当前世界环境

介绍

全世界有50多个国家开采煤炭用于商业目的。国际能源署在其2019年报告中说¹根据煤炭信息显示，煤炭产量已从1971年的30亿吨增加到2019年的7000亿吨。报告称，中国在煤炭产量方面排名第一(3523万吨)，其次是印度(7.16亿吨)和美国(70230万吨)。煤炭工业对环境的影响已经引起了全球的关注。气候变化是我们这个时代最大的挑战之一。煤炭开采对环境和健康的影响在过去几年一直是一个令人关注的问题。

Bolormaa Oyuntsetseg报道，矿区频繁发生火灾对环境和人们的健康造成严重影响，因为这些烟雾含有含硫化合物，其中含有汞、铅和砷等重金属et al .,(2012)。²此外，它们还含有高浓度的挥发性有机化合物，如苯、甲苯和二甲苯，这些物质已知会致癌。在这些矿区观察到的粉尘是颗粒物(PM) 10污染物的主要来源。这些煤矿周围的空气中充满了灰尘，这些灰尘是煤矿内运煤卡车运动时不断扬起的。露天矿场每天至少要进行2 - 3次爆破，这是另一个重要的污染源。每一次爆炸，数吨泥土被掀起并形成尘埃云，伴随着岩石碎裂形成的冰雹。煤矿粉尘的另一个来源是煤的装卸，牵引线挖掘，库存和垃圾场的粉尘被风吹到附近地区，侯赛因et al .,(2015)。^3.粉尘中的PM 10颗粒非常小，可以进入肺部深处，对健康造成多种影响，包括高血压、心脏病、中风、哮喘和过早死亡。煤矿工人易患煤矿粉尘肺病、煤工尘肺病、矽肺等疾病。Howladar(2016)指出，煤炭开采还会导致大规模的土石移动，从而破坏土地结构。⁴这些对地下水的流动有重大影响。钻井过程中流出的酸性水含有重金属。这个过程被称为酸性矿井排水。这些污水流入附近的溪流和水体，污染了它们，使它们无法使用。

为了尽量减少采矿对环境和健康的影响，政府和企业必须进行可持续的采矿。可持续采矿涉及减少采矿对环境和健康的影响。评估采矿可持续性的战略涉及使用将改善各种环境绩效指标的方法和机械。采矿中环境可持续性的一些指标包括有效的资源消耗、尽量减少对土地的干扰、减少污染和回收已耗尽的地雷。这可以通过使用现代仪器和机械得到。无粘结型煤技术的使用是一种技术，使煤矿可以将废弃的动力煤升级为致密的、可运输的和可使用的价值更高的型煤。为了减少污染物在长矿壁上的暴露，可以使用喷水和泡沫技术。煤炭运输车辆应采用天篷气幕技术，对封闭工作空间的过滤和增压系统进行优化是煤矿可采用的技术之一。此外，还必须对拟议采矿地点进行环境影响评估，以分析采矿对环境和人民健康的影响。采矿必须在环境的承载能力和现有基础设施的范围内进行。 It is also important that local communities are consulted in preparation and implementation of mine closure plans.

Sesa Sterlite有限公司在采用生物技术解决办法方面做了显著的工作，以便在矿场关闭后恢复矿场，将退化的土地改善到可接受的水平。印度商会(2018)，塔塔钢铁有限公司旗下的Noamundi铁矿和印度斯坦锌有限公司旗下的Rampura Agucha锌矿在尾矿处理和选矿工艺后的矿井水再利用方面采取了世界级的可持续采矿干预措施。⁵

虽然这些技术在煤矿部位进行，但它同样重要的是，加工这些用于发电的热电厂配备了同样先进的技术，以尽量减少对环境的影响。热电厂中煤的燃烧是空气污染的重要来源之一。

重要的是要确保火电厂采用有助于减少污染和确保清洁和可持续能源的技术。Pachouriet al .,(2020）⁶在他的讨论论文中强调了燃煤电厂作为最大的二氧化碳(CO .)排放者的问题₂)、二氧化硫(SO₂)、氮氧化物(NO_X)及微粒物质(PM) 2.5及PM 10。报告称，在2016年的总环境污染中，电力行业占SO的51%₂；43%的公司₂；20%的氮氧化物NO_X占印度PM2.5排放量的7%。

持续接触这些污染物会导致各种空气和脑血管疾病。⁷2011-2012年，由于暴露于PM 10污染物，印度煤炭公司(Indian Coal)火力发电厂的排放导致8万至11.5万人过早死亡，以及2000多万例哮喘病例。2017年，印度的环境空气污染导致过早死亡67万人。⁸水污染是与燃煤电厂有关的另一个问题，尤其是那些靠近水体和沿海地区的燃煤电厂。从热电厂释放出来的热水会改变水温。即使是很小的温度变化也会对水生生物造成冲击。⁹灰池是由工厂建造的，用来存放不可燃的煤渣。Cropper et al. (2013)¹⁰在他的研究中发现，这些残留物含有石棉、镉、汞和铅等金属。如果管理不当，这些残留物会造成渗漏和淋滤，最终导致水传播疾病，造成土地和水污染。Gunatilakeet al .,(2014)¹¹他在印度进行的研究估计，如果所有符合条件的工厂都进行改造，污染控制技术的成本约为120亿美元。这将使这些发电厂每千瓦时的电价增加0.32至0.72印度卢比。发电厂造成的空气污染给公众健康带来的成本远远超过了改造的成本。只要每千瓦时花费0.28美分，火电厂污染造成的健康影响就可以从每千瓦时0.125美元减少到0.0105美元(Nkambule等人，2017年)。¹²由于总理，印度将不得不承担的死亡率和发病率成本_2．5据估计，2015 - 2030年期间，仅印度就分别为1280亿美元和110亿美元(Srinivaset al .,2018)。¹³如果火力发电厂的排放趋势保持不变，预计到2015年，仅在印度，这些污染物每年就会造成130万人死亡(健康影响研究所，2018年)。¹⁴

如果工厂采用正确的技术尽量减少污染物的排放，就可以减轻对环境和健康的危害。考虑到住宅、工业、农业和商业部门对电力的巨大需求，现阶段不可能完全取消燃煤电厂。¹⁵然而，燃煤电厂必须采用适当的技术和方法，将对环境和人民健康的影响降到最低，同时以可持续的方式满足国家的能源需求。

研究目的与方法

当前的研究论文是在牢记两个目标。首先分析了印度煤炭开采存在的问题，并提出了有利于煤炭可持续、环境友好开采的措施。其次，研究哪些技术可以用于火力发电厂，将有助于减少环境污染，有助于获得清洁能源。为了研究第一个客观的理论研究，对与煤矿开采有关的文献进行分析和研究，讨论煤矿开采问题，并提出煤矿可持续开采的措施。为了研究第二个目标，本文对达哈努热电厂进行了非理论定性和定量研究。实证部分包括对DTPS的实地访问和与现场当局的访谈。从现场收集有关不同污染物排放的数据，以分析在DTPS中使用的现代和高效技术在控制污染水平方面的影响。没有进行过这样的研究，因此它是新颖的。

dtp的背景

DTPS由阿达尼电力有限公司负责运营和维护。该工厂位于孟买以北120公里、马哈拉施特拉邦西海岸的达哈努地区。该厂有两台250兆瓦的发电机组，使该厂的总发电能力达到500兆瓦。该植物的总面积为851公顷。该工厂占地100公顷，为灰池预留面积375公顷。工厂还为部门员工和员工提供了住所。该基地主要位于贫瘠的地区，很少有盐田，周围是人烟稀少的地区。基地三面为小溪，东临西部铁路线。煤是通过铁路和海运运来的。国内煤炭需求来自印度中央邦的煤矿，而煤炭则从中东国家进口，以满足使用进口煤炭的强制性要求。 The water required for generation of steam is drawn from the Surya Dam located nearby. It has once through cooling system and the requirement of cold water for cooling purpose is met from the seawater of creek.

电力被输送到孟买，以满足城市的电力需求。该工厂有一个独立的内部环境监测部门，负责遵守环境法律。

该工厂于1996年开始运营。1987年，在该厂成立之前进行了环境影响评估，并进行了广泛的实地研究，不仅分析和研究该厂的技术，而且还对社会和环境方面进行了研究。由于该地区工业较少，污染物的本底浓度也较低。为了有效地分散污染物，工厂竖起了一个220米高的烟囱。进行了广泛的计算机研究，以确定从拟议的火力发电站辐射距离50公里以内的地面污染物浓度。在装置烟囱安装前，获得了365天连续逐时风数据。评估的依据包括:小溪冷却水的可用性、地形的适宜性、至少25年可用于处理火山灰的土地、运输煤炭的方法以及对周围环境的最小影响。根据详细的调查，选择达哈努选址，因为这将最优地满足一个可行的发电站的各种要求。

DTPS的技术¹⁶

1. 烟气脱硫装置2007年，DTPS是韩国第一个安装FGD装置的火力发电厂。脱硫装置的主要目的是降低脱硫装置的二氧化硫排放。湿法洗涤法是一种以石灰石为洗涤气体的湿法洗涤法，用于烟气脱硫，在DTPS中去除烟气中的二氧化硫。安装后，硫磺排放量减少了近90%。
2. 静电除尘器(ESP)与氨加药系统煤燃烧产生烟道气。电除尘器利用除尘器内的静电，通过烟囱排出清洁的烟气，有助于收集灰尘颗粒。DTPS ESP的效率为99.99%。该电除尘器有六个串联电场，总集电面积51840平方公里。Mt分别表示两个单位。2009年，该厂获得了一项创新技术的专利，该技术有助于提高ESP的效率，称为氨加药系统。该方法在ESP入口注入氨气，提高了ESP的性能，可将颗粒物浓度控制在50mg/Nm以下^3.远远低于MoEFCC规定的100mg/Nm的限量^3.．
3. 环境空气质素监测站-为持续监测周边地区的环境空气质量，工厂设立了三个空气质量监测站，监测SO2、NOX和颗粒物的排放。这些监测站每小时向主厂提供有关排放水平的最新资料。还有第四个移动监测站，它根据风向在周围地区移动，并根据风向向发电站提供空气质量信息。
4. 在灰池安装钻孔以进行渗滤液分析灰池用来储存植物的灰。在DTPS系统中，炉底灰由喷射泵通过管道液压输送到灰池。静电除尘器料斗中的飞灰由水力-气动系统除去，与水混合成浆料后输送至灰池。这个灰池的灰渗入附近小溪的风险很高。因此，灰池与合适的挡土墙结合，确保灰浆不排入大海。为了监测地下水和周围溪涧水的灰渣中重金属的渗漏情况，DTPS在灰渣池附近地区安装了钻孔，以检查水质。定期监测井内的水，以检查水质。还规定将灰用于制造水泥和建造道路。
5. 在线灰分析器-在线灰分分析仪安装于2016年，有助于连续监测电厂使用的煤炭中的灰分含量。在线煤灰分分析仪有助于实时测量煤中的煤灰分。该系统已安装在用于煤炭运输的煤炭输送带上。这帮助工厂当局克服了由于样本量小而不具有代表性的传统检测方法。
6. 安装蒸汽吸收机（VAM）-蒸汽吸收机采用溴化锂水溶液作为吸收剂，水作为制冷剂。冷冻水用于空调系统(AC)和过程冷却。采用VAM冷却系统，减少了臭氧消耗气体的排放。
7. 混合煤的使用-在ADTPS，印度精煤与进口煤混合，这导致燃烧煤的灰分比例降低到30%以下。采用混煤可以减少飞灰的生成，烟气中的颗粒物也大大低于排放限值。
8. 〇冷却水系统由于平台位于海边，故采用海水冷却系统。冷凝器冷却(海水)废水通过预冷却通道循环，通道长度为3.5公里。长220米宽的锯齿形通道，以便将冷却水温度降低到比冷凝器进水温度不超过5摄氏度的值，然后排放到小溪中。凝汽器冷却水在凝汽器出口进一步氯化，以保持水的氯水平。
9. 植物的设计 -该植物主要用于燃烧煤炭。然而，在设计方面正在设计，以燃烧天然气以及任何单独的油，在气体和30％的油或依赖于可用性的任何组合中的30％的含量。
10. 煤炭输送系统-煤通过全机械化的带式输送机输送到煤仓和粉碎机。从粉碎机到锅炉燃烧器，粉末状燃料通过管道输送。在输煤系统的翻车机上设有集尘装置。在卸煤车、输送机转运点、破碎磨等各点都进行了充分的洒水布置，以减少煤炭运输过程中的粉尘污染。该厂使用斗轮取煤机收集和输送跑出的煤。
11. 预防和控制火灾危害-消防系统的存储和设计按消防规范进行规划。在关键位置安装烟雾探测器和带信号的报警系统。在适当的位置安装手提式灭火器。冷库、仓库和锅炉房等区域均设有消火栓。

在污水处理厂采用的其他环保方法

答:园艺

约300公顷的面积用于园艺生产。DTPS在殖民地开设了商店，出售这种园艺产品。这里有不同种类的园艺作物，包括芒果、椰子、鹰嘴鸡、苹果和各种蔬菜。大约有150名工人被雇佣来照看工厂的园艺活动。

B.污水处理厂

污水处理厂已安装污水处理厂，建筑物及菌落的100%污水经单独的排水渠输送至化粪池。化粪池排出的清洁污水用于园艺活动和园艺。

C.在污水处理厂内建造道路时使用废塑料

近7吨聚乙烯废料被用于工厂内的道路建设。废塑料从达哈努市政公司获得。

D.绿皮带

工厂附近的空地已经变成了绿化带。DTPS已经种植了超过2亿公顷的红树林。

表1:印度政府对烟囱排放规定的最大排放限额

来源——MoEFCC

图1:在DTPS时的烟囱排放水平 点击此处查看数字

表2:印度政府规定的厂房外环境空气质量上限

来源——MoEFCC

图2:DTPS厂房外的空气质素 点击此处查看数字

表3:印度政府对灰池污水规定的最高限额

图3:DTPS灰池的污水水平 点击此处查看数字

结果与讨论

为了促进环保和社会可持续采矿，必须与技术和工艺解决方案连连有效实施机构和监管机制，使这一部门更有效。使用3D地震调查的先进矿山测量和勘探技术可以在矿山规划和设计阶段进行很长的路要走。使用表面钻井技术，如液压钻和大型挖掘机，以改善装载和运输，将使采矿部门更加资源。政府应推动发展业务模式，并提供具有技术咨询服务的小型矿业企业，以便他们能够承担可持续和科学的采矿实践。

为了使火力发电厂能有效发电，必须采用污染控制技术。通过安装烟气脱硫装置可大幅度降低硫排放。火力发电厂为了监测附近地区的空气质量，必须在附近地区设置空气质量监测站。静电除尘器对收集细灰颗粒起着重要作用。采用氨加药系统可提高静电除尘器的效率。在附近的地下水水源中，灰池的水渗漏的可能性很大。在灰池附近安装钻孔井将有助于监测地下水的质量，并有助于确定水中是否存在重金属。

结论

可持续采矿和发电是现在的需要。这可以通过在矿区和火电厂改造污染现代技术和仪器来实现。目前进行的DTPS研究有助于分析和讨论火力发电厂控制其排放的各种方法和技术。随着空气污染水平的上升及其对健康和环境的影响，热电厂必须采取预防措施以减少其排放。因此，环境管理和发电应该是指导原则。为了控制煤炭的排放，除了上述技术外，政府机构还必须采取管制和执行措施。电力监管部门必须确保矿业公司和电力生产商严格遵守指导方针。对于不符合排放规定的矿区和工厂，政府必须发出关闭指示。有必要制定一个适当的计划来关闭老矿和造成更多污染的低效工厂。是很重要的一个部际steering-cum-monitoring委员会由热的代表企业,污染控制,电力委员会的权力和环境部和私营部门的代表构成有效管理国家的矿业和电力行业。

2015年，联合国大会通过了《2030年可持续发展议程》。它制定了可持续发展目标(SDGs)，其中包括一个专门和独立的能源目标，即可持续发展目标7。可持续发展目标7呼吁“为所有人提供负担得起的、可靠的、可持续的现代能源”。有必要对这一目标作更广泛的解释。不仅需要清洁和负担得起的能源，而且能源的来源应该是清洁和环境友好的。能源是《2030年可持续发展议程》和《巴黎气候变化协定》的核心内容。确保所有人都能获得负担得起的、可靠的、可持续的现代能源，将为数十亿人开启一个充满机遇的新世界，途径是创造新的经济机会和就业机会，增强妇女、儿童和青年的权能，改善教育和健康，建立更可持续、更公平和包容的社区，并加强来自以及对气候变化的适应能力。

承认

作者特别感谢DTPS经理Sandip Patil先生对DTPS的认可。感谢副经理舒奇塔·萨钦女士的大力支持。

资金

作者(s)没有获得研究、作者身份和/或发表本文的财政支持。

的利益冲突

作者声明没有利益冲突。

参考

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16. 在DTPS进行实地研究。