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如何避免页岩气开采导致水资源污染

发布时间:2019-08-15 18:58:23 编辑:笔名

  中国要开采页岩气,面临着水资源不足、污水排量剧增等问题。此外,还存在开采技术人员短缺、基础设施建设不足等因素。但是,朝着确保能源自给自足目标前进的中国政府,迟早会采取举全国之力开发页岩气的政策。当然,随着开发,预计也将出现巨大的。

  水压致裂使用的水会成为加注时的回流水和生产水,从地表喷出。有研究表明,这些废液未来可能引发重大的。

  水压致裂法的水质污染问题

  水压致裂溶液中含有表面活性剂、防腐剂、盐酸类(2~5%浓度)、阻垢剂、杀菌剂、支撑剂(微砂)和挖掘时产生的天然辐射物质(镭、铀、锶)等,药剂的调配方法和加注频率等属于开采商的企业秘密,并不公开。

  对于问题,开采商作出了以下反驳:

  1.页岩层位于地下数千米深处,注水的位置甚至不会漏气,因此对表层的地下水层完全没有影响;

  2.使用的药剂对环境无害,许多对水质污染的担忧只是杞人忧天。

  而且,美国署(EPA)也提出了指导标准,要求页岩开采层与地下水层要相隔1英里(1.6km)以上。

  在理论上,加注到地下2000米~4000米深处的致裂溶液应该影响不到地面,然而,地下存在着大量的断层和裂缝,致裂溶液透过这些裂缝影响着水源。已有报告表明,由于注水管在地表附近断裂造成的泄漏、废液贮槽的泄漏、飓风造成废液池损坏等原因,已出现了地下水和河流受到污染的情况。

  废液处理难在何处?

  水净化的基本方法首先是分离固体和液体,这一步相当困难。

  水压致裂法之所以得到普及,原本依靠的就是支撑剂,也就是使微砂与水不轻易分离的技术。从致裂溶液注入口到2000米~6000米深处的配管,为了防止砂水分离,使用了高浓度的胶凝剂、高粘度剂和凝固调节剂,因此处理废液时使用的分散剂和破乳剂等几乎起不到作用。由于无法进行沉淀分离,因此蒸发罐方式(利用热量蒸发水分)是进行终处理的有效办法,但这种方式的能源成本高,而且酸性大,容易造成机器腐蚀。

  方法有以下几种:(1)排入河流和公共水域;(2)运送至公共厂;(3)在枯竭的油井、气田实施地下注射处理;(4)作为水压致裂用水进行再利用。目前,基本上是采用地下注射法,注射的对象则是废弃的矿井。

  全美每年的地下注射量约为30亿吨,Marcellus地区每天注射到地下的废液多达22万吨。地面污水坑的废液泄漏也是一大问题。环境非政府组织甚至断言, 页岩气革命的成功是建立于环境污染之上 。

  38起诉讼正在进行

  美国宾夕法尼亚州土地信托协会对Marcellus地区43个开采点进行调查的结果(2010年报告)显示,违法情况共有1435件,其中,严重影响环境的违法行为有952件。

  关于水压致裂引发的环境污染问题,全美共有38起诉讼正在进行。诉讼数量多的宾夕法尼亚州为12起,德克萨斯州为8起,之后依次是路易斯安那州、西弗吉尼亚州。水压致裂引发环境污染的诉讼遍布全美各地,互联上登载了大量的具体事例,例如 水管里流出黄色的水 、 水龙头喷火 等。今后,保护水环境估计会成为 页岩气革命 的决定因素。

  水压致裂法使用大量的水资源,因此,把废液作为水压致裂用水进行再利用是理想的方式,然而,这种方式面临着诸多的课题。

  去除悬浮固体

  去除结垢产物

  去除盐分

  去除微生物杀菌剂

  去除挖掘坑井时产生的天然辐射物质(锶、镭等)

  能够应用于解决以上课题的处理技术有废液蒸馏法、膜分离法、臭氧注射、化学药品处理等。而日本在此类方面全球。

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