尽管人们越来越担心化石燃料能源对环境的影响，但人们对水力压裂法通过世界石油生产对健康和环境的影响却鲜有提及。 在本文中，我们讨论了水力压裂对健康和环境的一些影响。
地下深处储存着曾经无法获得的天然气。 这种气体很可能是在数百万年的时间里形成的，因为腐烂的生物层暴露在地壳下的强烈热压下。 自工业革命以来，我们的能源消耗不断增加，其中大部分能源消耗由煤炭或天然气等化石燃料提供。
在现代水平钻井和水力压裂技术的帮助下，这些矿床正在世界各地以对环境安全和负责任的方式开发和生产。 水力压裂提高了从地下井中回收水、石油或天然气的速度。 水力压裂还有助于振兴美国某些地区的当地经济。
在地下深处，有以前无法获得的天然气储量。 数百万年来，腐烂的生物层暴露在地壳下的极端热压下，形成了这种气体。 自工业革命以来，我们的能源消耗一直在稳步增长，其中大部分能源由煤炭和天然气等化石燃料提供。
由于现代水平钻井和水力压裂程序，这些矿床正在世界各地以对环境安全和负责任的方式进行开采和生产。
水力压裂加速了从地下井中回收水、石油和天然气。 在美国的几个地方，水力压裂也有助于振兴当地企业。 大多数反对水力压裂的人都担心它可能对环境造成危害。
水力压裂始于 1947 年的一个研究项目，并一直在 商用65年. 这是一种将水、沙子和化学物质的混合物在高压下注入地球以粉碎页岩并释放其中的天然气的过程。
根据 Free Introduction，美国有超过 500,000 口正在运行的天然气井。 水力压裂法每天生产许多桶天然气，但在环境、健康和安全风险方面成本很高。
目录
什么是压裂？
压裂是水力压裂的俚语，它只是非常规油气勘探更大过程的一部分。 压裂是通过将专门的流体泵入其中来迫使岩石和地质构造中的裂缝进一步扩大的做法。
压裂是一种成熟的钻井技术，用于从地下提取石油、天然气、地热能或水。 现代大容量 水力压裂 是一种从页岩和其他“致密”岩石类型（换句话说，锁定石油和天然气并使化石燃料生产变得困难的不透水岩层）中提取天然气或石油的技术。
大量的水、化学物质和沙子以足够高的压力喷射到这些地层中，以粉碎岩石，使被困的天然气和石油逸出。 为了排放气体，可以垂直或水平地钻孔。 高压组合使岩石破裂，这被称为水力压裂法。
从开始到完成，这个过程平均大约需要三到五天。 一旦压裂作业完成，这口井就被称为“完工”，现在它已经准备好在未来几年甚至几十年内安全生产美国石油或天然气。
自 1947 年以来，水力压裂已在美国安全使用。 压裂已导致美国完成超过 1.7 万口油井，产出超过 600 亿桶石油和 XNUMX 万亿立方英尺天然气。
压裂如何工作？
为什么水力压裂法如此成功地从地下提取天然气，以便我们可以用它来加热我们的房子和烹饪我们的食物？ 与其他天然气开采方法不同，水力压裂使我们能够在地下挖掘数百英尺，从而使我们能够接触到以前遥不可及的页岩气矿床。 压裂法非常有效，它迅速成为从地下获取天然气的首选方法有几个原因。
- 压裂之所以如此成功和高效，是因为它使我们能够通过钻入地下到达地表以下数千英尺的天然气矿床。 这意味着我们可以将水、沙子和化学物质（分别为 90%、9.5% 和 0.5%）的混合物在高压下直接注入含天然气的岩石中。
- 在高压下将水混合物注入岩石中至关重要，因为这是在岩石中产生微观裂缝的原因。 这种压力必须严格控制，否则很多事情都会出错。 一旦这些裂缝（无论多么小）形成，气体就可以从地下深处的天然沉积物中平稳地流到地表。
- 添加到水中的化学物质和沙子可以打开高压水产生的裂缝。 如果没有这些添加物，裂缝会很快关闭，从而捕获气体并使其无法进入。
- 压裂是沿着钻井的整个长度进行的。 因此，我们可以获得尽可能多的天然气，从而使该过程更具成本效益和效率。 这意味着我们甚至可以使用最大的天然气储量，而无需在地下钻很多洞。
- 众所周知，压裂在获得“致密气体”方面非常有效。 这是被困在页岩岩层内的气体，因此使用传统的页岩气开采方法更难以提取。
压裂的利弊
以下是水力压裂的利弊。
压裂的优点
水力压裂具有几个优点，这就是为什么它近年来已成为一种流行的提取化石燃料的方法。
1. 获得更多的天然气和石油
由于水力压裂能够达到传统开采方法无法达到的深度，我们现在可以获得比以往更多的天然气和石油矿床。 例如，这意味着我们将有更多的汽油和油来烹饪、加热和为汽车提供动力。
2. 降低税收
减少对天然气和石油等必需品的税收是拥有更多天然气和石油的副作用。 用于汽车的石油以及用于烹饪的天然气将变得更容易获得，因此更便宜。
3. 自力更生
地缘政治可能是一个真正的痛苦。 世界上一些最强大和最重要的国家之间的许多国际联系都是基于谁最容易获得化石燃料。
4. 更好的空气质量
长期以来，化石燃料一直被认为是 对环境不利 因为它们释放到大气中的化学物质有助于 气候变化. 至少，煤炭是这样的。 然而，获得更多的气体可能意味着我们开始使用更多的气体，并且随着气体的燃烧，更少的二氧化碳释放到大气中。 这意味着天然气是一种更清洁的化石燃料，如果更多的人开始使用天然气，空气质量就会开始改善。
5. 减少对外国石油的依赖
水力压裂法帮助各国探索国内石油来源。 随着人口的不断增加，在国内寻找石油和天然气的替代来源而不是依赖其他国家来满足当地需求更有意义。
6.大量的工作
最近，水力压裂行业已经创造了数千个工作岗位，预计不久将创造大量工作岗位。 水力压裂有助于各国勘探本国石油供应。 随着人口的增长，在国内探索替代石油和天然气供应而不是依靠其他国家来供应当地需求更有意义。
7. 充足的工作机会
水力压裂业务已经创造了数千个就业机会，预计不久将创造更多就业机会。
压裂的缺点
然而，水力压裂并非没有缺点，有几个令人信服的论点支持放弃水力压裂，转而采用太阳能或风能等清洁能源。 虽然我们在上面说过，如果更多的人使用天然气而不是煤炭或石油，空气的总体质量将会得到改善，但水力压裂最终可能会导致更多的污染。
1. 减少对可再生能源的关注
如果我们依赖化石燃料并找到了一种使它们持续更长时间的方法，我们将停止对替代替代（和更清洁）能源的研究。 当我们第一次意识到世界上的化石燃料即将耗尽时，我们开始研究太阳能、风能和水力发电等替代能源。
2. 水污染 情况越来越糟
虽然我们之前说过更多的人使用天然气而不是煤炭或石油会提高 空气质量，水力压裂可能会导致更大的污染。 水力压裂与水力压裂发生地及其周边地区的供水减少有关，因为它需要如此多的水（是正常的传统钻井用于获取天然气和石油矿藏的 100 倍）。
3. 干旱变得越来越普遍。
由于与其他从土壤中提取化石燃料的方法相比，水力压裂需要更多的水，因此在发生水力压裂的地点及其周边地区发生干旱的情况有所增加。
4. 持续的噪音污染
除了水污染增加外，在进行水力压裂的地方，噪音污染也在增加。 压裂是一项非常嘈杂的操作，需要很长时间才能完成。 连续几天来来往往的重型车辆的持续嘈杂声可能对生活在水力压裂发生地区非常近的人们的日常生活产生重大影响——因为它几乎可以发生在任何地方，即使在通常人口稠密的地区也是如此人口稠密。
5. 毒素正在更广泛地传播。
水与沙子和某些化学物质混合，以使压裂更容易和更有效，但压裂公司不需要透露他们在水混合物中使用的化学物质。 我们所知道的是，水与沙子和某些化学物质混合在一起，使压裂更容易和更有效。
压裂对健康和环境的影响
在非常规天然气开采迅速兴起二十多年后，研究人员现在才开始意识到相关的健康影响和成本的广度。 环境证据表明， 标准公制 应用于检查和量化健康和社会经济影响。 以下是水力压裂对健康和环境的影响。
压裂对健康的影响
1. 水质
水力压裂对健康的影响之一是它对水质的影响。 天然气和水力压裂相关的污染物可能会通过岩石中的裂缝进入地下饮用水供应。 如果井的建造不正确，化学品从卡车或罐中泄漏，或者回流没有得到有效控制，都可能导致水污染。
当水力压裂过程中使用的水返回井中时，这称为返排。 的水平 水体污染 目前尚不清楚由这些来源引起的。 间接数据表明，与水力压裂有关的水污染对健康有影响。 但是，需要直接证据。
2. 空气质量
水力压裂对健康的影响之一是它对空气质量的影响。 钻探地点有可能以多种方式对当地空气质量产生负面影响。 首先，任何燃烧过程都会将有害化合物释放到空气中。 例如，过量的天然气燃烧、井场的重型设备活动以及使用柴油卡车将货物运往和运出现场都可能导致空气污染。
此外，水力压裂过程中使用的化学品和沙子，以及与天然气接触的其他化学品，可能会通过空气传播并影响空气质量。
空气污染的程度以及对周围居民可能造成的后果尚未完全了解，因为运营商通常不会被迫披露所使用的精确化学品。
3. 对社区的影响
水力压裂对健康的影响之一是它对社区的影响。 开发和运营钻井现场所带来的变化会对社区的福祉产生广泛的影响。 其中一些影响可能是有益的。 例如，钻井作业可以提高当地就业率并改善获得医疗保健的机会。
与钻井相关的作业以及大量临时劳动力可能会对城镇造成严重后果。 噪音、光线和交通量增加； 对道路和医院等当地基础设施和资源的需求增加； 更高的犯罪率和药物滥用率； 社区特征的变化只是其中的几个例子。
4. 暴露于回流操作
水力压裂对健康的影响之一是暴露于回流操作。 根据初步现场调查，从事特定活动的工人可能会接触到大量挥发性碳氢化合物，这可能是非常危险的。 Since2010，至少有四名从事回流作业的工人因接触而死亡。
5. 二氧化硅粉尘暴露
水力压裂对健康的影响之一是硅尘暴露。 结晶二氧化硅（沙子）颗粒会严重刺激肺部和鼻道。 长期接触会导致几种危险的呼吸系统疾病。 包括矽肺和不可逆肺病在内的肺部疾病可能由以下原因引起 吸入这些颗粒. 另一方面，沙子是压裂液的重要组成部分。
6. 工作场所的有毒化学品
水力压裂对健康的影响之一是工作场所的有毒化学物质。 在水力压裂现场工作的人因吸入有害化学物质或臭氧的残留物而面临更大的健康风险。 由于他们的暴露，这些工人患呼吸系统疾病和癌症的风险将增加。
空气污染并不是环境中对人类健康的唯一威胁。 即使不吞下溶剂和其他物质，它们也会导致皮疹和其他更严重的健康问题。
7. 井喷会给工人带来安全风险
水力压裂对健康的影响之一是井喷会给工人带来安全风险。 爆炸和有毒烟雾对井场造成严重的环境和安全风险。 除了任何潜在的空气污染外，井场的爆炸有时会导致人员死亡或伤害。
8. 接触苯和相关化学品
水力压裂对健康的影响之一是接触苯和相关化学物质。 BTEX（苯、甲苯、乙苯和二甲苯）化合物已知会导致癌症。 由于此类化学品用于水力压裂，因此它们可以逃逸到空气或地下水中。 如果压裂化学品被释放到空气、土地或水中，它们可能会导致严重的健康问题。
水力压裂对 环境
以下是水力压裂对环境的一些影响。
1. 有毒废物储存
水力压裂对环境的影响之一是 有毒废物储存. 水力压裂产生高度污染的水，这些水经常储存在地面上的坑中。 由于知识产权规则，有毒废物中的化合物通常无法识别，但如果水力压裂废物泄漏，这些化合物可能会造成各种健康问题。
2. 过度用水
水力压裂对环境的影响之一是过度用水。 压裂法涉及使用大量水和多种合成化学品。 供水可以与用于饮用、洗澡和农业的供水相同。 水的需求会极大地消耗作为环境重要组成部分的天然水供应。 在缺水的地方，情况更加恶化。
3. 爆炸和火灾风险
水力压裂对环境的影响之一是爆炸和火灾的风险。 甲烷气体的泄漏并不总是发生在井场。 水井甚至井场附近的房屋都被发现有泄漏。 甲烷进入人们的水井产生的爆炸已经造成至少一些人受伤。 据称，来自附近水力压裂设施的甲烷在他的井棚中爆裂，导致一名德克萨斯男子受伤。
4. 与臭氧污染有关的井
水力压裂对环境的影响之一是臭氧污染。 怀俄明州的空气质量比一些钻探地点周围的洛杉矶等臭名昭著的污染城市还要糟糕。 在一个例子中，怀俄明州记录的臭氧水平为十亿分之 124 (ppb)。 同时还记录了 104 ppb 和 116 ppb。 环境保护署认为十亿分之七十五的臭氧暴露是安全的。
5.地震
水力压裂对环境的影响之一是地震。 将压裂废水注入深层油气井会产生地震，尽管是轻微的地震。 然而，地震可能对人们的安全构成威胁。 一名妇女在俄克拉荷马州的地震中受伤，她声称这是由水力压裂造成的。
6. 废水处理
水力压裂对环境的影响之一是废水处理。 压裂井的污染水最终必须被处理掉。 大部分水被排放到废物处理井中，其中一些建造得很好，而另一些则没有。
7.烟雾产生
水力压裂对环境的影响之一是烟雾的产生。 压裂井排放氮氧化物和二氧化硫，这会导致烟雾。 烟雾是由这些化学物质形成的。 烟雾对人类的健康构成长期威胁。
8. 重金属和其他排放物
水力压裂对环境的影响之一是 重金属和其他排放物. 井场使用柴油动力卡车和泵。 这些相当不干净的发动机加剧了其他形式的空气污染。 重金属和甲醛也是可能的。
9. 挥发性有机化合物 (VOCs)
水力压裂对环境的影响之一是挥发性有机化合物 (VOC)。 剩余的压裂化学品通常沉积在露天矿坑中，导致水中的化学品脱气。 至少对于那些直接住在储存坑下风处的人来说，这些挥发性有机化学物质中的一些可能对吸入有害。
10. 地下水污染
水力压裂对环境的影响之一是 地下水污染. 一口井可以生产一百万磅的污水。 压裂成分通过岩石下方的裂缝或裂缝或简单的多孔区域泄漏到水中。 地下水位 一些受污染的水进入地表水或井中，供人类和动物食用。
11. 油井污染
水力压裂对环境的影响之一是油井的污染。 地下水污染是一个普遍问题，但当它到达农村家庭的水井时尤其令人担忧。 油井会泄漏溶剂和甲烷气体，使其具有危险性和潜在危险。 摄入少量其中几种物质对健康的影响仍然未知。 其他化合物，如苯，已知是极其有害的。
12. 垃圾坑的土壤污染
水力压裂对环境的影响之一是 垃圾坑造成的土壤污染. 只有垃圾处理坑的问题之一是挥发性有机化合物。 苯和甲苯等化学物质包含在废物中，当它们泄漏到土壤中时，它们可能是危险的。 泄漏会向环境中释放大量有害化学物质，然后排放到表土中。
13. 燃烧的自来水
水力压裂对环境的影响之一是燃烧的自来水。 水力压裂似乎会导致一系列水质问题。 可燃自来水可能是这些影响中最引人注目的一种。 当甲烷或类似的可燃气体渗入地下水并被吸收时，就会发生这种不寻常的情况。 当水从水龙头流出时，气体会逸出并被点燃。
14. 甲烷气体排放
水力压裂对环境的影响之一是甲烷气体的排放。 甲烷是一种温室气体，其吸热能力是二氧化碳的 2 倍。 因此，二氧化碳排放量的显着减少可以通过大气甲烷的轻微增加来抵消。
15. 野生动物威胁
水力压裂对环境的影响之一是对野生动物的威胁。 水力压裂活动会以多种方式危及鱼类和鸟类。 溪流和池塘被压裂液或废水泄漏污染。 即使是无害的物质也会导致接触它们的动物出现健康问题，从而阻止它们繁殖。 根据 2011 年对这些过程中使用的 632 种化合物的研究，水力压裂、钻井和加工中使用的许多化学品对人类和其他动物构成危险。
16. 压裂现场附近的有毒空气
水力压裂对环境的影响之一是压裂现场附近的有毒空气。 PCH（多环芳烃）可有效地从地球中提取天然气，但它们的毒性极强。 根据一项测试，俄亥俄州空气中的 PCH 含量是邻近密歇根州没有天然气运营的其他相同地区的十倍。
压裂统计
以下是一些水力压裂统计数据。
1. 水力压裂已导致超过 1.7 万口井的生产
自 1.7 年代后期开始以来，压裂法已在美国生产了约 1940 万口井。 根据压裂产量统计，这个数字可能同时生产多达 600 万亿立方英尺的天然气和 XNUMX 亿桶石油。 水力压裂平均需要三到五天才能完成。 之后，该井就可以安全、长期地生产石油和天然气。
2. 压裂统计显示，美国的原油总产量从 2010 年到 2020 年几乎翻了三倍。
由于其对能源领域的重大贡献，压裂法的受欢迎程度持续上升。 由于美国水力压裂活动的增加，原油总产量在过去十年中几乎增加了两倍。 此外，根据水力压裂的事实和数据，该国对外国石油的总使用量在同一时期急剧下降。 这表明该国供应其总燃料需求一半以上的能力有所提高。
3. 到 2025 年，水力压裂禁令可能会使美国损失数百万个工作岗位、税收和 GDP。
水力压裂的真实情况表明，如果水力压裂法被禁止，到 19 年美国可能会失去 2025 万个工作岗位。地方、州和联邦各级的税收收入将减少约 1.9 万亿美元。 此外，根据预测，颁布水力压裂禁令将使国内生产总值减少 7.1 万亿美元。
4、2011年至2040年间，美国天然气产量将增长44%。
据水力压裂统计，美国页岩气行业一直在蓬勃发展，未来几十年可能还会有更大的发展。 结果，数百万人将能够找到工作。 不久之后，包括中国、南非和英国在内的其他国家开始研究通过页岩开发从本土能源中受益的想法。
5. 压裂业务雇用了美国全部劳动力的 5.6%。
在许多州，石油生产行业的快速扩张带来了更多高薪就业机会和个人收入的增加。 据水力压裂统计，页岩能源行业为 9.8 万员工提供支持。 此外，到 2025 年，美国天然气储量的广泛开发将有助于增加超过 XNUMX 万个制造业就业岗位。
6. 到 2024 年，水力压裂行业价值将达到 68 亿美元。
根据水力压裂扩张的统计数据，到 60 年，全球天然气业务价值将超过 2024 亿美元。传统资源的快速枯竭推动了对替代资源发现的投资。 压裂法在全球扩张的最重要原因将是天然气开采。 由于其在各行各业的广泛应用，天然气在未来即将迎来显着增长。
7、2020年天然气钻机数量降至68台的新低。
在美国，与压裂相关的活动最近有所减少。 据统计，随着天然气消费量锐减，2020年68月中旬，天然钻井平台数量开始大幅下降。 该国 19 月份的天然气钻井数量为 XNUMX 座，是有史以来最少的。因此，原油价格暴跌。 由于 COVID-XNUMX 大流行仍在对经济造成严重破坏，天然气钻机的数量全年都很少。
8. 预计 2 年天然气产量将减少 2021%，但到 2022 年将增加相同数量。
COVID-19 的反应扰乱了钻探工作，导致 2020 年天然气产量下降。根据美国的水力压裂数据，该国每年销售的天然气产量将在 2 年下降 2021%。然而，在 2022 年，下降趋势将逆转。 根据美国 IEA 的数据，产量将增加 2%，从每天 95.9 亿立方英尺增至 97.6 Bcf/d。
9. 2012 年至 2035 年间，非常规石油和天然气活动的资本支出预计将达到 5.1 万亿美元。
鉴于非常规石油和天然气开采是政府支出的关键领域之一，它似乎是一项潜在的长期经济活动。 根据水力压裂统计，该行业的资本支出在未来二十年将超过 5 万亿美元。 非常规天然气活动占这一总额的一半以上（3 万亿美元），而非常规石油活动占剩余的 2.1 万亿美元。
10. 到 13 年，压裂过程中甲烷泄漏的年度健康成本预计将达到 29-2025 亿美元。
鉴于石油和天然气行业的扩张速度及其释放的大量有害化学物质，对人类健康的影响可能相当大。 根据某些水力压裂和能源估计，到 29 年，甲烷泄漏对人类健康造成的年度损失可能达到 2025 亿美元。
24 压裂对健康和环境的影响 – 常见问题
水力压裂会引起地震吗？
小地震（小于 1 级）是由水力压裂故意引起的以增加渗透性，但它也与较大的地震有关。 在美国，已知由水力压裂引起的最大地震是德克萨斯州的 M4 级地震。
为什么水力压裂不好？
水力压裂是不好的，因为它有可能污染地下水、污染地表水、退化自然景观并危及野生动物。
水力压裂的长期影响是什么？
根据一项新的研究，在过去十年中，水力压裂与早产、高危妊娠、哮喘、偏头痛、疲惫、鼻腔和鼻窦症状以及皮肤问题有关。
谁从水力压裂中受益？
能源消费者从经济上受益。 此外，水力压裂技术的增加为所有类型的能源消费者（包括商业、工业和电力消费者）带来了年度经济收益。
水力压裂的替代方法是什么？
由于环境成本上升，风能和太阳能发电现在比水力压裂法更具成本效益。 可再生能源，如风能和太阳能，清洁、经济且理论上取之不尽用之不竭。 与水力压裂不同，风能和太阳能发电对环境没有负面影响。
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