雾霾是由煤中的铀造成的吗
不是
来源：分析测试百科网
最近朋友圈流传两篇题为“中国煤炭工业的崩溃和核污染灾难”和“再谈中国核污染问题的事实和原理”的文章（文章署名为马可安物理博士）。雾霾是大家十分关心的问题，作为长期从事煤中微量元素研究的科研人员，读后我们都很吃惊。我们认为：马可安文章提出的“北方火电厂燃煤引起放射性铀粉尘大量散布，促进雾霾的形成”的论点缺乏科学根据、多处概念混淆、数据引用和解读存在明显谬误、分析结果妄言误判，易造成社会的恐慌。
不可否认，燃煤在我国北方是雾霾形成的重要原因之一，而马可安将燃煤是雾霾形成的原因之一说成燃烧高铀煤是雾霾的成因，硬生生的将公众对雾霾的关注转移到了令人谈之色变的放射性元素铀上。之后作者用同样的手法，将含铀煤的燃烧与肺癌联系起来，展示了作者无边无际的想象力和让八竿子打不着的事情无缝衔接的推理手法，却毫无依据。
谨我们所知提供一些资料和看法，希望以此澄清事实，正本清源，消除恐慌。
一、关于内蒙、新疆煤中铀的含量。世界各国煤中都有含量不等的微量元素铀。美国是煤炭资源量最丰富的国家之一，据美国联邦地质调查局数据，美国煤中铀的含量背景值（或均值）为2.1μg/g[1]。中国是煤炭生产和消费大国，据我们对全国各地区1383个煤样的测试，计算出全国煤中铀的背景值为2.4μg/g[2]。俄罗斯科学家Ketris和Yudovich在2009年发表了世界范围内煤中铀的背景值为2.4
μg/g[3]。因此，中国煤、美国煤以及世界范围内煤中铀的背景值接近（注：1μg/g为百万分之一）。
马可安提到“内蒙新疆的煤炭含有超高的放射性铀，这是无可辩驳的事实，有大量科学论文证实。具体含量多少，有关方面讳莫如深”。事实上，马可安文中提到的内蒙古年产10亿吨的煤、新疆年产1.6亿吨的煤中的铀含量均属于正常范畴，其燃烧不可能引起高铀粉尘。例如，内蒙古煤矿区煤中铀的含量为：
内蒙古乌达煤中铀为0.29μg/g[4]、公乌素煤中铀为0.50μg/g[5]、胜利煤田煤中铀为0.31μg/g[6]、黑岱沟煤中铀为3.93μg/g[7]、哈尔乌素煤中铀为3.7μg/g[8]、管板乌素煤中铀为3.74μg/g[9]、乌兰图嘎煤中铀为0.36μg/g[10]、大青山煤田海柳树矿煤中铀为2.51μg/g[11]、阿刀亥煤中铀为3.43μg/g[12]、古西大窑煤中铀为0.22μg/g[4]、大雁煤中铀为0.43μg/g[4]、霍林河煤中铀为3.44μg/g[4]、伊敏煤中铀为0.5μg/g[4]、扎伊诺尔煤中铀为0.88μg/g[4]、元宝山煤中铀为0.29μg/g[4]。这些矿区煤中铀的均值为1.32μg/g，低于煤中铀的背景值。
新疆11个矿区煤中铀的含量均值为0.77μg/g，远低于煤中铀的背景值[4]。
值得一提的是，煤中铀含量的检测手段非常成熟，公开发表的关于煤中铀的数据在国际学术期刊的资料较多，不存在“有关方面讳莫如深”。马可安说“我遍寻网络，也无法得到任何一个内蒙煤炭到底含铀量多少的确切数字。煤铀兼探做了那么多工作，为什么内蒙煤炭含铀量的数据一个都不见公布？”，我们对具有物理博士学位的马可安博士没能够搜索到相关的众多文献表示非常诧异，请物理博士马可安参见该文后的文献。
不否认确实存在一些与煤矿共伴生的铀矿床。新疆伊犁盆地南缘就有一个著名的铀矿床，但是其开发的铀矿层位于砂岩的氧化还原过渡带，而不是煤层；煤中铀的富集极其局限[13]，在更大范围的伊犁盆地中，煤中的铀的含量为较低，例如，Jiang等[14]报导了伊犁盆地10个煤层中铀的含量均值为0.314μg/g。Li等[15]报导了伊犁煤中铀绝大部分小于1μg/g。此类铀矿床属于地浸砂岩型铀矿床，新疆吐哈盆地、内蒙东胜等地也有此类铀-煤矿床。地浸型砂岩铀矿床的开采方式是在天然产状条件下，通过从地表钻进至含矿层的钻孔将按一定比例配好的浸出剂注入到矿层，浸出剂与矿物的化学反应选择性地溶解矿石中的铀，生成的可溶性化合物溶液经过矿层从另外的钻孔提升至地表进行回收。所开采的铀不存在于煤层中，开采过程煤中铀也不会进入环境。现在开采的砂岩型铀矿床都属于此类型（包括尚未开采的内蒙的大营铀矿）。
二、云南宣威的肺癌高发性与煤中铀无关。云南宣威是肺癌高发病区，而当地煤中铀含量仅2.3μg/g[16]，和中国煤中铀的背景值相当，当地煤中的铀与肺癌的发病率并无关联。对于该地区肺癌与燃煤的关系，一些前期究认为宣威肺癌是由煤炭不完全燃烧产生的多环芳烃类物质引起的[17-19]，香港大学田林玮博士和本文作者之一代世峰等人进行了长期的研究[16,20]，认为当地肺癌高发区与煤的燃烧产物（烟尘）中的大量的纳米级石英有紧密联系。马可安将煤中铀和肺癌联系在一起，毫无依据。
三、关于煤中铀的异常值。马可安在文中引用黄文辉和唐修义在2002年发表论文中的数据[21]，“某地煤炭样品检测到每公斤25660毫克的铀，即2.5%含量的铀”。实际上，该原始数据来自张淑苓等1984年在《沉积学报》上的数据[22]，此含量是煤中凝胶化组分中铀的含量，而不是整个煤层中铀的含量(注：希望马可安博士看原始文献)。煤中铀、砷等有害元素的含量出现过异常高的值，这都是在特殊的氧化、淋滤富集等地质背景下形成的，其影响范围也非常小，往往只有几十平方米。
四、火电厂燃煤引起放射性扩散的说法明显夸大其词。对内蒙古准格尔燃煤电厂的研究表明，92.2%的铀经燃烧后进入了飞灰和底灰（均为固体燃煤产物，前者被除尘器捕集）[23]，而不是释放到空气中；该电厂原煤来自黑岱沟煤矿，其煤中铀含量处于正常水平[7]。
五、关于PM2.5中的铀的丰度问题。在准备此文过程中，发现新疆维吾尔自治区疾病预防控制中心刘飚同志于2015年12月27日就此问题做了回应，现拷贝在此，供参考：“根据相关报道，目前我国雾霾最严重时，空气中PM2.5浓度约1毫克/立方米。煤灰中铀-238浓度低于1贝可/克（国际原子能机构技术报告丛书
No.419，p32），假定PM2.5全是煤灰（实际不可能），雾霾中颗粒物的铀-238活度也小于1毫贝可/立方米。而正常空气中天然放射性氡，过去有，现在有，将来也存在；中国有,世界各国同样有,其活度，联合国原子辐射效应科学委员会(UNSCEAR)2008年报告书报道：世界平均值：室外10贝可/立方米，室内40贝可/立方米（还未计其子体活度），即雾霾颗粒物中的铀-238活度，仅为室外空气中天然氡活度的万分之一，仅为居室内空气中天然氡浓度的四万分之一，雾霾颗粒物中的铀-238活度，低于空气中天然氡活度的万分之一，铀-238怎能成为引起雾霾的主要原因呢？！”
此外，马可安两篇文章中还存在大量的逻辑和常识性错误，其信口妄言、危言耸听的槽点太多，我们对其脑洞大开的“新科学理论”就不一一列举驳斥了。
据赵峰华（1997）研究：As和Sb在新生代煤中含量最高，在中生代和晚古生代煤中含量相近；U在晚古生代煤和新生代煤中含量相近，并都大于中生代煤；Mn在晚古生代煤和中生代煤中含量相近；Co在新生代煤和中生代煤中含量相近，并都大于晚古生代煤；Se，Br，Th在晚古生代煤中含量最高，其次为新生代煤，最低是中生代煤；Ni在新生代煤中含量最高，其次是中生代煤，最低是晚古生代煤；Cr在新生代煤中含量最高，其次是晚古生代煤，最低为中生代煤（表2-17）。
表2-17 中国不同时代煤中有害微量元素的含量
（据赵峰华，1997）
就新生代煤而言，早第三纪煤中Ni，Co，Cr，Se，Th含量高于晚第三纪煤；晚第三纪煤中Sb，U，Br，As含量高于早第三纪煤。就中生代煤而言，晚三叠世煤中有害微量元素含量较高，如U，Br，Cr，Sb，Ni，As，Th，Se，Co；早—中侏罗世煤中有害微量元素含量较低，如As，Sb，Cr，Th。就晚古生代煤而言，晚二叠世煤中大多数元素含量较高，如Cd，As，Sb，Co，Ni，Mo，Se，Cr；早二叠世煤中Pb，Cl，Br，Th含量较高，晚石炭世煤中Hg，U含量较高。
据崔凤海等（1998）报道，就煤中As含量而言，以中南地区最高，其次为东北地区，华北地区最低；中、新生代煤中As含量远高于晚古生代煤，其中以中生代三叠纪煤中As含量最高（表2-18）。这主要与聚煤盆地成煤期地球化学区域性差异有关，也与聚煤盆地后期地质演化以及岩浆、热液活动有关。
表2-18 中国不同时代煤中As含量
（据崔凤海等，1998）
郑楚光等（2002）认为：高As煤主要分布于云南第三纪褐煤、黔西南晚二叠世无烟煤及晚三叠世烟煤区；中国煤中As含量平均值以黔西南晚三叠世烟煤中最高，云南第三纪褐煤中次之；F以黔西南晚二叠世煤中最高，四川次之，在华北石炭纪—二叠纪煤及北方侏罗纪褐煤中都较低；汞含量在西南地区，尤其是云南、贵州晚二叠世煤中较高，中国其他地区煤中含量较低；贵州煤中Sb含量明显高于全国其他地区煤中含量，这与贵州部分地区低温热液活动有关。
中国煤中Th和U的含量以山西侏罗纪煤中最低。华北石炭纪—二叠纪煤中Th含量明显高于南方，而U以黔西南煤中最高。含铀煤层多见于寒武纪、二叠纪、侏罗纪和第三纪的煤系地层中。寒武纪含铀煤层广泛分布于西南、中南和华东各省，但具有一定开采利用价值的富铀煤层仅分布于浙江、湖南和湖北等地。二叠纪含铀煤层主要分布于华南地区。侏罗纪含铀煤层在中国分布极广，华北、华北、西北等地广泛存在。第三纪含铀煤层主要分布在西南等地，如云南一些第三纪褐煤中 U 的含量高达 0.1%～1.5%，已形成具有工业价值的矿床。华南晚二叠世煤中 Se，Cr，Co，U的平均含量高于华北石炭—二叠纪煤和全国的中、新生代煤。全国中、新生代煤中As，W，Cs，Rb 的含量高于华南晚二叠世煤和华北石炭—二叠纪煤（韩德馨等，1996）。
根据统计结果，中国各时代煤中As等17种有害微量元素含量算术平均值差别很大（表2-19）。其中，华南晚二叠世煤中的Cr，Se，Co，Be，U，Br等元素的平均含量都居全国之首。华南晚三叠世煤中的As，Pb，Cl，Sb，Th元素平均含量也居全国之首，华北晚石炭世至早二叠世煤中的Hg，Cl平均含量最高，西北地区早、中侏罗世煤中Mn的平均含量高。总的来看，大多数有害微量元素都富集在华南的晚三叠世煤以及晚二叠世煤中。
表2-19 中国各时代煤中有害微量元素含量算术平均值
表2-20 我国煤中检测到的有害微量元素含量异常高值分布数据统计（一） （wB/10-6）
① 周义平，云南煤中某些微量元素和有毒元素的研究.云煤科技，1985，3～4：2～8.
续表
主要是碳 C。
煤炭是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。
煤作为一种燃料，早在800年前就已经开始。煤被广泛用作工业生产的燃料，是从18世纪末的产业革命开始的。随着蒸汽机的发明和使用，煤被广泛地用作工业生产的燃料，给社会带来了前所未有的巨大生产力，推动了工业的向前发展，随之发展起煤炭、钢铁、化工、采矿、冶金等工业。
煤炭除了作为燃料以取得热量和动能以外，更为重要的是从中制取冶金用的焦炭和制取人造石油，即煤的低温干馏的液体产品—煤焦油。
扩展资料：
煤炭被人们誉为黑色的金子，工业的食粮，它是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一，进入二十一世纪以来，虽然煤炭的价值大不如从前，但毕竟目前和未来很长的一段时间之内煤炭还是我们人类的生产生活必不可缺的能量来源之一。
煤炭是地球上蕴藏量最丰富，分布地域最广的化石燃料。构成煤炭有机质的元素主要有碳、氢、氧、氮和硫等，此外，还有极少量的磷、氟、氯和砷等元素。
中国是世界上最早利用煤的国家。辽宁省新乐古文化遗址中，就发现有煤制工艺品，河南巩义市也发现有西汉时用煤饼炼铁的遗址。
煤炭的用途十分广泛，可以根据其使用目的总结为三大主要用途：动力煤、炼焦煤、煤化工用煤，主要包括气化用煤，低温干馏用煤，加氢液化用煤等。
参考资料来源：百度百科-煤炭
通常说煤炭，有的地方习惯叫石炭。但煤不是碳。煤是由古代植物遗体埋在地层下或在地壳中经过一系列非常复杂的变化而形成的。是由有机物和无机物所组成的复杂的混合物，主要含有碳元素，此外还含有少量的氢、氮、硫、氧等元素以及无机矿物质（主要含硅、铝、钙、铁等元素）。煤的结构复杂。视频（煤的组成和分类）
无烟煤
（含碳量95%左右）
煤的主要成分
煤的组成以有机质为主体，构成有机高分子的主要是碳、氢、氧、氮等元素。煤中存在的元素有数十种之多，但通常所指的煤的元素组成主要是五种元素、即碳、氢、氧、氮和硫。在煤中含量很少，种类繁多的其他元素，一般不作为煤的元素组成，而只当作煤中伴生元素或微量元素。
一、煤中的碳
一般认为，煤是由带脂肪侧链的大芳环和稠环所组成的。这些稠环的骨架是由碳元素构成的。因此，碳元素是组成煤的有机高分子的最主要元素。同时，煤中还存在着少量的无机碳，主要来自碳酸盐类矿物，如石灰岩和方解石等。碳含量随煤化度的升高而增加。在我国泥炭中干燥无灰基碳含量为55～62％；成为褐煤以后碳含量就增加到60～76.5％；烟煤的碳含量为77～92.7％；一直到高变质的无烟煤，碳含量为88.98％。个别煤化度更高的无烟煤，其碳含量多在90％以上，如北京、四望峰等地的无烟煤，碳含量高达95～98％。因此，整个成煤过程，也可以说是增碳过程。
二、煤中的氢
氢是煤中第二个重要的组成元素。除有机氢外，在煤的矿物质中也含有少量的无机氢。它主要存在于矿物质的结晶水中，如高岭土(Al203·2Si02·2H2O)、石膏(CaS04·2H20 )等都含有结晶水。在煤的整个变质过程中，随着煤化度的加深，氢含量逐渐减少，煤化度低的煤，氢含量大；煤化度高的煤，氢含量小。总的规律是氢含量随碳含量的增加而降低。尤其在无烟煤阶段就尤为明显。当碳含量由92%增至98％时，氢含量则由2.1%降到1%以下。通常是碳含量在80～86％之间时，氢含量最高。即在烟煤的气煤、气肥煤段，氢含量能高达6.5％。在碳含量为65～80％的褐煤和长焰煤段，氢含量多数小于6％。但变化趋势仍是随着碳含量的增大而氢含量减小。
三、煤中的氧
氧是煤中第三个重要的组成元素。它以有机和无机两种状态存在。有机氧主要存在于含氧官能团，如羧基(--COOH)，羟基(--OH)和甲氧基（--OCH3)等中；无机氧主要存在于煤中水分、硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐和氧化物中等。煤中有机氧随煤化度的加深而减少，甚至趋于消失。褐煤在干燥无灰基碳含量小于70％时，其氧含量可高达20％以上。烟煤碳含量在85％附近时，氧含量几乎都小于10％。当无烟煤碳含量在92％以上时，其氧含量都降至5%以下。
四、煤中的氮
煤中的氮含量比较少，一般约为0.5～3.0％。氮是煤中唯一的完全以有机状态存在的元素。煤中有机氯化物被认为是比较稳定的杂环和复杂的非环结构的化合物，其原生物可能是动、植物脂肪。植物中的植物碱、叶绿素和其他组织的环状结构中都含有氮，而且相当稳定，在煤化过程中不发生变化，成为煤中保留的氮化物。以蛋白质形态存在的氮，仅在泥炭和褐煤中发现，在烟煤很少，几乎没有发现。煤中氮含量随煤的变质程度的加深而减少。它与氢含量的关系是，随氢含量的增高而增大。
五、煤中的硫
煤中的硫分是有害杂质，它能使钢铁热脆、设备腐蚀、燃烧时生成的二氧化硫(SO2)污染大气，危害动、植物生长及人类健康。所以，硫分含量是评价煤质的重要指标之一。煤中含硫量的多少，似与煤化度的深浅没有明显的关系，无论是变质程度高的煤或变质程度低的煤，都存在着有机硫或多或少的煤。 煤中硫分的多少与成煤时的古地理环境有密切的关系。在内陆环境或滨海三角训平原环境下形成的和在海陆相交替沉积的煤层或浅海相沉积的煤层，煤中的硫含量就比较高，且大部分为有机硫。 根据煤中硫的赋存形态，一般分为有机硫和无机硫两大类。各种形态的硫分的总和称为全硫分。所谓有机硫，是指与煤的有机结构相结合的硫。有机硫主要来自成煤植物中的蛋白质和微生物的蛋白质。煤中无机硫主要来自矿物质中各种含硫化合物，一般又分为硫化物硫和硫酸盐硫两种，有时也有微量的单质硫。硫化物硫主要以黄铁矿为主，其次为白铁矿、磁铁矿((Fe3O4)、闪锌矿(ZnS)、方铅矿(PbS)等。硫酸盐硫主要以石膏(CaSO4·2H20)为主，也有少量的绿矾 (FeSO4·7H 20 )等。
