1.5　粉煤灰对环境的影响

目前我国发电供热用煤占全国煤炭生产总量的50％左右。大约全国90％的SO₂排放由煤电产生，80％的CO₂排放量由煤电排放。同时，煤炭中有害重金属和放射性物质，在燃烧后以较高浓度留存于粉煤灰中。我国火电厂原煤燃烧后粉煤灰的主要成分是氧化物，此外还有锑、砷、铬、镉、铜、铅、锰、汞、钼、镍等重金属元素，以及镭、钍、铀等放射性元素。

大量粉煤灰的排放不仅占用大量土地，且对环境的影响已经渗透到人们平时生活的各个方面，如污染大气、污染水源、污染土壤、地质灾害等，都会对人体健康造成极大的危害和影响。

（1）侵占土地　我国粉煤灰的排放量逐年增加，但目前对于其处置仍以灰场储灰为主，粉煤灰堆贮与占用土地间的矛盾越来越突出。一般，每堆贮1万吨粉煤灰需要占用堆灰场面积4～5亩地，截至2002年年底，我国粉煤灰渣堆贮量已经高达12.5亿吨，按照每年我国火电站每年排放的粉煤灰渣有近4千万吨计算，到2013年，我国粉煤灰渣堆贮量低估已达17亿吨，其已经占用灰场总面积68万～85万亩，这种非生产性用地造成了土地资源的极大浪费。另外，以每吨灰渣综合处理费2.4元计算，我国每年仅对新增粉煤灰渣处理的费用就高达9.6千万元。

（2）污染大气　一般来说，对于粉煤灰的处理主要是回填和储灰池存储。电厂粉煤灰属于固体废物中细粒，粉尘随风飞扬，污染大气。在煤烟型污染城市，大气气溶胶是主要污染物，在我国大多数城市，燃煤飞灰是悬浮颗粒物的主要贡献，在冬季因燃煤上升，导致空气中飞灰的增加。煤中有害元素的富集问题。大于2μm的颗粒沉积在鼻咽区，小于2μm的沉积在支气管、肺泡区、被血液吸收，送到人体各个器官，对人体健康的危害也更大。另外，细颗粒能长时间漂浮在大气环境中（一般7～10天），随气流进行远距离输送，造成区域性环境污染。于维河等对七台河市的大气环境状况进行研究，发现城区总悬浮物和降尘这两项污染物均超标。

同时，20％的粉煤灰是空心微粒结构，在有风的情况下很容易扩散，形成二次扬尘空气污染。不管是干法还是湿法处理，除非有非常完善的封存处理，否则由粉煤灰导致的二次扬尘污染都很严重，对于居住在灰场下风口的居民的影响尤为明显。当风力达到四级时，粉煤灰的沉降范围可达10万～15万平方公里，对灰场以外较远的范围内都能构成污染威胁。我国北方省份内蒙古、山西、新疆等是西北风的源头，而在这些地区煤炭、火电工业集中，大量排放的粉煤灰在风力作用下成为沙尘暴的成分之一，向东南方向迁移，加重了沙尘污染。

（3）污染水源　被除尘器捕获的飞灰，若采用湿排，飞灰中有害元素会溶于冲灰水中，造成污染。堆放在储灰池中的粉煤灰，如果灰场的防渗措施不当或因雨水淋滤，在长期堆储的过程中，粉煤灰中的有害物质会渗透到水体中，而且这种浸泡时间越长，有害物质的浓度越高。这种水体污染在湿灰场更为常见。粉煤灰和大量的水混合后经由管道输排到灰场，随着灰场中积水的增多，长时间的浸泡令粉煤灰中的重金属等有害物质渗入水中，对灰场附近的浅层地下水和地表水造成污染。粉煤灰中的有害物质渗透到村民的饮用水中，使井水出现悬浮物增多、氟化、碱化等情况。粉煤灰也会随风扩散，扩散到河流、湖泊中，污染水体。

曹良国等研究了粉煤灰中元素的浸出特性以及对水体的影响。认为若可溶盐、硼及其他潜在毒性元素的含量过高，会导致元素的不均衡以及土壤的板结和硬化。粉煤灰浸出的一些微量重金属元素也会对环境造成影响。同时由于浸出的元素的环境迁移性，会对环境造成潜在的长期影响。

绿色和平中国气候与能源项目团队在2010年1～8月期间对我国14家火电厂（大唐国际发电股份有限公司陡河发电厂、中国电力投资集团公司赤峰热电厂、中国华能集团公司丰镇发电厂、中国电力投资集团公司元宝山电厂、中国大唐集团公司托克托电厂、国家电网公司神头第二发电厂、中国国电集团公司大同第二发电厂、国家开发投资公司曲靖电厂、中国国电集团公司宣威电厂、广西开发投资有限责任公司和贵州省开发投资有限责任公司的盘县电厂、中国国电集团公司的九江发电厂、广东粤电集团和贵州金元集团盘南电厂、江西省投资公司和中国国电集团公司的丰城一电厂、江西省投资集团有限公司和江西赣能股份有限公司的丰城二电厂）的粉煤灰灰场进行了实地调查，针对不同地域、不同运营年份、不同装机容量大小、不同电力集团。这14家火电厂的总装机容量为2615万千瓦，相当于目前我国火电装机总量的4％。

与《地表水环境质量标准》相比，陡河电厂的氟化物超标233％，赤峰热电厂的氟化物超标187％，相比《农田灌溉水质标准》，陡河电厂的氟化物超标67％，赤峰电厂的硼超标29％、氟化物超标43％，丰镇电厂的硼超标400％，大同第二电厂的硼超标17％。

通过对火电厂灰场附近的地下井水进行检测，结果表明，陡河电厂的硝酸盐超标36％，赤峰热电厂的硼超标80％，元宝山电厂的硼超标270％、钼超标103％、硝酸盐超标74％、氟化物超标180％。

（4）污染土壤　随着我国火电装机的进一步扩张，火电厂征地贮存粉煤灰所导致的占地问题也日趋严重，灰场方圆数百米内的土地也会受到飘落降尘的影响。由于粉煤灰高盐高碱，下渗、扩散到土地导致周边土地盐碱化，不再适于农作物的种植，严重影响农业生产和生态环境。

湿法贮灰运行简单、费用低，无噪声污染，输送过程的扬灰污染较易解决。但贮灰场的一次性投资较高，解决渗漏与水质污染问题比较困难，灰场贮满后场地的利用较困难，存在着灰浆漏失或溃坝的危险。贺玉晓等研究分析了焦作某电厂堆灰场附近浅层地下水中Cr⁶⁺的形成原因，主要是由于堆灰场中的Cr⁶⁺等污染物经大气降水及冲灰水的淋溶渗入地下造成的。

（5）地质灾害　常见的灰场中粉煤灰堆放深度一般在20m以上，坝体高30m左右。强降雨、洪涝等自然灾害引起山体崩塌、滑坡、泥石流等次生灾害时，灰场中贮存的数十万吨含有多种重金属等有害物质的粉煤灰会成为人身安全和生态灾难的巨大隐患。在气候变化的大背景下，各种极端气候事件频发，这无疑加剧了粉煤灰成为地质灾害的可能性。如2009年，我国省江油市江电灰坝在洪灾中塌陷，煤灰大面积垮塌。2006年，贵州省六盘水市盘县电厂的4号灰坝发生溃坝，约30m高的灰坝的底部盖板被冲开，灰坝内所囤积的灰渣直接排入珠江水系源头长江中。约30万吨的灰渣废水在几分钟内直接排入长江，污染了长江和北盘江水质。

（6）粉煤灰在被利用过程中对环境的后期影响　在粉煤灰利用过程中，仍会对周围的环境产生影响，如生产建材制品，如果粉煤灰中放射性元素含量较高，会影响人体健康，利用粉煤灰生产农肥或改良土壤，部分有害元素会溶出，渗入土壤，被植物吸收。

总之，火电厂灰场中的有害物质污染空气、水、土壤，会通过呼吸、饮水等途径直接进入人体，或通过食物链间接进入人体，危害健康。这些有害物质即使在粉煤灰综合利用之后，比如制成砖瓦等建筑材料，也有可能继续危害人体健康。

粉煤灰中的重金属等有害物质被人体摄入，积累到一定的水平时，会严重危害人体健康，见表1-2，原煤中的钍和铀元素在燃烧过程中会形成不溶解、不挥发的化合物，留存在粉煤灰中。这些天然放射性核素的浓度大约是原煤的3倍。