка , производимых углем. Было подсчитано, что внешние, нисходящие, затраты на ископаемое топливо составляют до 1–2% от всего валового внутреннего продукта (ВВП) ЕС , причем уголь является основным подлежащим учету ископаемым топливом, и это было до того, как внешние издержки глобального потепления из этих источников были включены. [53] Исследование показало, что экологические и медицинские издержки только от угля составили 60 евро/ МВт·ч , причем источниками энергии с самыми низкими внешними издержками являются ядерная энергия 1,9 евро/МВт·ч и ветровая энергия 0,90 евро/МВт·ч. [54]

По словам исследователей Intel, высокие показатели отказов материнских плат в Китае и Индии, по-видимому, связаны с «загрязнением воздуха серой, которое образуется при сжигании угля для выработки электроэнергии. Оно разъедает медные схемы» . [55]

Выбросы парниковых газов

Выбросы CO2 были вызваны различными источниками, которые увеличивались один за другим ( Глобальный углеродный проект ).

Сжигание угля является крупнейшим фактором, способствующим антропогенному увеличению выбросов CO2 в атмосферу . [ 56] Производство электроэнергии с использованием сжигания угля производит примерно в два раза больше парниковых газов на киловатт по сравнению с производством с использованием природного газа . [57]

Добыча угля выделяет метан, мощный парниковый газ. Метан является естественным продуктом распада органического вещества, поскольку угольные месторождения формируются с увеличением глубины залегания, повышением температуры и повышением давления в течение геологического времени. Часть произведенного метана поглощается углем и затем высвобождается из угольного пласта (и окружающих нарушенных слоев) в процессе добычи. [58] Метан составляет 10,5 процента выбросов парниковых газов, создаваемых в результате деятельности человека. [59] По данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата , метан имеет потенциал глобального потепления в 21 раз больше, чем углекислый газ в течение 100-летнего периода. Процесс добычи может высвобождать карманы метана. Эти газы могут представлять угрозу для шахтеров, а также быть источником загрязнения воздуха. Это связано с ослаблением давления и разрывом слоев во время добычи, что вызывает опасения по поводу безопасности для шахтеров, если не управлять ими должным образом. Нарастание давления в пластах может привести к взрывам во время (или после) процесса добычи, если не будут приняты меры по предотвращению, такие как «отвод метана». [58]

В 2008 году Джеймс Э. Хансен и Пушкар Хареча опубликовали рецензируемое научное исследование, в котором анализировалось влияние поэтапного отказа от угля на уровень CO 2 в атмосфере. Их базовый сценарий смягчения последствий предполагал поэтапный отказ от глобальных выбросов угля к 2050 году. Согласно сценарию «Бизнес как обычно », пик CO 2 в атмосфере составит 563 части на миллион (ppm) в 2100 году. Согласно четырем сценариям поэтапного отказа от угля, пик CO 2 в атмосфере составит 422–446 ppm между 2045 и 2060 годами, а затем снизится. [60]

Радиационное облучение

Уголь также содержит низкие уровни урана , тория и других природных радиоактивных изотопов , которые при попадании в окружающую среду могут привести к радиоактивному загрязнению . [36] [61] Угольные электростанции испускают радиацию в виде радиоактивной летучей золы , которая вдыхается и глотается соседями, а также попадает в урожай. В статье 1978 года из Окриджской национальной лаборатории подсчитано, что угольные электростанции того времени могут вносить ожидаемую дозу облучения всего тела в размере 19  мкЗв /год своим непосредственным соседям в радиусе 500 м. [62] В докладе Научного комитета ООН по воздействию атомной радиации за 1988 год подсчитана ожидаемая доза на расстоянии 1 км в размере 20 мкЗв/год для старых установок или 1 мкЗв/год для новых установок с улучшенным улавливанием летучей золы, но не удалось подтвердить эти цифры испытаниями. [63]

За исключением содержащихся отходов и непреднамеренных выбросов с атомных электростанций, угольные электростанции выбрасывают в окружающую среду больше радиоактивных отходов, чем атомные электростанции на единицу произведенной энергии. Излучение, выбрасываемое заводом в виде угольной летучей золы, выбрасывает в окружающую среду в 100 раз больше радиации, чем при нормальной работе атомной электростанции такой же производительности. [64] Это сравнение не учитывает остальную часть топливного цикла, то есть добычу угля и урана, а также переработку и утилизацию отходов. Эксплуатация угольной электростанции мощностью 1000 МВт приводит к дозе ядерного облучения в 490 человеко-бэр/год по сравнению с 136 человеко-бэр/год для эквивалентной атомной электростанции, включая добычу урана, эксплуатацию реактора и утилизацию отходов. [65]

Опасности для шахтеров

Исторически добыча угля была очень опасной деятельностью, и список исторических катастроф в угольной промышленности длинный. Основными опасностями являются обрушения стен шахты и столкновения транспортных средств; опасности подземной добычи включают удушье, отравление газом, обрушение кровли и взрывы газа . Хронические заболевания легких , такие как пневмокониоз (черное легкое), когда-то были распространены среди шахтеров, что приводило к сокращению продолжительности жизни . В некоторых странах, занимающихся добычей угля, черное легкое по-прежнему распространено: в США ежегодно регистрируется 4000 новых случаев черного легкого (4 процента рабочих в год) и 10 000 новых случаев в Китае (0,2 процента рабочих в год). [66] Показатели могут быть выше, чем сообщалось в некоторых регионах.

В Соединенных Штатах в среднем 23 шахтера в год умирали в десятилетие 2007–2016 гг. [6] Недавние катастрофы на угольной шахте в США включают катастрофу на шахте Sago в январе 2006 г. В 2007 г. авария на шахте Crandall Canyon в штате Юта унесла жизни девяти шахтеров, шестеро из которых были погребены. [67] Катастрофа на шахте Upper Big Branch в Западной Вирджинии унесла жизни 29 шахтеров в апреле 2010 г. [68]

Однако в менее развитых странах и некоторых развивающихся странах многие шахтеры продолжают ежегодно умирать, либо из-за прямых несчастных случаев на угольных шахтах, либо из-за неблагоприятных последствий для здоровья из-за работы в плохих условиях. В частности, в Китае самое большое количество смертей, связанных с добычей угля, в мире: официальная статистика утверждает, что в 2004 году было 6027 смертей . [69] Для сравнения, в США в том же году было зарегистрировано 28 смертей. [70] Добыча угля в Китае в два раза больше, чем в США, [71] в то время как число шахтеров примерно в 50 раз больше, чем в США, что делает смертельные случаи на угольных шахтах в Китае в 4 раза более распространенными на одного рабочего (в 108 раз более распространенными на единицу продукции), чем в США.

Катастрофа на угольной шахте в Фармингтоне унесла жизни 78 человек. Западная Вирджиния, США, 1968 год.

Скопления опасного газа известны как отстойники: [72]

Взрывы рудничного газа могут спровоцировать гораздо более опасные взрывы угольной пыли , которые могут поглотить целую шахту. Большинство этих рисков можно значительно снизить в современных шахтах, и в некоторых частях развитого мира случаи множественных смертельных случаев сейчас редки. Современная добыча полезных ископаемых в США приводит примерно к 30 смертельным случаям в год из-за несчастных случаев на шахтах. [73]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ RadTown USA | Агентство по охране окружающей среды США
  2. ^ Токсичный воздух: аргументы в пользу очистки угольных электростанций (PDF) (отчет). Американская ассоциация легких. Март 2011 г. Архивировано из оригинала (PDF) 15 мая 2012 г. Получено 9 марта 2012 г.
  3. ^ "Влияние угольной энергетики на окружающую среду: загрязнение воздуха". Союз обеспокоенных ученых . Архивировано из оригинала 11 ноября 2005 г. Получено 9 марта 2012 г.
  4. ^ Хеннеман, Лукас; Чойрат, Кристин; Дедусси, Ирен; Доминичи, Франческа; Робертс, Джессика; Зиглер, Корвин (24 ноября 2023 г.). «Риск смертности от угольной генерации электроэнергии в США». Science . 382 (6673): 941–946. doi : 10.1126/science.adf4915 . ISSN  0036-8075. PMC 10870829 . 
  5. ^ Ричи, Ханна ; Розер, Макс (28 декабря 2023 г.). «Каковы самые безопасные и чистые источники энергии?». Наш мир в данных .
  6. ^ abc "Coal Fatalities for 1900 Through 2016". Арлингтон, Вирджиния: Управление по охране труда и технике безопасности в шахтах США (MSHA). Архивировано из оригинала 3 октября 2015 года . Получено 25 октября 2017 года .
  7. ^ "Китай меняет подход к смертельным случаям на угольной шахте, чтобы обеспечить безопасность поставок". MINING.COM . Получено 25 января 2024 г. .
  8. ^ Гамильтон, Майкл С. (2005). Политика охраны окружающей среды в горнодобывающей промышленности: сравнение Индонезии и США . Исследования Ashgate в области политики и практики охраны окружающей среды. Берлингтон, Вирджиния: Ashgate Publishing . ISBN 978-0-7546-4493-4.
  9. ^ abcd Министерство внутренних дел США. 1979. Постоянная регулирующая программа по реализации раздела 01(b) Закона о контроле за добычей полезных ископаемых и рекультивации земель 1977 года: Заявление о воздействии на окружающую среду . Вашингтон, округ Колумбия
  10. ^ abcd Сквиллас, Марк. Справочник по открытой добыче: руководство для граждан угольных месторождений по использованию закона для борьбы с разрушительным воздействием открытой и подземной добычи. Архивировано 4 июня 2012 г. в Wayback Machine , Вашингтон, округ Колумбия: Институт экологической политики, Друзья Земли, 1990 г.
  11. ^ abc Министерство внутренних дел США . Уголь: влияние строительства и добычи полезных ископаемых. Архивировано 1 марта 2012 г. в Wayback Machine , Вашингтон, округ Колумбия: Управление энергетики и экономического развития индейцев, Tribal Energy and Environmental Information Clearinghouse (TEEIC). Получено 9 марта 2012 г.
  12. ^ Баркин, Ноа (24 февраля 2008 г.). «Горнодобывающая промышленность спровоцировала землетрясение в Западной Германии». Reuters . Получено 22 октября 2008 г.
  13. ^ «Влияние горнодобывающей деятельности на водные ресурсы: обзорное исследование».
  14. ^ Рейтер, Томас Хераусгебер. (2015). Предотвращение глобального экологического коллапса: роль антропологии и местных знаний . ISBN 978-1-4438-7597-4. OCLC  959228681.
  15. ^ "Влияние добычи угля на окружающую среду". Всемирный институт угля. Архивировано из оригинала 23 октября 2008 года . Получено 22 октября 2008 года .
  16. ^ Тивари, РК (1 ноября 2001 г.). «Влияние добычи угля на окружающую среду и водный режим». Загрязнение воды, воздуха и почвы . 132 (1–2): 185–199. Bibcode : 2001WASP..132..185T. doi : 10.1023/A:1012083519667. ISSN  1573-2932. S2CID  91408401. (требуется подписка) .
  17. ^ Кесслер, KA (1981). «История случая мокрого удаления ископаемых отходов завода». Журнал энергетического отдела . 107 (2). Американское общество инженеров-строителей: 199–208. doi : 10.1061/JDAEDZ.0000063.
  18. ^ EPA. «Система управления опасными и твердыми отходами; Утилизация остатков сжигания угля на электростанциях». 80 FR 21301, 17.04.2015.
  19. ^ «Утилизация остатков сжигания угля из правил электроэнергетических компаний». Вашингтон, округ Колумбия: Агентство по охране окружающей среды США (EPA). 14 декабря 2020 г. Архивировано из оригинала 24 января 2020 г. Получено 16 февраля 2020 г.
  20. ^ "Precipitation smoothing, GE Power & Water". Архивировано из оригинала 24 января 2013 года . Получено 11 октября 2012 года .
  21. ↑ Управление качеством оросительной воды, Университет штата Орегон, США. Архивировано 19 октября 2013 г. на Wayback Machine . Получено 4 октября 2012 г.
  22. ^ J. Keller; A. Keller; G. Davids. "River basin development phases and impacts of closure" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 19 октября 2013 г. . Получено 25 августа 2012 г. .
  23. ^ «Руководство по выбросам паровых электростанций — Окончательное правило 2015 г.». EPA. 6 ноября 2019 г. Архивировано из оригинала 29 апреля 2017 г. Получено 16 февраля 2020 г.
  24. ^ "Национальная система ликвидации выбросов загрязняющих веществ". EPA. 14 декабря 2020 г.
  25. ^ Милман, Оливер (4 марта 2019 г.). «Большинство угольных электростанций США загрязняют грунтовые воды токсинами, согласно анализу». The Guardian . ISSN  0261-3077. Архивировано из оригинала 16 июня 2020 г. Получено 16 февраля 2020 г.
  26. ^ «Associated Press – июнь 2009».[ мертвая ссылка ]
  27. ^ Постоянная нормативная программа по реализации раздела 501(b) Закона о контроле за добычей полезных ископаемых и рекультивации земель 1977 года.
  28. ^ Тим Флэннери , Атмосфера надежды. Решения для климатического кризиса , Penguin Books , 2015, страницы 28 ( ISBN 9780141981048 ). Это предложение книги имеет примечание, ссылающееся на источник: Юйюй Чэнь и др. , «Доказательства влияния постоянного воздействия загрязнения воздуха на продолжительность жизни в результате политики Китая в отношении реки Хуай», Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки , том 110, номер 32, 6 августа 2013 г., страницы 12936-12941. 
  29. ^ ab Смерти на ТВтч по источникам энергии Архивировано 24 июля 2015 г. в Wayback Machine , Next Big Future, март 2011 г. Цитата: «Всемирная организация здравоохранения и другие источники связывают около 1 миллиона смертей в год с загрязнением воздуха углем».
  30. ^ "Смертельные электростанции? Исследование топлива Дебаты". NBC News . 9 июня 2004. Архивировано из оригинала 12 февраля 2020. Получено 6 марта 2012 .
  31. ^ Кайаццо, Ф., Ашок, А., Вайц, И.А., Йим, С.Х. и Барретт, С.Р., 2013. Загрязнение воздуха и ранняя смертность в Соединенных Штатах. Часть I: Количественная оценка воздействия основных секторов в 2005 году. Атмосферная среда, 79, стр. 198–208.
  32. ^ Чен, Лу; Миллер, Шели А.; Эллис, Брайан Р. (2017). «Сравнительное воздействие на человеческую токсичность электроэнергии, произведенной из сланцевого газа и угля». Environmental Science & Technology . 51 (21): 13018–13027. Bibcode : 2017EnST...5113018C. doi : 10.1021/acs.est.7b03546 . PMID  29016130.
  33. ^ "США могли бы предотвратить множество смертей, перейдя с угля на солнечную энергию". USA TODAY . Получено 23 января 2024 г.
  34. ^ Прехода, Эмили В.; Пирс, Джошуа М. (2017), «Потенциальные жизни, спасенные путем замены угля на производство солнечной фотоэлектрической электроэнергии в США» (PDF) , Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики , 80 : 710–715, doi : 10.1016/j.rser.2017.05.119, S2CID  113715270, архивировано (PDF) из оригинала 15 октября 2019 г. , извлечено 15 октября 2019 г.
  35. ^ "Эти две отрасли убивают больше людей, чем трудоустраивают". IFLScience . Архивировано из оригинала 29 июля 2019 года . Получено 9 марта 2019 года .
  36. ^ ab Gabbard, Alex (5 февраля 2008 г.). «Сжигание угля: ядерный ресурс или опасность». Национальная лаборатория Ок-Ридж. Архивировано из оригинала 5 февраля 2007 г. Получено 22 октября 2008 г.
  37. ^ «У нас самый грязный воздух в мире». Ноябрь 2018 г. Архивировано из оригинала 23 марта 2021 г. Получено 15 июня 2019 г.
  38. ^ "Много возражений против добычи полезных ископаемых рядом с парком Марлот". 31 мая 2019 г. Архивировано из оригинала 3 июня 2019 г. Получено 15 июня 2019 г.
  39. ^ ДеКок, Дэвид, Невидимая опасность: трагедия людей, правительства и пожара на шахте Сентралия . Издательство Пенсильванского университета, 1986. ISBN 978-0-8122-8022-7 . 
  40. ^ Влияние человека на химию атмосферы, П. Дж. Крутцен и Дж. Лелиевельд, Ежегодный обзор наук о Земле и планетах, т. 29: 17–45 (Дата публикации тома: май 2001 г.)
  41. ^ "EPA выпускает первые национальные стандарты по загрязнению ртутью электростанциями/Исторические «стандарты по токсичности ртути и воздуха» соответствуют 20-летнему требованию по сокращению опасных выбросов из дымовых труб". EPA. 21 декабря 2011 г. Пресс-релиз. Архивировано из оригинала 24 декабря 2011 г.
  42. ^ EPA. (2012-02-16). "Национальные стандарты выбросов опасных загрязняющих веществ в воздух от угольных и нефтяных электростанций, работающих на пару, и стандарты производительности для электростанций, работающих на ископаемом топливе, промышленных, коммерческих и институциональных, а также малых промышленных, коммерческих и институциональных парогенераторов". Окончательное правило. Федеральный реестр, 77 FR 9303
  43. ^ "Базовая информация о стандартах содержания ртути и токсичных веществ в воздухе". EPA. 8 июня 2017 г. Архивировано из оригинала 7 марта 2020 г. Получено 7 марта 2020 г.
  44. ^ "Атмосферный ртуть". Архивировано из оригинала 5 февраля 2012 года . Получено 23 января 2024 года .
  45. ^ "Моделирование атмосферного ртути". Архивировано из оригинала 5 февраля 2012 года . Получено 23 января 2024 года .
  46. ^ Brigham ME, Krabbenhoft DP, Hamilton PA (2003). "Ртуть в речных экосистемах — новые исследования, инициированные Геологической службой США". Геологическая служба США . Получено 31 января 2008 г.
  47. ↑ Энтони Де Пальма, «Белоголовые орланы в горах Кэтскилл демонстрируют рост уровня ртути». Архивировано 15 апреля 2016 г. в Wayback Machine. New York Times, 24 ноября 2008 г.
  48. ↑ Информационный бюллетень 146-00: Ртуть в окружающей среде. Архивировано 18 июля 2015 г. в Wayback Machine , Геологическая служба США, октябрь 2000 г.
  49. ^ Джаффе Э. (27 сентября 2007 г.). «Тайна в море». Smithsonian.com . Архивировано из оригинала 17 января 2008 г. Получено 31 января 2008 г.
  50. ^ Шрейдер-Фрешетт, Кристин . Что будет работать: борьба с изменением климата с помощью возобновляемых источников энергии, а не ядерной энергетики. Архивировано 29 декабря 2019 г. в Wayback Machine , Oxford University Press , 2011, стр. 9, ISBN 0-19-979463-4 . 
  51. ^ «ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОЗДУХА И СТАМБУЛ; Тревожные звоночки» . Генрих-Бёлль-Стифтунг Гизлилик Импрессум. Архивировано из оригинала 29 сентября 2018 года . Проверено 29 декабря 2016 г.
  52. ^ ab Угольная электростанция, которая стремится к правилам США. Архивировано 24 марта 2017 г. в Wayback Machine Мэтью Л. Уолдом, опубликовано 5 января 2012 г.
  53. ^ "Новое исследование раскрывает реальную стоимость электроэнергии в Европе (пресс-релиз), EC, Research Directorate-General, 25 июля 2001 г." (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 24 сентября 2015 г. . Получено 8 сентября 2012 г. .
  54. ^ ExternE-Pol, Внешние издержки современных и современных систем электроснабжения, связанные с выбросами от работы электростанций и остальной энергетической цепочки, окончательный технический отчет. Архивировано 15 апреля 2016 г. в Wayback Machine 2006, см. рисунок 9, 9b и рисунок 11
  55. ^ "Ученые изучают ущерб, наносимый компьютерам загрязнением". Missoulian . 27 октября 2013 г. Архивировано из оригинала 28 октября 2013 г. Получено 27 октября 2013 г.
  56. ^ Джеймс Хансен (2007). "Свидетельские показания Джеймса Э. Хансена в Совете по коммунальным услугам Айовы" (PDF) . Совет по коммунальным услугам Айовы , Колумбийский университет . Архивировано (PDF) из оригинала 3 февраля 2009 года . Получено 22 октября 2008 года .
  57. ^ "Влияние угольной энергетики на окружающую среду: загрязнение воздуха". Союз обеспокоенных ученых. Архивировано из оригинала 11 ноября 2005 г. Получено 10 марта 2011 г.
  58. ^ ab "Метан, связанный с угольными пластами". The Coal Authority. Октябрь 2007 г. Архивировано из оригинала 13 октября 2008 г. Получено 22 октября 2008 г.
  59. ^ «Откуда берутся парниковые газы — Объяснение энергии, Ваше руководство по пониманию энергии». Управление энергетической информации, Министерство энергетики США. 13 октября 2010 г. Архивировано из оригинала 18 февраля 2010 г. Получено 19 февраля 2010 г.
  60. ^ Kharecha PA; Hansen JE (2008). "Последствия "пика нефти" для атмосферного CO2 и климата". Global Biogeochem. Cycles . 22 (3): GB3012. arXiv : 0704.2782 . Bibcode : 2008GBioC..22.3012K. doi : 10.1029/2007GB003142. S2CID  53557160. Архивировано из оригинала 13 сентября 2008 г.
  61. ^ "Радиоактивные элементы в угле и летучей золе, информационный листок USGS 163-97". Архивировано из оригинала 9 декабря 2006 года . Получено 9 сентября 2005 года .
  62. ^ McBride, JP; Moore, RE; Witherspoon, JP; Blanco, RE (8 декабря 1978 г.). "Радиологическое воздействие воздушных выбросов угольных и атомных электростанций" (PDF) . Science . 202 (4372): 1045–50. Bibcode :1978Sci...202.1045M. doi :10.1126/science.202.4372.1045. PMID  17777943. S2CID  41057679. Архивировано из оригинала (PDF) 27 сентября 2012 г. . Получено 15 ноября 2012 г. Расчетные 50-летние дозы облучения всего тела в миллибэрах в год работы электростанции составили: угольная электростанция - 1,9Страница 35
  63. ^ Научный комитет ООН по действию атомной радиации (1988). «Приложение А». Источники, эффекты и риски ионизирующей радиации. Нью-Йорк: Организация Объединенных Наций. стр. 83. ISBN 978-92-1-142143-9. Получено 16 ноября 2012 г.
  64. ^ Хвистендаль, Мара. «Угольная зола более радиоактивна, чем ядерные отходы: Scientific American» Архивировано 12 июня 2013 г. в Wayback Machine , Scientific American , Nature America, Inc., 13 декабря 2007 г. Веб. 18 марта 2011 г.
  65. ^ https://www.ornl.gov/sites/default/files/ORNL%20Review%20v26n3-4%201993.pdf Архивировано 31 января 2017 г. на Wayback Machine , стр. 28
  66. ^ Abelard.org Архивировано 13 января 2018 г. на Wayback Machine , «Катастрофы, связанные с ископаемым топливом».
  67. ^ "Panel to Explore Deadly Mine Accident". New York Times . Associated Press. 4 сентября 2007 г. Архивировано из оригинала 4 апреля 2020 г. Получено 24 февраля 2017 г.
  68. ^ Урбина, Иэн (9 апреля 2010 г.). «Выживших не найдено после катастрофы на шахте в Западной Вирджинии». New York Times . Архивировано из оригинала 28 марта 2019 г. Получено 24 февраля 2017 г.
  69. ^ Разбираем смертельные подробности статистики безопасности на угольных шахтах Китая | CLB
  70. ^ "Смертельные случаи на угольной шахте по штатам по календарному году" (PDF) . MSHA. 24 октября 2017 г. Архивировано из оригинала (PDF) 23 февраля 2011 г. Получено 2 октября 2013 г.
  71. ^ "World Coal Institute – Coal Production". Архивировано из оригинала 30 апреля 2008 г.
  72. ^ возможно, от немецкого слова «Dampf», что означает пар или испарения
  73. ^ OccupationalHazards.com. "Защита органов дыхания в угольных шахтах". Архивировано 23 апреля 2008 г. на Wayback Machine

Внешние ссылки