柯承均
(武昌工學院 食品與環(huán)境工程學院,湖北 武漢 430076)
我國是煤炭大國,有著大量的煤礦資源,從我國目前的能源結構上看,煤炭占將近70%左右,原煤當中的平均灰分約為23.5%,硫含量約為1.27%,由此使得原煤燃燒后排放的污染物遠高于標準煤,是造成大氣環(huán)境污染的主要原因之一。
相關調查數(shù)據結果顯示,我國的煤礦區(qū)是大氣污染的重災區(qū),燃燒不充分的煤炭會生成一氧化碳,目前,一氧化碳已經被國際環(huán)保組織列為大氣污染的主要污染物,當其進入到大氣之后,在擴散稀釋和氧化的作用下,不會造成過大的危害,但由于煤礦區(qū)一氧化碳的排放量較大,在流動性較差的環(huán)境中,一氧化碳的濃度會超標,如果人們吸入高濃度的一氧化碳,將會給身體健康帶來危害,嚴重時可能會導致死亡。
煤炭生產是一項較為復雜的工藝過程,其中涉及諸多環(huán)節(jié),如:采掘、洗選等等,這些生產工藝均會向大氣中排放煤粉塵,特別是在干燥、無風的氣候條件下,煤粉塵會聚集在煤礦區(qū)的周圍,不但會造成大氣的清潔度和能見度下降,而且還會對建筑物造成腐蝕,植物的光合作用也會受到嚴重的影響。同時,飄散在大氣中的煤粉塵會吸附各種有害物質,致使有害物質長期滯留在空氣當中,如果被人體吸入,會危及健康。此外,在對井下的煤層進行開采時,需要掘進、爆破和運輸,由于地上與井下的空氣之間對流性較差,污染物無法有效擴散,只能通過井下排風排到井外,由此也會對大氣環(huán)境造成污染。
煤矸石、粉煤灰是煤炭生產中形成的固廢,在對這些固體廢棄物進行堆放時,如果防護措施不當,與空氣接觸后,會發(fā)生風化、氧化甚至自燃等現(xiàn)象,進而會向大氣當中排放各種污染物,如顆粒物、二氧化硫、氮氧化物等等,上述污染物均會給大氣環(huán)境帶來污染。
(1)濕法除塵技術。相關實驗結果表明,當大氣環(huán)境中的濕度達到某種程度時,粉塵與大氣中的水分會出現(xiàn)結合現(xiàn)象,從而形成水滴自然降落。濕法除塵技術便是以這種物理學原理為基礎開發(fā)出來的煤炭污染治理措施,通過可以360°旋轉的噴嘴,并借助高壓的作用,將水流霧化后,向煤礦井下指定區(qū)域范圍內進行水霧噴灑,礦井中的粉塵顆粒物與空氣中的水霧結合后,粉塵的自重會不斷增加,當無法繼續(xù)在空氣中停留時,便可降落至地表。這種方法最為突出的優(yōu)勢在于成本低、便于操作、清潔性高,基本不會對煤礦井下的正常生產作業(yè)帶來影響,具有良好的推廣使用價值。
(2)注水法。該方法具體是指利用相關的設備,如鑿巖機、電鉆等等,向煤層當中注入適量的水,借此來使煤層被水潤濕,從而改善煤塵飄飛的狀況,降低粉塵污染。煤礦井下采掘作業(yè)的過程中,可在電鉆上加裝一個專用的噴水裝置,這樣便可實現(xiàn)鉆孔時水流的自然注入,煤層被水潤濕之后,采掘時所產生的粉塵會大幅度減少,從而降低對大氣環(huán)境的污染。這種方法簡單、實用,在我國各大煤礦的采掘作業(yè)中應用廣泛,因其在粉塵治理方面的效果較好,故此可以推廣使用。
(3)理化降塵法。其中降塵劑的工作原理為通過降低水表面的張力,增強煤塵顆粒物的濕潤程度,由此可以避免粉塵飄散;泡沫除塵則是借助相關的設備在煤塵當中噴灑泡沫狀液體,以此來對飄散的煤塵進行捕捉或攔截。以上兩種方法都能使煤塵飄散的速度有所降低,從而促使煤塵落向地面。在應用泡沫進行除塵時需要注意的一點是,選用的泡沫應當無毒無害,以免對井下作業(yè)人員的身體健康造成損害;磁化水除塵則是指對水進行磁化,增強其表面張力,提高其吸附能力,這是一種無毒無害的煤炭污染防治措施,并且成本較低,具有良好的推廣使用價值。
(4)綠化法。在礦區(qū)進行大范圍的綠化建設,可將綠化按照功能區(qū)進行合理配置,并保證煤炭開采作業(yè)現(xiàn)場的綠化面積在30%以上??稍趶S區(qū)門前布設綠地和綠籬,并在廠區(qū)周圍設置高大的喬灌木,構成起一道綠色的防護林體系。煤礦企業(yè)在采用綠化法進行煤炭污染治理的過程中,應當加大綠化方面的投資力度,并權衡好經濟和環(huán)境效益之間的關系,在確保開采現(xiàn)場大氣環(huán)境的基礎上,給工人一個良好的操作環(huán)境,從而實現(xiàn)雙贏的目標。
我國煤炭污染在大氣污染中所占的比重不斷增加,為最大限度地降低煤炭污染對大氣環(huán)境的影響,必須采取合理可行的技術措施對煤炭污染進行有效地治理。在未來一段時期,應當加大對煤炭污染治理技術的研究力度,除對現(xiàn)有的技術進行改進和完善之外,還應開發(fā)一些新的技術,使其能夠更好地為煤炭污染治理服務,這對于我國大氣環(huán)境質量的改善具有重要的現(xiàn)實意義。
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