金彪等-ESPI:页岩气开采场地的化学污染防控

金彪 研究员

绿色低碳转型是全球能源行业发展的大趋势,页岩油气是保障我国能源安全,实现“双碳目标”的重要过渡资源。水平钻井和水力压裂技术是页岩油气开发的核心技术,其中水力压裂作业耗水量大,数以千计化学品被注入地层,最终返排产生废水回流地表。近年来,油气开发区域水资源保护是学界关注和争议的热点。同时,页岩油气开发场地的化学污染防控是实现减污降碳的有效途径之一,是实现绿色开发的重要工作内容,意义重大。
围绕上述问题笔者总结了近三年的重要文献,从化学指纹、地下衰减、废水处理等方面详细论述了水力压裂化学品的地下过程和风险,强调了持久、迁移性毒害化学污染物(persistent, mobile and toxic substances, 简称PMTs)可能对地下水环境构成危害。综合上述信息,笔者提出应采取基于风险的化学品环境管理策略,首要任务是甄别、筛选优先控制毒害化学污染物。同时,化学污染源头防控、场地污染预警和污水处理应做到有的放矢,重点针对容易在土壤和地下水中扩散迁移的毒害化学污染物(即PMTs)。

图1. 水力压裂过程示意图以及化学污染的可能途径

这项成果近期发表在Environmental Science:Processes and Impacts (ESPI) 期刊。参与此项研究的人员包括:韩民(博士研究生)、黄晨(硕士研究生)、金彪、张干研究员、挪威岩土研究所(NGI)的Hans Peter Arp 教授。相关工作获国家重点研发计划“页岩气开采场地特征污染物筛查与污染防控”资助。