煤灰是指燃煤发电厂燃煤产生的有害副产品,即飞灰、底灰和锅炉炉渣,其中含有砷和铅等有毒物质。这是一种极具争议的工业废物,因为美国环境保护署(EPA)直到2015年才开始规范其处置。
煤炭在自然状态下是轻度危险的。它可以发出细颗粒物污染尤其是在多风的天气条件下。但是当煤燃烧时——比如在发电厂,当煤在锅炉里燃烧时;来自熔炉的热量将锅炉里的水转化为蒸汽;蒸汽推动涡轮机转动发电机——它向空气中释放有害的有毒污染物,包括:
- 二氧化硫(SO2.),会引致酸雨和呼吸系统疾病,
- 氮氧化物(NOx),导致烟雾和呼吸系统疾病,以及
- 二氧化碳(公司2.),这是一种主要的温室气体,导致了人类引起的全球变暖。
煤的非气态残留物煤灰中含有砷、铅、汞和其他重金属,这些重金属会导致癌症、发育障碍和生殖问题。
美国煤灰协会估计,2019年产生了近7900万吨煤灰。认为这与事实,从1950年到2015年,煤炭是最大的化石燃料发电来源在美国(2016年,它成为背后的第二大能源天然气),你会有一些想法多少煤灰目前瘟疫的星球。
煤灰的副产品是什么?
煤灰由多种煤炭燃烧副产物组成,包括飞灰、烟气石膏、底灰和锅炉炉渣,这些副产物积聚在燃煤电站的腹部。
粉煤灰
大约一半的煤炭燃烧残留物以“飞灰”的形式存在,这是一种浅色的粉状残留物,类似于木灰。飞灰是如此的细而轻,以至于飞进了发电厂的烟囱。过去,飞灰是通过这种方式排放到空气中的,但现在法律要求飞灰排放物必须通过过滤器收集。
脱硫石膏
当燃煤电厂烟囱内的排放洗涤器从气体流中去除硫和氧化物时,烟气石膏就产生了。它是煤炭燃烧的第二常见副产品。
底灰
顾名思义,底灰是煤灰中较重的部分。它不是漂浮在排气管里,而是聚集在一起,沉淀在锅炉的炉底。底灰约占粉煤灰废渣的10%。
炉渣
煤灰在燃烧的高温下熔化,然后冷却形成玻璃状黑曜石状颗粒的部分称为锅炉炉渣。在烟囱过滤器中以及沿着炉底可以发现锅炉炉渣的痕迹。
煤灰到底有多危险?
煤灰被储存在发电厂附近,包括露天垃圾填埋场(“灰坑”)和水塘或蓄水池(“灰池”)。这种储存系统的问题是,煤灰中的污染物会渗入土壤、河流、湖泊和地下水。这对居住在310多个活性煤灰坑以及全美735个活性煤灰池处理场附近的人来说尤其危险。事实上,它是如此危险,如果你住在一个潮湿的灰池附近,并从井中取水饮用,你可能有高达1 / 50的几率因饮用受砷污染的水而患癌症,EPA指出。
2008年12月在田纳西州金斯顿发生的煤灰泄漏事件,造成超过10亿加仑的煤灰浆破坏了房屋,并流入田纳西河的支流,突显出煤灰对环境和人类健康的危害。作为回应,环保署于2010年6月提出了“电力设施燃煤残余物处理”规则,以规范煤灰的处理。2015年10月,美国环保署在奥巴马政府的领导下最终确定了这项规定,但由于该规定将煤灰指定为“无害固体废物”,因此这并不是环保主义者所希望的胜利。
尽管环保署仍将煤列为无害物质,但这并不能否定煤灰中含有有害化合物这一科学事实。它也没有使煤灰条例保护社区免受煤灰毒性的目标无效,也没有使违反煤灰法规的公司承担责任的目标无效。
煤灰可以回收利用吗?
减少倾倒在灰坑和灰池中的煤灰量的一个选择是将其作为其他材料进行回收和再利用。安全回收这些有毒物质的关键是一种被称为封装的过程,它在分子水平上结合煤灰,从而最大限度地减少有毒化学品的浸出。例如,当粉煤灰与水混合时,会结合在一起并固化,使其成为水泥和水泥浆的理想成分。封装石膏通常用于制作干墙。
同样,EPA已清除了矿渣和底灰,用作道路和路堤施工期间的填料;然而,这些都是未封装的煤灰用途——煤灰仍然对周围环境造成一定程度的风险的用途。
显然,煤灰回收是一门不完善的科学。即便如此,它有时还是为处理煤灰提供了环境问题最小的选择。