煤炭簡介
煤炭污染構成煤炭有機質的元素主要有碳、氫、氧、氮和硫等，此外，還有極少量的磷、氟、氯和砷等元素。碳、氫、氧是煤炭有機質的主體，占95％以上；煤化程度越深，碳的含量越高，氫和氧的含量越低。碳和氫是煤炭燃燒過程中產生熱量的元素，氧是助燃元素。煤炭燃燒時，氮不產生熱量，在高溫下轉變成氮氧化合物和氨，以游離狀態析出。硫、磷、氟、氯和砷等是煤炭中的有害成分，其中以硫最為重要。煤碳燃燒時絕大部分的硫被氧化成二氧化硫（SO2），隨煙氣排放，污染大氣，危害動、植物生長及人類健康，腐蝕金屬設備；當含硫多的煤用於冶金煉焦時，還影響焦炭和鋼鐵的質量。所以，“硫分”含量是評價煤質的重要指標之一。
煤中的有機質在一定溫度和條件下，受熱分解後產生的可燃性氣體，被稱為“揮發分”，它是由各種碳氫化合物、氫氣、一氧化碳等化合物組成的混合氣體。揮發分也是主要的煤質指標，在確定煤炭的加工利用途徑和工藝條件時，揮發分有重要的參考作用。煤化程度低的煤，揮發分較多。如果燃燒條件不適當，揮發分高的煤燃燒時易產生未燃盡的碳粒，俗稱“黑煙”；並產生更多的一氧化碳、多環芳烴類、醛類等污染物，熱效率降低。因此，要根據煤的揮發分選擇適當的燃燒條件和設備。
煤中的無機物質含量很少，主要有水分和礦物質，它們的存在降低了煤的質量和利用價值。礦物質是煤炭的主要雜質，如硫化物、硫酸鹽、碳酸鹽等，其中大部分屬於有害成分。
“水分”對煤炭的加工利用有很大影響。水分在燃燒時變成蒸汽要吸熱，因而降低了煤的發熱量。煤炭中的水分可分為外在水分和內在水分，一般以內在水分作為評定煤質的指標。煤化程度越低，煤的內部表面積越大,水分含量越高。
“灰分”是煤碳完全燃燒後剩下的固體殘渣，是重要的煤質指標。灰分主要來自煤炭中不可燃燒的礦物質。礦物質燃燒灰化時要吸收熱量，大量排渣要帶走熱量，因而灰分越高，煤炭燃燒的熱效率越低；灰分越多，煤炭燃燒產生的灰渣越多，排放的飛灰也越多。一般，優質煤和洗精煤的灰分含量相對較低。
污染表現
煤炭污染中國85%的煤炭是通過直接燃燒使用的，主要包括火力發電、工業鍋（窯）爐、民 用取暖和家庭爐灶等。高耗低效燃燒煤炭向空氣中排放出大量SO2、CO2和煙塵，造成中國以煤煙型為主的大氣污染。
(1)煤炭開採導致土地資源破壞及生態環境惡化。由於露天開採剝離排土，井工開採地表 沉陷、裂縫，都將破壞土地資源和植物資源，影響土地耕作和植被生長，改變地貌並引發景 觀生態的變化。開採沉陷造成中國東部平原礦區土地大面積積水受淹或鹽漬化，使西部礦區 水土流失和土地荒漠化加劇。採煤塌陷還會引起山地、丘陵發生山體滑落或土石流，並危及 地面建築物、水體及交通線路安全。據調查，中國因採礦直接破壞的森林面積累計達106萬 公頃，破壞草地面積為26.3萬ha，全國累計占用土地約586萬ha，破壞土地約157萬ha ，且每年仍以4萬ha的速度遞增，而礦區土地復墾率僅為10%。另據測算，中國每采萬噸煤 ，平均塌陷土地0.2ha；在村莊稠密的平原礦區，每采出1000萬t煤需遷移約2000人。
(2)煤炭開採破壞地下水資源，加劇缺水地區的供水緊張。中國是世界上人均占有水資源量較低的國家，且水資源分布極不平衡。從含煤地區分布看，富煤地區往往也是貧水地區。據調查，全國96個國有重點礦區中，缺水礦區占71%，其中嚴重缺水礦區占40%。隨著煤炭開採強度和延伸速度的不斷加大提高，礦區地下水位大面積下降，使缺水礦區供水更為緊張，以致影響當地居民的生產和生活。另一方面，大量地下水資源因煤系地層破壞而滲漏礦井並 被排出，這些礦井水被淨化利用的不足20%，對礦區周邊環境形成新的污染。據統計，中國煤礦每年產生的各種廢污水約占全國總廢污水量的25%。2000年，全國煤礦的廢污水排放量 達到27.5億t，其中，礦井水23億t，工業廢水3.5億t，洗煤廢水5000萬t，其它廢水450 0萬t。
(3)煤炭開採導致廢氣排放，危害大氣環境。因煤炭開採形成的廢氣主要指礦井瓦斯和地 面矸石山自燃施放的氣體。礦井瓦斯中的主要成分甲烷是一種重要的溫室氣體，其溫室效應 為CO2的21倍。據統計中國每年從礦井開採中排放甲烷70～90億m3，約占世界甲烷總 排放量的30%，除5%左右的集中回收利用外，其餘全部排放到大氣中。礦區地面矸石山自燃 施放出大量含SO2、CO2 、CO等有毒有害氣體，嚴重污染大氣環境並直接損害周圍居民的身體健康 。煤矸石產出量很大，其排放量約占煤礦原煤產量的15%～20%。據不完全統計，中國國有煤礦現有矸石山1500餘座，歷年堆積量達30億t，占地5000ha。另據1994年的礦山環境調查， 淮河以北半乾旱地區的1072座矸石山中，有464座發生過自燃，自燃率達43.3%。
(4)為滿足社會對潔淨煤的需求，中國原煤入洗比例連年提高。1999年原煤入洗量3.17億 t，入洗比例30%，其中國有重點煤礦入洗比例達到48%。原煤被入洗的同時，也排放出大量 的煤泥水污染土壤植被及河流水系。據調查，因洗煤全國每年排出洗矸4500萬t，洗煤廢水 4000萬t，煤泥200萬m3。
(5)在中國，由於煤炭生產與消費之間巨大的空間差異，導致“北煤南運，西煤東輸”的 長距離運煤格局。運輸中產生的煤塵飛揚，既損失大量的煤炭，又污染沿線周圍的生態環境 。據統計，1999年全國鐵路運煤量為64917萬t，平均運距為550km；經公路運輸或中轉到 鐵路的煤炭量達6億t，平均運距為80km。若以0.5%的揚塵損失計算，因運輸向大氣中排放的 煤塵達600多萬t，直接經濟損失超過6億元人民幣。
(6)中國長期以煤炭為主的能源消費結構，不僅形成以酸雨、二氧化硫和煙塵為主要危害 的煤煙型大氣污染，也是中國污染物排放量居世界第二的主要原因。統計資料顯示，2000年 ，全國廢氣中SO2排放總量1995萬t，其中工業來源的排放量1612萬t，生活來源的排放量3 83萬t；煙塵排放總量1165萬t，其中工業煙塵排放量953萬t，生活煙塵排放量212萬t； 酸雨區面積約占國土面積的30%。2 煤炭礦區環境保護與治理的現狀及難點
造成損失
日前，國際環保組織綠色和平與荷蘭獨立權威能源機構CEDelft共同發布全球報告《煤炭的真實成本》，指出2007年全球的煤炭使用造成至少3600億歐元（約合3．2萬億元人民幣）的損失。
綠色和平呼籲全球各國重視燃煤造成的環境惡果，立即減少並逐步放棄煤炭的使用。
CEDelft研究所的專家阿哥內斯卡·馬庫斯卡說：“每年3600億歐元的損失其實是相對保守的計算。如果不採取有效措施積極阻止氣候變化，由此導致的損失將會大幅上升。”比如，數十億人口將會面臨水資源短缺，數億人的糧食安全也會受到威脅，極端天氣也將更加頻繁。
此外，煤炭還更直接污染了水源和空氣，並導致黑肺病的發生。
保護治理
煤炭污染(1)政策法規配套，環保投入增大。國家相繼出台和修訂與煤炭礦區環境保護直接相關的法律法規13項，使礦區環境保護與治理步入法制化軌道，加快了礦山環境保護事業的 發展。礦區的環境改善離不開投入，據不完全統計，“九五”期間煤炭工業投入環境治理的 資金達28.6億元，平均每年5.7億元。
(2)土地復墾取得一定成效。資料顯示，目前全國已累計復墾利用各類廢棄土地約1500萬 畝，占廢棄土地總量的8%；其中復墾利用工礦廢棄土地約600多萬畝，約占工礦廢棄土地總 量的10%。復墾後的土地70%作為耕地或其他農用地，30%作為非農業建設用地或其他用途。 從煤炭行業看，“九五”期間，全國復墾採煤塌陷土地150ha，復墾率為15%，完成露天礦 挖損土地復墾量21ha，復墾率已達到41%。
(3)三廢治理效果顯著。“九五”期間，煤矸石利用率達到40%，比“八五”期間提高 9個百分點；截止到1999年治理滅火矸石山310座，滅火率達80%。1998年山東省綜合利用煤 矸石700多萬t，占總排放量的71%，並實現利稅近7000萬元。新的煤礦設計拒絕矸石堆放， 將有力保證今後徹底根除矸石山。統計顯示，1999年，全國採掘業共去除工業SO2 156104 t，其中燃料燃燒中去除的41505t；去除工業煙塵1647893t。
(4)礦區綠化已從單純植樹種草，走向綠色生態工程建設。眾多礦區不斷加大投入， 綠化美化生產生活區。根據礦區所處地理環境，積極採用綠化新技術，營造礦區防護林，綠 化煤矸石山，治沙固土，恢復植被，保持水土。
(5)潔淨煤技術發展較快。1995年全國共有洗煤廠557個，年入洗原煤2.8億t，原煤入 洗率為22%。到2000年，洗煤廠數增加到755個，原煤入洗量達4.5億t，原煤入洗率超過30% 。1995年前，全國動力配煤幾乎空白，“九五”期間，全國相繼建設並投入運行一批不同規 模、不同類型的動力配煤廠，年生產能力近6000萬t。中國民用型煤技術已經成熟，到2000 年，全國民用型煤產量達到8000萬t，城鎮居民生活用型煤普及率為80%。 為加快開發煤層氣的步伐，“九五”期間，國務院批准 成立了專門從事煤層氣開發的公司。據不完全統計，2000年，全國共開發利用煤層氣近4億 m3，預計到2005年，全國煤層氣利用量可達30億m3以上。
煤炭礦區環境保護與治理中的薄弱點
(1)領導環保意識弱，公眾參與程度低。中國的環保歷史經驗證明，一切環境污染與生態破壞，首先發端於各級領導的思想認識和決策行為。當前，許多領導還遠沒有樹立起真正的 環保意識，對可持續發展僅停留在口號上，走的仍是“先污染、後治理”的老路或為了局部 利益而加重污染的歪路。公眾參與在已開發國家的環境影響評價中占有十分重要的地位，通過 聽證會等形式廣泛聽取公眾意見，滿足公眾對環境保護的要求。我國目前的建設項目環境影 響評價中還沒有建立起公眾參與制度，環保工作公開接受公眾監督的程度還很低。
(2)經濟結構調整遲緩，環境保護監管不力。儘管國家不斷進行經濟結構的調整，但由於受思想惰性、體制剛性、財力不足、政策缺位和區域壁壘等多因素影響，中國的能源生產和消費結構不合理狀況依然存在，這種結構不合理帶來的直接後果便是資源的過度開採和 浪費，以及礦區環境和安全狀況的難以改善。另一方面，我國的環保管理體制仍然存在許多 弊端，特別是制約監督機制的失效，導致對環境保護的監管不力，有法不依，執法不嚴，違法開脫現象依然存在。
(3)環保歷史欠賬多，資金渠道不暢、投入不足。中國的長期計畫經濟體制，使礦區特別是許多老礦區遺留下巨大的生態環境包袱，且沒有建立起相應的治理資金賬戶。自20世 紀70年代後期，中國的環境污染日趨惡化，治理資金僅有國家財政一條渠道。1984年，國務院在《關於環境保護工作的決定》（國發〔1984〕64號）中，確定了環境保護資金的8條渠 道 ，其中用於污染治理投資的有7條。儘管這7條渠道對資金籌集、污染控制和環境質量的改善曾起過重要作用，但是，從總體上看，污染治理投資總量還遠沒有達到基本控制住環境惡化加劇的水平。現在，這7條渠道中，有的已不通，即使通的也還存在著渠道不暢等問題，其外部表現則是資金投入的嚴重不足。據統計，中國每年直接用於煤炭環境保護的資金大約 為5～6億元，僅占煤炭工業產值的0.3%，遠低於全國1%的平均水平。
(4)礦區塌陷土地復墾工作盲點多。儘管早在1988年國務院就已正式頒布實施了《土地復墾規定》，在隨後修訂和制定的《土地管理法》、《煤炭法》等5部法律中都有土地復 墾方面的法規條文，各級地方政府幾乎相繼制定土地復墾規定實施辦法，但如今礦區土地復 墾率僅為10%，比已開發國家低50多個百分點，土地復墾的質量不高，復墾工作中出現了多處 盲點。例如，對於老礦區土地塌陷的歷史欠帳至今沒有明確補帳的責任對象和資金渠道；土地復墾規定中的“誰破壞，誰復墾”原則形同虛設，現存的塌陷征地和塌陷補償辦法，無法 約束企業對土地復墾規定的執行；企業與地方政府在土地復墾中難以形成有效的合作機制等 。
(5) 國家缺乏針對性更強，體系更加嚴密的礦山環境保護法律法規。現行環保政策法規中，缺乏針對礦山環境保護特點的法律法規和技術標準，不利於礦山環境保護和治理工作 向縱深發展。一些環境問題由於無章可循，不能及時得到治理，從而長期危害環境。如煤矸 石山自燃被定性為無組織排放，國家尚無限期治理和超標罰款的規定。
解決煤炭礦區環境問題的對策與建議
3.1 完善礦區環境保護的法律法規體系
礦區生態環境的保護與治理必須納入法制化軌道，這既是市場經濟的要求，也是世界發展的潮流。要在已有法律條款的基礎上，緊密結合礦區環境的特點，建立起符合中國國情的礦區環境保護法律法規體系和技術標準體系，這一體系應覆蓋礦區發展的全過程，對新 上礦山項目的環境影響評價，在採礦山的環境保護和報廢礦山的環境重建都應給出明確的法 律規定。“十五”期間，國家將陸續出台《礦山環境保護管理條例》，《礦山開發環境保護技術政策》和《礦山生態環境恢復治理技術規範與標準》等，以促進礦山環境保護工作的進一步發展。
3.2 實行更加嚴厲的環保政策
國家必須痛下決心，堅決關停生產工藝落後，安全性差，資源浪費大的小煤礦以及加快淘汰 耗能高，污染重的舊式加工工藝。通過稅收優惠等措施，扶持節能、環保型產業的發展，借 助市場之手逐漸將落後產業和產品淘汰出局。要嚴格控制新的礦山環境污染和生態破壞，所 有新建、擴建、改建的礦山企業建設項目，必須依法嚴格執行環境影響評價制度，凡環保標 準達不到要求的項目，一律不予立項。要嚴格執行“三同時”制度，明確礦山環保目標和責 任，堅決實行領導責任追究制。
3.3 加強輿論監督，提高公眾參與度
要充分發揮新聞媒體的輿論監督作用，增強廣大公眾的環保意識和參與意識。通過弘揚先進 ，鞭撻污染環境、破壞生態的違法行為，喚起社會公眾對環境問題的廣泛關注，以形成強大 的社會壓力，促使企業更加自覺地保護環境。在加強輿論監督的同時，應儘快通過法律程式 ，建立起有效的公眾參與制度，使公眾對環境問題的關注真正落實到行動上。
3.4 大力推廣套用清潔開採和潔淨煤技術
通過制定一系列強有力的政策法規，並加大資金投入，加快清潔開採和潔淨煤技術的研究開 發和推廣套用。當前清潔開採的重點應放在離層注漿減沉、瓦斯抽放利用及無矸石排放回採 等成熟技術上。潔淨煤技術及其產業化是中國今後煤炭加工利用的重中之重，也是從根本上解決中國煤炭污染的重要途徑，為此，國家將潔淨煤技術作為可持續發展和實現兩個根本轉變的戰略措施之一，給予了高度重視，並制定頒發了《中國潔淨煤技術“九五”計畫和2010 年發展綱要》，確定了潔淨煤技術發展的重點領域和方向，這不僅有利於環境狀況的根本改 善，而且也是煤炭工業健康發展的必然選擇。
3.5 推行多元綜合治理的土地復墾模式
塌陷土地復墾是礦區環境治理中的難點問題，國家土地復墾規定中，“誰破壞，誰復墾”的 原則在實踐中產生許多矛盾。老礦區的大量塌陷土地是在計畫經濟時期（或更早）形成的， 這一歷史欠帳讓效益低下的煤炭企業自身償還，無論從道理上還是能力上都難以行通。新礦 區或老礦區新的土地塌陷基本採用塌陷征地和塌陷補償辦法，致使“誰破壞，誰復墾”的原 則流於形式。推行多元綜合治理的土地復墾模式是解決中國礦區塌陷土地復墾問題的一種思 路，具體構想是，以1997年國家明確規定復墾資金列入生產成本或建設項目總投資為界，將礦區塌陷土地劃分為歷史欠帳和新增塌陷兩類，對於歷史欠帳塌陷土地，應由國家籌資或在 國家復墾土地使用優惠政策下由社會力量（包括礦山企業）出資進行土地復墾。新增塌陷土 地由企業復墾，力爭做到破壞一畝，復墾一畝。對新塌陷地應打破單一征地的舊模式，若經 過復墾，土地生產力（或收益）能達到原有土地效用的一律不徵用，企業支付復墾及地力補 償費，仍由農民復墾使用。對於有些塌陷土地也可採用多方協同復墾，股份經營土地的混合 模式。礦區塌陷土地在復墾技術上應根據塌陷地狀況，使用綜合整治的復墾方式。
歷史事例
20世紀50年代，英國的污染導致了成千上萬人死亡。彼得托爾謝姆指出，英國通向環境保護艱難而漫長的道路，對於中國是一個重要的前車之鑑。
在這場煙霧災難之後，英國政府開始考慮減少污染，但是它面對著來自煤炭業、製造業和電業利益集團的壓力。
大規模的工業生產、嚴重的煤炭依賴以及濃煙滾滾的城市，這不僅僅是現在中國的特徵，英國在十九、二十世紀的很長時間裡，也是如此。由於相似的經歷，英國與煤炭污染的漫長鬥爭，對中國有著特殊的意義。
很多年裡，英國人對本國毫無限制地大量消費煤炭的後果眾說紛紜，現在的中國人也差不多。許多人把煤煙當作經濟繁榮和高就業率的象徵，而另外一些人則認為這些煙霧要付出嚴重的經濟代價。
後者指出，煙霧代表的是浪費，而不是財富。這一觀點的主要提倡者內爾•阿諾特博士是維多利亞女王的私人醫生。他在1855年宣稱“由於濃煙瀰漫的空氣，單是倫敦的居民每年在洗衣服上的花費，就要比國內同樣數量的家庭多出250萬英鎊。”
阿諾特的估計只限於洗衣費，而其他人試圖對因空氣污染而付出的經濟代價進行更加全面的統計。科學家羅魯•羅素（哲學家羅素的叔叔）列出煤煙所引起的24種破壞，包括油漆層的老化、對金屬和石製品的侵蝕、植被的破壞、人類的疾病等等。幾十年後，一個英國政府委員會在20世紀50年代所計算出的空氣污染損失為每年2.5億英鎊，他們的分類標準很多和羅素一樣。儘管當時的專家們強調煤炭燃燒所產生的破壞性影響並不是單純的地方性問題，但還沒有誰能從全球性的角度來認識它。
許多論者指出，煤煙的最大代價之一就是煤炭的浪費。樂觀主義者希望隨著利用者認識到防治煤煙可以省錢，空氣能夠變得潔淨。儘管提高煤炭利用效率確實能夠節省燃料費用、減少煙霧排放，但必需的技術不論是購買還是實施起來都很昂貴。即使生產者們認識到購買高能效的設備從長遠上可以節省金錢，但很多人缺乏進行這項投資所必需的資金或者長期的決心。
當污染者顯然不會採取主動措施減少煙霧的時候，政府就開始干預。19世紀末、20世紀初，英國國會曾經通過了一系列法律，要求地方政府採取行動制止那些排放大量煙霧的工業。
這個立法的效果受到許多因素的限制，包括：罰款太少、法律漏洞，另外，實際上許多負責落實反菸霧法律的地方官員本身就是污染企業的老闆，這些因素至今仍在全世界妨礙著環境的有效治理。甚至有時治理者在執法中並沒有個人經濟利益的牽扯，但他們也常常擔心：過嚴的執法會導致工業的重新布局，從而引起失業和稅款流失。
所以，如果不是受到了災難的打擊，情況可能一如既往。1952年11月，一場錯綜複雜的異常天氣襲擊了倫敦，成百上千萬個壁爐里的燃燒產物無法升入大氣，也無法散入風中。能見度為零，醫院裡擠滿了呼吸困難的人們，死亡者達到幾千人。
在這場煙霧災難之後，英國政府開始考慮減少污染，但是它面對著來自煤炭業、製造業和電業利益集團的壓力。就像近來在中國及美國發生的一樣，這些行業的擁護者聲稱，污染控制措施以及替代能源的花費實在太高了，無法實施。
經過多次談判，國會最終在1956年通過了《空氣清潔法》（Clean Air Act）。除了將政府的研究擴大到污染防治領域外，該法案還為工業煙霧設立了新的限制。它還開始控制家庭採暖和烹調所產生的煙霧，這也是英國空氣污染的重要原因。為了幫助購買低污染設備籌措資金，國家和地方政府部門都提供了財政援助。
儘管這個立法對減少煙霧這樣的可見污染物卓有成效，但對於看不見的污染物——如二氧化硫和汞——卻沒有任何作用，更不用說溫室氣體二氧化碳了。治理者們不是禁止將這些物質排入環境，反而鼓勵工廠通過極高的煙囪把它們排入大氣，他們認為這些物質到那些層次里會被稀釋，從而變得“無害”。
不幸的是，單純地拔高煙囪只會把污染換個地方。二氧化硫會變成酸雨，落在它發源的工廠和發電廠下風處的幾百公里外；細微顆粒甚至能飄得更遠，二氧化碳則迅速散入全世界的大氣，21世紀末的大氣二氧化碳濃度可能變成英國工業化開始時的兩倍。
中國現在的煤炭年消耗量超過20億噸，而且未來幾十年煤炭仍將使中國的主要能源。現在有技術可以減少煤炭燃燒時所產生的顆粒物污染和進入大氣的二氧化硫。這個變化最大的受益者將是中國人民，目前煤炭所造成的健康損害、貧窮和環境破壞讓他們付出了沉重的代價。但是，中國空氣的淨化也會使那些遠離中國的人們受益。比如，研究者們最近發現，中國的煙霧微粒飄到了美國。
除了污染控制措施之外，提高能效也同樣重要。最先進的發電廠燒煤較少，排放出的顆粒物質、二氧化硫和二氧化碳也比傳統電廠要少。節能和提高能效可以帶來類似的好處，而且成本也比建立新的發電設施要低。如果中國能夠在這些技術上投資，其本身和世界其他地方都會受益無窮。
治理污染最好的辦法不是稀釋，而是從根源上杜絕它的產生，現在這已經很清楚了。所有地球居民都是鄰居，共同呼吸著惟一的空氣。父輩們在地方和國家的層次上密切合作，減少污染，則必須在全球的層次上攜起手來，共同保持健康的空氣，無論是現在，還是未來。
