10 ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของถ่านหิน เหมืองแร่ และโรงไฟฟ้า

ถ่านหินเป็นแหล่งเชื้อเพลิงที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดซึ่งมีราคาไม่แพงนักในการผลิตและเปลี่ยนเป็นพลังงานที่มีประโยชน์ นอกจากนี้ยังเป็นที่นิยมมากที่สุด โดยคิดเป็นเกือบร้อยละ 40 ของการผลิตไฟฟ้าทั้งหมดทั่วโลก  

อย่างไรก็ตาม ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการใช้ถ่านหินได้รับการระบุแล้ว และมีความเกี่ยวข้องกับการผลิตและการใช้ทรัพยากรธรรมชาติ ชนิดนี้

ถ่านหินเกิดจากพืชพรรณยุคก่อนประวัติศาสตร์ที่สะสมตัวเมื่อประมาณ 300 ล้านปีก่อน ในช่วงที่พื้นผิวโลกส่วนใหญ่ปกคลุมไปด้วยหนองน้ำ เมื่อพืชและต้นไม้ในพื้นที่หนองน้ำเหล่านี้เริ่มตายลง ซากของพวกมันก็จมลงไปในดินหนองน้ำ ซึ่งในที่สุดก็ก่อตัวเป็นวัสดุที่มีความหนาแน่นสูงที่เรียกว่าพีท

เมื่อเวลาผ่านไปชั้นของตะกอนและดินจะสะสมตัวบนพรุ การรวมกันของความร้อนจากแกนโลกและความดันของหินและตะกอนทำให้เกิดการก่อตัวของถ่านหินที่อุดมด้วยคาร์บอนในที่สุด

การใช้ถ่านหินสามารถสืบย้อนไปถึงราว ค.ศ. 50 จากเถ้าถ่านในซากปรักหักพังของโรมันในอังกฤษ นอกจากนี้ยังมีหลักฐานที่บ่งชี้ว่าชาวกรีกใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงในศตวรรษที่ 4 อย่างไรก็ตาม การทำเหมืองถ่านหินอย่างกว้างขวางในอังกฤษเริ่มต้นขึ้นในศตวรรษที่ 13 เท่านั้น

การทำเหมืองถ่านหินส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมาก อาจต้องมีการขุดเอาหน้าดินออกไปเป็นปริมาณมหาศาล ส่งผลให้เกิดการกัดเซาะ การสูญเสียแหล่งที่อยู่อาศัยและมลภาวะ

การทำเหมืองถ่านหินทำให้เกิดการระบายกรดของเหมือง ซึ่งทำให้โลหะหนักละลายและซึมลงสู่พื้นดินและน้ำผิวดิน บางครั้งคนงานในเหมืองถ่านหินยังต้องเผชิญกับปัญหาสุขภาพที่รุนแรง รวมถึงโรคปอดจากการสัมผัสกับฝุ่นถ่านหินในเหมืองเป็นเวลานาน

อย่างไรก็ตาม นักสิ่งแวดล้อมและนักวิทยาศาสตร์ได้ทุ่มเทความพยายามอย่างจริงจังเพื่อเสนอแนวทางการทำเหมืองถ่านหินและการใช้งานที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม มากขึ้น

ถ่านหินคืออะไร?

ถ่านหินเป็นหินตะกอนอินทรีย์ที่ประกอบด้วยคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจนเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งติดไฟได้ง่าย พบได้ในเกือบทุกประเทศทั่วโลก โดยพบมากในสถานที่ที่มีป่าและหนองน้ำในยุคก่อนประวัติศาสตร์ก่อนที่จะถูกฝังและบีบอัดเป็นเวลาหลายล้านปี

มีสีดำหรือน้ำตาลดำและมีส่วนประกอบของวัสดุคาร์บอนมากกว่าร้อยละ 50 โดยน้ำหนักและมากกว่าร้อยละ 70 โดยปริมาตร ซึ่งสามารถเผาเป็นเชื้อเพลิงและใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าได้

ถ่านหินก่อตัวขึ้นจากซากพืชที่ผ่านการบดอัด ชุบแข็ง เปลี่ยนแปลงทางเคมี และแปรสภาพด้วยความร้อนและแรงดันในช่วงเวลาทางธรณีวิทยา

ที่น่าสนใจคือ ถ่านหินเป็นแหล่งพลังงานที่ใหญ่ที่สุดสำหรับการผลิตไฟฟ้าในโลก และเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิล ที่อุดมสมบูรณ์ที่สุด ในสหรัฐอเมริกา เนื่องจากถ่านหินต้องใช้เวลาหลายล้านปีในการก่อตัว และมีปริมาณจำกัด จึงเป็นทรัพยากรที่ไม่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้

ถ่านหินมีอยู่ในรูปแบบใต้ดินที่เรียกว่า "coal seams" หรือ "coal bed" รอยต่อของถ่านหินสามารถหนาได้ถึง 30 เมตร (90 ฟุต) และยืดได้ 1,500 กิโลเมตร (920 ไมล์)

รอยต่อของถ่านหินมีอยู่ในทุกทวีป ปริมาณสำรองถ่านหินที่ใหญ่ที่สุดอยู่ในสหรัฐอเมริกา รัสเซีย จีน ออสเตรเลีย และอินเดีย

ถ่านหินซึ่งเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิลที่ไม่สามารถหมุนเวียนได้ ถูกเผาไหม้และใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม เทคนิคการขุดและการเผาไหม้นั้นเป็นอันตรายต่อคนงานเหมืองและเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม

ในบทความนี้ เราจะพิจารณาผลกระทบของถ่านหิน การทำเหมืองถ่านหิน และโรงไฟฟ้าถ่านหินที่มีต่อสิ่งแวดล้อม

ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของถ่านหิน

1. การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิลที่มีอยู่มากที่สุดในโลก แต่การเผาไหม้และการใช้ถ่านหินนั้นเกี่ยวข้องกับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมาก

การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเป็นผลกระทบระยะยาวที่ร้ายแรงที่สุดของถ่านหินในระดับโลก ในทางเคมี ถ่านหินส่วนใหญ่ประกอบด้วยคาร์บอน ซึ่งเมื่อเผาไหม้จะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศเพื่อผลิตคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเป็นก๊าซที่ดักจับความร้อน เมื่อปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ คาร์บอนไดออกไซด์จะทำหน้าที่เหมือนผ้าห่ม ทำให้โลกร้อนขึ้นเกินขีดจำกัดปกติ

ผลกระทบที่เกิดขึ้นจากภาวะโลกร้อนบางส่วนได้แก่ ภัยแล้ง ระดับน้ำทะเลสูงขึ้น น้ำท่วม สภาพอากาศรุนแรง และการสูญพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต ความรุนแรงของผลกระทบเหล่านั้นขึ้นอยู่กับปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เราปล่อยออกมาโดยตรง รวมถึงจากโรงไฟฟ้าถ่านหินด้วย

ในสหรัฐอเมริกา ถ่านหินคิดเป็นประมาณหนึ่งในสี่ของการปล่อยคาร์บอนที่เกี่ยวข้องกับพลังงานทั้งหมด

2. มลพิษทางอากาศ

มลพิษทางอากาศจากโรงไฟฟ้าถ่านหินมีความเชื่อมโยงกับโรคหอบหืด โรคมะเร็ง โรคหัวใจและปอด ปัญหาทางระบบประสาท และผลกระทบร้ายแรงอื่นๆ ต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของประชาชน

เมื่อถ่านหินถูกเผาไหม้ มันจะปล่อยสารพิษและสารมลพิษในอากาศหลายชนิดออกมา ซึ่งรวมถึงปรอท ตะกั่ว ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ไนโตรเจนออกไซด์ อนุภาค และโลหะหนักอื่นๆ อีกหลายชนิด ผลกระทบต่อสุขภาพมีตั้งแต่โรคหอบหืดและหายใจลำบาก ไปจนถึงสมองถูกทำลาย ปัญหาหัวใจ มะเร็ง ความผิดปกติของระบบประสาท และการเสียชีวิตก่อนวัยอันควร

แม้ว่าขีดจำกัดที่กำหนดโดยหน่วยงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อม (EPA) ได้ช่วยป้องกันการปล่อยก๊าซเหล่านี้บางส่วน แต่โรงงานหลายแห่งไม่ได้ติดตั้งระบบควบคุมมลพิษที่จำเป็น อนาคตของการป้องกันเหล่านี้ยังไม่ชัดเจน

ผลกระทบของการทำเหมืองถ่านหิน

3. มลพิษทางน้ำ

มลพิษทางน้ำจากถ่านหินนั้นรวมถึงผลกระทบด้านลบต่อสุขภาพและสิ่งแวดล้อมที่เกิดจากการทำเหมือง การแปรรูป การเผา และการจัดเก็บกากถ่านหิน

ในกระบวนการทำเหมืองถ่านหิน กากตะกอนถ่านหินจะถูกขับออก กากตะกอนถ่านหินหรือที่เรียกว่าสารละลายคือกากถ่านหินเหลวที่เกิดจากการล้างถ่านหิน โดยทั่วไปจะถูกกำจัดที่จุดกักเก็บใกล้กับเหมืองถ่านหิน แต่ในบางกรณี มันถูกฉีดโดยตรงไปยังเหมืองใต้ดินที่ถูกทิ้งร้าง

เนื่องจากกากตะกอนถ่านหินมีสารพิษ การรั่วไหลหรือการรั่วไหลอาจเป็นอันตรายต่อน้ำใต้ดินและน้ำผิวดิน แร่ธาตุจากดินที่ถูกรบกวนสามารถซึมลงสู่น้ำใต้ดินและปนเปื้อนสารเคมีในแหล่งน้ำที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของเรา

ตัวอย่างจะเป็นกรดเหมืองระบายน้ำ การระบายกรดในเหมือง (AMD) หมายถึงการไหลออกของน้ำที่เป็นกรดจากเหมืองถ่านหินหรือเหมืองโลหะ ซึ่งมักเป็นเหมืองร้างที่กิจกรรมแร่หรือเหมืองถ่านหินได้เปิดโปงหินที่มีแร่ไพไรต์ซึ่งมีกำมะถันเป็นองค์ประกอบ  

น้ำที่เป็นกรดสามารถไหลออกมาจากเหมืองถ่านหินที่ถูกทิ้งร้างได้ การขุดได้เปิดเผยหินที่มีแร่ไพไรต์ที่มีกำมะถัน แร่ธาตุนี้ทำปฏิกิริยากับอากาศและน้ำเพื่อสร้างกรดกำมะถัน

เมื่อฝนตก กรดที่เจือจางจะไหลลงสู่แม่น้ำและลำธาร และอาจไหลซึมลงสู่แหล่งน้ำใต้ดินได้

ทะเลสาบ แม่น้ำ ลำธาร และแหล่งน้ำดื่มล้วนได้รับผลกระทบอย่างหนักจากเหมืองถ่านหินและโรงไฟฟ้า

4. การทำลายภูมิทัศน์และที่อยู่อาศัย

การทำเหมืองแบบเปิดหรือที่เรียกว่าการทำเหมืองแบบผิวดิน คือการขุดลอกดินและหินออกไปเพื่อให้เข้าถึงถ่านหินที่อยู่ด้านล่าง

หากภูเขาเกิดขึ้นขวางทางรอยต่อของถ่านหินภายใน มันจะถูกทำลายหรือปรับระดับอย่างมีประสิทธิภาพ ทิ้งภูมิทัศน์ที่มีรอยแผลเป็นและรบกวนระบบนิเวศและที่อยู่อาศัยของสัตว์ป่า

5. ภาวะโลกร้อน

สถิติแสดงให้เห็นว่าก๊าซมีเทนที่ปล่อยออกมาจากการทำเหมืองถ่านหินคิดเป็นประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์ของการปล่อยก๊าซมีเทน (CH₄) ทั้งหมดในสหรัฐอเมริกา_ซึ่งเป็นก๊าซที่ก่อให้เกิดภาวะโลกร้อนอย่างรุนแรง

การปล่อยก๊าซมีเทนในเหมืองถ่านหินจากการทำเหมืองใต้ดินมักถูกจับได้และนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงในเมือง วัตถุดิบเคมี เชื้อเพลิงยานพาหนะ และเชื้อเพลิงอุตสาหกรรม แต่น้อยครั้งมากที่จะถูกดักจับได้ทั้งหมด มีเทนมีอยู่ทั่วไปในชั้นบรรยากาศน้อยกว่าเมื่อเทียบกับคาร์บอนไดออกไซด์ แต่มีพลังมากกว่าก๊าซเรือนกระจกถึง 20 เท่า

ก๊าซมีเทนที่เกิดขึ้นในแหล่งถ่านหินสามารถระเบิดได้หากรวมตัวกันในเหมืองใต้ดิน ก๊าซมีเทนจากถ่านหินนี้จะต้องถูกระบายออกจากเหมืองเพื่อให้เหมืองมีสถานที่ทำงานที่ปลอดภัยยิ่งขึ้น เหมืองบางแห่งจับ ใช้ หรือขายก๊าซมีเทนจากถ่านหินที่สกัดได้จากการดำเนินงาน

6. การตัดไม้ทำลายป่าและการพังทลาย

จากการศึกษาในปี 2010 การขุดลอกยอดเขาได้ทำลายป่าในแอปพาลาเชียไป 6.8%

ส่วนหนึ่งของกระบวนการเคลียร์ทางสำหรับเหมืองถ่านหิน ต้นไม้ถูกตัดหรือเผา ต้นไม้ถูกถอนรากถอนโคน และดินชั้นบนถูกขูดออกไป สิ่งนี้ทำลายที่ดิน (ไม่สามารถใช้สำหรับปลูกพืชได้อีกต่อไป) และมีแนวโน้มที่จะเกิดการพังทลายของดิน

ดินชั้นบนที่คลายออกสามารถถูกชะล้างออกไปได้ด้วยฝน และตะกอนจะไหลลงสู่แม่น้ำ ลำธาร และทางน้ำ ท้ายน้ำสามารถฆ่าปลาและสิ่งมีชีวิตและปิดกั้นแม่น้ำซึ่งทำให้เกิดน้ำท่วม

7. ผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์

สารพิษโลหะหนักและสารก่อมะเร็งถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศและแหล่งน้ำซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการทำเหมืองและแปรรูปถ่านหิน ซึ่งก่อให้เกิดการบาดเจ็บและเสียชีวิตของคนงานเหมืองถ่านหิน และประชาชนใกล้เคียงชุมชนภายใน

อันตรายต่อสุขภาพจากการสูดดมฝุ่นถ่านหินสามารถนำไปสู่โรคปอดดำ โรคหัวใจและหลอดเลือด ความดันโลหิตสูง ปอดอุดกั้นเรื้อรัง และโรคไต คนงานเหมืองและผู้ที่อาศัยอยู่ในเมืองใกล้เคียงได้รับผลกระทบมากที่สุด

ผลกระทบของโรงไฟฟ้าถ่านหิน

8. การสูญเสียทรัพยากรน้ำ

น้ำถูกใช้โดยโรงงานผลิตเทอร์โมอิเล็กทริก (ถ่านหิน ก๊าซธรรมชาติ และนิวเคลียร์) เพื่อผลิตไฟฟ้าโดยแปลงน้ำเป็นไอน้ำแรงดันสูงเพื่อขับเคลื่อนกังหัน การผลิตไฟฟ้าได้รับการประมาณว่าเป็นอันดับสองรองจากภาคเกษตรกรรมในฐานะผู้ใช้น้ำในประเทศรายใหญ่ที่สุด

เมื่อผ่านวงจรนี้ ไอน้ำจะถูกทำให้เย็นและควบแน่นกลับลงไปในน้ำ ด้วยเทคโนโลยีบางอย่างที่ใช้น้ำเพื่อทำให้ไอน้ำเย็นลง ทำให้การใช้น้ำของพืชเพิ่มขึ้น

ในโรงงานถ่านหิน น้ำยังใช้เพื่อทำความสะอาดและแปรรูปเชื้อเพลิงด้วยตัวมันเอง ตัวอย่างเช่น การสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐอเมริกา ประมาณการว่าโรงไฟฟ้าพลังความร้อนดึงน้ำ 195 พันล้านแกลลอนต่อวันในปี 2000 โดยในจำนวนนี้เป็นน้ำจืด 136 พันล้านแกลลอน

9. มลพิษทางอากาศ

จากข้อมูลของสหภาพนักวิทยาศาสตร์ผู้ห่วงใย โรงไฟฟ้าถ่านหินขนาด 500 เมกะวัตต์ทั่วไปจะปล่อยมลพิษทางอากาศในปริมาณ 3.7 ล้านตันของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ในหนึ่งปี_ซึ่งเทียบเท่ากับการตัดต้นไม้ 161 ล้านต้น

มลพิษจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ( CO2 ₎เป็นสาเหตุสำคัญของภาวะโลกร้อนและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) จำนวน 10,000 ตัน_ก่อให้เกิดฝนกรดและก่อตัวเป็นอนุภาคขนาดเล็กในอากาศที่อาจทำลายปอด โรคหัวใจ และโรคอื่นๆ และก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ (NOx) จำนวน 10,200 ตัน เทียบเท่ากับรถยนต์รุ่นใหม่ครึ่งล้านคัน

NOx นำไปสู่การก่อตัวของหมอกควันซึ่งทำให้เนื้อเยื่อปอดอักเสบและเพิ่มความไวต่อโรคระบบทางเดินหายใจ อนุภาคในอากาศขนาดเล็ก 500 ตันซึ่งอาจทำให้เกิดหลอดลมอักเสบ การทำงานของปอดลดลง ผู้ป่วยต้องเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลและห้องฉุกเฉินเพิ่มขึ้น และเสียชีวิตก่อนวัยอันควร 220 ตัน ไฮโดรคาร์บอนซึ่งมีส่วนทำให้เกิดหมอกควัน คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) 720 ตัน

สิ่งนี้ทำให้เกิดอาการปวดหัวและเพิ่มความเครียดให้กับผู้ที่เป็นโรคหัวใจ เนื่องจากโลหะหนักที่เป็นพิษอื่นๆ เช่น ปรอท สารหนู แคดเมียม และยูเรเนียม ซึ่งถูกปล่อยออกมาในปริมาณที่น่าตกใจยังนำไปสู่มะเร็งและความผิดปกติทางระบบประสาทหลายอย่างในมนุษย์อีกด้วย

10. มลภาวะทางความร้อน

มลพิษทางความร้อนคือการเสื่อมโทรมของคุณภาพน้ำโดยกระบวนการใดๆ ที่เปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของน้ำโดยรอบ สาเหตุทั่วไปของมลพิษทางความร้อนคือการใช้น้ำเป็นสารหล่อเย็นโดยโรงไฟฟ้าและผู้ผลิตภาคอุตสาหกรรม

เมื่อน้ำที่ใช้เป็นสารหล่อเย็นกลับสู่สภาพแวดล้อมทางธรรมชาติที่อุณหภูมิสูงขึ้น การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิจะส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตโดยการลดปริมาณออกซิเจนและส่งผลต่อองค์ประกอบของระบบนิเวศ

สรุป

การวิจัยกำลังดำเนินการเพื่อแก้ไขปัญหาที่สภาพแวดล้อมของเราเผชิญจากการผลิตและการใช้ถ่านหิน

เช่นเดียวกับกรณีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2 ₎วิธีการที่ใช้แก้ไขปัญหานี้เรียกว่า "การดักจับคาร์บอน" ซึ่งเป็นการแยก CO2 ออกจากแหล่งปล่อยและนำกลับมาใช้ใหม่ในรูปของกระแสเข้มข้น จากนั้น CO2 สามารถฉีดลงใต้ดินเพื่อกักเก็บอย่างถาวร หรือ "การกักเก็บคาร์บอน"

การใช้ซ้ำและการรีไซเคิลยังสามารถลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการผลิตและการใช้ถ่านหิน ที่ดินที่เคยใช้สำหรับการทำเหมืองถ่านหินสามารถเรียกคืนและใช้สำหรับสนามบิน หลุมฝังกลบ และสนามกอล์ฟ

ของเสียที่จับโดยเครื่องขัดพื้นสามารถนำไปใช้ผลิตผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น ซีเมนต์และยิปซั่มสังเคราะห์สำหรับแผ่นผนัง

และในด้านของอุตสาหกรรม อุตสาหกรรมถ่านหินหลายแห่งได้ค้นพบวิธีต่างๆ ในการลดกำมะถันและสิ่งเจือปนอื่นๆ จากถ่านหิน อุตสาหกรรมเหล่านี้ยังพบวิธีที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในการทำความสะอาดถ่านหินหลังจากขุดแล้ว และผู้บริโภคถ่านหินบางรายใช้ถ่านหินที่มีกำมะถันต่ำ

Rคำแนะนำ

• ทรัพยากรธรรมชาติ 10 อันดับแรกในเบลีซและการใช้ประโยชน์
  .
• 8 ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของการทำเหมืองเพชร
  .
• 3 ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการกลั่นน้ำทะเล
  .
• 9 ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของการผลิตปูนซีเมนต์
  .
• ผลกระทบ 10 อันดับแรกของการก่อสร้างต่อสิ่งแวดล้อม – เชิงลบและเชิงบวก
  .