加拿大学院委员会评价页岩气开采的环境影响

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	加拿大学院委员会评价页岩气开采的环境影响
	王立伟
	2014-05-15
所属快报	地球科学快报
出版年	2014
期	10
语种	中文
领域	地球科学
栏目	能源地球科学
中文关键词	页岩气开采 ; 环境 ; 影响
中文摘要	随着北美页岩气生产活动的加强，页岩气开采对当地环境和居民生活的影响明显加剧。但迄今为止，还没有权威的政府部门给出过页岩气开采污染环境的明确说法，以致有关争论越演越烈。2014年4月30日，加拿大学院委员会(Council of Canadian Academies，CCA)发布《加拿大页岩气开采对环境影响》（Environmental Impacts of Shale Gas Extraction in Canada）报告，全面揭示了页岩气开采对环境的各方面影响，同时，还指出页岩气开采必须采取具有针对性的科学管理策略，以认识和减少潜在影响。
情报分析_信息发布时间	41759
情报分析_信息来源性质	科研机构
情报分析_信息来源机构	加拿大学院委员会(Council of Canadian Academies，CCA)
情报分析_机构类别	科研机构
情报分析_信息来源国家	加拿大
情报分析_信息类别	科学计划与规划
情报分析_研究主题	加拿大学院委员会评价页岩气开采的环境影响
情报分析_研究内容	近年来，水平井和压裂技术的进步促进了页岩气的开发，并使其更具经济可行性。过去十年，加拿大页岩气开采活动快速发展，但没有对环境、公众健康和社会影响的监测及研究进行相应投资。未来，加拿大页岩气资源的开采可能跨越几十年，涉及数以万计的水力压裂水平井的钻探。为此，加拿大学院委员会进行了专题研究，结果发现，页岩气开采带来的主要问题是地下水和地表水的水质下降，以及温室气体（GHG）排放的增加，同时，还存在局部空气污染物释放和在地震活跃地区触发中小规模地震等的风险。 1 环境影响 1.1 对地下水和地表水的影响压裂化学物质和废水的意外排放，以及新的基础设施引起的水文和水渗透变化，可能会影响浅层地下水和地表水资源。天然气和卤水沿泄漏的钻井套管、岩石天然裂缝、旧废弃井、透水断层的向上迁移会使饮用地下水面临风险。如果天然气沿这些通道进行长时间的运移（卤水也有可能），那将对含水层水质产生潜在的实质性的累积影响。然而，目前还不了解返排水中化学品对人体健康和环境的潜在影响，也无法制定相应的补救措施。相对于地表活动，监测、评估和减缓地下化学物质和废水向上运移的影响更加困难。地下水最大的威胁来自现有的最佳方案不能保证对页岩气井气体泄漏的长期预防。由于天然气流量的大小（或负载）和含水层水文地球化学成分变化，所以特定井场气体泄漏的影响程度不同。同时，这些潜在的影响没有被系统地监测，现有推测依然存在不可靠性。因此，亟需发展有效且一致的监控方法。平均而言，单个水力压裂井约1/4～1/2的使用水返回地表。返排水是一种潜在的危险废物，因为它通常包含碳氢化合物（不等量的苯和其他芳烃）、压裂化学物质和从页岩中过滤出来的潜在危险成分（如盐、金属、非金属和天然放射性物质）。虽然现在返排水在压裂后普遍重新使用，但最终仍然有一小部分的处理面临技术挑战，而深废水注入处置措施可能仍是不可行的（例如在加拿大东部）。 1.2 温室气体排放从页岩中提取天然气替代石油和煤炭的能源作用，特别是用于发电，可能会减少化石燃料对环境的影响，并有助于减缓人为的气候变化。但是，页岩气开采是否能减少温室气体排放和减缓气候变化将取决于几个变量，包括替代的目标能源（煤、石油、核能及可再生能源），井口及输运系统的天然气泄露所产生的甲烷排放量。关于这些问题，专家们意见不一。一些人认为，下游温室气体排放的减少可能被上游的泄漏所抵消，并带来削弱低碳替代品市场发展和加强对高碳基础设施锁定的风险。其他人则认为，页岩气可以为低碳的未来提供一个桥梁。此外，由于二氧化碳被捕获并用于提高采收率或隔离在地下含水层（如高二氧化碳含量的霍恩河），将可能形成一个重要的二氧化碳排放源。 2 其他影响 2.1 对土地影响页岩气的大规模开发可能意味着加拿大未来长达几十年的页岩气生产和成千上万的页岩气井的钻探。这种发展将对本区域和广阔的土地产生影响。虽然难以对页岩气开采进行全面的影响评估，但应着眼于单井或井场，同时还必须考虑区域累积效应。页岩气开采需要大量的基础设施，包括道路、井场、压气站、管道和中转区等。相对于单独的个别井场，采用多井场和更长的水平井段可以减少对环境的影响，但是，大规模页岩气井和开发资源所需相关基础设施的累积效应仍然会给社区和生态系统带来重大影响。同时，页岩气开采地区未来的土地复垦程度具有很大不确定性，所以应考虑到可能出现的风险和金融负债。总体而言，页岩气开采对土地的影响可能包括森林砍伐、野生动物栖息地的破坏和土地使用对农业和旅游业的不利影响，但是，如果没有未来页岩气开采的位置、速度和规模等信息，将很难估计页岩气开采产生的影响。 2.2 对人类健康和社会的影响页岩气开采对人类健康和社会的影响还没有得到很好的研究。虽然页岩气开采将提供多样化的经济利益，但也可能对水和空气的质量，以及社会福祉产生不利影响，并以此作为农村和半农村地区页岩气产业快速发展的负面结果。潜在的社会影响包括卡车运输和大的瞬时劳动力的突然涌入引起的健康和安全问题，对个人和社区的社会心理影响则涉及到物理压力（如噪音），以及对行业和政府的可信性的缺乏。如果页岩气开采扩大，其对社区生活质量和福祉带来的风险将是一系列因素（如土地利用、水质、空气质量、农村宁静环境的损失等）的组合。这些因素与保持传统生活方式的原住民的关系尤其密切，有一些加拿大土著民族已经表示担心，页岩气开采可能影响他们的生活质量和他们的权利。 2.3 产生空气污染物尽管页岩气开采排放的空气污染物类似于常规天然气，但由于页岩气开采需要更大的工作量，所以开发每单位的页岩气将产生更多的空气污染物。这些污染物包括柴油机废气、碳氢化合物、挥发性有机化合物（如苯）和颗粒物。主要的区域空气排放问题是臭氧的生成，在某些情况下可能会影响空气质量。 2.4 开发过程中诱发地震虽然水力压裂作业可引起轻微地震，但是，大部分公众感受到的地震并不是由水力压裂本身造成的，而是通过污水回注所引发的。多数专家认为，水力压裂造成的地震是低风险的，而开采过程中的微震监测可以进一步减少这种风险。相比而言，深层注射水力压裂产生的污水和其他能源技术（如碳捕集与封存）引发地震的风险更高，但是可以通过精心选址和监控与管理使风险降到最低。 3 减缓措施在页岩气开采和进行环境监测之前，管理页岩气大规模开采带来的环境影响将不仅需要描述水和生态系统的知识，还需要构建一个强大的管理框架。其中，风险的有效管理框架将包括5个方面的不同措施：（1）页岩气开采和生产技术。设备和产品必须经过适当的设计，符合安装规格，并对可靠性进行测试和维护。（2）环境和公众健康风险的控制管理系统。设备及流程的安全管理与页岩气的开发和操作必须全面且严格。（3）建立有效的监管体系。在相应的科学驱动下制定页岩气开采的监管规定，这类以成果为基础的法规将具有很强的监控、检查和执行机能。（4）区域规划。为了解决累积影响，钻井和开发计划必须反映当地和地区环境条件，包括现有土地使用和环境风险。一些地区可能不适合当前的技术发展，而另一些可能需要具体的管理措施。（5）当地居民和利益相关者的参与。公众参与是必要的，不仅要告知当地的居民，而且要赢得他们的信任。同时，要为所有利益相关者提供透明的环境数据。上述措施需要环境监测项目的支持，以提供可靠的科学信息来制定和执行法规。目前，加拿大页岩气开采的监管框架正在发生变化且还有待验证。已经落实的页岩气开采早期阶段管理措施，包括环境监测，将有助于减少或避免一些潜在的负面环境影响，并允许采取自适应的管理方法。
原文题名	Environmental Impacts of Shale Gas Extraction in Canada
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文献类型	快报文章
条目标识符	http://119.78.100.173/C666/handle/2XK7JSWQ/177983
专题	地球科学
作者单位	中国科学院兰州文献情报中心
推荐引用方式 GB/T 7714	王立伟. 加拿大学院委员会评价页岩气开采的环境影响. 2014.

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