页岩气开采导致的水资源污染能否避免？

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上篇文章已经提到，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环境破坏。

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环境污染。

【3.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。

对于水质污染问题，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，美国环境保护署（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（1.6公里）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）是进行最终处理的有效办法，但这种方式的能源成本高，而且酸性大，容易造成机器腐蚀。

废液处理方法有以下几种：（1）排入河流和公共水域；（2）运送至公共污水处理厂；（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。诉讼数量最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，互联网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最理想的方式，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、臭氧注射膜处理法、化学药品处理等。而日本在此类水处理技术方面领先全球。

【4.页岩气革命将给日本企业带来哪些商机？】

页岩气革命虽然发起于美国，但今后，随着全世界都开采页岩气，大量的相关业务也将应运而生。那么，日本企业从中能够获得哪些与页岩气相关的业务呢？大型贸易公司如今正在积极购买页岩气田的权益及涉足液化气业务。

最值得期待的当属与LNG（Liquid Natural Gas）、CNG（Compressed Natural Gas）运输相关的业务。

在LNG船、LNG油罐车、LNG压缩机和LNG泵等领域，川崎重工业公司、三菱重工业公司、荏原制作所公司等企业实力雄厚。而日挥公司、千代田化工建设公司、IHI公司、三菱重工、明星工业公司、东洋火热工业公司、石井铁工所公司等企业则在天然气液化、接收设备方面具有优势。

此外，在以页岩气为原料制造化工产品方面有三菱化学公司，在尿素制造成套设备方面有IHI、千代田化工建设、东洋工程公司备受关注。在页岩气开采现场，机动灵活的建筑机械大都出自小松制作所公司、日立建机公司。关于这些，不少媒体都有报道，笔者不再赘述。

期待企业经营者做出英明决断

【5.日本水处理相关企业的商机何在？】

就在页岩气革命向全世界扩大的背后，水质污染也在逐渐加剧。长此以往，必将给未来埋下严重的祸根。

在率先着手开发的美国，联邦政府终于行动了起来，能源部和各州政府相互协调，开始着手制定“为进行受国民信赖的页岩气开发和生产活动而减少环境负荷的指导方针”。这正是日本水处理企业亮相的好时机，而现如今，日资企业却几乎没有任何表现。

日本企业拥有领先全球的水处理单元技术（蒸馏、膜处理、药品处理）和装置小型封装化能力，但是，由于摆脱不了在日本国内市场上的消耗战，这些企业没有针对日益扩大的海外水市场制定发展战略。因此，在页岩气相关市场上的表现也不尽如人意。

据Lux Research调查，北美页岩气相关水市场的规模约为90亿美元。笔者带着教条、偏见与期待，为水相关企业涉足页岩气相关领域提供几个建议。

只要能紧紧抓住这场在全世界掀起的页岩气革命，日本企业就能获得巨大的商机。希望各位企业经营者能够作出英明地决断。（日经能源环境网 供稿）