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煤炭既可以用于传统家用固体燃料燃烧,也可用于现代燃煤电厂发电。但是这两种燃烧方式中,煤炭处理及燃烧条件完全不同。作为传统家用固体燃料的煤炭,多为大块的低品质煤炭,采用直接燃烧方式,燃烧条件不易控制,燃烧效率较低且燃烧不充分。而现代燃煤电厂通常会使用高品质的粉煤,在可控条件下鼓入空气,实现煤炭充分高效燃烧。
使用传统家用固体燃料燃烧是影响健康因素的主要大气污染物来源。最显著的区别在于燃煤电厂的燃烧效率更高、燃烧更完全,并且污染物会通过高烟囱排放,不会直接排放到人们的生活区域。总体而言,与传统家用固体燃料燃烧这种低效、高排放的燃料利用方式相比,现代燃煤电厂代表了一种更高效、先进、清洁的方式。
尽管在发达国家并不常见,但目前世界上仍有很多人在使用木材、木炭、煤炭、粪便和农作物秸秆等固体燃料进行取暖、照明和烹饪。据估计,2010年全球有近41%的家庭(约28亿人口)主要使用固体燃料做饭。近期,一项有关室内空气污染引发呼吸风险的综合评估表明,受传统家用固体燃料燃烧产生的废气影响,全球有近三分之一人口面临健康隐患。
本文将比较传统家用固体燃料燃烧产生的污染物和燃煤电厂排放的污染物,分析人们在这两种燃烧方式造成的大气污染物的接触水平。本文取样来源于美国比较旧且污染物控制水平有限燃煤电厂,即使如此仍然较传统家用固体燃料燃烧更为清洁,而现代先进的燃煤电厂则更为环保。
传统家用固体燃料加剧室内空气污染
众所周知,在全球大部分地区,在室内使用低效率、排风差的燃烧设备(如炉灶、火灶或壁炉)燃烧传统家用固体燃料(如木材、木炭、煤炭、牛粪和农作物秸秆)容易产生更多的大气污染物。这主要是因为燃烧设备的燃烧效率较低,燃料不能充分燃烧,而且污染物直接排放到生活区内,排放浓度会不断累积。传统家用固体燃料燃烧排放的烟雾中通常含有大量的未燃尽物质,包括细颗粒物和粗颗粒物(如PM2.5和PM10)、一氧化碳(CO)、二氧化氮、二氧化硫以及其他各类大气污染物,如甲醛、丁二烯、苯、乙醛、丙烯醛、酚类、芘、苯并芘、苯并(a)芘和甲酚等。在传统固体燃料炉中,大约有6% ~ 20%的固体燃料转化成有毒烟雾。污染物的成分取决于燃料的类型和含水量、燃炉技术和操作方式等因素。
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