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页岩气是一种储存在页岩孔隙中的天然气，主要由甲烷组成。页岩气的开发利用是一种非常规天然气勘探技术，主要通过水平井钻井和水力压裂等方法来提高页岩的渗透率，从而释放出储存的天然气。
页岩气作为一种清洁能源，具有资源量大、燃烧效率高、排放污染少等优点，被认为是未来能源结构调整和保障能源安全的重要选择之一。然而，页岩气开发也面临着诸多环境风险和挑战，如对地下水、土壤、大气等造成的污染和影响，以及对生态系统和人类健康的潜在威胁。
因此，如何在保障页岩气开发利益的同时，有效地防治环境风险和损害，是一个亟待解决的问题。本文将从以下几个方面介绍页岩气开发对环境可能造成的影响和风险，以及如何采取有效的防治措施来减少环境损害：
对地下水资源的影响和风险
对土壤质量的影响和风险
对大气环境的影响和风险
对生态系统和人类健康的影响和风险
对地下水资源的影响和风险
页岩气开发对地下水资源的影响和风险主要有以下两个方面：
（1）水力压裂过程中的直接干扰。水力压裂是一种通过向页岩层注入高压液体（主要是水，还含有一些化学添加剂和砂粒），在页岩层中产生裂缝，从而增加页岩的渗透率，释放出天然气的技术。这种技术需要消耗大量的淡水资源，可能导致地下水位下降、地表河流干涸、湿地退化等问题。此外，水力压裂过程中也可能造成地下水层的破坏或污染，例如由于井筒或井口的泄漏、裂缝扩展到饮用水层、注入液体与地层液体发生反应等。
（2）回流液和生产废水的处理和处置。回流液是指在完成水力压裂后，从井口回收出来的部分注入液体，其中包含了原来的化学添加剂、破碎的页岩碎片、天然气及其伴生物质（如重金属、放射性元素、盐类等）。生产废水是指在天然气开采过程中产生的含有天然气及其伴生物质的废弃液体。这些液体都具有高度污染性和毒性，如果不经过妥善处理和处置，就可能对地下水资源造成严重污染。常见的处理和处置方式包括再利用、深井注入、污水处理厂处理等。然而，这些方式都存在一定的局限性和风险，例如再利用需要额外消耗能源和设备；深井注入可能引起地震或泄漏；污水处理厂可能无法完全去除所有污染物等。
为了防治页岩气开发对地下水资源造成的影响和风险，可以采取以下措施：
加强监测与评估。建立并完善页岩气开发对地下水资源影响与风险监测与评估系统，在开发前后对周边区域进行充分调查与测试，并定期发布监测报告与评估结果。
优化技术与管理。采用更先进、更安全、更节能、更环保的技术方法进行页岩气开发，并制定严格规范有效可行可操作可监督可追溯可问责可惩罚可补偿可恢复等管理制度与措施。
加强防治与修复。在开发过程中实施有效防止措施避免事故发生，并建立应急预案及时应对事故处置；在开发结束后进行必要修复措施恢复环境质量，并建立对土壤质量的影响和风险
页岩气开发对土壤质量的影响和风险主要有以下两个方面：
（1）土地利用变化。页岩气开发需要建设大量的井场、管道、道路等设施，占用了大片的农田、林地、草地等土地资源，导致了土地利用类型和结构的变化。这种变化可能影响到土壤的物理性质（如渗透性、保水性、团聚性等）、化学性质（如酸
碱度、养分含量、有机质含量等）和生物性质（如微生物数量和多样性等），从而降低了土壤的肥力和生产力。
（2）污染物排放与泄漏。页岩气开发过程中会产生大量的废气、废水和固体废弃物，其中含有一些有害物质，如甲烷、苯并芘、重金属、盐类等。这些污染物如果不经过有效控制和处理，就可能通过空气扩散、水体迁移或人为操作等途径进入到土壤中，造成土壤的污染。这种污染可能对土壤本身及其周边环境造成不可逆转的损害，例如破坏土壤结构，降低土壤功能，影响植被生长，危害人畜健康等。
为了防治页岩气开发对土壤质量造成的影响和风险，可以采取以下措施：
优化选址与规划。在选择页岩气开发区域时，尽量避免或减少对高价值或敏感的土地资源（如耕地、湿地、自然保护区等）的占用，并合理规划井场位置和密度，管道走向和长度，道路布局和宽度等。
加强控制与处理。在进行页岩气开发时，严格执行环境保护标准和规范，并采用先进技术设备进行污染物排放与泄漏的控制与处理，例如安装甲烷回收装置；使用无毒或低毒化学添加剂；回收利用回流液；妥善处置固体废弃物等。
加强监测与修复。在完成页岩气开发后，及时对周边区域进行土壤质量的监测与修复，例如采用土壤采样、分析、评价等方法检测土壤中的污染物含量和分布，并根据监测结果制定相应的修复方案和措施，例如采用物理法、化学法、生物法等方法去除或降低土壤中的污染物，恢复土壤的正常功能和生态平衡。
