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.     

油母页岩干馏煤气脱硫工艺的选择

针对页岩炼油厂生产工艺和二氧化硫的产生量，提出了煤气干法和湿法脱硫工艺，并对这两种工艺在原理和适用性方面进行了对比，认为湿法脱硫更适合于该厂的实际情况，经对湿法脱硫的投资费用进行的估算结果显示，该厂采用湿法脱硫技术将会带来明显的环境效益和社会效益。     

页岩气田腐蚀特征、细菌来源及腐蚀对策

分析了国内外的页岩气田腐蚀案例及腐蚀特征,采用平行绝迹稀释法对某页岩气田生产整个流程的一系列水样开展了细菌测量,对细菌来源进行了溯源研究。结果表明:页岩气田的油管及集输系统普遍存在细菌腐蚀问题;从压裂到生产全流程,配置压裂液的水源、压裂液及返排水的水样中均含大量细菌,细菌的来源包括地面和井下。最后根据页岩气田腐蚀特征和细菌的来源,提出了相应的腐蚀控制对策。     

4种草本植物对油页岩矿渣土中铅镉的吸收特性比较试验研究

在广东茂名地区油页岩矿渣土的小区试验表明 :香根草、杂交狼尾草、百喜草、钝叶草中铅、镉的浓度与分布均不相同 ,一般为根系浓度大于茎叶。施肥能使植物体内重金属元素浓度下降 ,但由于生物量增加 ,单位面积吸收量反而可能增大。因此 ,在选择净化土壤重金属的植物时 ,不仅要考虑吸收能力强弱 ,而且更要考虑生物量大小。     

页岩气开发中应关注的环境问题

我国页岩气开发处于探索阶段,具有资源赋存情况不清楚、水平井及分段压裂等关键技术有待突破、页岩气富集区地形条件复杂、地面建设条件较差、资源管理机制不完善等特点。对于页岩气开发这一新兴产业,在开发过程中需要关注生态影响、水资源消耗及环境风险等环境问题,并应尽快开展相关工作的研究,制定评价标准、导则、污染防治技术政策等相关文件,以规范页岩气开发的环保工作。     

Total arsenic and selenium analysis in Marcellus shale, high-salinity water, and hydrofracture flowback wastewater

Trace levels of arsenic and selenium can be toxic to living organisms yet their quantitation in high ionic strength or high salinity aqueous media is difficult due to the matrix interferences which can either suppress or enhance the analyte signal. A modified thiol cotton fiber (TCF) method employing lower flow rates and centrifugation has been used to remove the analyte from complex aqueous media and minimize the matrix interferences. This method has been tested using a USGS (SGR-1b) certified reference shale. It has been used to analyze Marcellus shale samples following microwave digestion as well as spiked samples of high salinity water (HSW) and flow back wastewater (WRF6) obtained from an actual gas well drilling operation. Quantitation of arsenic and selenium is carried out by graphite furnace atomic spectroscopy (GFAAS). Extraction of arsenic and selenium from Marcellus shale exposed to HSW and WRF6 for varying lengths of time is also reported.     

Stream macroinvertebrate baseline surveys: A comparative analysis from the oil-shale regions of Colorado,USA

General surveys of the benthic macroinvertebrates from Piceance Creek and the White River were conducted for nearly a decade prior to oil-shale exploitation in north central Colorado, USA. Comparison of the taxa collected in four studies on Piceance Creek and five studies on the White River shows little similarity among most studies. Studies were generally consistent in methods, site selection, and time of year for collection. Lack of agreement among the studies on what constitutes a baseline of common taxa is probably a result of taxonomic difficulties and differences in technique. More emphasis should be placed on testing possible impacts than on repeated, expensive, and inconclusive baseline inventories.     

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.      

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。     

不同处理工艺页岩气钻井岩屑的污染特性

为探究不同处理工艺对页岩气钻井岩屑的处理效果,对重庆市某区域典型页岩气钻井岩屑处理后产生的水基残渣和油基残渣进行采样,系统分析钻井岩屑经不同处理工艺处理前后其特征污染物（重金属、PAHs及石油烃）的残留水平及变化规律.结果表明:热解析与回转窑焚烧结合工艺对油基钻井岩屑中重金属的去除效果较优,热解析与回转窑焚烧结合工艺、单一热解析工艺、热解析与电解结合工艺均可有效去除油基钻井岩屑中的2~4环PAHs以及石油烃中的轻质组分,3种工艺对钻井岩屑中PAHs的去除率分别为72.5%、95.3%、93.0%,对石油烃的去除率分别为90.0%、93.9%、93.2%.采用固液分离+压滤脱水的方式处理水基钻井岩屑,会导致重金属（Cr、Ni、Cu、Zn、Pb、As）和2~4环PAHs在水基残渣中的累积.处理后水基残渣和油基残渣中重金属、PAHs和石油烃含量均未超过GB 5085.6-2007《危险废物鉴别标准毒性物质含量鉴别》标准限值,重金属和PAHs含量均满足GB 36600-2018《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》要求.研究显示,经热解析为主体的工艺处理后,钻井岩屑中的特征污染物可得到有效去除,具有较好的资源化利用潜力.