10 Umweltauswirkungen von Kohle, Bergbau und Kraftwerk

Kohle ist die am häufigsten vorkommende Brennstoffquelle, die relativ kostengünstig zu produzieren und in nützliche Energie umzuwandeln ist. Es ist auch das beliebteste und macht fast 40 Prozent der gesamten weltweiten Stromerzeugung aus.  

Die Umweltauswirkungen von Kohle wurden jedoch identifiziert und sind mit der Produktion und Verwendung dieser Kohle verbunden natürliche Ressource.

Kohle entsteht aus prähistorische Vegetation das sich vor etwa 300 Millionen Jahren angesammelt hat, als ein Großteil der Erdoberfläche mit Sümpfen bedeckt war. Als die Pflanzen und Bäume in diesen sumpfigen Gebieten zu sterben begannen, versanken ihre Überreste im Sumpfland, das schließlich ein dichtes Material namens Torf bildete.

Über dem Torf haben sich im Laufe der Zeit Sediment- und Erdschichten angesammelt. Die Kombination aus Wärme aus dem Erdkern und dem Druck der Gesteine ​​und Sedimente verursachte schließlich die Bildung von kohlenstoffreicher Kohle.

Die Verwendung von Kohle lässt sich bis etwa 50 n. Chr. aus Schlacken in römischen Ruinen in Großbritannien zurückverfolgen. Es gibt auch Hinweise darauf, dass die Griechen im 4. Jahrhundert Kohle als Brennstoff verwendeten. Der umfangreiche Kohleabbau in Großbritannien begann jedoch erst im 13. Jahrhundert.

Mit dem Kohlebergbau sind erhebliche Umweltauswirkungen verbunden. Es könnte die Entfernung großer Mengen Mutterboden erfordern, was zu Erosion führen könnte, Verlust von Lebensraum, und Umweltverschmutzung.

Durch den Kohlebergbau kommt es zur Entwässerung von Säurebergwerken, wodurch sich Schwermetalle auflösen und in das Grund- und Oberflächenwasser sickern. Arbeiter in Kohlebergwerken sind manchmal auch mit ernsthaften Gesundheitsproblemen konfrontiert, einschließlich Lungenerkrankungen durch längere Exposition gegenüber Kohlenstaub in Bergwerken.

Umweltschützer und Wissenschaftler haben sich jedoch ernsthaft engagiert, um mehr zu bieten umweltfreundlich Art der Kohlegewinnung und deren Nutzung.

Was ist Kohle?

Kohle ist ein organisches Sedimentgestein, das hauptsächlich aus Kohlenstoff, Wasserstoff und leicht brennbarem Sauerstoff besteht. Es ist in fast allen Ländern der Welt zu finden, vor allem an Orten, an denen prähistorische Wälder und Sümpfe existierten, bevor sie über Millionen von Jahren begraben und komprimiert wurden.

Es ist schwarz oder bräunlich-schwarz und hat eine Zusammensetzung, die zu mehr als 50 Gewichtsprozent und zu mehr als 70 Volumenprozent aus kohlenstoffhaltigem Material besteht, das als Brennstoff verbrannt und zur Stromerzeugung verwendet werden kann.

Kohle wird aus Pflanzenresten gebildet, die im Laufe der geologischen Zeit durch Hitze und Druck verdichtet, gehärtet, chemisch verändert und umgewandelt wurden.

Interessanterweise ist Kohle die größte und am häufigsten vorkommende Energiequelle für die Stromerzeugung weltweit fossiler Brennstoff in den Vereinigten Staaten. Da Kohle Millionen von Jahren braucht, um sich zu entwickeln, und es nur eine begrenzte Menge davon gibt, ist es a Nicht erneuerbare Ressource.

Kohle kommt in unterirdischen Formationen vor, die als „Kohleflöze“ oder „Kohleflöze“ bezeichnet werden. Ein Kohleflöz kann bis zu 30 Meter (90 Fuß) dick sein und sich über 1,500 Kilometer (920 Meilen) erstrecken.

Kohleflöze gibt es auf allen Kontinenten. Die größten Kohlereserven befinden sich in den Vereinigten Staaten, Russland, China, Australien und Indien.

Kohle als nicht erneuerbarer fossiler Brennstoff wird verbrannt und zur Stromerzeugung verwendet. Die Bergbautechniken und die Verbrennung sind jedoch sowohl für Bergleute als auch für die Umwelt gefährlich.

In diesem Artikel werden wir uns mit den Auswirkungen von Kohle, Kohlebergbau und Kohlekraftwerken auf die Umwelt befassen.

Umweltauswirkungen von Kohle

1. Klimawandel

Kohle ist der am häufigsten vorkommende fossile Brennstoff der Welt, aber ihre Verbrennung und Nutzung sind mit erheblichen Umweltauswirkungen verbunden.

Klimawechsel ist die schwerwiegendste langfristige globale Auswirkung der Kohle. Chemisch gesehen besteht Kohle hauptsächlich aus Kohlenstoff, der beim Verbrennen mit Sauerstoff in der Luft reagiert, um Kohlendioxid zu erzeugen, ein wärmespeicherndes Gas. Wenn Kohlendioxid in die Atmosphäre freigesetzt wird, wirkt es wie eine Decke und erwärmt die Erde über die normalen Grenzen hinaus.

Einige der resultierenden Auswirkungen der globalen Erwärmung Dazu gehören Dürre, Anstieg des Meeresspiegels, Überschwemmungen, extreme Wetterbedingungen und Artenverlust. Die Schwere dieser Auswirkungen hängt direkt mit der Menge an Kohlendioxid zusammen, die wir freisetzen, auch aus Kohlekraftwerken.

In den Vereinigten Staaten macht Kohle etwa ein Viertel aller energiebedingten Kohlenstoffemissionen aus.

2. Luftverschmutzung

Luftverschmutzung aus Kohlekraftwerken wird mit Asthma, Krebs, Herz- und Lungenerkrankungen, neurologischen Problemen und anderen schwerwiegenden Auswirkungen auf die Umwelt und die öffentliche Gesundheit in Verbindung gebracht.

Wenn Kohle verbrannt wird, werden mehrere Giftstoffe und Schadstoffe in der Luft freigesetzt. Dazu gehören Quecksilber, Blei, Schwefeldioxid, Stickoxide, Feinstaub und verschiedene andere Schwermetalle. Die gesundheitlichen Auswirkungen können von Asthma und Atembeschwerden bis hin zu Hirnschäden, Herzproblemen, Krebs, neurologischen Störungen und vorzeitigem Tod reichen.

Obwohl von der Environmental Protection Agency (EPA) festgelegte Grenzwerte dazu beigetragen haben, einige dieser Emissionen zu verhindern, sind in vielen Werken nicht die erforderlichen Verschmutzungskontrollen installiert. Die Zukunft dieser Schutzmaßnahmen bleibt unklar.

Auswirkungen des Kohlebergbaus

3. Wasserverschmutzung

Wasserverschmutzung aus Kohle umfasst die negativen gesundheitlichen und ökologischen Auswirkungen des Abbaus, der Verarbeitung, der Verbrennung und der Abfalllagerung von Kohle.

Beim Abbau von Kohle fällt Kohleschlamm an. Kohleschlamm, auch Gülle genannt, ist der flüssige Kohleabfall, der beim Waschen von Kohle entsteht. Es wird normalerweise in Lagerstätten in der Nähe von Kohleminen entsorgt, aber in einigen Fällen wird es direkt in stillgelegte Untertageminen injiziert.

Da Kohleschlamm Giftstoffe enthält, können Lecks oder Verschüttungen Grund- und Oberflächengewässer gefährden. Die Mineralien aus der aufgewühlten Erde können ins Grundwasser sickern und Gewässer mit gesundheitsgefährdenden Chemikalien verseuchen.

Ein Beispiel wäre Acid Mine Drainage. Acid Mine Drainage (AMD) bezieht sich auf den Abfluss von saurem Wasser aus Kohlebergwerken oder Metallminen, oft stillgelegten Bergwerken, in denen Erz- oder Kohlebergbauaktivitäten Gestein freigelegt haben, das das schwefelhaltige Mineral Pyrit enthält.  

Aus stillgelegten Kohlebergwerken kann saures Wasser fließen. Der Bergbau hat Gestein freigelegt, das das schwefelhaltige Mineral Pyrit enthält. Dieses Mineral reagiert mit Luft und Wasser zu Schwefelsäure.

Bei Regen gelangt die verdünnte Säure in Flüsse und Bäche und kann sogar in unterirdische Wasserquellen versickern.

Seen, Flüsse, Bäche und Trinkwasserversorgungen sind alle stark von Kohlebergwerken und Kraftwerken betroffen.

4. Zerstörung von Landschaften und Lebensräumen

Tagebau Auch bekannt als Surface Mining beinhaltet das Abtragen von Erde und Gestein, um die darunter liegende Kohle zu erreichen.

Wenn ein Berg einem Kohleflöz im Inneren im Weg steht, wird er gesprengt oder eingeebnet, wodurch eine vernarbte Landschaft und störende Ökosysteme und Lebensräume für Wildtiere zurückbleiben.

5. Globale Erwärmung

Statistiken zeigen, dass Methan, das durch den Kohlebergbau freigesetzt wird, etwa 10 Prozent der Methanfreisetzungen in den USA ausmacht (CH₄), ein starkes globales Erwärmungsgas.

Methanemissionen aus Kohlengruben aus dem Untertagebau werden oft aufgefangen und als Stadtbrennstoff, chemisches Ausgangsmaterial, Fahrzeugtreibstoff und Industriebrennstoff verwendet, aber sehr selten wird alles aufgefangen. Methan ist in der Atmosphäre weniger verbreitet als Kohlendioxid, aber es ist 20-mal stärker als Treibhausgas.

Methangas, das in Kohlevorkommen entsteht, kann explodieren, wenn es sich in Untertageminen konzentriert. Dieses Kohlenflözgas muss aus den Minen abgelassen werden, um die Minen zu sichereren Arbeitsstätten zu machen. Einige Bergwerke fangen, nutzen oder verkaufen das Methan aus Kohleflözen, das sie aus ihren Betrieben gewinnen.

6. Entwaldung und Erosion

Laut einer Studie aus dem Jahr 2010 hat der Bergbau auf Berggipfeln 6.8 % der Wälder in Appalachia zerstört.

Um den Weg für ein Kohlebergwerk freizumachen, werden Bäume gefällt oder verbrannt, Pflanzen entwurzelt und der Oberboden abgetragen. Dies zerstört das Land (es kann nicht mehr für den Anbau von Feldfrüchten verwendet werden) und ist anfällig für Bodenerosion.

Der aufgelockerte Oberboden kann durch Regen weggespült werden und die Sedimente gelangen in Flüsse, Bäche und Wasserläufe. Flussabwärts können sie Fische und Pflanzen töten und Flusskanäle blockieren, was zu Überschwemmungen führt.

7. Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit

Schwermetalltoxine und Karzinogene werden im Rahmen des Kohlebergbaus und der Kohleverarbeitung in die Atmosphäre und in Gewässer freigesetzt und verursachen Verletzungen und den Tod von Arbeitern, die Kohle abbauen; und die nahe gelegene Bevölkerung von Gemeinden innerhalb.

Gesundheitsgefahren durch das Einatmen von Kohlenstaub können zu schwarzer Lungenkrankheit, Herz-Lungen-Erkrankungen, Bluthochdruck, COPD und Nierenerkrankungen führen. Die Bergleute und diejenigen, die in den umliegenden Städten leben, sind am stärksten betroffen.

Auswirkungen von Kohlekraftwerken

8. Verlust von Wasserressourcen

Wasser wird von thermoelektrischen Kraftwerken (Kohle, Erdgas und Kernkraft) zur Stromerzeugung verwendet, indem das Wasser in Hochdruckdampf umgewandelt wird, um Turbinen anzutreiben. Schätzungen zufolge ist die Stromerzeugung nach der Landwirtschaft der zweitgrößte private Wasserverbraucher.

Sobald dieser Zyklus durchlaufen ist, wird der Dampf gekühlt und wieder in das Wasser kondensiert, wobei einige Technologien Wasser verwenden, um den Dampf zu kühlen, was den Wasserverbrauch einer Anlage erhöht.

In Kohlekraftwerken wird Wasser auch zur Reinigung und Aufbereitung des Brennstoffs selbst verwendet. Zum Beispiel schätzt der United States Geological Survey, dass thermoelektrische Anlagen im Jahr 195 2000 Milliarden Gallonen Wasser pro Tag entzogen haben, wovon 136 Milliarden Gallonen Süßwasser waren.

9. Luftverschmutzung

Laut der Union of Concerned Scientists erzeugt ein typisches Kohlekraftwerk mit 500 Megawatt in einem durchschnittlichen Jahr die folgende Menge an Luftschadstoffen: 3.7 Millionen Tonnen Kohlendioxid (CO₂), was dem Fällen von 161 Millionen Bäumen entspricht;

CO₂ Umweltverschmutzung trägt wesentlich zur globalen Erwärmung und zum Klimawandel bei, 10,000 Tonnen Schwefeldioxid (SO₂), der sauren Regen verursacht und kleine Partikel in der Luft bildet, die Lungenschäden, Herzkrankheiten und andere Krankheiten verursachen können, 10,200 Tonnen Stickoxide (NOx), was einer halben Million neuerer Modelle entspricht.

NOx führt zur Bildung von Smog, der das Lungengewebe entzündet und die Anfälligkeit für Atemwegserkrankungen erhöht, 500 Tonnen kleine Partikel in der Luft, die Bronchitis, Verringerung der Lungenfunktion, vermehrte Krankenhaus- und Notaufnahmen und vorzeitigen Tod verursachen können, 220 Tonnen Kohlenwasserstoffe, die zur Smogbildung beitragen, 720 Tonnen Kohlenmonoxid (CO).

Dies verursacht Kopfschmerzen und belastet Menschen mit Herzerkrankungen zusätzlich mit anderen giftigen Schwermetallen wie Quecksilber, Arsen, Cadmium und Uran, die in alarmierenden Mengen freigesetzt werden und auch zu Krebs und mehreren neurologischen Störungen beim Menschen führen.

10 Wärmebelastung

Thermische Verschmutzung ist die Verschlechterung der Wasserqualität durch jeden Prozess, der die Umgebungswassertemperatur verändert. Eine häufige Ursache für thermische Verschmutzung ist die Verwendung von Wasser als Kühlmittel in Kraftwerken und industriellen Herstellern.

Wenn das als Kühlmittel verwendete Wasser mit einer höheren Temperatur in die natürliche Umgebung zurückgeführt wird, wirkt sich die Temperaturänderung auf Organismen aus, indem sie die Sauerstoffversorgung verringert und die Zusammensetzung des Ökosystems beeinflusst.

Zusammenfassung

Derzeit wird geforscht, um die Probleme anzugehen, mit denen unsere Umwelt durch die Produktion und Nutzung von Kohle konfrontiert ist.

Wie beim Ausstoß von CO_2, Die dafür angestrebte Methode ist als „Carbon Capture“ bekannt, bei der CO2 von Emissionsquellen getrennt und in einem konzentrierten Strom zurückgewonnen wird. Das CO2 kann dann zur dauerhaften Speicherung oder „Sequestrierung“ in den Untergrund injiziert werden.

Wiederverwendung und Recycling können auch die Umweltauswirkungen der Kohleproduktion und -nutzung verringern. Land, das zuvor für den Kohlebergbau genutzt wurde, kann zurückgewonnen und für Flughäfen, Deponien und Golfplätze genutzt werden.

Von Wäschern aufgefangene Abfallprodukte können zur Herstellung von Produkten wie Zement und synthetischem Gips für Wandplatten verwendet werden.

Und was die Industrie betrifft, so haben mehrere Kohleindustrien verschiedene Wege gefunden, um Schwefel und andere Verunreinigungen aus Kohle zu reduzieren. Diese Industrien haben auch effektivere Wege gefunden, Kohle nach dem Abbau zu reinigen, und einige Kohleverbraucher verwenden schwefelarme Kohle.

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