目前，我國正逐步推進頁巖氣的勘探和研究工作，但其對環(huán)境的影響尚缺乏科學(xué)評價和規(guī)范管理。頁巖氣開發(fā)對環(huán)境的主要影響是水力壓裂所用的化學(xué)物質(zhì)對地下水的潛在污染和地下爆破對地表的影響，另外還有空氣污染、土壤污染、噪聲污染以及棲息地喪失等。

頁巖氣勘探開發(fā)過程中，道路開辟與硬化、井場建設(shè)、設(shè)備、工人住宿用地和管道鋪設(shè)等需要占用大量的土地資源。一口頁巖氣井的水力壓裂動輒需要耗水上萬立方米，壓裂儲液池的建造、罐車及壓裂車設(shè)備的布置等大幅增加了對土地的需求量。在未開發(fā)的偏遠地區(qū)，井場建設(shè)會破壞大面積野生植被，影響野生動物的生存環(huán)境。降水量較大的情況下，地表侵蝕難以避免，甚至?xí)霈F(xiàn)局部的泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害；在人口稠密地區(qū)，則會占用大量的耕地或居住用地，導(dǎo)致土地資源緊張。

而與常規(guī)天然氣藏的開發(fā)相比，頁巖氣開發(fā)所必需的水平井鉆井和水力壓裂技術(shù)的耗水量巨大。以美國頁巖氣開采為例，美國多個頁巖氣田的統(tǒng)計表明，絕大多數(shù)生產(chǎn)井的用水量在7500—15000立方米之間，其中水力壓裂用水量占70%以上。盡管頁巖氣開發(fā)用水量占地區(qū)用水總量的比例很小，僅為0.1%—0.8%，但短期內(nèi)汲取大量水資源仍不免對當(dāng)?shù)氐挠盟峙湓斐蓻_擊。對比我國各省份的水資源承載力，我國頁巖氣發(fā)展規(guī)劃指定的13個重點省份中有7個是水資源短缺地區(qū)；另外，川、渝、云、貴、贛在近年來都頻繁遭受嚴重干旱的困擾。頁巖氣開發(fā)時巨大的耗水量必然會給當(dāng)?shù)卣５纳a(chǎn)、生活帶來困擾。此外，頁巖氣開發(fā)所用水力壓裂液的主要成分是水和砂粒，還有0.5%—2%的各種化學(xué)添加劑。常用的有稀鹽酸、瓜膠、硼酸鹽、聚丙烯酰胺、礦物油、檸檬酸、氯化鉀等，用于提高壓裂液的造縫、攜砂能力，降低摩阻等。這些添加劑的使用也是導(dǎo)致水污染的重要隱患。

頁巖氣中80%的氣體是甲烷，而甲烷是一種溫室效應(yīng)比二氧化碳更強的氣體，同等質(zhì)量的甲烷氣體的溫室效應(yīng)是二氧化碳的數(shù)十倍。據(jù)保守估計，壓裂液返排過程中頁巖氣的平均排放量約占頁巖氣井預(yù)測總產(chǎn)量的1.6%，后續(xù)的多段壓裂段塞鉆穿井過程中的頁巖氣逸散量約占0.3%。儲層壓力越大，甲烷氣的逸散量就越多。耗時較長的水平井鉆井、完井和壓裂過程，致使頁巖氣開發(fā)甲烷泄漏量高于常規(guī)天然氣開發(fā)。

頁巖氣鉆井和壓裂過程中的噪聲污染也不可忽視，尤其是對于靠近村落及城鎮(zhèn)的施工地點。井場建設(shè)中大量重型機械的運作和交通運輸、水平井鉆井和壓裂施工都會產(chǎn)生高分貝噪聲。井場建設(shè)和交通運輸可以通過限定作業(yè)時間來規(guī)避噪聲對周邊居民區(qū)正常生活作息的影響；而水平井鉆井的長期性、鉆井和壓裂操作的連續(xù)性則無法從根源上消除噪聲污染。后續(xù)天然氣輸送過程中，壓縮機站的運行也將產(chǎn)生長期的噪聲污染，即便安裝了消音器也難以完全消除。

由柴油機造成的局部空氣污染亦不可忽視，機械和車輛要進行定時檢修。此外，井場交通運輸導(dǎo)致的揚塵污染也應(yīng)給予足夠重視，硬化路段或定期灑水都是抑塵的有效方法。在頁巖氣開發(fā)過程中有時會遇到天然放射性物質(zhì)含量高的地層，井場的工作人員必須特別注意。相關(guān)的廢液、廢渣等也要做特殊處理。

國人需要以辯證發(fā)展的眼光來看待頁巖氣勘探和開發(fā)。頁巖氣的開發(fā)能夠緩解我國的能源壓力，但也有可能給我們的生存環(huán)境帶來威脅。我們應(yīng)在系統(tǒng)分析頁巖氣勘探開發(fā)主要流程，如井場選址與建設(shè)、水平井鉆井、水力壓裂和投產(chǎn)等的基礎(chǔ)上，辨識其造成生態(tài)破壞和環(huán)境污染的主要因素以及可借鑒的技術(shù)和經(jīng)驗。結(jié)合我國頁巖氣資源的分布和勘探開發(fā)現(xiàn)狀，從政策法規(guī)、企業(yè)責(zé)任以及技術(shù)創(chuàng)新三個層面著手，來求得經(jīng)濟和環(huán)境效益的共贏，這也是我國頁巖氣開發(fā)過程中環(huán)境保護和管理應(yīng)努力的方向。

（作者單位：中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所）