EFECTELE UTILIZARII CARBUNILOR ASUPRA MEDIULUI

EFECTELE UTILIZARII CARBUNILOR ASUPRA MEDIULUI

Prin natura lor carbunii sunt cei mai impuri combustibili, cu numeroase efecte negative asupra mediului. Simpla lor existenta in subteran, poate produce poluare atmosferica prin eliminare pe fisuri de CH₄ si CO₂. Daca la aceasta adaugam faptul ca exploatarea si utilizarea carbunilor produce o poluare complexa, care afecteaza solul, apele subterane si curgatoare si atmosfera, avem in fata un poluator de temut. Totusi, dintre toate tipurile de poluare produse de carbuni cea mai puternica si, deocamdata, aproape imposibil de prevenit sau de diminuat, este eliminarea in atmosfera a unei mari cantitati de CO₂, gaz a carei concentrre in atmosefera determina accelerarea efectului de sera, fenomen cu implicatii directe in cresterea temperaturii medii anuale si prin aceasta considerat principalul vinovat al incalzirii globale si al producerii unor dereglari climatice periculoase.

Din capitolul referitor la compozitia chimica a carbunilor am vazut ca pe masura cresterii adancimii lor de scufundare, conform regulii lui Hilt, dar si ca urmare a procesului de carbonificare geochimica, acestia pierd o parte a substantelor volatile, inclusiv gaze, mai ales CH₄, gaz cu efect de sera. Daca in drumul lui spre suprafata ascensiunea lui este oprita, CH₄ se acumuleaza formand pungi si chiar acumulari de "gaz al stratelor de carbuni", unele chiar exploatabile (zacaminte). Invers, daca acest gaz ajunge pe fisuri la suprafata, parte din el se oxideaza in CO₂ si impreuna cu CH₄ inca neoxidat contribuie la cresterea nedorita a cantitatii de gaze cu efect de sera din atmosfera.

Prin deranjarea structurii initiale a carbunilor datorita exploatarilor, din fisurile si porii carbunilor sunt eliberate cantitati mari de gaze, in principal CH4 si CO2, eliminate in atmosfera prin gurile de aeraj. Uneori, in subteran acumularile de CH4 combinate cu aerul atmosferic, in anumite proportii, dau grizuul, gaz cu puternic caracter exploziv care a dus la moartea a mii de minieri in decursul exploatarii carbunilor in mine.

Intrarea in exploatare a carbunilor ridica noi probleme de poluare. In subteran galeriile de mina sunt strabatute de apele subterane care au continuturi de la sub un procent pana la cateva procente de pirita, care, in contact cu apa si aerul, se oxideaza si trec in acid sulfuric, astfel incat apele drenate din mina si scoase afara cu pompele pot avea un caracter acid. Acest fenomen, cunoscut sub numele de "Drenaj acid al minelor" (Acid Mine Drenage = AMD), a determinat ca in anii 1930 in apele de suprafata ale SUA sa fie deversate aproximativ 2,3 milioane tone acid sulfuric, ceea ce a dus la poluarea masiva a raurilor si lacurilor cu efecte dezastruase asupra florei si faunei acestora. Si apele drenate din expoatarile la zi (cariere) au un continut ridicat in acid sulfuric si fier, ambele poluante ale solurilor si apelor de suprafata.

Exploatarile la zi afecteaza in primul rand relieful, producand modificari drastice ale acestuia, mari intinderi cu relief colinar sau deluros devin zone plate sau, mai rau, gropi adanci. Localitati, paduri si terenuri agricole sunt dezfectate pentru timp indelungat. Pe mari suprafete sunt distruse solurile si dispar apele freatice. Haldele de steril acopara suprafete plane, care devin relief pozitiv si neavand structura sunt lipsite de apa freatica si cu toate acestea pot fi afectate de alunecari, care pot afecta infrastructura (cai ferate, sosele, cariere etc.) si chiar localitati.

Atat in exploatarile subterane, cat si in cele de suprafata pulberile de carbune, dar mai ales cele de argile produc boli profesionale, pneumoconioze, la cei din subteran antracoza si la cei de la suprafata silicoza.

Daca extractia carbunelui produce efectele amintite asupra mediului si a oamenilor, utilizarea carbunelui in procese de combustie industriala si casnica este si mai poluanta, mai ales datorita emanatilor pe cos a unor mari cantitati de CO₂ pentru care inca nu au fost identificate solutii economice de a diminuarea lor. In acest ultim sens au fost intensificate cercetarile in vederea stabilirii unor "tehnologii curate". In acest sens trebuie avut in vedere ca prin protocolul de la Kyoto (31 mai 2002) s-a propus scaderea substantiala a emisiunilor de CO₂ pe cosul termocentralelor.

In afara continuturilor in CO₂, intre gazele eliminate pe cos se gasesc dioxidul de sulf (SO₂) si diversi oxizi de azot (NO_x), toate producand ploi acide. Din cauza ca azotul si hidrogenul sunt componenti ai aerului, prin arderea carbunilor in aer se formeaza compusi toxici cum sunt cianidele HCN si nitratul de sulf SNO₃, dar si alte gaze toxice, dar care, din fericire, se gasesc in cantitati foarte mici.

Daca pentru SO₂ s-au gasit solutii de reducere si chiar eliminare, procedee de desulfurare a gazului de cos, din pacate pentru CO₂ aceste solutii sunt inca neviabile, ori pe linga efectul de sera, dioxidul de carbon produce in contact cu apa atmosferica H₂CO₃, acidul carbonic, care, desi mult mai slab decat cel sulfuric, este totusi puternic corosiv. Studiile de mediu efectuate au dus la concluzia ca emisiile de gaze ale termocentralelor sunt responsabile pentru zeci de mii de morti premature numai pe teritoriul SUA, care oricum au preocupari si rezultate importante in reducerea acestor noxe. In efortul de a obtine "tehnologii curate", in prezent deja exista uzine moderne in care se aplica tehnici de diminuare a noxelor, dar deocamdata costurile pentru acestea sunt foarte mari.

Alta sursa de poluare o constituie cenusile zburatoare evacuate pe cos sau zgurile rezultate din arderea carbunilor eliminate prin partea inferiora a cazanelor si depozitate in halde speciale. Ambele tipuri de cenusa contin metale grele printre care si: As, Hg, Ni, S, V, Be, As, Cd, Ba, Cr , Cu, Mo, Yn, Se si Ra care odata eliminate in atmosfera prin cenusa zburatoare sunt foarte periculoase, iar cele din zgura pot polua raurile, lacurile (de exemplu poluarecu Hg care se acumuleaza in corpul pestilor), panzele de apa freatica si chiar acvifere subterane. De asemenea, unii carbunii contin izotopi radioactivi ai U si Th care, prin concentrare reziduala in cenusi, pot produce poluari radioactive mai mari decat cele produse de centralele atomoelectrice. Cercetarile efectuate in SUA ( Gabbard, 1995) au constatat ca locuitorii din apropierea termocentralelor pe carbuni sunt mault mai expusi radiatiilor decat cei din jurul centralelor atomoelectrice.

In concluzie, pe de o parte, carbunii reprezinta surse de poluare ce pot avea efecte foarte grave asupra mediului si oamenilor, iar pe de alta parte, sunt printre principalii furnizori de energie electrica si termica, constituind totodata surse de materii prime pentru industria carbochimica. Daca la aceasta adaugam faptul ca resursele de carbune (exprimate in tcc*) sunt de 12 ori mai mari decat suma rezervelor tuturor celorlalti combustibili minerali (petrol, gaze, minereuri radioactive, turba si sisturi combustibile), precum si faptul ca aceste rezerve pot asigura 300 de ani energia necesara la nivelul actual de consum, rezulta ca eforturile pentru imbunatatirea randamentelor termice si reducerea emisiilor de noxe, adica identificarea de "tehnologii curate" se justifica cu prisosinta.