15.煤炭燃烧会带来哪些危害？
煤炭在中国能源结构中占有重要地位。煤炭作为燃料燃烧会造成危害吗？
首先，煤炭作为燃料燃烧会造成大气污染是肯定的。煤炭燃烧时会排放出烟气、粉尘、二氧化硫和氮氧化物等一次污染物，以及这些污染物经化学反应生成的二次污染物，包括硫酸、硫酸盐类的气溶胶等。主要污染源为工业企业烟气排放物，其次，家庭炉灶的排放物也起重要作用。燃煤引起的污染被称为煤烟型污染。那么燃煤为什么会造成大气污染呢？
煤炭的化学属性决定了煤烟型污染的特性。煤炭是一种复杂的固体燃料，从煤化学观点出发，煤炭可分为有机组分和无机组分两部分。有机组分是由碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）等元素组成的高分子有机化合物，是煤炭的主要组成部分。无机组分包括矿物质和水分，矿物质是煤炭中的无机组分，它是除水分外的所有无机质的总称。一般是由各种硅酸盐矿物、碳酸盐矿物、硫酸盐矿物、金属硫化物矿物和硫酸亚铁矿物等组成的。伴随着煤炭的燃烧过程，其中的硫、氮等成分将发生复杂的分解/氧化反应，形成不同的硫、氮污染产物及烟尘和微量重金属的排放。
据有关资料统计，原煤含硫量在0.5%～5%、可燃硫在80%、除尘效率在90%时，燃煤锅炉燃烧1t原煤，各种污染物的排放量是：二氧化硫8～80kg；一氧化碳0.23～22.7kg；二氧化氮3.6～9kg；碳氢化合物0.1～5kg；颗粒物烟尘在锅炉燃烧较好的工况下为3～9kg，一般燃烧的工况下为11kg；苯并芘为2.7×10–7kg。
中国是世界煤炭生产和消费第一大国。以煤炭为主的能源结构支撑了中国经济的高速发展，但同时也对生态环境造成了严重的破坏。国际环保机构自然资源保护协会（NRDC）2014年10月发布的中国《煤炭使用对大气污染的“贡献”》研究报告指出：我国因煤炭消费而产生二氧化硫、氮氧化物、烟粉尘、一次PM2.5和汞等主要的大气污染物占比超过50%；其中，煤炭消费对PM2.5年均浓度的“贡献”在50%～60%。研究指出，为了实现空气质量的有效改善、PM2.5浓度的降低和达标，我国还需要进一步大幅降低与煤炭使用过程相关的大气污染物排放量。
煤炭燃烧产生的污染物主要通过呼吸道进入人体内，对人体健康造成急性和慢性危害。如燃煤产生的颗粒物和粉尘污染，和其他粉尘污染物一样，粒径在10µm以上的颗粒物大都随着自然界风的变化降落到地面，环境学称为降尘。粒径在10µm以下的称PM10，可以长期在大气中飘荡，所以称为飘尘。其中粒径在2.5µm以下的细粒子（称PM2.5）对人体的危害最大，可以通过人的呼吸气管直入肺泡沉积，并可进入血液循环到全身，发生肺气肿和支气管哮喘等病症。再如，二氧化硫是煤烟型污染的主要污染物，长期吸入能刺激腐蚀人体呼吸器官。天长日久，可以引起慢性鼻咽炎、慢性气管炎、支气管炎等病症，并使人的抵抗力降低，使患感冒和上呼吸道等疾病的人增多。另外二氧化硫与空气中的水蒸气作用，还可形成酸雾，它的毒性比二氧化硫大10倍。酸雾在高空与颗粒物作用，还可形成危害人类和植物的酸雨（图2-9），这是世界工业发达国家发生酸雨后证实的一项公害。
图2-9 酸雨的形成
“我国煤烟型大气污染对人群健康危害的定量研究”是国家“九五”环保科技攻关专题之一。此研究采用环境流行病学、环境化学、污染气象学相结合的研究方法，通过建立暴露浓度数学模型和大气颗粒物源解析确定燃煤污染物暴露水平，并定量研究其对人群健康危害程度的技术方法，获得了大气环境常规监测资料不能得到的燃煤大气污染物PM10、PM2.5、B(a)P等的人群历史暴露水平、燃煤对大气污染物的贡献率及煤烟型大气污染的现状污染水平；确定了燃煤污染物对人群健康危害的影响程度。此项目主要研究结果如下。
（1）颗粒物源解析研究发现，在调查地区燃煤、土壤、建材、交通、冶金和燃油6种污染源中，燃煤对大气颗粒物的贡献率最大，为33%～35%；在燃煤颗粒物TSP中PM10、PM2.5所占比例分别为82%和63%，且B（a）P、砷、镉、铬等严重危害人体健康的有害物质的70%～80%富集在PM10和PM2.5颗粒物中。
（2）重度污染区成人发生呼吸系统症状和阻塞性肺部疾病的危险性分别是相对清洁区成人的1.7倍和1.5倍。重度污染区小学生发生呼吸系统症状和疾病的危险性分别是相对清洁区小学生的2.3倍和2.6～5.7倍。
（3）大气污染综合指数增加一个单位，小学生患哮喘的危险性增加3.98倍；ln［PM2.5］升高一个单位，小学生呼吸系统大、小气道通气量分别降低194mL和172mL；ln［SO2］升高一个单位，小学生呼吸系统大、小气道通气量分别降低69mL和119mL。
（4）煤烟型大气污染对小学生的非特异性免疫和体液免疫产生了一定的影响，同时对小学生心电图和外周血淋巴细胞微核形成也有一定影响。
（5）随着燃煤污染程度的加重，孕产妇不良妊娠结局发生率有上升趋势。重度污染水平地区不良妊娠结局中的先天畸形、死胎发生率分别是轻度污染水平地区的2.2倍和3.6倍。
（6）建议在煤烟型大气污染治理中，对TSP特别是可吸入颗粒物应予以优先考虑。