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油页岩产业对环境的影响

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位于爱沙尼亚东维鲁县的油页岩加工及化学厂。

油页岩产业对环境的影响包括土地利用、废弃物管理以及开采及加工油页岩时所产生的水污染和空气污染等问方面。如果对油页岩矿藏所采的是露天采矿（英语：Open-pit mining）方式，就会造成露天开采常见的环境影响。此外，如果是透过燃烧或是热溶解（英语：thermal disolution）方式提炼页岩油，会产生过程中生成而必须处置的废料，以及有害的大气排放物（包括二氧化碳 - 一种主要的温室气体）。有实验性质的原位转化技术（in situ conversion process，参见壳牌原位转化技术（英语：Shell in situ conversion process）（Shell ICP））以及碳捕集与封存技术可在未来将一些问题减少，但也可能会引发其他问题（例如地下水污染）。[1][2]

露天采矿和干馏

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土地利用与废弃物管理

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露天采矿和原位转化都会用到大量的土地。采矿、加工和废弃物处理会用到原本属于传统用途的土地，因此得避开人口稠密的地区。[3]开采油页岩会破坏各类动植物既有的栖息地，而把原始生态系统的生物多样性降低。把开采后的土地复原，需要时间，最终也不见得能将原有的多样性恢复。[3][4]采用地下采矿模式，对周围环境的影响会小于露天采矿。但由于地底矿藏遭到挖空，以及挖掘出的废石在地面堆叠，有导致地表沉降的可能。[3]

处理采矿废弃物、提炼后的油页岩和燃烧后的灰烬需要额外占用土地。根据欧洲科学院科学咨询委员会（英语：European Academies' Science Advisory Council）的研究，这样而来的废料比挖掘出的材料体积更大，因此无法全部埋入地下。据此，生产一桶页岩油最多可产生1.5吨废半焦，体积可能比原来增加25%。[3]但此结论并未获得爱沙尼亚页岩油产业（英语：oil shale in Estonia）资料的证实。爱沙尼亚约已开采10亿吨油页岩，其加工产生约3.6-3.7亿吨固体废物，其中9,000万吨为采矿废料，7,000-8,000万吨为提炼后残余，2亿吨是燃烧后的灰烬。[5]

废弃物内包含多种污染物，有硫酸盐、重金属和多环芳香烃 (PAH)，其中一些具有毒性和致癌性。[6][7]为避免污染地下水，开采后经热裂解技术提炼而产生的固体废弃物通常会被违法弃置（英语：illeagal dumping）在露天的场地（垃圾掩埋场或“堆放场”）中，而非埋入地底。由于提炼后油页岩除含有矿物质之外，还含有高达10%的有机化合物，这些化合物中的有毒物质可能会遭到淋溶而渗出，或是自燃，对环境造成危害。[5]

水资源管理

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采矿会影响矿区的径流模式。在某些情况下，开采作业会超抽地下水，而对矿区周围的耕地和森林产生有害影响。[3]在爱沙尼亚，每开采出一立方米的油页岩，就需要抽取25立方米的水。[8]若采用的是热裂解技术，就需用水为产品降温，也要用水来抑制粉尘。在干旱地区如美国西部和以色列的内盖夫沙漠，那儿有扩大页岩油产业的计划，成为甚为敏感的问题。[9]不同的技术，譬如在地面以干馏方式生产，每桶页岩油需要用到1到5桶水。 [1][10][11][12][13][14]据一项估计，原位转化技术所需的水量约为前者的10分之1。[15]

水是传播油页岩产业污染物的主要媒介。作业中重要工作之一是防止有毒物质从提炼后的油页岩经溶淋作用而渗入供水中。[3]油页岩加工过程中用到的水，和含有酚、焦油和其他几种合成物的污水，会对环境产生危害。[5]美国内政部土地管理局（BLM）发布的2008年环境影响声明（英语：environmental impact statement）[16]指出，露天采矿和干馏作业每生产1短吨（0.91吨）页岩油，会产生2至10美制加仑（7.6至37.9升，或1.7至8.3英制加仑）的污水。[13]

空气污染管理

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产业所产生的空气污染主要来自以油页岩作燃料的火力发电厂，而把氮氧化物、二氧化硫和氯化氢等气体，以及随空气漂浮的微细颗粒（譬如飞灰（英语：fly ash），有的含碳，也有的是无机物）排放进入大气。[17][18]烟道气中污染物的浓度主要取决于燃烧技术和燃烧方式，而固体颗粒的排放量则由收集飞灰装置的效率而定。[17]

提炼过后的废油页岩（英语：spent oil shale）的露天堆积，会导致污染物经由水以及空气传播。[5]

居住在开采油页岩及加工的地区的人与其他地区相比，有较高罹患哮喘和肺癌的风险。[19]

温室气体排放

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生产页岩油和页岩气而产生的二氧化碳排放量高​​于使用常规石油的，欧盟发布的一份报告警告说，公众对气候变迁所产生的负面影响日益关注，可能会因此而反对油页岩产业的开发。[1][3]

这个产业的排放来源包含几种。例如开采过程中因油母质和碳酸盐矿物发生分解而释放的二氧化碳、提炼页岩油所需能源和处理产出油气所需的能源，以及开采矿物及处置废弃物过程中使用到的燃料。[3][17][20]由于油页岩矿藏中的不同矿物成分和热值差异很大，实际产生的污染值相差也很大。[3]在直接利用燃烧方式产生页岩油的碳排放量，其最高估计数量与生产最低形式的煤（褐煤）相同，为产生每兆焦耳（megajoule，MJ，为106J）的能量会造成2.15莫耳的二氧化碳排放，[3]由于有这样高的排放估计，这种能源在政治上也有争议性。[21][22]对利用油页岩发电和其开采，可在流程中更好地利用废热，来降低二氧化碳排放数量。

原位转化技术

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原位转化技术是目前可减少地表污染，最具吸引力的做法。但原位转化可能会给含水层带来巨大的环境影响，特别是因为这种技术需要利用冰冻或某种形式的屏障来阻断采收到的油品流入地下含水层。而在开采过后，把冷冻屏障移除之时，地下水仍有机会受到污染。因为开采过后，剩余页岩的水力传导率会增加，让地下水流过，会导致淋溶作用把毒素带入含水层中。[12][23]

参见

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参考文献

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  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Bartis, Jim. Unconventional Liquid Fuels Overview (PDF). World Oil Conference. Boston: Association for the Study of Peak Oil & Gas - USA. 2006-10-26 [2007-06-28]. （原始内容 (PDF)存档于2011-07-21）. 
  2. ^ Mittal, Anu K. Unconventional Oil and Gas Production. Opportunities and Challenges of Oil Shale Development (PDF). Government Accountability Office. 2012-05-10 [2012-12-22]. （原始内容存档 (PDF)于2019-09-27）. 
  3. ^ 3.00 3.01 3.02 3.03 3.04 3.05 3.06 3.07 3.08 3.09 Francu, Juraj; Harvie, Barbra; Laenen, Ben; Siirde, Andres; Veiderma, Mihkel. A study on the EU oil shale industry viewed in the light of the Estonian experience. A report by EASAC to the Committee on Industry, Research and Energy of the European Parliament (PDF). European Academies Science Advisory Council: 23–30. May 2007 [2011-05-06]. （原始内容存档 (PDF)于2018-07-23）. 
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外部链接与进一步阅读

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