Uranium là một nguyên tố vi lượng trong than. Từ các cuộc điều tra, khảo sát, hàm lượng uranium tồn tại khá lớn trong các mỏ than và nước thải từ nhà máy điện chạy bằng than ở Trung Quốc. Các mẫu than từ mười tám mỏ than đã được thu thập và phân tích để tìm uranium. Người ta thấy rằng uranium có mặt ở hầu hết các loại than trong khoảng từ 1 đến 3 mg/kg. Các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm cũng chỉ ra rằng lượng uranium được giải phóng từ than nung nóng tăng theo nhiệt độ và thời gian lưu giữ khi than cháy. Hầu hết uranium (khoảng 90%) trong than được chuyển thành tro.
Theo thống kê năm 2023, Trung Quốc là quốc gia phát triển nhiệt điện sử dụng than hàng đầu thế giới. Tháng 4/2023, tổ chức chuyên vận động về môi trường GreenPeace (Canada) cho biết quý I/2023, Trung Quốc đã phê duyệt nhiều nhà máy nhiệt điện than mới (công suất 20,45 GW) gần bằng với cả năm 2021. Tốc độ này vượt qua kỷ lục năm 2022 (90,72 GW được phê duyệt). Nghiên cứu được công bố bởi tổ chức phi chính phủ Global Energy Monitor có trụ sở tại California (Mỹ) cho hay riêng năm 2022, Trung Quốc bổ sung 26,8 GW điện than mới, nhiều hơn công suất đóng cửa của các nhà máy điện than ở phần còn lại của thế giới (23,9 GW). Theo tổ chức này, tăng trưởng điện than của Trung Quốc đã tăng từ 55% năm 2021 lên 68% năm 2022 và hiện chiếm 72% công suất toàn cầu. Trong khi công suất điện than của Trung Quốc tăng 38% lên 365 GW, phần còn lại của thế giới giảm 20% xuống gần 172 GW. Cuối năm 2023, mặc dù giảm so với những năm trước, điện than vẫn có tỷ trọng lớn nhất, tương đương xấp xỉ 39,9% tổng nguồn phát của Trung Quốc, với công suất đạt 1160 GW. Năm 2024, ước tính tổng công suất điện than nước này sẽ tăng thêm khoảng 40 GW, đưa tổng công suất lên mức 1200 GW.
Nhà máy nhiệt điện sử dụng Than Shanghaimiao của Trung Quốc
Các thử nghiệm thực địa ở quy mô toàn diện đã được tiến hành tại nhà máy điện chạy bằng than để nghiên cứu sự phân bố uranium và cân bằng khối lượng trong than, đá vôi, tro bay, tro đáy, thạch cao và khí thải. Hầu như toàn bộ uranium trong than tập trung trong tro bay (khoảng 80%) và tro đáy (khoảng 10%). Hàm lượng urani trong khí thải thấp hơn 1/1000 tổng lượng nguyên tố đầu vào, trong khoảng 0,043 đến 0,069 μg/m3, thấp hơn nhiều so với nồng độ thủy ngân hoặc asen điển hình trong khí thải của nhà máy điện đốt than. Hàm lượng urani trong sản phẩm thạch cao khử lưu huỳnh cũng được phát hiện lớn hơn một chút so với hàm lượng urani trong đá vôi.
Than là nguồn nguyên liệu sản xuất năng lượng chính và quan trọng nhất ở Trung Quốc. Theo thống kê của Trung Quốc, khoảng 3,526 tỷ tấn than được tiêu thụ tại Trung Quốc năm 2012, trong đó, 1,785 tỷ tấn được sử dụng để sản xuất điện. Tuy nhiên, khi mối quan tâm về bảo vệ môi trường ngày càng tăng, sự xuất hiện, phân bố và tác động của các nguyên tố vi lượng trong than cần được nghiên cứu. Vào đầu năm 2014, có tin đồn chưa được xác thực ở Trung Quốc cho biết rằng khói mù ở các khu vực khác nhau là do uranium được giải phóng từ quá trình đốt than của các nhà máy điện chạy bằng than, cái gọi là ” sương mù hạt nhân” đã gây ra mối lo ngại rộng rãi trong xã hội.
Uranium là một trong những nguyên tố phóng xạ tự nhiên và nồng độ của nó trong than có tác động quan trọng đến khai thác và sử dụng than. Nhóm các nhà khoa học của Trung Quốc đã khảo sát hơn 1500 loại mẫu than của Trung Quốc, kết luận rằng giá trị trung bình của uranium trong than của Trung Quốc là 2,31 mg / kg. Kết quả nghiên cứu từ Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ chỉ ra rằng hàm lượng uranium trong hầu hết các loại than của Hoa Kỳ đều dưới 4 mg/kg và hơn nữa, uranium tập trung trong chất thải rắn sau quá trình đốt than tại các nhà máy điện.
Các nghiên cứu đã được báo cáo trong tài liệu về phân tích các mẫu vật liệu từ các nhà máy điện chạy bằng than, về hàm lượng uranium trong than, tro bay và tro đáy. Trong nghiên cứu của Nhóm Parami, phạm vi nồng độ uranium trong tro bay dao động từ 1,1 đến 21,7 mg/kg đối với các nhà máy điện nhiệt chạy bằng than của Philippines. Trong nghiên cứu khác của Nhóm Flues, tại Brazil, phạm vi nồng độ uranium trong tro bay dao động từ 117 đến 1190 mg/kg. Tuy nhiên, các phân tích đó không tính đến các phép đo trực tiếp về hàm lượng uranium trong khí thải. Cần phải ghi lại lượng khí thải uranium từ các nhà máy điện chạy bằng than, vì so với các nghiên cứu về các nguyên tố vi lượng khác trong than, có rất ít dữ liệu có sẵn. Điều này làm cho việc xác nhận lượng uranium thải ra không khí từ các nhà máy điện chạy bằng than ở Trung Quốc trở nên rất khó khăn. Hơn nữa, các báo cáo về đặc điểm giải phóng uranium từ quá trình đốt than và sự xuất hiện cũng như phân phối uranium từ các chất thải khác nhau trong các nhà máy điện đốt than cũng còn hạn chế.
Để lấp đầy khoảng trống này, các phép đo được thực hiện bằng Phổ khối plasma cảm ứng (ICP-MS) đối với nồng độ uranium trong nhiều mẫu than của Trung Quốc từ mười tám mỏ than ở các tỉnh Nội Mông, Tân Cương, Ninh Hạ và Vân Nam. Nghiên cứu cũng đưa ra các đặc điểm giải phóng uranium từ quá trình đốt than trong lò ống và các đặc điểm cân bằng khối lượng uranium của quá trình đốt than. Một vòng đo lường thực địa đã được thực hiện đối với các mẫu than, tro bay, tro đáy, đá vôi, thạch cao và khí thải của một nhà máy điện đốt than công suất 200 MW. Các mẫu vật liệu được thu thập, đo lường và phân tích cùng với các đặc điểm phân bố và cân bằng khối lượng của uranium. Các mầu này xác định phạm vi hàm lượng uranium là từ 1 đến 3 mg/kg đối với phần lớn các loại than. Hàm lượng uranium của than P từ Nội Mông là 5,8 mg/kg. Hàm lượng uranium cao nhất là 18,2 mg/kg được tìm thấy trong than R từ tỉnh Vân Nam.
Từ khóa: Than; uranium; phóng xạ;
– CMD –
