10 kivisöe, selle kaevandamise ja elektrijaama keskkonnamõju

Kivisüsi on kõige levinum kütuseallikas, mille tootmine ja muundamine kasulikuks energiaks on suhteliselt odav. See on ka kõige populaarsem, moodustades peaaegu 40 protsenti kogu maailma elektritootmisest.  

Söe keskkonnamõjud on aga tuvastatud ning seotud selle tootmise ja kasutamisega loodusvara.

Kivisüsi moodustub eelajalooline taimestik mis kogunes umbes 300 miljonit aastat tagasi, kui suur osa Maa pinnast oli kaetud soodega. Kui taimed ja puud neil soistel aladel surema hakkasid, vajusid nende jäänused soisesse maasse, millest lõpuks moodustus tihe materjal, mida nimetatakse turbaks.

Aja jooksul kogunesid turba kohale sette- ja mullakihid. Maa tuuma soojuse ning kivimite ja setete rõhu kombinatsioon põhjustas lõpuks süsinikurikka kivisöe moodustumise.

Söe kasutamist saab jälgida umbes aastal 50 pKr, mis pärineb Suurbritannia Rooma varemete tuhast. Samuti on tõendeid, mis viitavad sellele, et kreeklased kasutasid 4. sajandil kütusena kivisütt. Ulatuslik kivisöe kaevandamine algas Suurbritannias aga alles 13. sajandil.

Söekaevandamisega kaasnevad olulised keskkonnamõjud. See võib nõuda suurte koguste pinnase eemaldamist, mis põhjustab erosiooni, elupaiga kaotusja reostus.

Söe kaevandamine põhjustab happekaevanduste äravoolu, mis põhjustab raskmetallide lahustumist ja imbumist põhja- ja pinnavette. Söekaevanduse töötajad seisavad mõnikord silmitsi tõsiste terviseprobleemidega, sealhulgas kopsuhaigustega, mis on tingitud pikaajalisest kokkupuutest kaevandustes söetolmuga.

Keskkonnakaitsjad ja teadlased on aga võtnud tõsiselt tööd, et pakkuda rohkem keskkonnasõbraliku kivisöe kaevandamise viis ja selle kasutamine.

Mis on kivisüsi?

Kivisüsi on setteline orgaaniline kivim, mis koosneb peamiselt süsinikust, vesinikust ja hapnikust, mis on kergestisüttiv. Seda leidub peaaegu kõigis maailma riikides, peamiselt kohtades, kus eksisteerisid eelajaloolised metsad ja sood enne nende matmist ja kokkusurumist miljonite aastate jooksul.

See on must või pruunikasmust ning koostisega, mis koosneb enam kui 50 massiprotsendist ja üle 70 mahuprotsendi ulatuses süsinikmaterjalist, mida saab põletada kütusena ja kasutada elektri tootmiseks.

Kivisüsi moodustub taimejäänustest, mis on geoloogilise aja jooksul kuumuse ja rõhu mõjul tihendatud, kõvenenud, keemiliselt muudetud ja moondunud.

Huvitav on see, et kivisüsi on suurim energiaallikas elektri tootmiseks maailmas ja kõige rikkalikum fossiilkütus Ameerika Ühendriikides. Kuna kivisöe arendamiseks kulub miljoneid aastaid ja seda on piiratud koguses, on see a taastumatu ressurss.

Kivisüsi esineb maa-alustes moodustistes, mida nimetatakse "söeõmblusteks" või "söekihtideks". Söeõmblus võib olla kuni 30 meetrit (90 jalga) paks ja ulatuda 1,500 kilomeetrini (920 miili).

Söekihte leidub igal kontinendil. Suurimad söevarud on USA-s, Venemaal, Hiinas, Austraalias ja Indias.

Süsi kui taastumatu fossiilkütus põletatakse ja kasutatakse elektri tootmiseks. Kaevandamistehnikad ja põletamine on aga ohtlikud nii kaevandajatele kui ka keskkonnale.

Selles artiklis vaatleme kivisöe, söekaevandamise ja söeelektrijaamade mõju keskkonnale.

Söe keskkonnamõjud

1. Kliimamuutused

Kivisüsi on maailmas kõige levinum fossiilkütus, kuid selle põletamine ja kasutamine on seotud märkimisväärse keskkonnamõjuga.

Kliimamuutus on kivisöe kõige tõsisem, pikaajalisem globaalne mõju. Keemiliselt on kivisüsi enamasti süsinik, mis põletamisel reageerib õhus oleva hapnikuga, tekitades süsinikdioksiidi, soojust püüdvat gaasi. Atmosfääri sattudes toimib süsihappegaas nagu tekk, soojendades maad üle normaalse piiri.

Osa tulemusest globaalse soojenemise mõjud hõlmavad põuda, merepinna tõusu, üleujutusi, äärmuslikke ilmastikuolusid ja liikide kadu. Nende mõjude raskusaste on otseselt seotud süsinikdioksiidi kogusega, mida me eraldume, sealhulgas söejaamadest.

Ameerika Ühendriikides moodustab kivisüsi ligikaudu veerandi kõigist energiaga seotud süsinikdioksiidi heitkogustest.

2. Õhusaaste

Õhusaaste söeküttel töötavad elektrijaamad on seotud astma, vähi, südame- ja kopsuhaiguste, neuroloogiliste probleemide ning muude tõsiste keskkonna- ja rahvatervise mõjudega.

Söe põletamisel eraldub sellest mitmeid õhus levivaid toksiine ja saasteaineid. Nende hulka kuuluvad elavhõbe, plii, vääveldioksiid, lämmastikoksiidid, tahked osakesed ja mitmesugused muud raskmetallid. Mõju tervisele võib ulatuda astmast ja hingamisraskustest ajukahjustuste, südameprobleemide, vähi, neuroloogiliste häirete ja enneaegse surmani.

Kuigi Keskkonnakaitseagentuuri (EPA) seatud piirangud on aidanud mõnda neist heitkogustest ära hoida, ei ole paljudes tehastes paigaldatud vajalikke saastetõrjevahendeid. Nende kaitsete tulevik on ebaselge.

Söekaevandamise mõjud

3. Veereostus

Veereostus söest tulenev söe kaevandamise, töötlemise, põletamise ja jäätmete ladustamise negatiivne mõju tervisele ja keskkonnale.

Söe kaevandamise käigus eraldub söesete. Söesete, tuntud ka kui läga, on söe pesemisel tekkivad vedelad kivisöejäätmed. Tavaliselt kõrvaldatakse see söekaevanduste lähedal asuvatesse basseinidesse, kuid mõnel juhul süstitakse see otse mahajäetud maa-alustesse kaevandustesse.

Kuna kivisöesete sisaldab toksiine, võivad lekked või lekked ohustada põhja- ja pinnavett. Häiritud maa mineraalid võivad imbuda põhjavette ja saastada veeteed meie tervisele ohtlike kemikaalidega.

Näiteks võib tuua happekaevanduse äravoolu. Happekaevanduste äravool (AMD) viitab happelise vee väljavoolule söekaevandustest või metallikaevandustest, mis on sageli mahajäetud kaevandused, kus maagi- või söekaevandustegevus on paljastanud väävlit sisaldavat mineraalpüriiti sisaldavad kivimid.  

Mahajäetud söekaevandustest võib välja voolata happeline vesi. Kaevandamisel on paljastatud kivimid, mis sisaldavad väävlit sisaldavat mineraalset püriiti. See mineraal reageerib õhu ja veega, moodustades väävelhapet.

Vihmaga satub lahjendatud hape jõgedesse ja ojadesse ning võib imbuda isegi maa-alustesse veeallikatesse.

Söekaevandused ja elektrijaamad mõjutavad tugevalt järved, jõed, ojad ja joogiveevarud.

4. Maastikute ja elupaikade hävitamine

Ribakaevandamine tuntud ka kui pinnakaevandamine hõlmab maa ja kivide eemaldamist, et jõuda selle all oleva kivisöeni.

Kui mägi seisab söekihi ees, lõhkatakse või tasandatakse see tõhusalt, jättes armistunud maastiku ning häirides ökosüsteeme ja metsloomade elupaiku.

5. Globaalne soojenemine

Statistika näitab, et söekaevandamisel vabanev metaan moodustab umbes 10 protsenti USA metaaniheitest (CH₄), tugev globaalset soojenemist soodustav gaas.

Söekaevanduses tekkivad metaaniheitmed püütakse sageli kinni ja kasutatakse linnakütusena, keemilise lähteainena, sõidukikütusena ja tööstuskütusena, kuid väga harva püütakse kõike kinni. Metaani on atmosfääris vähem levinud kui süsinikdioksiidi, kuid see on 20 korda võimsam kasvuhoonegaasina.

Söemaardlates leiduv metaangaas võib plahvatada, kui see koondub maa-alustesse kaevandustesse. See söekihi metaan tuleb kaevandustest välja juhtida, et muuta kaevandused turvalisemaks töökohaks. Mõned kaevandused püüavad, kasutavad või müüvad oma tegevusest eraldatud söekihi metaani.

6. Metsade hävitamine ja erosioon

2010. aasta uuringu kohaselt on mäetippude eemaldamise kaevandamine hävitanud 6.8% Appalachia metsadest.

Söekaevanduse rajamise käigus raiutakse maha või põletatakse puid, juuritakse välja taimi ja kraabitakse ära pinnas. See hävitab maa (seda ei saa enam põllukultuuride istutamiseks kasutada) ja on altid mulla erosioonile.

Kobestunud pinnasekiht võib vihmaga minema uhtuda ning setted satuvad jõgedesse, ojadesse ja veekogudesse. Allavoolu võivad nad tappa kalu ja taimi ning blokeerida jõekanalid, mis põhjustab üleujutusi.

7. Mõju inimese tervisele

Raskmetallide toksiinid ja kantserogeenid satuvad söe kaevandamise ja töötlemise käigus atmosfääri ja veekogudesse, põhjustades kivisütt kaevandavate töötajate vigastusi ja surma; ja läheduses asuvate kogukondade elanikkond.

Söetolmu sissehingamisest tulenevad terviseriskid võivad põhjustada mustanahalist kopsuhaigust, kardiopulmonaalset haigust, hüpertensiooni, KOK-i ja neeruhaigust. Enim kannatavad kaevurid ja lähilinnades elavad inimesed.

Söeelektrijaamade mõju

8. Veeressursside kadu

Termoelektri tootmisrajatised (kivisüsi, maagaas ja tuumaenergia) kasutavad vett elektri tootmiseks, muutes vee turbiinide käitamiseks kõrgsurveauruks. Hinnanguliselt on elektritootmine suurim kodumaine veekasutaja põllumajanduse järel teisel kohal.

Pärast selle tsükli läbimist aur jahutatakse ja kondenseeritakse tagasi vette. Mõned tehnoloogiad kasutavad auru jahutamiseks vett, suurendades tehase veekasutust.

Söejaamades kasutatakse vett ka kütuse enda puhastamiseks ja töötlemiseks. Näiteks Ameerika Ühendriikide geoloogiateenistuse hinnangul tõmbasid termoelektrijaamad 195. aastal välja 2000 miljardit gallonit vett päevas, millest 136 miljardit gallonit oli magevesi.

9. Õhusaaste

Murelike Teadlaste Liidu andmetel toodab tüüpiline 500 megavatine söejaam keskmiselt aastas järgmises koguses õhusaasteaineid 3.7 miljonit tonni süsinikdioksiidi (CO)₂), mis võrdub 161 miljoni puu maharaiumisega;

CO₂ saaste on peamine globaalse soojenemise ja kliimamuutuste põhjustaja, 10,000 XNUMX tonni vääveldioksiidi (SO₂), mis põhjustab happevihmasid ja moodustab õhus lendlevaid väikeseid osakesi, mis võivad põhjustada kopsukahjustusi, südamehaigusi ja muid haigusi, 10,200 XNUMX tonni lämmastikoksiide (NOx), mis vastab poolele miljonile hilise mudeli autole.

NOx põhjustab sudu, mis põhjustab kopsukoe põletikku ja suurendab vastuvõtlikkust hingamisteede haigustele, 500 tonni õhus lendlevaid väikseid osakesi, mis võivad põhjustada bronhiiti, kopsufunktsiooni langust, sagedasemat haiglaravi ja kiirabi vastuvõtute arvu ning enneaegset surma, 220 tonni süsivesinikud, mis aitavad kaasa sudu tekkele, 720 tonni süsinikmonooksiidi (CO).

See põhjustab peavalu ja tekitab südamehaigusi põdevatele inimestele täiendavat stressi teiste toksiliste raskmetallide, nagu elavhõbe, arseen, kaadmium ja uraan, eraldumine murettekitavas koguses, mis põhjustab ka vähki ja mitmeid neuroloogilisi häireid inimestel.

10. Soojusreostus

Soojusreostus on vee kvaliteedi halvenemine mis tahes protsessi tõttu, mis muudab ümbritseva vee temperatuuri. Soojusreostuse tavaline põhjus on vee kasutamine jahutusvedelikuna elektrijaamade ja tööstuslike tootjate poolt.

Kui jahutusvedelikuna kasutatav vesi suunatakse kõrgemal temperatuuril tagasi looduskeskkonda, mõjutab temperatuurimuutus organisme, vähendades hapnikuvarustust ja mõjutades ökosüsteemi koostist.

Järeldus

Käimas on uuringud söe tootmise ja kasutamisega seotud keskkonnaprobleemide lahendamiseks.

Nagu CO heitkoguste puhul_2, selle probleemi lahendamiseks nõutud meetodit tuntakse kui süsinikdioksiidi kogumist, mis eraldab CO2 heiteallikatest ja kogub selle kontsentreeritud vooluna tagasi. Seejärel saab CO2 süstida maa alla püsivaks ladustamiseks või "sekvestreerimiseks".

Taaskasutamine ja ringlussevõtt võivad samuti vähendada söe tootmise ja kasutamise keskkonnamõjusid. Varem söekaevandamiseks kasutatud maad saab taaskasutada ja kasutada lennujaamades, prügilates ja golfiväljakutes.

Skraberitega kogutud jäätmeid saab kasutada selliste toodete tootmiseks nagu tsement ja sünteetiline kips seinaplaadi jaoks.

Ja tööstuste aspektist on mitmed söetööstused leidnud mitmeid viise väävli ja muude kivisöe lisandite vähendamiseks. Need tööstused on leidnud ka tõhusamaid viise kivisöe puhastamiseks pärast selle kaevandamist ja mõned söetarbijad kasutavad madala väävlisisaldusega kivisütt.

Rekommentaarid

• Belize'i 10 parimat loodusvara ja nende kasutamine
  .
• 8 Teemantide kaevandamise keskkonnamõjud
  .
• 3 Magestamise keskkonnamõjud
  .
• 9 Tsemendi tootmise keskkonnamõjud
  .
• Ehituse 10 parimat mõju keskkonnale – negatiivsed ja positiivsed
  .