关于页岩气产出中的污染问题研究

一字千军

关于页岩气产出中的污染问题研究

摘要：页岩气开采在美国遭到了来自农民、居民和公共利益群体以及地方政府的强烈反对，原因是页岩气开采耗水量大，而且还需要注入剧毒化学物，这些化学物质渗入地下水从而污染了水源。防止污染的办法是不宜急于复制美国的“页岩气革命”；制订完备的环保法规；开采中安装相关设备，并完善施工工艺。

关键词：页岩气 污染 地下水

引言：今后几年是国际形势频繁动荡以及我国战略崛起的敏感期，因此能源问题是一个突出问题。在能源问题中页岩气的开采问题比较复杂，如果页岩气开采失序，将出现对页岩气资源大面积的掠夺性、破坏性开采，有可能诱发生态灾难或引发社会动荡。为防止减少页岩气产量，保障国家的能源供应，必须加强页岩气产出中的污染问题研究。页岩气开采中一旦破坏了地下资源，危及了国家的能源安全，那么环境破坏者们很有可能以“经是好经，但让歪嘴和尚念坏了”以及“监管不到位”等理由为借口，将责任推卸给国家的现行体制。

正文：

1概述

页岩气开采在美国遭到了来自农民、居民和公共利益群体以及地方政府的强烈反对，原因是页岩气开采耗水量大，而且还需要注入剧毒化学物，这些化学物质渗入地下水从而污染了水源。水力压裂法开采天然气需用的剧毒化学品用量巨大。科罗拉多州佩奥尼亚内分泌紊乱交流中心主任西奥.科尔伯恩研究查明了可能是页岩气钻探压裂液成分的65种化学品，包括苯、乙二醇醚、甲苯、2-(2-甲氧基乙氧基)乙醇和壬基酚等。所有这些化学品与人体过量接触时都会对健康不利。迄今为止，压裂液注入地下后的流向问题很少进行取样分析。岩层并不防渗，页岩在压裂技术的作用下可能变成高透水岩。

2面临的问题

页岩气是一种以游离或吸附状态藏身于页岩层或泥岩层中的非常规天燃气。到2015年末，仅页岩气开采阶段设备需求超过150亿元，但巨大的问题也摆在中国面前。

2.1因缺水造成的争水问题。中国页岩气储量丰富的地方也恰恰都是缺水的地方。而页岩气开采需要大量的水，这是没办法解决的难题。据报道，开采一口页岩气井通常需要20万吨水。在页岩气开发的“十二五”规划中，像华北地区、准噶尔盆地、吐哈盆地、鄂尔多斯盆地都是严重缺水地区，在陕西和四川大规模开发页岩气可能出现“争水”的社会发展难题。现有的页岩气开采过程，是将以百万升计的水、沙子和化学药剂一起注入页岩井下，压裂岩层，使页岩气溢出。非政府研究机构WRI表示，在美国，仅钻井就需要20万至250万升水，水力压裂环节对水的需求量则高达700万至2300万升。

2.2地下水污染问题。美国地广人稀，所以对地下水的需求量不高，具体美国地下水污染到什么程度，连美国人自己都不清楚。地下水一旦污染，几百年都难以治理。美国杜克大学的研究人员24日在美国《国家科学院学报》上报告说，他们分析了宾夕法尼亚州东北部马塞勒斯产气区的141口私人饮用水井，发现约82%水井的水样中含有甲烷。在一些极端案例中，甲烷污染非常危险：居民有时能点燃水龙头中流出的气体。在压裂过程中，泥沙和化学物质可能从管道中渗漏，造成浅层地下水的污染；也可能通过断裂、裂缝自地下深处移至地表或浅层，造成地层的污染。页岩气开采在地表以下的污染在地面上难以发现，因此监测是很难的。

2.3地表水污染问题。据了解，页岩气的废水处理费用约占页岩气开采成本的10%左右。在开采中，有十分之一至四分之三的水会回流到地表，这些回流水中都包含有毒化学药品。回收的水除用于下次水力压裂外，也可以将其储在废水池内，还可能将其直接排入地表水。回流水必须被妥当处理，所实行的无害化处理技术必须过关，能利用的全部利用，不能利用的一律做无害化处理，无害化处理以后应该请当地环保相关部门逐个审查，批准后确定对环境没有危害才能全部结束。有媒体称：“页岩气开采可能导致气井周围半径一公里范围内的饮用水被甲烷、乙烷和丙烷污染。

3防止污染的办法

3.1不宜急于复制美国的“页岩气革命”。如果不论企业的环保能力放开开发页岩气田，就会造就类似煤炭污染的无数个“黑山西”式灾难。有必要说明的是：“中小企业千军万马齐上阵”开采页岩气的办法若被采纳，生态灾难将不可避免。中国开采页岩气引起的缺水和环境污染问题实际将比美国严重得多。中国不宜急于复制美国的“页岩气革命”，不宜用财政补贴手段做“拔苗助长”的无用功。德国政府由于页岩气开采的污染，已经暂停了页岩气的开发。德国环境部长亨德里克斯(Barbara Hendricks)表示，德国在可预见的未来将不会有页岩气压裂。亨德里克斯称，保护饮用水和健康是德国最为重视的事情。

3.2制订完备的环保法规。页岩气产业有可能是虚假繁荣，一些钻井公司留下了堆积如山的债务。美国国会2005年通过的一项法律《安全饮用水法》赋予石油产业的水力压裂作业豁免权，这样企业向地下饮用水源注入有害物质将不被检查，水力压裂作业不受美国环境保护法约束。中国开采页岩气要环保法律先行，避免走稀土开采带来严重环境破坏的覆辙，中国决不能走美国走过的弯路。国务院发展研究中心研究员张永伟警示道：“在中国页岩气大规模开采前，如果不能建立环境保护的框架，那么未来的开采可能就是一场灾难。”

3.3开采中安装相关设备，完善施工工艺。采用水力压裂法进行页岩气开采的气井必须安装相关设备，以减少可挥发性有机化合物及其他有害空气污染物的排放，如苯和正己烷等。施工不当也是致页岩气开采污染地下水的原因之一，钻井作业也需要在今后进一步改善，防止出现有缺陷的气井建设。研究水力压裂法相关环境问题的康奈尔大学科学家曾表示，气井的故障来自于不当安装和不恰当的水泥混合比例。一些论文将天然气向水体渗透的原因归结于天然气井水泥套管故障，这与之前许多研究天然气井水泥套管渗透的结果一致。宾夕法尼亚州的监察员发现，自页岩气大开发以来建设的钢铁和水泥气井套管中，有9%已遭损害。而2009年之后建设的新气井，尤其是该州西北部地区的气井，危险系数更高。

结论：页岩气开采必须环保先行，否则宁可停下施工，也不要走先污染后治理的弯路。

参考文献：

1. 作者：袁志丽 发布时间：2015-01-12 来源：中国经济网 《美国页岩气革命其实是个骗局》

2. 作者：德玛西亚希 发布时间：2015-03-03 来源：网络 《被柴静吹上天的开放页岩气开采权，根本就是一个骗局和灾难》

3. 作者：高戈里 发布时间：2013-11-16 来源：网络 《“千军万马”开发页岩气将祸国殃民》

4. 作者：赵小侠 发布时间：2014-07-08 来源：环球网《德因担心地下水受污染 将中止页岩气钻探》

5. 作者：冯昭奎 发布时间：2014-09-16 来源：环球时报《中国页岩气开采不能拔苗助长》

6. 作者：哈菲兹.艾哈迈德2013-01-14 09:21来源：新华国际《美媒：页岩气革命其实是个骗局》

7. 作者：中石化党组成员王志刚2014-10-18 13:42 来源：新浪财经《页岩气开发不会污染环境》

8. 作者：佚名 2014-03-25 09:04来源：网络《页岩气开采将加快须关注环境污染》

9. 作者：佚名2013-07-08 14:17 来源：《能源》《页岩气开采必然污染地下水吗？》

10. 作者：佚名2013-06-27 09:28来源：中国科学报《页岩气开采污染地下水 或为钻井施工不当所致》

11. 作者：高凌云2012-05-14 07:21来源：南都网 《页岩气开发中国提速德国暂停 专家称环境污染或酿灾难》

12. 作者：佚名2014-09-26 12:48:44来源：中国新闻网《页岩气开发污染美两州饮用水》