环保物联网在涪陵页岩气开发环境监管中的应用研究

环保物联网是物联网技术在环境保护领域的智能应用,是促进战略性新型环保产业发展的重要手段.随着中国页岩气产业的快速发展,一系列环境问题日益凸显,为提高页岩气开发环境污染防控效率,以重庆涪陵页岩气勘探开发示范基地为研究对象,结合当前页岩气开发环境管理现状,介绍页岩气开发环保物联网基本架构,探讨环保物联网在页岩气开发环境监管中的应用,促进涪陵页岩气示范基地环境保护的精细化和智能化管理.     

中国页岩气开发过程环境管理现状与对策分析研究

中国页岩气资源储量丰富,随着页岩气商业勘探开发的不断推进,引发的生态环境问题日益突出.从页岩气开采工艺来看,开发对水、大气、土壤及生态地质环境等都有一定的影响.此外,中国页岩气开发过程中还存在法规标准体系不健全、监管机制缺乏、环境准入机制不明等问题.因此,针对页岩气开发所带来的环境风险,亟需完善法律法规与标准体系、严格监督管理、制定开发环境规划.同时,建设环保示范工程,加大环保科研投入,降低页岩气开发的环境影响,实现页岩气开发的绿色可持续发展.     

页岩气开发地下水污染风险评价指标体系构建

为分析页岩气开发对地下水环境风险的影响,采用文献计量学和频数统计法,进行页岩气开发地下水污染风险共性指标筛选,并通过分析页岩气开采环境的特征,进行页岩气开发地下水污染风险个性指标识别,构建了页岩气开发地下水污染风险评价指标体系.结果表明,页岩气开发的钻井、水力压裂和压裂返排以及返排后处理等阶段为发生污染地下水风险的主要环节,其中钻井阶段钻井液、水力压裂阶段压裂液、压裂返排阶段返排液和甲烷气体的泄漏是影响地下水环境的重要污染源;筛选出页岩气开发地下水污染风险共性指标14个,其中地下水埋深、含水层岩性、溶解性总固体和氨氮涉及行业项目多且频数占比较高,为核心评价指标;识别出页岩气开发地下水污染风险个性指标12个,分别为地质状况指标（断裂性质、褶皱发育状况）、开采过程污染物指标（返排液返排率、返排液回用率、钻井废水产生量、压裂废水产生量、钻井泥浆循环率、设备泄漏概率和废弃井分布）,以及地下水特征污染物（苯系物、放射性物质和甲烷含量及其碳同位素形态等）.研究显示,通过频数统计和理论分析识别页岩气开发地下水污染源,可以快速有效地确定页岩气开发对地下水环境影响因素,并构建地下水污染风险评价指标体系,对页岩气开发地下水环境管理具有重要参考价值.      

页岩气开发废水污染控制技术与环境监管研究

水力压裂是页岩气开采的核心技术,但在开发过程中会产生大量的废水,其废水复杂,处理难度高、环境危害大。为此,利用重庆涪陵页岩区块的返排水调研结果,并借鉴美国页岩气开发废水的成功管理经验,分析整理了压裂返排液的水质特点、处理方式及技术,对回用技术、外排技术选择进行了推荐。结合中国现有环境监管体系,对页岩气返排废水的处置方法提出了监管对策,为中国页岩气大规模开发产生的返排废水管理提供参考。     

页岩气开采对水环境的影响及其治理技术研究

页岩气是一种清洁、低碳、高储量的非常规天然气能源,已成为全国油气资源勘探开发的新亮点,其快速发展影响着世界能源格局.然而,页岩气开采带来了巨大的环境风险,如水污染、大气污染、固体废弃物污染和土壤污染等.文章主要分析了页岩气钻井过程、压裂过程及采气过程可能出现的水环境问题,如水资源消耗、地表水污染及地下水污染等;总结了针对不同类型废水的处置措施及处理技术,以期为处理页岩气开采过程中产生的不同类型的废水提供理论依据.     

页岩气开采过程风险因素分析及其安全对策

页岩气作为一种新型能源已受到世界各地的青睐,其高效率、低成本、安全开采成为当前研究的热点问题。在综述页岩气的成藏分布、开采技术现状的基础上,分析了页岩气开发过程中存在的环境灾害、地质灾害、甲烷泄漏灾害以及页岩气开采过程中钻井设备失效等安全风险,并从开采技术、安全管理、法律政策三个角度提出了相应的安全对策,以为我国页岩气的安全开采、高效和可持续开发利用提供参考。     

涪陵焦石镇页岩气开发区地下水质量评价

页岩气开发存在潜在污染源,在开采、运输、处理及处置不当的情况下,会对页岩气井场附近地下水造成污染。因此需要对页岩气开发区地下水质量进行评价,以确保用水安全。以涪陵焦石镇页岩气开发区一带为研究区,利用研究区内的地下水调查资料,采用单因子指数法对比分析了污染来源,并利用模糊数学法对该页岩气开发区浅层地下水质量进行了综合评价。结果表明:研究区浅层地下水中仅硬度和浊度2项评价因子超标,其他评价因子均达标,浅层地下水点未受到深部钻井液及钻屑、返排液等高矿化度液体及甲烷气体的污染;研究区浅层地下水质量总体较好,所取水样达到《地下水水质标准》(Ⅰ~Ⅲ类)的占96.23%,两个岩溶水点因井漏受到污染,不建议作为饮用水点。     

中国页岩气开发环境成本计量研究及政策建议

页岩气的开发过程中会产生潜在的环境污染问题且随着页岩气开发进程的推进,环境问题会逐渐凸显,因此对页岩气开发产生的环境问题进行量化描述显得尤为重要。针对页岩气开发带来的负面和正面环境影响,如水资源耗费、地下水污染、大气污染、生态环境破坏、地质灾害和替代煤炭节约的环境效益等,结合环境成本理论分别给出各方面环境成本的量化模型;综合各项环境成本因素,建立了页岩气开发环境成本量化模型,综合分析页岩气开发对环境的影响程度;建议完善页岩气企业环境成本信息披露体系,以环境报告书方式披露环境成本信息,增加透明度以消除公众疑虑,同时建立环境污染补偿机制,最大限度减少页岩气开发带来的环境成本。     

基于博弈论视角的美国页岩气开发环境政策分析及启示研究

受水平井技术及水力压裂技术的推动,美国实现了页岩气的规模开发和能源独立.而环境监管漏洞却成为制约美国页岩气产业发展的主要障碍.在此背景下,运用博弈论原理,构建了政府、页岩气开发商、居民三方博弈模型,给出了该模型均衡条件下的解,讨论了影响三方主体决策的主要因素.基于美国的经验,结合中国页岩气开发的实际,提出谨慎推进页岩气开发、注重页岩开发的环境评估、鼓励页岩气开发技术的创新、加强环境监管等建议.     

欧美页岩气水力压裂技术环境风险及管理措施剖析

水力压裂技术是页岩气开发中最为关键的技术之一。随着美国页岩气开发的成功,全球越来越多地关注水力压裂带来的环境影响。该文主要通过文献计量法、文献调研法和循证法等,较为系统地分析水力压裂技术及其作用、特点及引发环境风险的原因,并举例说明水力压裂可能带来地下水和地表水污染、增加甲烷排放、破坏生物多样性、诱发地震、增加水资源压力等环境风险,并通过案例分析相关的影响因素,还剖析了美、英、德、法、欧盟等采取的应对策略并对比,最后提出页岩气开发应开展水力压裂环境风险影响研究与评价、制定系统的监管政策、遴选替代技术、加强水资源评价与管理等对策建议。     

基于云模型的页岩气开发环境影响评价

从大气环境、噪声与土壤环境、水环境和生态、安全与可持续4个方面构建页岩气开发环境影响指标体系,并建立基于熵权法和云模型评价法的页岩气环境影响评价模型。针对四川省某国家级页岩气示范区进行实证分析,结果表明:该地区页岩气开发环境影响处于中等程度。页岩气开发对水环境影响最大,其次是对大气环境的影响,再次是对噪声与土壤环境,对生态、安全与可持续方面影响相对最小。该模型的评价结果与页岩气开发环境影响现状相符,最后根据评价结果提出相关政策建议。     

基于生命周期评价的页岩气开采返排-产出水处理技术选择

为探究页岩气开采废水(即返排-产出水)处理技术对环境生态的影响,针对页岩气开采废水的处理后内部回用以及达标排放两种管理模式,结合生命周期评价的理念,运用Simapro分析工具,创建LCA模型,对典型处理技术进行清单分析,评估处理技术中的资源、能源消耗和环境负荷,量化分析其对人群健康、生态环境质量和资源方面的影响,建立一种页岩气开采返排-产出水处理技术选择的评价方法.同时,以国内某页岩气田产出水处理工程为例,评估所选用处理技术的潜在环境影响.结果表明,内部回用模式下选用的混凝-絮凝处理技术对环境生态影响最小;达标排放模式下针对有机物去除,选用铁电极的电絮凝技术或曝气生物滤池对环境生态的影响较小.对于较低含盐量的开采废水的脱盐,选用的脱盐技术正渗透对环境的影响比反渗透小,但反渗透的脱盐效果更好.对于较高含盐量开采废水的脱盐,选用的多效蒸发-机械蒸汽再压缩技术对环境生态的影响较小.     

重庆市页岩气开采流域地表水资源安全的综合评价

页岩气开采消耗大量水和产生组成复杂的高盐返排-产出水,对开采区水资源的安全构成很大风险。论文识别了决定山区页岩气开采的水资源可利用性和返排-产出水对地表水环境胁迫的关键因素,构建了流域地表水资源安全评价方法,以亚流域为单元,完成了2010—2020年重庆地区页岩气开采前后、不同开采强度下地表水资源安全的评价。2010—2020年重庆市页岩气开采的取水对区域水资源的总体压力小,对渝西局部缺水地区的短时影响较大;页岩气开采的返排-产出水对重庆中西部都市区及周边的污染负荷高值区,东北部秦巴山城口、巫溪水环境高敏感区的潜在污染风险大;重庆市页岩气开采的水资源安全水平以好、中等为主,占重庆总面积的2/3,其总体格局呈渝东南>渝东北>渝西。随着经济、社会发展及页岩气的规模化开采,局部水资源安全等级有下降的风险,研究成果可为区域页岩气开采水资源配置和水环境保护提供决策支持。     

城市面源污染问题:我国城市化进程的新挑战——代“城市面源污染研究”专栏序言

城市面源污染是造成水环境恶化的重要原因之一.以国家"863"项目的<汉阳地区城市面源污染控制技术与工程示范>课题为背景,介绍了城市面源污染的特点,所造成的环境问题,课题研究中控制城市面源污染的思路、技术和3个示范工程,以及研究取得的主要成果.     

原油储罐火灾事故环境风险评价分析

通过运用ADMS模型,对2万m3原油储罐发生火灾爆炸事故时有毒有害气体及燃烧次生污染物的环境影响进行预测。结果表明,其产生的废气污染物对环境影响较大;在火灾持续6h的情况下,产生的主要废气污染物在距离事故中心120m范围内的人员将有半数死亡;距120～240m范围内造成组织缺氧;距240～4725m人员不会有生命危险;距离4725m范围内污染物的浓度超出车间最高允许浓度要求。同时提出了相应的环境风险管理措施,为今后类似事故环境影响评价作借鉴,为环保部门环境管理提供参考。     

海域使用论证与海洋环境影响评价的比较研究

从法源、主导思想、宗旨和主要研究内容等方面对海域使用论证和海洋环境影响评价工作进行了比较研究.研究表明,两者的宗旨一致,都是为了实现海洋资源、环境、经济的可持续发展,但是法源不同,所要解决的问题不同,主要内容也有很大差别.海洋资源利用的合理性分析、与利益相关者的协调、用海范围界定和面积量算等方面是海域使用论证的重点,而海洋环境影响评价的重点是分析、预测和评估建设项目对海洋环境可能造成的影响,提出环境保护措施和环境监测的建议.两项工作都很重要,任何偏颇将对我国可持续发展战略的实施带来重大的损失.     

Toward a framework of environmental risk management for CO<Subscript>2</Subscript> geological storage in china: gaps and suggestions for future regulations

China encourages the demonstration of carbon capture and storage (CCS) projects. In an effort to identify gaps and provide suggestions for environmental risk management of carbon dioxide (CO₂) geological storage in China, this article presents a concise overview of potential health, safety and environmental (HSE) risks and environmental management regulations for CO₂ geological storage in Australia, Japan, the United States (USA), the European Union (EU), and the United Kingdom (UK). The environmental impact assessment (EIA) experience of Shenhua Ordos Coal-to-Liquid (CTL) Project and PetroChina Jilin Oil Field enhanced oil recovery (EOR) is subsequently analyzed in light of our field investigation, and gaps in current EIA guidelines that are applicable to CO₂ geological storage projects are identified. It is found that there are no specific environmental risk regulations suitable for CO₂ storage in China, and environmental risk management lags behind the development of CCS technology, which presents a challenge to demonstration enterprises in terms of assessing environmental risk. One major challenge is the overestimation or underestimation of this risk on the part of the enterprise, and another is a lack of applicable regulations for government sectors to supervise the risk throughout CCS projects. Therefore, there is a pressing need for China to formulate environmental management regulations that include environmental risk assessment, mandatory monitoring schemes, environmental emergency plans, and related issues.