环保网
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随着全社会环保意识的增强和环境科学知识的普及，人们对“煤烟型污染”这样的专业词汇已经**陌生了，越来越多的人在关心燃煤所带来的环境影响。
煤炭的由来
煤炭是由植物遗体转变而来，这是一个普通的常识。当人们习以为常地烧着煤炭，使用着用煤炭生产的电能时，有多少人会想到煤炭生成于距今几千万年甚至几亿年这样久远的年代呢?“石炭纪”(地质年代)是地史时期中重要的成煤期之一，始于3.5亿年前。由于这一时期形成的地层中含有丰富的煤炭，因而得名“石炭纪”。我国**的山西煤炭，包括烟煤和无烟煤就主要生成于“石炭纪”和“二迭纪”(距今2.85亿年)。当时气候温暖湿润，植物繁茂，形成大规模的森林和沼泽。随着时间的推移，植物渐渐死亡，并在微生物作用下，演变成黑色有机质，日积月累形成厚厚的泥炭，随地壳变迁，泥炭被深深埋于地下，与空气隔绝;在地球内部高温高压的条件下，年复一年，由泥炭转变成褐煤，再进一步转变成烟煤和无烟煤。
煤炭的化学组成和煤质
煤炭的化学组成和煤质与煤炭燃烧的环境影响密切相关。由植物到煤炭经历了漫长的地球化学、生物化学和物理化学过程，因此煤炭的化学组成很复杂。煤中存在的元素有数十种之多，但主要的元素有五种，即碳、氢、氧、氮和硫;其他种类繁多、含量很少的元素，则属于煤中伴生元素或微量元素，如铁、锌、铅、钙、钒、钍、铀等。
煤碳中的元素以有机物质和无机物质两种形态存在，以有机形态为主，有机质构成了煤炭的主体。
1.有机物质：构成煤炭有机质的元素主要有碳、氢、氧、氮和硫等，此外，还有极少量的磷、氟、氯和砷等元素。碳、氢、氧是煤炭有机质的主体，占95%以上;煤化程度越深，碳的含量越高，氢和氧的含量越低。碳和氢是煤炭燃烧过程中产生热量的元素，氧是助燃元素。煤炭燃烧时，氮不产生热量，在高温下转变成氮氧化合物和氨，以游离状态析出。硫、磷、氟、氯和砷等是煤炭中的有害成分，其中以硫*为重要。煤碳燃烧时绝大部分的硫被氧化成二氧化硫(SO2)，随烟气排放，污染大气，危害动、植物生长及人类健康，腐蚀金属设备;当含硫多的煤用于冶金炼焦时，还影响焦炭和钢铁的质量。所以，“硫分”含量是评价煤质的重要指标之一。
煤中的有机质在一定温度和条件下，受热分解后产生的可燃性气体，被称为“挥发分”，它是由各种碳氢化合物、氢气、一氧化碳等化合物组成的混合气体。挥发分也是主要的煤质指标，在确定煤炭的加工利用途径和工艺条件时，挥发分有重要的参考作用。煤化程度低的煤，挥发分较多。如果燃烧条件不适当，挥发分高的煤燃烧时易产生未燃尽的碳粒，俗称“黑烟”;并产生更多的一氧化碳、多环芳烃类、醛类等污染物，热效率降低。因此，要根据煤的挥发分选择适当的燃烧条件和设备。
2.无机物质：煤中的无机物质含量很少，主要有水分和矿物质，它们的存在降低了煤的质量和利用价值。矿物质是煤炭的主要杂质，如硫化物、硫酸盐、碳酸盐等，其中大部分属于有害成分。
“水分”对煤炭的加工利用有很大影响。水分在燃烧时变成蒸汽要吸热，因而降低了煤的发热量。煤炭中的水分可分为外在水分和内在水分，一般以内在水分作为评定煤质的指标。煤化程度越低，煤的内部表面积越大,水分含量越高。
“灰分”是煤碳**燃烧后剩下的固体残渣，是重要的煤质指标。灰分主要来自煤炭中不可燃烧的矿物质。矿物质燃烧灰化时要吸收热量，大量排渣要带走热量，因而灰分越高，煤炭燃烧的热效率越低;灰分越多，煤炭燃烧产生的灰渣越多，排放的飞灰也越多。一般，**煤和洗精煤的灰分含量相对较低。
燃煤的环境影响
我国的能源结构一直以煤炭为主，消费的能源中煤炭占了70%，煤炭是我国的主要燃料。目前，我国已成为世界上*大的煤炭生产国，产量占世界总产量的三分之一。同时，我国也是煤炭的*大消费国，2000年煤炭消费量占世界总消费量的28%，主要的耗煤大户是：电力、建材、冶金、化工，以及民用，占煤炭总消费量的84%。
我国煤炭消费的一个主要特点是原煤的大量直接燃烧，大约有62%的原煤没有经过洗选或洁净化处理就直接用于燃烧了。由于煤炭的大量直接燃烧，燃煤质量差，燃烧效率低，加重了“煤烟型污染”，使空气质量变的更差。
1. 二氧化硫和酸雨 煤炭中80%的硫分是可燃的，煤炭燃烧时硫分大部分以SO2的形式排入大气。SO2排放总量中有90%是由燃煤排放的，因此煤炭消费量大的地区，SO2的排放量就大，这些地区的空气污染也比较严重。北京是世界上燃煤*多的*都，已被世界卫生组织列入世界上十个大气污染*严重的城市之一。
SO2对人体的危害很大，尤其是当SO2被氧化成硫酸雾或形成硫酸盐后，与空气中的细小颗粒物结合在一起进入人体呼吸道和肺部，可引起支气管炎、肺炎、肺水肿等恶性疾病。
SO2是形成“酸雨”危害的元凶。排入大气中的SO2经过复杂的大气物理和大气化学作用，可转化成“酸雨”沉降到地表。目前，我国已成为世界三大酸雨区之一，SO2污染产生的酸雨危害面积已达国土总面积的30%，全国70.6%的城市地区年均降水PH值低于5.6。酸雨会严重破坏森林生态系统、土壤生态系统和水生生态系统，造成森林枯萎死亡，使森林面积减少;造成土壤酸化，使土壤贫瘠，农作物减产;造成湖泊酸化，使水生生态系统紊乱，影响水生生物的生长和繁殖。酸雨还会腐蚀破坏建筑物和金属材料等。据研究，近几年我国酸雨对农业、林业和建筑材料破坏造成的经济损失每年高达200多亿元。
2. 氮氧化物和光化学烟雾
煤炭燃烧排放的氮氧化物主要有NO和NO2。据估计，2000年我国燃煤排放的氮氧化物约占氮氧化物排放总量的65%。
氮氧化物中对人体健康危害*大是NO2，主要是破坏呼吸系统，可引起支气管炎和肺气肿。当NO浓度较大时对人体的毒性很大，它可与血液中血红蛋白结合成亚硝酸基血红蛋白或高铁血红蛋白，从而降低血液输氧能力，引起组织缺氧，甚至损害中枢神经系统;氮氧化物还可直接侵入呼吸道深部的细支气管和肺泡，诱发哮喘病。
大气中的氮氧化物和挥发性有机物(VOC)达到一定浓度后，在太阳光照射下，经过一系列复杂的光化学反应，可生成含有臭氧、醛类、硝酸酯类化合物的“光化学烟雾”。光化学烟雾是一种具有强烈刺激性的淡蓝色烟雾，可使空气质量恶化，对人体健康和生态系统造成损害。
氮氧化物在大气中还可形成硝酸，同SO2形成的硫酸一起，加重酸雨对环境的危害。
3. 二氧化碳和温室效应 众所周知，温室具有让阳光射入和阻止热量外逸的功能。地球大气中的一些微量气体，如二氧化碳、一氧化碳、水蒸汽、甲烷等，它们也有类似于温室的功能，即让太阳短波辐射自由通过，同时强烈吸收地面和空气反射出的长波辐射，阻碍热量外逸，从而造成近地层大气增温。我们称这些微量气体为温室气体，称它们的增温作用为“温室效应”。
近几十年来，由于化石燃料的大量燃烧，以及森林减少等原因，大气中CO2等温室气体的浓度显著增高。
在所有的化石燃料中煤的含碳量*高，燃烧时产生的CO2也*多，燃煤排放的CO2量占总排放量的80%左右。作为燃煤大国，我国的CO2年排放量仅次于美国，高居世界第二位。
CO2是世界公认的导致**气候变暖的主要**。研究结果说明，目前**平均气温比1000年前上升了0.3-0.6℃;据预测，由于能源需求不断增加，CO2排放量也将不断增大，到2050年**平均气温可能会上升1.5-4.5℃。温室效应和气候变暖严重威胁**的生态系统和人类生存。在我国，由于气温上升导致约50%的冰川退缩和变薄，雪线上升，冰川后退，300多年来冰川面积减少了27.4%，其结果是北方荒漠面积大大增加，耕地面积减少;近50年我国沿海海平面平均每年上升2.6毫米，海平面上升将使沿海城市受威胁，沿海低地被淹没，海水倒灌，排水不畅，土地盐渍化;同时，气候变暖还导致极端气候事件，如暴雨、干旱、沙尘暴、厄尔尼诺等的发生频率和强度相应增加。
4. 烟尘排放及其危害
目前，我国燃煤烟尘排放量占排放总量的70%左右。烟尘主要以颗粒物的形式在大气中悬浮和传输。烟尘中小于10微米的固态和液态颗粒物是“可吸入颗粒物”(PM10)的重要组成部分，它们粒小体轻，可长期飘浮在空气中，还可吸附各种金属粉尘、病原微生物，以及苯并芘等致癌物。这些可吸入颗粒物随人的呼吸进入体内，或滞留在呼吸道不同部位，或进入肺泡，对人体健康造成极大危害。
烟尘还可以降低大气透明度，影响植物的光合作用。
控制“煤烟型污染”,发达国家有不少成功的经验，其中*根本的一条是改变燃料结构，用更清洁的燃料如天然气、石油等替代燃煤。但是，从我国的能源状况看，在短时间内煤炭还不可能被大量的清洁燃料所替代，煤炭仍将是我们的主要燃料。因此，我们必须采取多种措施控制“煤烟型污染”,改善空气质量。
