石炭の 10 の環境への影響、それは採掘と発電所

石炭は、生産して有用なエネルギーに変換するのに比較的安価な最も豊富な燃料源です。 また、最も普及しており、世界の総発電量のほぼ 40% を占めています。  

しかしながら、石炭が環境に与える影響は既に認識されており、この天然資源の生産と利用に関連している。

石炭は、約300億年前、地球の表面の大部分が沼地で覆われていた時代に堆積した先史時代の植物から形成されます。これらの沼地の植物や樹木が枯れ始めると、その残骸は沼地に沈み込み、やがて泥炭と呼ばれる密度の高い物質が形成されました。

時間の経過とともに、堆積物と土壌の層が泥炭の上に蓄積されました。 地球のコアからの熱と、岩石や堆積物の圧力が組み合わさって、最終的に炭素が豊富な石炭が形成されました。

石炭の使用は、英国のローマ時代の遺跡の燃えがらから AD 50 頃までさかのぼることができます。 ギリシャ人が 4 世紀に燃料として石炭を使用したことを示唆する証拠もあります。 しかし、イギリスで石炭の採掘が始まったのは 13 世紀のことです。

石炭採掘には重大な環境影響が伴う。大量の表土を除去する必要があり、それが土壌浸食、生息地の喪失、汚染につながる可能性がある。

炭鉱は酸性鉱山の排水を引き起こし、重金属が溶解して地下水や地表水に浸透します。 炭鉱労働者は、炭鉱での炭粉への長時間の曝露による肺疾患など、深刻な健康問題に直面することもあります。

しかしながら、環境保護活動家や科学者たちは、石炭の採掘と利用に関して、より環境に優しい方法を提案するために、真剣な取り組みを行ってきた。

石炭とは？

石炭は堆積性の有機岩であり、主に炭素、水素、酸素で構成されており、容易に燃焼します。 世界中のほぼすべての国で発見されており、主に有史以前の森林や沼地が何百万年もの間埋もれて圧縮される前に存在していた場所で発見されています.

それは黒色または茶色がかった黒色で、50重量パーセント以上、70体積パーセント以上の炭素質材料で構成されており、燃料として燃焼し、発電に使用できます。

石炭は、地質時代の熱と圧力によって圧縮、硬化、化学変化、変成された植物の残骸から形成されます。

興味深いことに、石炭は世界で最も発電に用いられるエネルギー源であり、米国で最も豊富な化石燃料でもある。石炭は生成に数百万年かかり、埋蔵量も限られているため、再生不可能な資源である。

石炭は、「炭層」または「炭層」と呼ばれる地中に存在します。 炭層は 30 メートル (90 フィート) の厚さで、1,500 キロメートル (920 マイル) に及ぶことがあります。

炭層はすべての大陸に存在します。 最大の石炭埋蔵量は、米国、ロシア、中国、オーストラリア、およびインドにあります。

再生不可能な化石燃料である石炭は、燃焼されて発電に使用されます。 しかし、採掘技術と燃焼は採掘者にとって危険であり、環境にも有害です。

この記事では、石炭、石炭採掘、石炭火力発電所が環境に与える影響について見ていきます。

石炭の環境影響

1.気候変動

石炭は世界で最も豊富な化石燃料ですが、その燃焼と使用は環境に重大な影響を与えます。

気候変動は、石炭がもたらす最も深刻で長期的な地球規模の影響です。石炭は化学的に見ると、主に炭素で構成されており、燃焼時に空気中の酸素と反応して二酸化炭素を生成します。二酸化炭素は温室効果ガスであり、大気中に放出されると毛布のように働き、地球を通常よりも温暖化させます。

地球温暖化の結果として生じる影響には、干ばつ、海面上昇、洪水、異常気象、種の絶滅などが含まれます。これらの影響の深刻さは、石炭火力発電所などから排出される二酸化炭素の量に直接的に関係しています。

米国では、石炭はエネルギー関連の炭素排出量全体の約 XNUMX 分の XNUMX を占めています。

2.大気汚染

石炭火力発電所からの大気汚染は、喘息、癌、心臓や肺の疾患、神経系の問題、その他深刻な環境および公衆衛生上の影響と関連付けられている。

石炭が燃焼すると、空中に浮遊するいくつかの毒素や汚染物質が放出されます。 それらには、水銀、鉛、二酸化硫黄、窒素酸化物、微粒子、およびその他のさまざまな重金属が含まれます。 健康への影響は、喘息や呼吸困難から、脳の損傷、心臓の問題、がん、神経障害、早死にまで及びます。

環境保護庁 (EPA) によって設定された制限は、これらの排出の一部を防止するのに役立ちましたが、多くのプラントには必要な汚染制御が導入されていません。 これらの保護の将来は不明のままです。

炭鉱の影響

3.水質汚染

石炭による水質汚染には、石炭の採掘、加工、燃焼、廃棄物貯蔵に伴う健康および環境への悪影響が含まれる。

石炭を採掘する過程で、石炭スラッジが排出されます。 スラッジとも呼ばれる石炭スラッジは、石炭を洗浄することによって生成される液体石炭廃棄物です。 通常は炭鉱近くの貯水池に投棄されますが、場合によっては廃坑に直接注入されることもあります。

石炭スラッジには毒素が含まれているため、漏れやこぼれは地下水や地表水を危険にさらす可能性があります。 かく乱された地球からのミネラルは地下水に浸透し、私たちの健康に有害な化学物質で水路を汚染する可能性があります.

例としては、酸性鉱山の排水があります。 酸性鉱山排水 (AMD) は、炭鉱または金属鉱山からの酸性水の流出を指します。多くの場合、鉱石または石炭採掘活動によって、硫黄含有鉱物黄鉄鉱を含む岩石が露出した放棄された鉱山です。  

廃炭鉱からは酸性水が流出することがあります。 採掘により、硫黄を含む鉱物である黄鉄鉱を含む岩石が露出しています。 このミネラルは、空気や水と反応して硫酸を生成します。

雨が降ると、希釈された酸が川や小川に入り、地下水源に浸透することさえあります.

湖、川、小川、飲料水の供給はすべて、炭鉱や発電所の影響を大きく受けています。

4. 景観と生息地の破壊

露天掘り（表面採掘とも呼ばれる）とは、地表の土や岩を取り除いて、その下にある石炭に到達する採掘方法である。

たまたま山が内部の石炭層の邪魔になると、爆破または整地され、景観に傷跡が残り、生態系や野生生物の生息地が乱されます。

5.地球温暖化

統計によると、石炭採掘によって放出されるメタンは、強力な地球温暖化ガスであるメタン（CH₄）_の米国における放出量の約10％を占めている。

坑内採掘からの炭鉱のメタン排出は、多くの場合、都市燃料、化学原料、車両燃料、および産業用燃料として捕捉および使用されますが、すべてが捕捉されることはほとんどありません。 メタンは二酸化炭素に比べて大気中にはあまり存在しませんが、温室効果ガスとしては 20 倍強力です。

石炭鉱床で発生するメタンガスは、地下鉱山に集中すると爆発する可能性があります。 この炭層メタンは、鉱山をより安全な作業場所にするために、鉱山から排出されなければなりません。 一部の鉱山では、操業から抽出された炭層メタンを回収、使用、または販売しています。

6. 森林破壊と浸食

2010 年の調査によると、山頂除去採掘により、アパラチアの森林の 6.8% が破壊されました。

炭鉱の開墾作業では、木を切り倒したり燃やしたり、植物を根こそぎにしたり、表土を削ったりします。 これにより土地が破壊され (作物を植えることができなくなります)、土壌侵食が起こりやすくなります。

緩んだ表土は雨によって洗い流され、堆積物は川、小川、水路に入ります。 下流では、魚や植物の生命を殺し、川の水路を塞いで洪水を引き起こす可能性があります。

7. 人間の健康への影響

重金属毒素と発がん物質は、石炭の採掘と処理の一環として大気と水域に放出され、石炭を採掘する労働者の負傷と死亡を引き起こします。 そしてその中のコミュニティの近くの人口。

石炭粉塵の吸入による健康被害は、黒色肺病、心肺疾患、高血圧、COPD、および腎臓病につながる可能性があります。 鉱山労働者と近くの町に住む人々が最も影響を受けています。

石炭火力発電所の影響

8. 水資源の損失

水は、熱電発電施設 (石炭、天然ガス、および原子力) で使用され、水を高圧蒸気に変換してタービンを駆動することによって電気を生成します。 発電は、国内最大の水利用者であるという点で、農業に次いで XNUMX 番目であると推定されています。

このサイクルが完了すると、蒸気は冷却されて凝縮されて水に戻ります。一部の技術では水を使用して蒸気を冷却し、プラントの水の使用量を増やします。

石炭火力発電所では、燃料自体の洗浄と処理にも水が使用されます。 たとえば、米国地質調査所は、195 年に火力発電所が 2000 日あたり 136 億ガロンの水を汲み上げ、そのうち XNUMX 億ガロンが淡水であると推定しています。

9.大気汚染

憂慮する科学者同盟によると、平均的な年において、典型的な500メガワットの石炭火力発電所は、370万トンの二酸化炭素（CO2）という大気汚染物質を排出する_。これは、1億6100万本の木を伐採することに相当する。

CO2汚染_は地球温暖化と気候変動の主な原因であり、10,000トンの二酸化硫黄（SO2 _）は酸性雨の原因となり、肺の損傷、心臓病、その他の病気を引き起こす可能性のある微粒子を大気中に形成し、10,200トンの窒素酸化物（NOx）は最新型の自動車50万台分に相当します。

NOx はスモッグの形成につながり、肺組織に炎症を起こし、呼吸器疾患への感受性を高め、500 トンの小さな空中浮遊粒子が気管支炎を引き起こし、肺機能の低下、病院や緊急治療室への入院の増加、早死に、220 トンのスモッグの形成に寄与する炭化水素、720 トンの一酸化炭素 (CO)。

これは頭​​痛を引き起こし、水銀、ヒ素、カドミウム、ウランなどの他の有毒な重金属で心臓病の人々にさらなるストレスを与えます。これらは驚くべき量で放出され、人間の癌やいくつかの神経障害にもつながります

10. 熱汚染

熱汚染は、周囲の水温を変化させるプロセスによる水質の低下です。 熱汚染の一般的な原因は、発電所や工業メーカーが冷却剤として水を使用することです。

冷却水として使用された水がより高い温度で自然環境に戻されると、温度の変化は酸素供給を減少させ、生態系の構成に影響を与えることによって生物に影響を与えます。

結論

石炭の生産と使用から私たちの環境が直面している問題に対処するための研究が進行中です。

二酸化炭素排出の場合と同様に_、この問題に対処するために提唱されている方法は「二酸化炭素回収」として知られており、排出源から二酸化炭素を分離し、濃縮された流れとして回収するものです。回収された二酸化炭素は、永久的に貯蔵するために地下に注入することができ、これは「隔離」と呼ばれます。

再利用とリサイクルは、石炭の生産と使用による環境への影響も減らすことができます。 かつて炭鉱に使用されていた土地を埋め立て、空港、埋め立て地、ゴルフ コースに使用することができます。

スクラバーで回収された廃棄物は、セメントやウォールボード用の合成石膏などの製品の製造に使用できます。

また、産業面では、いくつかの石炭産業が、石炭から硫黄やその他の不純物を減らすいくつかの方法を発見しました。 これらの業界は、採掘後の石炭をより効果的に洗浄する方法も見出しており、一部の石炭消費者は低硫黄炭を使用しています。

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