目前，我國正逐步推進頁巖氣的勘探和研究工作，但其對環境的影響尚缺乏科學評價和規范管理。頁巖氣開發對環境的主要影響是水力壓裂所用的化學物質對地下水的潛在污染和地下爆破對地表的影響，另外還有空氣污染、土壤污染、噪聲污染以及棲息地喪失等。

頁巖氣勘探開發過程中，道路開辟與硬化、井場建設、設備、工人住宿用地和管道鋪設等需要占用大量的土地資源。一口頁巖氣井的水力壓裂動輒需要耗水上萬立方米，壓裂儲液池的建造、罐車及壓裂車設備的布置等大幅增加了對土地的需求量。在未開發的偏遠地區，井場建設會破壞大面積野生植被，影響野生動物的生存環境。降水量較大的情況下，地表侵蝕難以避免，甚至會出現局部的泥石流、滑坡等地質災害；在人口稠密地區，則會占用大量的耕地或居住用地，導致土地資源緊張。

而與常規天然氣藏的開發相比，頁巖氣開發所必需的水平井鉆井和水力壓裂技術的耗水量巨大。以美國頁巖氣開采為例，美國多個頁巖氣田的統計表明，絕大多數生產井的用水量在7500—15000立方米之間，其中水力壓裂用水量占70%以上。盡管頁巖氣開發用水量占地區用水總量的比例很小，僅為0.1%—0.8%，但短期內汲取大量水資源仍不免對當地的用水分配造成沖擊。對比我國各省份的水資源承載力，我國頁巖氣發展規劃指定的13個重點省份中有7個是水資源短缺地區；另外，川、渝、云、貴、贛在近年來都頻繁遭受嚴重干旱的困擾。頁巖氣開發時巨大的耗水量必然會給當地正常的生產、生活帶來困擾。此外，頁巖氣開發所用水力壓裂液的主要成分是水和砂粒，還有0.5%—2%的各種化學添加劑。常用的有稀鹽酸、瓜膠、硼酸鹽、聚丙烯酰胺、礦物油、檸檬酸、氯化鉀等，用于提高壓裂液的造縫、攜砂能力，降低摩阻等。這些添加劑的使用也是導致水污染的重要隱患。

頁巖氣中80%的氣體是甲烷，而甲烷是一種溫室效應比二氧化碳更強的氣體，同等質量的甲烷氣體的溫室效應是二氧化碳的數十倍。據保守估計，壓裂液返排過程中頁巖氣的平均排放量約占頁巖氣井預測總產量的1.6%，后續的多段壓裂段塞鉆穿井過程中的頁巖氣逸散量約占0.3%。儲層壓力越大，甲烷氣的逸散量就越多。耗時較長的水平井鉆井、完井和壓裂過程，致使頁巖氣開發甲烷泄漏量高于常規天然氣開發。

頁巖氣鉆井和壓裂過程中的噪聲污染也不可忽視，尤其是對于靠近村落及城鎮的施工地點。井場建設中大量重型機械的運作和交通運輸、水平井鉆井和壓裂施工都會產生高分貝噪聲。井場建設和交通運輸可以通過限定作業時間來規避噪聲對周邊居民區正常生活作息的影響；而水平井鉆井的長期性、鉆井和壓裂操作的連續性則無法從根源上消除噪聲污染。后續天然氣輸送過程中，壓縮機站的運行也將產生長期的噪聲污染，即便安裝了消音器也難以完全消除。

由柴油機造成的局部空氣污染亦不可忽視，機械和車輛要進行定時檢修。此外，井場交通運輸導致的揚塵污染也應給予足夠重視，硬化路段或定期灑水都是抑塵的有效方法。在頁巖氣開發過程中有時會遇到天然放射性物質含量高的地層，井場的工作人員必須特別注意。相關的廢液、廢渣等也要做特殊處理。

國人需要以辯證發展的眼光來看待頁巖氣勘探和開發。頁巖氣的開發能夠緩解我國的能源壓力，但也有可能給我們的生存環境帶來威脅。我們應在系統分析頁巖氣勘探開發主要流程，如井場選址與建設、水平井鉆井、水力壓裂和投產等的基礎上，辨識其造成生態破壞和環境污染的主要因素以及可借鑒的技術和經驗。結合我國頁巖氣資源的分布和勘探開發現狀，從政策法規、企業責任以及技術創新三個層面著手，來求得經濟和環境效益的共贏，這也是我國頁巖氣開發過程中環境保護和管理應努力的方向。

（作者單位：中國科學院地質與地球物理研究所）