Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Угольная электростанция с поверхностными водохранилищами

Золы пруд , называемый также угольной золы бассейна или поверхностные водоемы , [1] является сконструированным структура , используемая при ископаемое топливо энергетических станций по утилизации двух типов угольных продуктов сгорания : зольного и летучей золы . Пруд используется как свалка, чтобы предотвратить выброс золы в атмосферу. Хотя использование золоотвалов в сочетании с системами контроля загрязнения воздуха (такими как мокрые скрубберы ) снижает количество переносимых по воздуху загрязнителей, конструкции представляют серьезную опасность для здоровья окружающей среды. [2]

В прудах для золы используется сила тяжести для осаждения крупных твердых частиц (измеряемых как общее количество взвешенных твердых частиц ) из сточных вод электростанций . Эта технология не обрабатывает растворенные загрязнители. [3] Пруды, как правило, не строились как свалки с футеровкой , поэтому химические вещества из золы могут попадать в грунтовые и поверхностные воды, накапливаясь в биомассе системы. [4] [5] [6]

В США федеральные стандарты проектирования золоотвалов были усилены в 2015 году, хотя различные положения новых правил приостановлены с 2020 года в ожидании продолжающегося судебного разбирательства.

Дизайн пруда [ править ]

Зольники обычно образуются с использованием кольцевой насыпи для ограждения свалки. Насыпи спроектированы с использованием тех же проектных параметров, что и насыпные плотины , включая зональное строительство с использованием глиняных кернов. Процесс проектирования в первую очередь направлен на устранение просачивания и обеспечение устойчивости откосов.

Отказ земляной насыпи пруда может вызвать зольных разливы на прилегающих землях и реках, с серьезным ущербом окружающей среды, о чем свидетельствует Kingston Fossil 2008 разлива завода в Теннесси [7] и 2014 Dan River угля разлив золы в Северной Каролине. [8]

Методы утилизации [ править ]

Влажное удаление золы в золоотвалы является наиболее распространенным методом удаления золы [9], но другие методы включают сухое захоронение на свалках . Зола, обработанная сухим способом, часто перерабатывается в полезные строительные материалы. Мокрая утилизация была предпочтительнее по экономическим причинам, но растущие экологические проблемы, связанные с фильтратом из прудов, снизили популярность влажной утилизации. [9] Мокрый метод состоит из сооружения большого «пруда» и заполнения его суспензией летучей золы , позволяя воде стекать и испаряться из летучей золы с течением времени. [10]

Фильтрат из летучей золы может содержать тяжелые металлы в количестве, превышающем допустимые стандарты США в соответствии с Законом о сохранении и восстановлении ресурсов (RCRA). [11] Поток воды через летучую золу и в грунтовые воды регулируется с помощью слоев глины с низкой проницаемостью и отсечных траншей / стен. Глины с низкой проницаемостью имеют проницаемость порядка 10 −7 см / с. Вертикальные потоки через фундамент регулируются путем размещения бассейнов с летучей золой на участках толстых слоев глины или горных пород, которые обеспечивают достаточно низкую проницаемость через дно пруда. Области с высокой проницаемостью подповерхностей можно улучшить, импортировав подходящую глину. Горизонтальные потоки через насыпь контролируются с помощью глинистых зон внутри насыпи. Обрезанные траншеи и отрезанные стены используются для соединения глиняных зон насыпи и глиняных слоев фундамента. Вырезанные траншеи - это траншеи, которые вырывают в выбранном подповерхностном слое с низкой проницаемостью и засыпают глиной, чтобы зафиксировать глиняную зону насыпи в подповерхностном слое. Срезанные траншеи обычно используются, когда слой (слои) фундамента с низкой проницаемостью находится вблизи поверхности. Обрезанные стены похожи на отрезанные траншеи, но обычно намного глубже и уже.и используйте либо суспензию, либозатирка вместо глины.

Воздействие на здоровье и окружающую среду [ править ]

Не все вещества, присутствующие в угле, будут гореть, и, следовательно, негорючий материал присутствует в угольной золе в более концентрированных количествах, чем в самом угле. Вещества, обычно обнаруживаемые в угольной золе, включают мышьяк , барий , бериллий , бор , кадмий , никель , свинец , ртуть , молибден , селен и таллий . Также могут присутствовать повышенные уровни радиоактивности. [12] Многие из этих веществ, особенно тяжелые металлы, при попадании внутрь могут оказывать негативное воздействие на человека. Из-за биомагнификации, концентрация нежелательных химикатов в организме животных может увеличивать пищевую цепочку (аналогично ртути в тунце). Угольная зола, продукт сгорания, концентрирует эти элементы и может загрязнять грунтовые или поверхностные воды, если есть утечки из золоотвала. [13]

В Соединенных Штатах угольная зола является основным компонентом национальных промышленных отходов. [14] По состоянию на 2012 год примерно 60 процентов угольной золы в США было захоронено в поверхностных отстойниках и на свалках. В 2012 году в США было 310 действующих свалок на территории, в среднем площадью более 120 акров со средней глубиной более 40 футов, и более 735 действующих поверхностных водохранилищ на территории, в среднем размером более 50 акров со средней глубиной. 20 футов. [15] В 2017 году образовалось 38,2 млн коротких тонн (34,7 × 10 6  т) летучей золы и 9,7 млн ​​коротких тонн (8,8 × 10 6  т) зольного остатка. [16]^^

В отчете Проекта экологической целостности за 2019 год говорится, что для угольных электростанций США с доступными данными мониторинга 91 процент из них загрязнены подземными водами с «небезопасными уровнями токсичных загрязнителей». [17]

Справедливость окружающей среды советник Агентство США по охране окружающей среды (EPA) заявил , что увеличение токсических воздействий от золы прудов будут иметь непропорционально негативные последствия для здоровья с низким уровнем доходов и меньшинств. [18]

Регулирование в разных странах [ править ]

Соединенные Штаты [ править ]

В Соединенных Штатах из-за небольшого количества федеральных и государственных нормативных актов, касающихся золоотвалов, на большинстве электростанций не используются геомембраны , системы сбора сточных вод или другие средства контроля потока, которые часто встречаются на полигонах твердых бытовых отходов. [10] В 1980 году Конгресс США определил угольную золу как «особые отходы», которые не подлежат регулированию в соответствии со строгими требованиями RCRA по разрешению опасных отходов. [19] В 2000 году EPA заявило, что летучая зола угля не подлежит регулированию как опасные отходы. [20] [21]

После сбоя в 2008 году, который привел к разливу золы-уноса на заводе по производству ископаемых в Кингстонском управлении долины Теннесси , Агентство по охране окружающей среды начало разрабатывать правила, которые будут применяться ко всем зольным бассейнам США.

В 2015 году EPA опубликовало постановление об остатках от сжигания угля (CCR). Агентство продолжало классифицировать угольную золу как неопасную (тем самым избегая строгих разрешительных требований в соответствии с подзаголовком C RCRA ), но с новыми ограничениями:

  1. Существующие золоотвалы, загрязняющие грунтовые воды, должны перестать получать CCR и должны быть закрыты или модернизированы с помощью облицовки.
  2. Существующие золоотвалы и свалки должны соответствовать конструктивным ограничениям и ограничениям по расположению, если применимо, или должны быть закрыты.
  3. Пруд, который больше не получает CCR, по-прежнему подчиняется всем правилам, если он не будет обезвожен и покрыт до 2018 года.
  4. Новые пруды и свалки должны иметь геомембранную облицовку поверх слоя уплотненной почвы. [22]

Некоторые положения постановления CCR 2015 года были оспорены в судебном порядке, и Апелляционный суд США по округу Колумбия передал определенные части постановления EPA для дальнейшего нормотворчества. [23]

EPA также опубликовало нормативы по сбросам (сточным водам) в 2015 году в соответствии с Законом о чистой воде . [24] Постановление ограничивает сбросы токсичных металлов с электростанций, включая золоотвалы и другие сточные воды. По оценкам Агентства, регулирование сократит выбросы металлов в отрасли на 1,4 миллиарда фунтов в год. [25] В октябре 2020 года EPA опубликовало окончательное правило, отменяющее некоторые положения закона о сточных водах 2015 года. Пересмотренное постановление продлевает крайний срок соблюдения для некоторых электростанций и полностью освобождает некоторые другие от более строгих требований 2015 года. [26] [27] Правило 2020 было оспорено в судебном порядке. [28]

Агентство по охране окружающей среды опубликовало предлагаемое правило RCRA 14 августа 2019 года, в котором будут использоваться критерии на основе местоположения, а не числовой порог (например, размер водохранилища или полигона), который потребует от оператора продемонстрировать минимальное воздействие на окружающую среду, чтобы участок мог продолжать работать. [29]

После вынесения судебного решения EPA опубликовало свое окончательное правило «CCR Part A» 28 августа 2020 г., требующее, чтобы все золоотвалы без футеровки были дооснащены вкладышами или закрылись к 11 апреля 2021 г. Некоторые объекты могут потребовать дополнительного времени - до 2028 г. найти альтернативы обращению с золошлаками до закрытия их поверхностных водохранилищ. [30] [31] [32] Дальнейшие судебные разбирательства по регулированию CCR ожидаются с 2021 года. [33]

Нидерланды [ править ]

В Нидерландах запрещено использование золоотвалов, так как они являются разновидностью свалок. Вместо этого вся угольная зола перерабатывается в Нидерландах. [34]

Исправление [ править ]

Варианты восстановления включают «перекрытие, обезвоживание и / или стабилизацию, объединение в новую свалку, удаление за пределы участка, преобразование в водно-болотные угодья или любую комбинацию этих вариантов». [35]

Есть некоторые инициативы, такие как инициатива 2015 года Duke Energy , по выкапыванию существующих золоотвалов, чтобы уменьшить экологическое воздействие угольных электростанций на окружающую среду. [36] [37]

См. Также [ править ]

  • Воздействие угольной золы на здоровье
  • Очистка промышленных сточных вод

Ссылки [ править ]

  1. ^ Агентство по охране окружающей среды США (EPA), Вашингтон, округ Колумбия «Система управления опасными и твердыми отходами; Идентификация и составление списков специальных отходов; Удаление остатков сгорания угля на предприятиях электроэнергетики». Предлагаемое правило. Федеральный регистр, 75 FR 35130 , 21 июня 2010 г.
  2. ↑ Эриксон, Камилла (7 октября 2019 г.). «Смешивание воды с угольной золой бассейна Паудер-Ривер опасно для здоровья человека, новые результаты исследований» . Каспер Стар-Трибьюн . Каспер, Вайоминг.
  3. ^ «Руководящие принципы и стандарты по ограничению сбросов для категории источников паровой электроэнергии» . EPA. 2018-11-30.
  4. ↑ Брук, Нельсон (5 июня 2019 г.). «Новые интерактивные карты загрязнения подземных вод выявляют угрозы, создаваемые угольными зольниками Алабамы» . Черный воин-хранитель реки . Бирмингем, Алабама.
  5. ↑ Спрингер, Патрик (13 марта 2019 г.). «Отчет: В подземных водах Северной Дакоты обнаружено опасное загрязнение угольной золой» . Бисмарк Трибюн . Бисмарк, Н.Д.
  6. ^ Tosheff, Тейлор (2019-07-31). «Йорк: Владельцы электростанции на острове Бруннер соглашаются на штраф в размере 1 млн долларов за очистку от угольной золы» . Гаррисберг, Пенсильвания: Новости ABC27.
  7. ^ Деван, Шейла (2008-12-23). «Водоснабжение проверено после разлива в Теннесси» . Нью-Йорк Таймс .
  8. ^ «Краткое изложение дела: Duke Energy соглашается на очистку в размере 3 миллионов долларов от выброса угольной золы в реку Дан» . Исполнение . EPA. 2017-03-15.
  9. ^ Б Макларен, RJ & AM DiGioia (1987). «Типичные инженерные свойства летучей золы». В Вудсе, Р. Д. (ред.). Геотехническая практика по удалению отходов . Рестон, Вирджиния: Американское общество инженеров-строителей.
  10. ^ а б Кесслер, KA (1981). «История случая влажного захоронения ископаемых отходов растений». Журнал отдела энергетики . Американское общество инженеров-строителей. 107 (2).
  11. ^ Тайс, TL и Марли, JJ (1979). «Экологические аспекты летучей золы». Журнал отдела энергетики . Американское общество инженеров-строителей. 105 (1).
  12. Рианна Уолтон, Роберт (5 марта 2018 г.). «Коммунальные предприятия обнаруживают загрязнение подземных вод, радиоактивность на необлицованных участках золы угля» . Utility Dive . Вашингтон, округ Колумбия: Industry Dive, Inc.
  13. ^ Шлоссберг, Татьяна (2017-04-15). «2 дела Теннесси раскрывают скрытую опасность угля» . Нью-Йорк Таймс .
  14. ^ "Основы угольной золы" . EPA. 2019-02-05.
  15. ^ «Частые вопросы о Правиле утилизации угольной золы 2015 года» . EPA. 2014-12-16.
  16. ^ Отчет об исследовании производства и использования продуктов сжигания угля за 2017 год (PDF) (Отчет). Фармингтон-Хиллз, Мичиган: Американская ассоциация угольной золы. 2018.
  17. ^ «Ядовитое наследие угля» . Вашингтон, округ Колумбия: Проект экологической целостности. 2019-03-04.
  18. ^ Маккенна, Фил (2018-03-15). «Советник EPA по вопросам экологической юстиции критикует план Прюитта по ослаблению правил, касающихся угольной золы» . Нью-Йорк: Новости InsideClimate.
  19. ^ "Особые отходы" . Опасные отходы . EPA. 2018-11-29.
  20. ^ EPA (2000-05-22). «Уведомление о нормативном решении по отходам от сжигания ископаемого топлива». Федеральный регистр, 65 FR 32214 .
  21. ^ Лютер, Линда (2013-08-06). Предпосылки и реализация исключений Бевилла и Бентсена в Законе о сохранении и восстановлении ресурсов: Органы EPA по регулированию «особых отходов» (отчет). Вашингтон, округ Колумбия: Исследовательская служба Конгресса США . R43149.
  22. ^ EPA. «Система обращения с опасными и твердыми отходами; удаление остатков от сжигания угля на предприятиях электроэнергетики». 80 FR 21301 , 17 апреля 2015 г.
  23. ^ Грин, Дуглас Х .; Хулихан, Майкл (24.04.2019). «Окружной суд округа Колумбия требует продления крайнего срока CCR до EPA» . Секция окружающей среды, энергетики и ресурсов . Вашингтон, округ Колумбия: Американская ассоциация юристов.
  24. ^ EPA. «Руководящие принципы и стандарты по ограничению сбросов для категории источников паровой электрической энергии». 80 FR 67837 . 2015-11-03.
  25. ^ «Рекомендации по сбросам при производстве паровой электроэнергии - Окончательное правило 2015 г.» . EPA. 2020-09-04.
  26. ^ Деннис, Брэди; Эйльперин, Джульетта (31.08.2020). «Администрация Трампа отменяет правило эпохи Обамы, направленное на ограничение выбросов токсичных сточных вод с угольных электростанций» . Вашингтон Пост .
  27. ^ EPA (2020-10-13). «Правило пересмотра Steam Electric». Окончательное правило. Федеральный регистр, 85 FR 64650
  28. ^ «Экологические группы подают иски против администрации Трампа за снижение уровня токсичного загрязнения воды» . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Альянс водников. 2020-11-02.
  29. ^ EPA. «Система управления опасными и твердыми отходами: удаление остатков от сжигания угля на предприятиях электроэнергетики; расширение доступа общественности к информации; пересмотр критериев полезного использования и сваи; предлагаемое правило». Федеральный регистр, 84 FR 40353 . 2019-08-14.
  30. ^ «Агентство по охране окружающей среды, позволяющее некоторым опасным бассейнам для золы угля оставаться открытыми дольше» . Новости США . 2020-10-16.
  31. ^ EPA. «Система управления опасными и твердыми отходами: удаление остатков от сжигания угля на предприятиях электроэнергетики; целостный подход к закрытию. Часть A: крайний срок для начала закрытия». 85 FR 53516 . 2020-08-28.
  32. ^ «Изменения в Положении о закрытии остатков от сжигания угля (CCR); Информационный бюллетень» . EPA. Июль 2020.
  33. ^ Смут, DE (2020-12-11). «Группы выступают против отмены правила угольной золы» . Маскоги Феникс . Маскоги, хорошо.
  34. ^ "Передовой опыт управления угольной золой электростанций" . www.powerengineeringint.com . Проверено 17 июня 2019 .
  35. ^ Джонсон, Марк; Ниллсон, Кент (01.12.2014). «Вопросы строительства являются ключевыми при планировании закрытия золоотвалов» . Журнал Power . Роквилл, Мэриленд: Access Intelligence, LLC.
  36. ^ «Угольная зола» . Шарлотта, Северная Каролина: Фонд хранителя реки Катоба.
  37. ^ «Управление золой и безопасное закрытие бассейна» . Шарлотта, Северная Каролина: Duke Energy.

Внешние ссылки [ править ]

  • Угольная зола - Агентство по охране окружающей среды США
  • Инициатива по управлению угольной золой и жидкостью (CALM) , государственно-частная инициатива, основанная в Университете Северной Каролины в Шарлотте.
  • Ashtracker - Проект экологической целостности. Информация о загрязнении подземных вод на угольных электростанциях США