余源

摘要：近年來(lái)，頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，對(duì)世界能源格局產(chǎn)生了重要影響。頁(yè)巖氣在全球范圍內(nèi)大量開(kāi)采的同時(shí)，產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題也日益嚴(yán)重，引起了國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注。本文針對(duì)現(xiàn)價(jià)段開(kāi)采過(guò)程中出現(xiàn)環(huán)境污染關(guān)鍵問(wèn)題，客觀分析了其現(xiàn)狀，并充分結(jié)合已有研究成果和國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，提出了應(yīng)對(duì)新型能源時(shí)代所帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題的解決措施。

關(guān)鍵詞：頁(yè)巖氣；環(huán)境污染；大氣污染；對(duì)策；措施

一、我國(guó)頁(yè)巖氣儲(chǔ)存狀況

據(jù)美國(guó)能源情報(bào)署估計(jì)，我國(guó)頁(yè)巖氣的儲(chǔ)量世界第一，為36萬(wàn)億m3，遠(yuǎn)高于美國(guó)的24萬(wàn)億m3，約占全球總儲(chǔ)量的20%。我國(guó)的頁(yè)巖氣儲(chǔ)層分布廣泛，古生界頁(yè)巖氣資源量是中生界的2倍，平面分布以南方和西北地區(qū)為主，四川盆地、鄂爾多斯盆地的古生界等是頁(yè)巖氣勘探的主要層系。

二、頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)過(guò)程中的主要環(huán)境問(wèn)題

2.1水力壓裂過(guò)程中使用壓裂液的潛在風(fēng)險(xiǎn)。水力壓裂技術(shù)是目前開(kāi)采頁(yè)巖氣使用最為廣泛的技術(shù)之一，頁(yè)巖氣水力壓裂技術(shù)主要使用砂子和水，通常情況下壓裂液的成份為：99.53%的水和砂子，0.05%的降阻劑，0.05%的抗菌劑，0.03%的鹽酸以及0.01%的防垢劑，其中的化學(xué)添加劑達(dá)250余種，包括苯、甲苯、二甲苯等這些已知的人類(lèi)致癌物，并且是被美國(guó)政府法律管制的污染物。壓裂液中含有多種致癌有害物質(zhì)，且使用量巨大，潛在風(fēng)險(xiǎn)極高。

2.2壓裂造成的地下水污染問(wèn)題。頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)過(guò)程中引起水體污染的途徑很多：（1）水力壓裂施工過(guò)程中需要使用壓裂液壓開(kāi)地層、攜帶支撐劑，但是壓裂液含有緩蝕劑、除垢劑、降阻劑等化學(xué)添加劑，壓裂作業(yè)并不能完全返排，致使這些化學(xué)物質(zhì)殘留在地層中，污染地下水。（2）壓裂返排液會(huì)混合重金屬、烴類(lèi)物質(zhì)和水溶性鹽類(lèi)等，對(duì)偏遠(yuǎn)地區(qū)的井場(chǎng)來(lái)說(shuō)，返排液無(wú)論是就地處理還是外輸至污水處理廠都是棘手的問(wèn)題，處理不當(dāng)便會(huì)污染水質(zhì)。水體一旦受到污染，將很難采取措施進(jìn)行恢復(fù)，尤其是我國(guó)賦存頁(yè)巖氣的區(qū)域常常地質(zhì)條件復(fù)雜，地下裂縫、溶洞等發(fā)育，地下水環(huán)境復(fù)雜，濾失和泄漏的污染物處理非常困難。

2.3淡水資源的大量消耗問(wèn)題。在美國(guó)，采用水力壓裂法的頁(yè)巖氣開(kāi)采是耗水量最多的行業(yè)之一，水平井壓裂的用水量是直井壓裂用水量的5倍左右。頁(yè)巖氣資源一般深埋在地下1500—3000m以上的地方，如果開(kāi)采一口水平井鉆井和壓裂所需水量約100—500萬(wàn)加侖（約4000—2萬(wàn)t）。壓裂過(guò)程用水量最大，可達(dá)總用水量的90%以上，鉆井作業(yè)用水量也較多，壓裂后的設(shè)備沖洗和清潔用水相對(duì)較少。

2.4大氣污染問(wèn)題。頁(yè)巖氣的最主要、最基本的成分是甲烷氣體，甲烷氣體是導(dǎo)致全球氣體變暖的主要溫室氣體之一。盡管甲烷在大氣中停留的時(shí)間僅為 CO2的1/10，但在質(zhì)量相同的情況下甲烷比CO2產(chǎn)生的溫室效應(yīng)影響強(qiáng)好幾十倍。研究表明天然氣燃燒產(chǎn)物經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜光化學(xué)反應(yīng)還會(huì)產(chǎn)生新的污染，在美國(guó)的某些地方，頁(yè)巖氣大規(guī)模開(kāi)發(fā)引起了地面臭氧煙霧污染，導(dǎo)致臭氧煙霧達(dá)到了污染臨界值。

2.5其他方面的影響。頁(yè)巖氣資源勘探開(kāi)發(fā)是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，除對(duì)水資源、大氣和地質(zhì)影響外，還對(duì)當(dāng)?shù)厣a(chǎn)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。主要表現(xiàn)在：①影響當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)道路環(huán)境。頁(yè)巖氣資源開(kāi)發(fā)需要的重型設(shè)備多，這些設(shè)備會(huì)擾亂道路使用模式、居住條件，加重道路超負(fù)荷。②大量機(jī)械設(shè)備、車(chē)輛產(chǎn)生的噪音污染影響了當(dāng)?shù)鼐用竦恼Ｉ?。③改變了?dāng)?shù)刈匀画h(huán)境，破壞了動(dòng)物棲息地，造成生物多樣化喪失及引入外來(lái)物種等問(wèn)題。④環(huán)境問(wèn)題處理不當(dāng)容易引發(fā)社會(huì)問(wèn)題。在頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)中，生態(tài)環(huán)境破壞、水體污染和土地利用改變?nèi)绻荒苷_處理，會(huì)引發(fā)社會(huì)問(wèn)題，如公眾的抗議活動(dòng)和居民的污染投訴等

三、頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的環(huán)保對(duì)策建議

3.1高效、配套技術(shù)的應(yīng)用可減少對(duì)環(huán)境的破壞。在健康和安全環(huán)節(jié)，技術(shù)上采用有害氣體探測(cè)儀，如二氧化硫感應(yīng)器、甲烷紅外氣體分析器等，并制定緊急情況反應(yīng)預(yù)案，對(duì)作業(yè)者進(jìn)行日常培訓(xùn)。在空氣質(zhì)量的保證方面，使用雙燃料（柴油和天然氣）技術(shù)設(shè)備，以減少溫室效應(yīng)排放；運(yùn)輸環(huán)節(jié)可采用管道運(yùn)輸，從而減少運(yùn)輸出現(xiàn)的氣體泄漏和交通壓力；噪音問(wèn)題可以采用隔音板等裝置，并與當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)保組織合作，以保證生物棲息地安全。

3.2開(kāi)發(fā)取水處理措施。在頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)取水方面，建議進(jìn)入大規(guī)模開(kāi)發(fā)階段之前盡早考慮水資源論證工作，預(yù)防大量取水給局部地區(qū)造成水資源短缺及匱乏的風(fēng)險(xiǎn)。開(kāi)展壓裂液與地下水污染的機(jī)理研究，放射性物質(zhì)跟蹤實(shí)驗(yàn)，研發(fā)水力壓裂所含有毒有害化學(xué)外加劑的替代品，在現(xiàn)有處理方法的基礎(chǔ)上，探索更為行之有效的生產(chǎn)及壓裂廢水處理方法。

3.3嚴(yán)格執(zhí)行安全生態(tài)環(huán)保措施。在頁(yè)巖氣勘探、開(kāi)發(fā)和井場(chǎng)建設(shè)過(guò)程中，嚴(yán)格執(zhí)行安全及生態(tài)環(huán)保措施，采取準(zhǔn)確定位、叢式井組等先進(jìn)技術(shù)避免或減少對(duì)地表和植被造成破壞。盡量少占農(nóng)田和耕地，勘探開(kāi)采結(jié)束后，嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家生態(tài)環(huán)保有關(guān)要求，恢復(fù)地表植被。

3.4開(kāi)展科學(xué)研究和技術(shù)攻關(guān)。大力開(kāi)展頁(yè)巖氣開(kāi)采技術(shù)研究，依靠技術(shù)進(jìn)步來(lái)從根本上避免環(huán)境污染。據(jù)了解，國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心已將頁(yè)巖氣開(kāi)采壓裂液循環(huán)使用及排放對(duì)區(qū)域環(huán)境影響評(píng)價(jià)、頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)水體中重金屬變化研究等列入“十二五”重點(diǎn)科研攻關(guān)課題，力圖為大規(guī)模頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)提供生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，彌補(bǔ)此領(lǐng)域國(guó)內(nèi)研究空白。

四、結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段我國(guó)在頁(yè)巖氣資源開(kāi)采利用過(guò)程中，在追求高效經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，更應(yīng)該注重去解決頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)造成的環(huán)境污染問(wèn)題，應(yīng)以預(yù)防為主，治理為輔的原則進(jìn)行頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)環(huán)境保護(hù)。在出臺(tái)相應(yīng)法律法規(guī)的途中，還應(yīng)加強(qiáng)頁(yè)巖氣開(kāi)采技術(shù)研究，依靠先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)力量從根本環(huán)節(jié)上避免環(huán)境污染問(wèn)題的出現(xiàn)。

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