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浅谈我国目前煤矿矿区大气污染状况

本站 2017-05-10 14:58:46

      我国是少数几个以煤炭为主要能源的国家之一,煤炭的不合理利用,是大气质量恶化的主要原因。矿区的大气污染主要是因煤炭的开采运输过程中产生的扬尘和生产居民生活中燃煤所造成的。多年来,对矿区环境问题多注重在矿井水排放、选煤水排放、研石山自燃、地面塌陷、锅炉除尘的研究治理上,而对矿区生产过程中的扬尘和居民生活产生的烟尘对大气的污染投入甚少,监测站对矿井水、选煤水、锅炉烟尘监测较多,而对居民区的大气污染状况监测较少,这恰恰是涉及到矿区千百万居民身心健康的不容忽视的一个问题。

      按照国际标准化组织的定义,“大气污染通常是指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中,呈现出足够的浓度,达到足够的时间,并因此危害了人体的舒适、健康和福利或环境的现象”。

凡是能使空气质量变坏的物质都是大气污染物。大气污染物目前已知约有一百多种。有自然因素(如森林火灾、火山爆发等)和人为因素(如工业废气、生活燃煤、汽车尾气、核爆炸等)两种,且以后者为主,尤其是工业生产和交通运输所造成的。主要过程由污染源排放、大气传播、人与物受害这三个环节所构成。影响大气污染范围和强度的因素有污染物的性质(物理的和化学的),污染源的性质(源强、源高、源内温度、排气速率等),气象条件(风向、风速、温度层结等),地表性质(地形起伏、粗糙度、地面覆盖物等)。

      金属矿山凿岩、钻孔、铲运、放矿运输、破碎和筛分等作业产生的大气污染物主要有生产性粉尘、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、硫化氢等,就污染程度和范围而言,主要是生产性粉尘。所以对生产性粉尘的排放标准进行研究和探讨。

      地下开采对大气的污染源主要是排风井,排放井下回风的废气;露天开采则包括钻孔、铲装、汽车运输、排土场、废石场等作业产生的粉尘;选矿的大气污染源主要是皮带运输、破碎、筛分、尾矿库产生的粉尘。

      采矿、选矿作业除选矿破碎,筛分排放的粉尘由排气筒排放属有组织排放外,其它都属无组织排放。

      在我国的能源消费结构中,煤炭占百分之七十以上,仍以烧原煤为主,燃烧后排放的污染物高于标准煤。因此,我国的大气污染来自燃煤的约占百分之七十以上,城市大气主要受煤烟型污染,以煤尘和硫氧化物为特征。据统计,煤炭燃烧产生的烟尘占我国总排尘量的百分之八十,硫氧化物占总排放量的百分之九十,氮氧化物占百分之六十七。我国北方城市大气中总悬浮微粒年平均值>0.8 mg/m³。,冬季时>1 mg/m³。超过国家大气质量三级标准一倍;硫氧化物年排放量1520万吨,已达到发达国家五六十年代污染最严重的程度,冬季更为突出。

      我国煤矿和煤矿城市的大气污染属典型煤烟型,许多矿区,尤其是露天矿,以及北方一些风沙较大的矿区还存在着粉尘和沙尘型污染。煤炭燃烧不充分生成一氧化碳。一公斤炸药爆炸后生成300ICO(包括折合成C0的NO在内)。煤矿井下老巷内煤尘和废坑木不充分自燃也生成CO。矿井排放的瓦斯中还含有CH。近年来,美国学者提出CH对温室效应的影响大于C0。从具体的污染物来看,多数矿区总悬浮粒和降尘超标,有的降尘超标几倍甚至十几倍。矿区S0的超标率也比较高,南方高硫煤矿区更突出,个别矿区SO。日均浓度1.57mg/m³。,超过伦敦烟雾事件起始值3倍多。

      矿区大气污染源主要包括工业污染、生活污染、交通污染和散状固体物因风起尘污染等四种。

      工业污染源指工矿企业在生产过程中排放的烟尘、煤粉以及有机和无机物等所造成的大气污染。工业生产过程中所需的动力、热能、电能的来源主要是燃烧化石燃料,这是造成大气污染的主要污染源,工业污染主要包括三部分:一是在工艺生产过程中排放和泄漏的气体污染物,如化工厂及煤制气厂;二是工艺生产过程中排放的粉尘,如水泥厂;三是工业生产用的各种锅炉、窑炉排放的粉尘和烟尘如电厂、热电厂、陶瓷厂及耐火材料厂。焦作市工业气体污染物主要有氮氧化合物、二氧化硫、一氧化碳等,工业粉尘主要来源于原料的破碎等加工工艺,这些粉尘由于除尘系统效率低或未经处理而直接排人大气,严重地污染了大气环境、危害了身体健康。

      生活污染源指城镇居民、机关和服务性行业,因做饭、取暖、沐浴等生活需要,燃烧矿物质燃料而向大气排放的烟尘或油烟造成的污染。煤气及集中供热还不普及的煤矿城镇,许多锅炉的除尘设施还不完善,烟气脱硫还没有受到重视,再加上千百个直接散烧原煤的炉灶,以及大量的工业窑炉、茶水炉等的无组织低空排放,向大气倾注了大量的污染物;燃煤过程产生的烟尘及有害气体是大气污染主要来源。

      交通污染源指汽车、火车、轮船和飞机等交通工具在运动过程中排放的一氧化碳、氮氧化合物以及铅和扬尘等造成的大气污染;这类污染源包括铁路的蒸汽机车和汽车、摩托车、拖拉机等,蒸汽机车逐步由内燃机车代替,本调查不予考虑,机动车辆的污染物排放量是根据耗油量来计算的。

      散状固体物因风起尘,以细粒存在的废渣和垃圾等散状固体废弃物在风的作用下会顺风飘逸,扩散到很远的地方,运输过程中还会产生的有害气体和粉尘;一些有机固体废弃物在适宜的温度和湿度下被微生物分解,能释放出有害气体,固体废弃物本身或在处理时(如焚烧)散发的毒气和臭味。

      矽肺、煤肺仍是煤矿工人的主要职业病,它们分别是SiO和煤炭微粒在肺部沉积的结果,后者往往见得多。悬浮微粒中还含有微量元素汞、镉、铬、锰、锌、铅、铍、铜、砷、硒、氟等,它们影响人体呼吸道,降低肺功能,可引起多种疾病。煤炭燃烧后散布在大气悬浮微粒中的微量元素累计相当可观。由于协同作用,煤尘使S0、NO对呼吸道的刺激性增强4—20倍。这些因素导致矿区居民的呼吸道、心血管和癌症发病率明显高于一般城镇。大气中致癌性烃类主要来自烟尘吸附的多环、芳烃。煤炭不完全燃烧时,常伴随着热解、脱氢、聚合等反应,产生2O多种环芳烃,其中部分是致癌物,强致癌物苯并芘是其中的典型。它能促使有机物病变。

      在矿区中,用于生产、生活的锅炉很多,这些锅炉大部分装有除尘器,但由于技术间题和管理间题,除尘器运行并不理想,大多数没有达到应有的效果。

      我国矿区居民住宿较为分散,除少数矿采取集中供气供暖外绝大部分矿区炊事、采暖以直接燃煤为主。身临矿区,用煤方便,大量燃用原煤。一方面造成原煤的浪费,另一方面产生严重大气污染这些小煤护基本上没有经过治理,同时又缺乏统一的管理,数量多,而且低空排放,烟尘难以扩散,对矿区大气污染贡献很大。

      在煤炭生产过程中,采煤工作面会产生大量煤尘,危害矿工健康。同样,在并上由于煤炭的装卸、运输也会产生大量扬尘。矿区的主要公路上,汽车过处,尘土四起,对矿区环境影响很大。

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