석탄산업의 건강 및 환경 영향

Health and environmental impact of the coal industry
인도 비하르의 한 석탄 표면 채굴장.
미국의 산꼭대기 제거 채굴 작업

석탄 작업장의 건강과 환경에 미치는 영향에는 석탄 채굴, 가공, 제품의 사용으로 인한 토지 이용, 폐기물 관리, 수질 및 대기 오염 등의 문제가 포함된다. 석탄 연소는 대기오염 외에도 수은, 우라늄, 토륨, 비소, 기타 중금속이 함유된 플라이애쉬,[1] 바닥애쉬, 연도 가스 탈황 슬러지 등 연간 수억 톤의 고체폐기물을 생산한다. 석탄은 인간이 만든 지구 대기의 이산화탄소 증가의 가장 큰 원인이다.

석탄 연소로 인한 건강상의 영향이 심각하다.[2][3] 2008년 세계보건기구의 보고서에 따르면, 석탄 분진 오염은 전세계적으로 연간 약 1만 명의 생명을 단축시킬 것으로 추정된다.[4] 2004년 환경단체에 의해 의뢰되었지만 미국 환경보호국이 이의를 제기한 한 연구는 미국에서 석탄 연소가 연간 24,000명의 생명을 앗아간다는 결론을 내렸다.[5] 더 최근에, 한 학술 연구는 석탄과 관련된 대기 오염으로 인한 조기 사망자가 약 52,000명이라고 추정했다.[6] 수압파쇄를 통해 천연가스에서 생산되는 전기와 비교하면 석탄전기는 연소 중 배출되는 입자물질의 양에 의해 10~100배 더 독성이 있다.[7] 언제 석탄 태양열 태양광 발전에 비유된다 만약 태양이 U.S.[8][9]에 일자리 석탄 채굴과 관련된 자신의 감소 두에 관한 연구를 하고 모든 작업에 대해 대략 어느 미국인은 석탄 오염으로부터 너무 이른 죽음에 남아 있는 발견coal-based 에너지 세대로 교체한다면, 후자 매년 51,999 미국인의 생명을 구출할 수 있다. 석탄 광업[10]

또 안전대책이 제정되고 지하 채굴이 표면 채굴에 시장점유율을 내주면서 업무 관련 석탄사망자가 크게 줄었지만 역사적 탄광 재해의 명단은 길다. 지하 채굴 위험에는 질식, 가스 중독, 지붕 붕괴, 가스 폭발 등이 포함된다. 개방 절단 위험은 주로 광산 벽의 고장 및 차량 충돌이다. 미국에서는 2005~2014년 10년간 연평균 26명의 광부가 사망했다.[11]

토지이용관리

토지 및 주변 환경에 미치는 영향

스트립 채굴은 경관을 심하게 변화시켜 주변 토지의 자연환경의 가치를 떨어뜨린다.[12] 땅 표면은 재조립과 매립이 가능할 때까지 채굴 활동에 전념한다. 만약 광산이 허용된다면, 거주민들은 광산에서 다시 거주해야 한다; 농업이나 사냥, 식량과 약용 식물 채집과 같은 경제활동은 중단된다. 채굴 후에 땅 표면이 되는 것은 채굴을 수행하는 방법에 의해 결정된다. 일반적으로 교란된 토지를 토지이용조건으로 개간하는 것은 원래의 용도와 같지 않다. 기존 토지 이용(축산물 방목, 작물, 목재 생산 등)은 광산 지역에서 일시적으로 없어진다. 도시 및 교통 시스템과 같은 고부가가치 집중 토지 이용 지역은 대개 광산 운영의 영향을 받지 않는다. 광물 값이 충분한 경우, 이러한 개선은 인접 영역으로 제거될 수 있다.

스트립 채굴은 기존의 식물을 제거하고, 유전적 토양 프로파일을 파괴하며, 야생동물과 서식지를 대체하거나 파괴하고, 현재의 토지 사용을 변경하며, 어느 정도 영구적으로 채굴 지역의 일반 지형을 변화시킨다.[13] 인간 관심의 지질학적 특성에 대한 부정적인 영향은 탄광에서 발생할 수 있다. 지형과 지구물리학적 특성과 뛰어난 경관자원은 무분별한 채굴에 의해 희생될 수 있다. 석탄을 터뜨리고, 찢고, 굴착하는 파괴적인 활동으로 고생물학, 문화, 그 밖의 역사적 가치가 멸종될 수도 있다. 과도한 부담의 제거는 사전에 제거되지 않는 한 고고학적이고 역사적인 특징들을 제거하고 파괴한다.[14][15]

식물성 덮개 제거와 운반 도로 건설, 표토의 비축, 과부하 이동, 토사 및 석탄 운반과 관련된 활동은 채굴 작업 주변의 먼지의 양을 증가시킨다. 먼지는 가까운 지역의 대기질을 저하시키고, 식물 생명에 악영향을 미치며, 광산 노동자와 인근 주민들의 건강과 안전 위험을 구성한다.[14][15]

표면 채굴은 사실상 그 경관의 모든 미적 요소들을 교란시킨다. 토지 형태의 변경은 종종 낯설고 불연속적인 구성을 부과한다. 물질을 추출하고 폐기물 더미가 개발되면서 새로운 선형 패턴이 나타난다. 식물성 표지를 제거하고 옆으로 버림으로써 다른 색깔과 질감이 노출된다. 먼지, 진동, 디젤 배기 가스가 생성된다(시력, 소리, 냄새에 영향을 미침). 지역 사회의 거주자들은 종종 그러한 영향이 불안하거나 불쾌하다고 생각한다. 산꼭대기 제거의 경우 산이나 언덕에서 상단을 제거해 그 밑에 두꺼운 석탄 솔기가 드러나도록 한다. 제거된 흙과 바위는 인근 계곡, 움푹 패인 곳, 움푹 패인 곳에 퇴적되어 수로가 막히고 오염된다.[14][15]

석탄자원을 덮고 있는 토양과 암석 과부하를 제거하면 상토매립과 상실의 원인이 되고, 모체가 노출되며, 큰 불모의 황무지를 조성할 수 있다. 토양 교란 및 관련 농축은 침식을 유발하는 조건을 초래한다. 지표면 지뢰를 제거하기 위해 이 지역에서 토양 제거는 많은 자연 토양 특성을 바꾸거나 파괴하고, 농업의 생물 다양성과 생산성을 감소시킨다. 토양 구조는 분쇄 또는 골재 붕괴에 의해 교란될 수 있다.[14]

광산 붕괴(또는 광산 보조금)는 지상에서 큰 영향을 미칠 수 있는 잠재력을 가지고 있는데, 이는 개발 지역에서 특히 파괴적이다. 독일의 지하 석탄 채굴(특히 노르트라인-베스트팔렌 주)은 수천 채의 가옥을 파손시켰으며, 석탄 채굴 산업은 보험 및 국가 보조 계획의 일환으로 향후 침하 피해에 대한 자금 조달을 위해 거액을 적립했다. 독일 사아르 지역(다른 역사적 석탄 채굴 지역)에서 특히 눈부신 경우, 2008년 광산 붕괴로 리히터 규모 4.0의 지진이 발생해 주택에 일부 피해를 입혔다. 이전에, 소규모의 지진은 점점 더 흔해지고 그 지역에서 석탄 채굴이 일시적으로 중단되었다.[16]

미국 내 석탄 채굴의 부정적 토지 효과와 폐광의 풍부함에 대응하여 연방정부는 1977년 지표 광업 관리 및 매립법을 제정하여 미래 석탄 채굴지에 대한 매립계획을 수립하도록 하였다. 이러한 계획은 채굴을 시작하기 전에 연방이나 주 당국의 승인을 받아야 한다.[13]

물 관리

지표면 채광은 얕은 양수장에서의 사용 가능한 물의 배수, 인접 지역의 수위 저하 및 대수선 내의 흐름 방향 변화, 질 낮은 광수 침투(과집화)로 인한 채광 운영 이하의 사용 가능한 양수기의 오염, 그리고 사전 침투를 증가시키는 등 여러 가지 방법으로 지하수를 손상시킬 수 있다.스포일러 더미 [17]입상 석탄 또는 카본색 셰일이 존재하는 경우 침투를 증가시키면 품질이 나쁜 물의 유출량이 증가하고 부패한 더미로 인한 침식이 발생할 수 있으며, 품질이 낮은 물을 얕은 지하수 취수구에 재충전하고 인근 하천으로 유입되는 수질이 불량할 수 있다.[18]

지하수와 인근 하천의 오염은 장기간일 수 있다. 산성 광산 배수, 독성 미량 원소, 광산 배수수의 용해 고형분 함량, 하천으로 배출되는 퇴적하중 증가로 인한 하천 품질 저하가 발생한다. 석탄 표면이 노출되면 피라이트가 물과 공기와 접촉해 황산을 형성한다. 광산에서 물이 빠지면 산은 수로로 이동하며, 광산에 비가 내리면 광산이 계속 황산염을 생산한다. 광산이 아직 가동 중인지 아닌지.[19] 또한 폐기물 더미와 석탄 저장 더미는 하천에 침전물을 산출할 수 있다. 지표수는 농업, 사람 소비, 목욕 또는 기타 가정 용도에 적합하지 않을 수 있다.[20]

지뢰 현장의 물 흐름을 제어하는 데 사용되는 주요 기술은 5가지로, 회오리통, 재 연못(표면충돌), 지하수 펌핑 시스템, 지표면 아래 배수 시스템, 지표면 장벽 등이다.[citation needed]

미국에서는, 화산재 연못에 관한 연방 및 주 정부의 규제가 거의 없기 때문에, 대부분의 발전소는 지엠브레인, 침출수 수집 시스템 또는 도시 고형 폐기물 매립지에서 흔히 발견되는 다른 흐름 제어를 사용하지 않는다.[21] EPA는 2015년 첫 번째 국가 규제에서 화산재 연못과 매립지에 대한 보다 엄격한 요건을 공포했다.[22] 그 후 소송이 있었고, 몇 가지 개정이나 규정의 개정안이 제안되었다. 최종 규정은 2020년 12월 현재 계류 중이다.[23]

수질 오염

석탄화력 보일러는 석회석이 풍부한 석탄이나 리그나이트 중 하나를 사용하여 산화칼슘(CaO)이 함유된 플라이애쉬를 생산한다. CaO는 물에 쉽게 용해되어 빗물에 의해 강물/방사수로 운반되는 슬래시 석회(Ca(OH)2를 형성한다. 석회 연화과정은 Ca와 Mg 이온을 침전시키고/수중의 일시적인 경도를 제거하며, 또한 강물의 중탄산나트륨을 탄산나트륨으로 변환시킨다.[24] 탄산나트륨(워싱 소다)은 물 속에 남아 있는 Ca와 Mg와 추가로 반응하여 총 경도를 제거/급진시킨다. 또한 재에 존재하는 수용성 나트륨 염은 물의 나트륨 함량을 더욱 강화시킨다. 따라서 강물은 Ca와 Mg 이온을 제거하고 석탄 화력 보일러에 의해 Na 이온을 증가시킴으로써 부드러운 물로 전환된다. 관개(표면 또는 지하수)에서의 연수 적용은 비옥한 토양을 알칼리성 탄산음료 토양으로 전환시킨다.[25] 각종 송출과 증발손실을 만나 남은 물에 염분이 축적돼 강물 알칼리성과 탄산음료는 하천 유역에 석탄화력 보일러와 발전소가 많이 설치되면 급성이 된다. 강물 소다성은 중국, 인도, 이집트, 파키스탄, 서아시아, 호주, 미국 서부 등에 위치한 하류 재배 하천 분지에 영향을 미친다.[26]

화산재 연못에서 지표수로의 오염물질 배출에는 일반적으로 비소, 납, 수은, 셀레늄, 크롬, 카드뮴이 포함된다.[27] 미국의 경우, 미국 국립오염물질 배출제거시스템(NPDES)의 허가를 통해 지표수 방출을 규제한다.[28]

폐기물 관리

참고 항목: 석탄재가 건강에 미치는 영향
Aerial photo of pollution caused by leaking sludge storage pond
킹스턴 화석 석탄재 슬러리 유출장 사진 행사 다음날 촬영(2008년 12월 23일)

석탄을 태우면 상당한 양의 플라이 재를 남기는데, 보통 재는 재 연못(습지 저장고)이나 매립지(건식 저장고)에 저장된다. 중금속과 같은 오염 물질은 선이 없는 연못이나 매립지에서 지하수로 침출되어 수십 년 또는 수 세기 동안 대수층을 오염시킬 수 있다.[29] EPA는 미국의 44개 현장을 지역사회에 대한 잠재적 위험으로 분류했다. 이 같은 분류는 폭풍, 테러 공격, 구조 실패 등의 사건이 발생하면 폐기물 처리장이 사망하고 상당한 재산 피해가 발생할 수 있다는 것을 의미한다. EPA는 석탄화력발전소에서 나오는 재를 저장하기 위해 전국에서 약 300개의 건조한 매립지와 축축한 연못이 사용되고 있다고 추정했다. 저장 시설에는 대기 오염을 줄이기 위해 고안된 장비에 의해 포획된 재를 포함하여 석탄의 불연성 성분이 들어 있다.[30]

저탄소 내용물 구역에서 쓰레기 형태는 팁을 상하게 한다.[citation needed]

야생동물

석탄의 표면 채굴은 야생 생물에 직간접적인 피해를 입힌다. 야생동물들에게 미치는 영향은 주로 육지 표면을 교란하고 제거하고 재분배하는 데서 기인한다. 어떤 영향은 단기적이고 광산에 국한되지만 다른 영향은 광범위하고 장기적인 영향을 미친다.

야생동물에게 가장 직접적인 영향은 발굴과 부패 축적의 지역에서 종의 파괴나 변위다. 구덩이와 부패 지역은 먹이를 제공할 수 없고 대부분의 야생동물 종을 커버할 수 없다. 게임 동물, 새, 포식자와 같은 이동 야생동물 종들은 이 지역을 떠난다. 무척추동물, 파충류, 굴착 설치류, 작은 포유동물과 같은 더 많은 좌식동물이 파괴될 수 있다. 미생물과 영양분 순환 과정들의 공동체는 토양의 이동, 저장, 재분배에 의해 화가 난다.

수생 서식지의 파괴는 표면 채굴에 의한 주요한 영향이며, 채굴 현장에서 수마일 떨어진 곳에서 명백하게 나타날 수 있다. 지표수의 침전물 오염은 지표면 채굴에 흔히 나타난다. 퇴적물 수확량은 스트립 채굴의 결과로 이전 수준의 1,000배가 증가할 수 있다.[31]

퇴적물이 수생 야생생물에 미치는 영향은 종과 오염량에 따라 다양하다. 침전물 수치가 높으면 물고기가 직접 죽거나 산란대를 매립하거나, 광전도를 줄이고, 온도 구배를 변경하고, 웅덩이를 메우고, 하천 흐름을 더 넓게 퍼트리고, 얕은 곳, 다른 종들이 먹이로 사용하는 수산생물의 생성을 줄일 수 있다. 이러한 변화들은 가치 있는 종의 서식지를 파괴하고 바람직하지 않은 종의 서식지를 강화시킬 수 있다. 현재 미국의 일부 민물고기는 이미 조건이 미미하며, 서식지가 침전되면서 민물고기가 멸종될 수도 있다. 배수구의 가장 무거운 침전 오염은 보통 채굴 후 5년에서 25년 이내에 발생한다. 일부 지역에서는, 공개된 부패 더미가 채굴된 지 50년에서 65년이 지난 후에도 계속해서 침식되고 있다.[13]

표면 채굴의 결과로 노출된 산성 형성 물질의 존재는 서식지를 없애고 일부 종의 직접적인 파괴를 야기함으로써 야생 동물들에게 영향을 미칠 수 있다. 농도가 낮으면 많은 수생종의 생산성, 성장률, 번식을 억제할 수 있다. 산, 희석된 중금속 농도, 높은 알칼리성은 일부 지역의 야생동물들에게 심각한 피해를 줄 수 있다. 산성 폐기물의 오염 기간은 길 수 있다; 미국 동부에서 노출된 산성 물질을 침출하는 데 필요한 시간의 추정치는 800년에서 3,000년까지 다양하다.[13]

대기 오염

대기배출량

참고 항목: 석탄-심 화재

중국 북부에서는 주로 석탄인 화석연료의 연소로 인한 대기오염으로 인해 사람들이 다른 때보다 평균 5.5년 빨리 사망하고 있다.

— Tim Flannery, Atmosphere of Hope, 2015.[32]

석탄 및 석탄 폐기물 제품(플라이애쉬, 바닥재, 보일러 슬래그 포함)은 환경에 방출될 경우 위험한 비소, 납, 수은, 니켈, 니켈, 바나듐, 베릴륨, 카드뮴, 바륨, 크롬, 구리, 몰리브덴, 아연, 셀레늄, 라듐 등 약 20개의 독성 방출 화학물질을 방출한다. 이 물질들이 미량의 불순물인 반면, 석탄은 충분히 연소되어 상당량의 물질이 배출된다.[33]

남아프리카공화국의 음푸말랑가 하이벨트는 광산업과 석탄발전소로[34] 인해 세계에서 가장 오염이 심한 지역으로 유명한 크루거 공원 근처의 저지대 또한 새로운 광산 프로젝트의 위협을 받고 있다.[35]

미국 발전소에서 발생하는 대기오염물질 그림(석탄화력발전소와 석유화력발전소 모두 포함)

연소 중에 석탄과 공기 사이의 반응은 이산화탄소(CO2, 중요한 온실 가스), 황산화물(주로 아황산가스, SO2), 질소산화물(NOx)을 포함한 탄소의 산화물을 생성한다. 석탄의 수소성분과 질소성분 때문에, 탄소와 유황의 하이드라이드와 질소성분 또한 공기 중의 석탄연소 과정에서 생성된다.[citation needed] 여기에는 시안화수소(HCN), 질산황(SNO3) 및 기타 독성 물질이 포함된다.

그래서2 질소산화물과 질소산화물은 대기 중에 반응하여 미세한 입자와 지면 오존을 형성하고 먼 거리로 운반되어 다른 주에서는 오염물질의 건강한 수준을 달성하기가 어렵다.

석탄화력발전소 등에 사용되는 습식냉각탑은 표류와 안개를 내뿜는 것도 환경문제다. 드리프트에는 호흡이 가능한 부유 입자 물질이 포함되어 있다. 해수조성 냉각탑의 경우 인근 땅에 나트륨 염분이 침전돼 육지가 알칼리 토양으로 변질돼 식물성 토지의 번식력이 떨어지고 인근 구조물의 부식도 유발된다.

지하의 석탄층에서는 가끔 화재가 발생한다. 석탄층이 노출되면 화재 위험이 높아진다. 풍화탄은 표면에 그대로 두면 지상의 온도도 상승시킬 수 있다. 고체 석탄의 거의 모든 화재는 사람 또는 번개에 의해 발생하는 표면 화재에 의해 점화된다. 자연연소는 석탄이 산화되고 기류가 열을 발산하기에 충분하지 않을 때 발생한다; 이것은 더 일반적으로 비축물과 폐기물 더미에서 발생하며, 지하에 침상된 석탄에서는 거의 발생하지 않는다. 석탄화재가 발생하는 곳에는 매연과 유독가스가 대기 중으로 배출되면서 발생하는 대기오염이 수반된다. 석탄재 화재는 수십 년 동안 지하에서 타올라 숲, 주택, 도로, 기타 가치 있는 기반시설의 파괴를 위협할 수 있다. 가장 잘 알려진 석탄-심 화재는 미국 펜실베이니아 주 센트럴비아의 영구 대피로 이어진 화재일 것이다.[36]

매년 약 75 Tg/S의 아황산가스(SO2)가 연소 석탄에서 방출된다. 방출 후, 이산화황은 태양 방사선을 흩뿌리는 기체 HSO로22 산화되기 때문에, 대기권의 증가는 온실가스의 증가로 인한 온난화의 일부를 가리는 기후에 냉각 효과를 발휘한다. SO의2 방출은 또한 생태계의 광범위한 산성화에 기여한다.[37]

수은 배출량

2011년 미국 발전소는 우리나라 수은 대기오염물질의 절반을 배출했다.[38] 2012년 2월 EPA는 모든 석탄 화력발전소가 수은 배출을 실질적으로 줄일 것을 요구하는 '수성 및 대기 독성 표준(MATS)' 규정을 발표했다.[39][40]

뉴욕 주의 바람은 중서부의 석탄 화력발전소에서 나오는 수은을 축적하여 캣츠킬 산맥의 물을 오염시킨다. 수은은 야생동물과 민물고기를 섭취하는 사람들 모두에게 해를 끼치는 독성 화합물인 메틸머큐리로 전환되기 때문에 먹이 사슬에 집중되어 있다.[41][42][43] 수은은 지렁이가 소비하는데, 지렁이는 물고기가 먹고, 새(대머리 독수리 포함)가 먹는다. 2008년 현재, 캣츠킬스 산맥의 대머리 독수리의 수은 수치는 새로운 높이에 도달했다.[44] "사람들은 수생 먹이 사슬의 꼭대기에 있는 오염된 물고기와 야생동물을 먹음으로써 거의 전적으로 메틸머큐리에 노출된다."[45] 해양 생선은 인간이 메틸머큐리에 노출되는 것의 대부분을 차지한다; 해양 생선의 모든 메틸머큐리의 원천은 잘 이해되지 않는다.[46]

연간 초과사망률 및 질병률

2008년 세계보건기구(WHO)와 다른 기구들은 석탄분자 오염으로 인해 전세계적으로 연간 약 100만 명의 사망자가 발생한다고 계산했는데,[4] 이는 예를 들어 이스탄불에서 [47]폐질환과 암으로 인한 모든 대기오염원과 관련된 조기 사망자의 약 3분의 1에 해당한다.[48]

석탄을 태워서 배출되는 오염물질은 미세입자(PM2.5)와 지상 오존이다. 매년, 이용 가능한 오염 통제 기술을 사용하지 않고 석탄을 태우는 것은 미국에서 예방 가능한 수천 명의 사망자를 발생시킨다. 2006년 메릴랜드 간호사 협회가 의뢰한 연구에 따르면 메릴랜드의 석탄화력발전소 중 6개에서 배출된 배출량이 메릴랜드의 100명을 포함해 전국적으로 연간 700명의 사망자를 낸 것으로 나타났다.[49] 이들 6개 중 하나에 오염 방지 장비를 설치한 이후 브랜든 쇼레스 공장은 "스모그의 성분인 질소산화물 90% 감소, 산성비를 유발하는 유황 95% 감소, 기타 오염물질 분율 대폭 감소"[49]를 보이고 있다.

경제원가

1995년부터 2005년까지 10년 동안 ExternE 또는 Energy의 외부효과로 알려진 2001년 EU가 후원한 연구에서는 석탄으로부터 전기를 생산하는 비용이 외부 비용을 고려한다면 현재의 가치보다 두 배가 될 것이라는 것을 발견했다. 이러한 외부 비용에는 대기 중 입자 물질, 질소산화물, 크롬 6세 및 석탄으로 인한 비소 배출로 인한 환경과 인간의 건강에 대한 손상이 포함된다. 외부, 하류, 화석연료 비용은 EU 전체 국내총생산(GDP)의 1~2%에 이르는 것으로 추정됐으며, 석탄이 주요 화석연료 책임이며, 이는 이들 원천에서 발생하는 지구온난화에 따른 외부비용까지 포함되기 전이었다.[50] 연구 결과 석탄의 환경 및 보건 비용만 60/MWh로 나타났으며, 외부 비용이 가장 낮은 에너지원으로는 원자력 발전 1.9/MWh, 풍력 발전량은 0.90/MWh로 나타났다.[51]

중국과 인도에서 마더보드 고장률이 높은 것은 "전기 발생을 위해 연소된 석탄에 의해 발생하는 황산 대기 오염" 때문인 것으로 보인다. 그것은 구리 회로를 부식시킨다."라고 인텔 연구원들이 말했다.[52]

온실가스 배출량

참고 항목: 에너지 산업이 환경에 미치는 영향과 최근 기후변화의 귀인
CO2
 배출은 다른 배출원이 연이어 증가하면서 야기되었다(글로벌 탄소 프로젝트).

석탄 연소는 대기 중 인간이 만들어낸 CO2 증가의 가장 큰 원인이다.[53] 석탄 연소를 사용하는 전기는 천연가스를 사용하는 세대보다 킬로와트당 약 2배의 온실가스를 발생시킨다.[54]

석탄 채굴은 강력한 온실 가스인 메탄을 방출한다. 메탄은 매장 깊이가 높아지고 온도가 상승하며 지질학적 시간에 걸쳐 압력이 상승하면서 석탄 퇴적물이 형성되면서 자연적으로 발생하는 유기물 붕괴의 산물이다. 생산되는 메탄의 일부는 석탄에 의해 흡수되고 나중에 채굴 과정에서 석탄 심(및 주변의 방해된 층층)에서 방출된다.[55] 메탄은 인간의 활동을 통해 발생하는 온실가스 배출량의 10.5%를 차지한다.[56] 정부간 기후 변화 패널에 따르면, 메탄은 100년 연대표에 걸쳐 이산화탄소보다 21배 더 큰 지구 온난화 잠재력을 가지고 있다. 채굴 과정은 메탄 주머니를 방출할 수 있다. 이 가스들은 대기 오염의 원인일 뿐만 아니라 석탄 광부들에게도 위협이 될 수 있다. 채굴 활동 중 지층의 압력이 완화되고 지층이 파열돼 제대로 관리하지 않으면 광부들의 안전 우려가 커지기 때문이다. 지층의 압력 증가는 "메탄 배출"과 같은 방지 방법을 취하지 않을 경우 채굴 과정 중(또는 이후) 폭발로 이어질 수 있다.[55]

2008년 제임스 E. 한센과 푸시커 카레차는 석탄 위상 유출이 대기 중 이산화탄소2 수치에 미치는 영향을 분석하는 동료 검토 과학 연구를 발표했다. 그들의 기준 완화 시나리오는 2050년까지 전 세계 석탄 배출의 단계적 감축이었다. Business as Analything 시나리오에 따르면2 대기 중 CO는 2100년에 100만 ppm(ppm) 당 563ppm으로 최고조에 달한다. 4가지 석탄 위상 제거 시나리오에서 대기 중 CO는2 2045년과 2060년 사이에 422–446ppm으로 최고조에 달하고 이후 감소한다.[57]

방사선 피폭

석탄은 또한 낮은 수준의 우라늄, 토륨 및 기타 자연적으로 발생하는 방사성 동위원소를 함유하고 있는데, 이는 환경에 방출될 경우 방사능 오염으로 이어질 수 있다.[33][58] 석탄 발전소는 방사능의 플라이애쉬의 형태로 방사선을 방출하는데, 이것은 이웃들이 흡입하고 섭취하며 농작물에 통합된다. 오크리지 국립연구소의 1978년 논문은 그 당시의 석탄화력발전소가 반경 500m의 인접지역에 19µSv/a의 전신 커밋 선량을 제공할 수 있다고 추정했다.[59] 국제원자력기구의 1988년 보고서에 따르면, 1km 떨어진 곳의 선량은 오래된 식물의 경우 20µSv/a 또는 플라이애시 포획이 개선된 새로운 식물의 경우 1µSv/a로 추정했지만, 테스트에 의해 이러한 수치를 확인할 수 없었다.[60]

석탄화력발전소는 포함된 폐기물과 의도치 않은 원전 배출량을 제외하면 생산 에너지 단위당 원전보다 더 많은 방사성 폐기물을 환경으로 운반한다. 석탄에서 유래된 플라이애쉬가 운반하는 식물 방출 방사선은 유사하게 생산적인 원전의 정상 가동보다 100배 더 많은 방사선을 주변 환경에 전달한다.[61] 이 비교는 석탄과 우라늄 채굴, 정제 및 폐기물 처리와 같은 나머지 연료 주기는 고려하지 않는다. 1000MWe 석탄화력발전소를 가동하면 우라늄 채굴, 원자로 운영, 폐기물 처리 등 등가 원전의 연간 136명 대비 연간 490명의 원자력 방사선량이 발생한다.[62]

광부에게 미치는 위험

역사적으로 탄광은 매우 위험한 활동이었으며, 역사적 탄광 재해의 목록은 길다. 주요 위험은 광산 벽의 고장 및 차량 충돌이다. 지하 채굴 위험은 질식, 가스 중독, 지붕 붕괴 및 가스 폭발을 포함한다. 진폐증(검은 폐)과 같은 만성폐질환이 한때 광부들에게 흔하게 나타나면서 기대수명 감소로 이어졌다. 일부 채굴국가에서는 흑폐가 여전히 흔하며, 미국에서는 매년 4,000건(연간 근로자의 4%), 중국에서는 매년 1만건(근로자의 0.2%)의 신종 폐사례가 발생하고 있다.[63] 일부 지역에서 보고된 것보다 요금이 더 높을 수 있다.

미국에서는 2007~2016년 10년간 연평균 23명의 광부가 사망했다.[11] 최근 미국의 석탄 채굴 재해에는 2006년 1월 발생한 사고광산 참사가 포함된다. 2007년 유타 크랜달 캐년 광산에서 발생한 광산 사고로 광부 9명이 숨지고 6명이 매몰됐다.[64] 웨스트버지니아의 어퍼 빅 브랜치 광산 참사로 2010년 4월 광부 29명이 사망했다.[65]

그러나, 저개발국들과 일부 개발도상국들에서는 많은 광부들이 탄광에서 직접 사고를 당하거나 열악한 환경에서 일함으로써 발생하는 건강상의 악영향에 의해 매년 계속해서 사망하고 있다. 특히 중국은 2004년 6,027명의 사망자가 발생한 것으로 공식 통계에 나와 있는 등 세계에서 가장 많은 탄광 관련 사망자를 기록하고 있다.[66] 비교하자면, 같은 해 미국에서 28명의 사망자가 보고되었다.[67] 중국의 석탄 생산량은 미국의 2배인 [68]반면 광부 수는 미국의 50배 정도로 중국 탄광 사망자는 노동자 1인당 4배(단위 생산량당 108배)에 달한다.

파밍턴 탄광 재해로 78명이 사망한다. 1968년 미국 웨스트버지니아 주

위험 가스의 증축은 댐퍼라고 알려져 있다.[69]

  • 검은 습기: 광산에 이산화탄소와 질소가 섞여 질식사할 수 있다. 음산화 상태는 부식과 같은 밀폐된 공간에서 산소가 고갈되는 결과를 초래한다.
  • 습기 후: 검은 습기와 유사하며, 습기 후 습기는 일산화탄소, 이산화탄소 및 질소로 구성되며 지뢰 폭발 후 형성된다.
  • 화재 습기: 대부분 메탄으로 이루어져 있으며, 이는 5%에서 15% 사이에 폭발하는 인화성이 높은 기체로 25%에서 질식사 원인이 된다.
  • 악취 습기: 황화수소 가스의 썩은 달걀 냄새로 명명된 악취 습기는 폭발할 수 있고 또한 매우 독성이 있다.
  • 흰색 습기: 저농도에서도 독성이 있는 일산화탄소가 함유된 공기

화염병 폭발은 훨씬 더 위험한 석탄 분진 폭발을 유발할 수 있으며, 이것은 구덩이 전체를 집어삼킬 수 있다. 이러한 위험의 대부분은 현대 광산에서 크게 감소할 수 있으며, 다중 치사 사건은 현재 선진국의 일부 지역에서는 드물다. 미국의 현대 광산은 광산 사고로 인해 매년 약 30명이 사망한다.[70]

참고 항목

참조

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외부 링크