彭李暉，王建軍，尤偉靜，徐連三

（中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)環(huán)境學(xué)院，湖北 武漢 430074）

CO2作為產(chǎn)生溫室效應(yīng)最主要的溫室氣體，所帶來(lái)的全球氣候變暖對(duì)人類及整個(gè)地球環(huán)境系統(tǒng)產(chǎn)生的危害已經(jīng)引起世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。近年來(lái)興起的CO2捕集與儲(chǔ)存(CO2Capture and Storage，CCS)是緩解溫室效應(yīng)的有效手段。CCS的經(jīng)濟(jì)潛力大約在2200×108～22000×108t，2100年以前該技術(shù)對(duì) CO2累積減排的貢獻(xiàn)度約為15% ～55%［1］。在所有CCS措施中，CO2地質(zhì)儲(chǔ)存是非常重要的減排方法［2］。但實(shí)施一項(xiàng)具體工程必然存在一些客觀因素造成CO2滲漏［3］，同時(shí)CO2注入后會(huì)改變?cè)械刭|(zhì)環(huán)境，可能導(dǎo)致一系列生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，對(duì)人類和生態(tài)環(huán)境造成危害，因此需加強(qiáng)對(duì)CO2地質(zhì)儲(chǔ)存的環(huán)境評(píng)價(jià)研究。

1 CO2地質(zhì)儲(chǔ)存過(guò)程

CO2地質(zhì)儲(chǔ)存就是將CO2存放在地下地層的自然孔隙中［4］。潛在的儲(chǔ)存場(chǎng)地主要包括開(kāi)采或已廢棄的油氣藏、不可開(kāi)采的煤層和沉積盆地內(nèi)的深部咸水層［5］。利用鉆井將CO2注入地表800m以下的合適儲(chǔ)存體巖層中，在這種條件下CO2處于超臨界狀態(tài)，密度達(dá)到600～800kg/m3，兼有氣體和液體雙重特性［4］。各種物理、化學(xué)的俘獲機(jī)理將阻止CO2向地面移動(dòng):物理儲(chǔ)存包括水動(dòng)力儲(chǔ)存、束縛氣儲(chǔ)存和構(gòu)造地層靜態(tài)儲(chǔ)存；化學(xué)儲(chǔ)存包括礦化儲(chǔ)存和溶解儲(chǔ)存［1］。然而，在長(zhǎng)期的地質(zhì)儲(chǔ)存過(guò)程中，由于地球內(nèi)部溫度和壓力的變化、地震等突發(fā)事件以及人為因素的影響，儲(chǔ)存的CO2可以通過(guò)多種途徑和方式進(jìn)行滲漏:①通過(guò)CO2灌注井、監(jiān)測(cè)井和場(chǎng)地廢棄井等的不封閉處理進(jìn)行滲漏；②通過(guò)斷裂、蓋層擴(kuò)散裂隙及地裂縫等地質(zhì)構(gòu)造泄漏通道滲漏；③CO2可能會(huì)突破低滲透蓋層毛細(xì)管的吸附力并通過(guò)其孔隙系統(tǒng)滲漏；④溶解的CO2會(huì)隨著沉積盆地深層地下水循環(huán)，或向上運(yùn)移逃出儲(chǔ)存場(chǎng)地［1］。

煤層對(duì)CO2的吸收機(jī)理主要基于煤層對(duì)CO2的吸附能力比存在煤層中甲烷和其他烴類至少高2倍以上［6］。CO2注入煤層以游離態(tài)吸附于煤層表面的微孔中而儲(chǔ)存于煤基質(zhì)中，或溶解于煤孔隙中的水［4］。對(duì)于地下煤層儲(chǔ)存體，沒(méi)有被煤層吸附的游離態(tài)CO2是比較容易逃逸的［7］，即便CO2已被煤層牢固地吸附，如果溫度和壓力的變化導(dǎo)致煤層最大吸附量的變化，CO2仍可能以游離態(tài)的形式在煤層中流動(dòng)或逃逸［3］。

2 主要環(huán)境問(wèn)題

實(shí)施CO2地質(zhì)儲(chǔ)存工程中最重要的是保證地質(zhì)儲(chǔ)存的有效性、安全性和持久性。如圖1所示，CO2地質(zhì)儲(chǔ)存過(guò)程中，注入CO2會(huì)改變儲(chǔ)存體原始地質(zhì)環(huán)境:降低巖石力學(xué)強(qiáng)度、提高接受水體酸度，打破原有力學(xué)和地球化學(xué)平衡等，同時(shí)在項(xiàng)目施工期間存在一些主觀和客觀因素，如注入井和廢棄井不完善處理、儲(chǔ)存體斷裂、火災(zāi)和地震等突發(fā)性事件造成CO2的泄漏，從而加劇對(duì)施工地區(qū)環(huán)境的破壞。本文主要針對(duì)注入CO2改變儲(chǔ)存體水文地質(zhì)條件對(duì)環(huán)境所造成的影響，涉及地質(zhì)環(huán)境、水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境三方面。

圖1 CO2地質(zhì)儲(chǔ)存環(huán)境影響示意圖Fig.1 Schematic diagram showing CO2geological storage environmental impact

2.1 地質(zhì)環(huán)境

大量超臨界狀態(tài)CO2注入是給儲(chǔ)層巖石不斷增壓的過(guò)程，必然會(huì)改變儲(chǔ)層壓強(qiáng)，破壞原有的壓力平衡，使其壓強(qiáng)分布在水平方向上變得不均勻:地層壓力逐漸增加而巖層的軸向壓力和側(cè)向壓力相應(yīng)減少［3］。當(dāng)儲(chǔ)存巖層無(wú)法維持這種力學(xué)平衡時(shí)，一方面可能導(dǎo)致巖石力學(xué)強(qiáng)度下降，誘發(fā)裂縫產(chǎn)生，提高斷層活動(dòng)的可能性；另一方面可能造成地面變形甚至誘發(fā)地震。

注入CO2產(chǎn)生異常壓力并導(dǎo)致巖石力學(xué)強(qiáng)度下降。由于CO2與地層水的物性差異，CO2的大量溶解會(huì)使地層水中的一些礦物沉淀或析出，堵塞孔喉通道，導(dǎo)致異常壓力產(chǎn)生，并且沉淀或析出的礦物質(zhì)極可能沿?cái)嗔褞Х植?，增加裂縫和斷層活動(dòng)的可能性［3］。實(shí)驗(yàn)表明:二氧化碳水溶液腐蝕巖石結(jié)構(gòu)造成巖石孔隙變大，產(chǎn)生次生孔隙，破壞膠結(jié)物，甚至產(chǎn)生微裂縫，導(dǎo)致巖石力學(xué)強(qiáng)度明顯下降［8］。這些次生孔隙以及裂縫的產(chǎn)生為CO2泄漏提供潛在的逃逸通道。

注入CO2造成地面變形。在構(gòu)造壓力很大的儲(chǔ)層中，任何構(gòu)造壓力的減少都會(huì)誘發(fā)斷層，造成地表向上抬升或向下錯(cuò)斷［9］。灌注CO2過(guò)程中，儲(chǔ)層巖石所受應(yīng)力不斷增大且受力不均，儲(chǔ)層巖石在彈性變形的基礎(chǔ)上產(chǎn)生應(yīng)力擴(kuò)容和體積膨脹。同時(shí)CO2會(huì)在地層水上方形成CO2羽狀流。儲(chǔ)層巖石體積膨脹力和CO2羽狀流產(chǎn)生的浮力共同作用在蓋層使上覆地層產(chǎn)生垂直向上的膨脹變形。例如，Algeri的CO2封存場(chǎng)地地表變形監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示:CO2注入井上方附近地表以5mm/a的速度抬升［10］。但這種變形在不同的儲(chǔ)存體之間有一定差異:在枯竭油氣藏中，CO2注入能減輕甚至抵消油氣生產(chǎn)所造成的地面沉降。在Barendrecht的枯竭油氣藏CCS項(xiàng)目中地層最高隆起預(yù)計(jì)僅2cm，而在Salah的咸水層CCS項(xiàng)目中，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示注入井附近地表以7mm/a速度向上抬升［11］。此外，如果二氧化碳水溶液腐蝕巖石結(jié)構(gòu)，在上覆地層的重力作用下，儲(chǔ)層會(huì)被壓密，在多孔的碳酸鹽巖儲(chǔ)層中尤其要關(guān)注這類問(wèn)題［9］。

注入CO2誘發(fā)地震。通常情況，深井注入會(huì)降低斷層強(qiáng)度。隨著超臨界CO2的不斷注入，斷層面上流體壓力增大、有效應(yīng)力降低，造成斷層面上抗剪強(qiáng)度下降，當(dāng)斷層面上抗剪強(qiáng)度低于斷層面上剪應(yīng)力時(shí)便導(dǎo)致斷層活化、滑動(dòng)并伴隨地震［12］。在油田以及眾多危險(xiǎn)廢物處置井都已有很多鉆探誘發(fā)地震記錄在案。美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)在2012年6月的一項(xiàng)獨(dú)立研究發(fā)出警告:CCS項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)太大，有可能誘發(fā)較大的地震［13］。據(jù)統(tǒng)計(jì)，約70%的誘發(fā)地震發(fā)生在注入和提取的過(guò)程中，并集中在儲(chǔ)存區(qū)域注入井井底附近的一定深度范圍內(nèi)，誘發(fā)地震以及地震最大震級(jí)的概率一般與儲(chǔ)層壓力，注入量、注入速率和地層滲透率等因素成正比［14］。

CO2注入煤層引起斷層活化，造成巖層變形。煤層儲(chǔ)存CO2是將CO2吸附于煤基質(zhì)中，理論上既然煤層可以安全封存甲烷數(shù)千年，只要CO2的封存壓力不大于原先儲(chǔ)存壓力就可以安全封存。但CO2注入可能引起煤層的膨脹，煤層的膨脹會(huì)導(dǎo)致滲透率降低，還能對(duì)非理想煤層(低滲透、斷層發(fā)育的煤層)頂板施加附加載荷，可能引起斷層活化［15］。隨著流體不斷注入，在煤層膨脹和孔隙壓力的共同作用下，煤層上部和下部巖層受到反向壓力作用，使上部巖層向上隆起，下部巖層向下沉降。此外，CO2注入引起的儲(chǔ)層壓力升高可能會(huì)引起斷層錯(cuò)動(dòng)［16］，且CO2和煤本身反應(yīng)并產(chǎn)生水，易導(dǎo)致巖石破碎［17］。

2.2 水環(huán)境

CO2泄漏對(duì)不同區(qū)域水環(huán)境造成的影響主要?jiǎng)澐譃閮深?由于注入不成功，自由相CO2通過(guò)廢棄井或其它泄漏通道垂直向上遷移對(duì)淺層含水層造成的“近場(chǎng)影響”和大規(guī)模注入CO2被安全圈閉后所造成的“遠(yuǎn)場(chǎng)影響”［18］(圖2)。當(dāng)逃逸的CO2進(jìn)入淺層地下水，雖然CO2本身對(duì)水質(zhì)并不造成影響，但含水層中CO2溶解量的增加會(huì)導(dǎo)致地下水pH值降低，改變含水層的地球化學(xué)條件。增加的酸度會(huì)增強(qiáng)含水層中礦物質(zhì)和有害微量元素的溶解，并增加吸附在粘土、鐵的氫氧化物以及有毒重金屬、硫酸鹽和氯化物的活動(dòng)性，可能改變地下水的顏色、氣味和味道［19～21］。CO2注入會(huì)降低咸水層的氧化條件，在強(qiáng)還原條件下超臨界CO2是碳?xì)浠衔锏挠行軇?2］，并且 H2S、SO2等有毒氣體的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，一旦運(yùn)送到淺層含水層也是一個(gè)潛在的威脅［21］。

CO2入侵承壓含水層比入侵潛水含水層的危害大得多:當(dāng)CO2進(jìn)入承壓含水層，自由態(tài)的CO2聚集在承壓含水層的頂部會(huì)影響大量的地下水，反之如果侵入的是潛水含水層，CO2會(huì)向上流動(dòng)并在包氣帶逐漸消散，與淡水接觸的面積極其有限［18］。

與淺層地下水相似，CO2注入深部咸水層主要通過(guò)增加地層水的酸度、與礦物發(fā)生地球化學(xué)反應(yīng)對(duì)地下水化學(xué)成分造成影響。地下水中溶解的礦物質(zhì)將激活鐵、鉛、錳等重金屬及包括苯、酚類等有毒有機(jī)物［21］。在深部咸水層中，較高的液壓導(dǎo)致更高的CO2分壓，增加CO2在地下水中的溶解量，可能導(dǎo)致pH值比淺層地下水中低更多，釋放更多的污染物［23］。但即便注入深部咸水層的CO2安全圈閉仍然會(huì)影響淺層地下水。大量超臨界CO2的注入改變儲(chǔ)層的壓強(qiáng)，使水頭重新分布。CO2溶于地下水產(chǎn)生泡沫造成地層水的膨脹并增加地層水的密度，為鹵水與淺層地下水對(duì)流混合產(chǎn)生條件［24～25］。同時(shí)，CO2與儲(chǔ)層中礦物質(zhì)反應(yīng)使儲(chǔ)層的孔隙度發(fā)生變化，這一變化可能導(dǎo)致鹵水徑流路徑改變與淺層地下水混合從而對(duì)淺層地下水造成污染(圖2)。

圖2 CO2地質(zhì)儲(chǔ)存對(duì)不同區(qū)域水環(huán)境影響示意圖［18］Fig.2 Schematic diagram of different regions of influence on water environment related to CO2geological storage

煤層中CO2泄漏的風(fēng)險(xiǎn)比在深部咸水層和油氣儲(chǔ)層中的風(fēng)險(xiǎn)要小，但一旦泄漏會(huì)造成較嚴(yán)重后果。通常在CO2－ECBM(注CO2提高煤層氣采收率)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的水，這些水中含有大量的Na+、Cl－、和其它溶解固體與有機(jī)物［26］。高壓下CO2與這種形成的地層水與煤層中的堿土金屬、鋁硅酸鹽和碳酸鹽等礦物反應(yīng)或?qū)⑵淙芙?，這些物質(zhì)可能會(huì)通過(guò)煤層運(yùn)移到含水層中［27］。另一方面，由于高壓CO2注入導(dǎo)致地下流體性質(zhì)的改變和酸度的增加，在CO2－ECBM封存區(qū)域有害的微量金屬濃度會(huì)有所提高［26］，伴隨CO2注入煤層可能會(huì)導(dǎo)致甲烷與低碳烷烴等有機(jī)物的泄漏［28］，這些有害物質(zhì)一旦隨CO2與水遷移到上覆含水層，會(huì)改變含水層的氧化還原條件，增加水中甲烷與其它揮發(fā)性碳?xì)浠衔锏臐舛龋瑢?duì)含水層水質(zhì)構(gòu)成致命威脅。

油氣藏中CO2逃逸所造成的環(huán)境問(wèn)題與在咸水層與煤層中CO2所造成問(wèn)題類似。但在某些情況，H2S、SO2、NO2等微量氣體會(huì)與CO2一起注入。這些雜質(zhì)增加CO2羽的浮力，影響地層水對(duì)CO2的溶解及對(duì)殘留CO2的捕獲［29］。一旦泄漏，這些微量氣體所造成的危險(xiǎn)超過(guò)CO2泄漏。例如，H2S毒性遠(yuǎn)超過(guò)CO2，發(fā)生事故井噴易造成較大人員傷亡；溶解于地下水中的SO2比CO2形成的酸性更大，可能導(dǎo)致地下水和土壤中微量金屬的活動(dòng)性更強(qiáng)，泄漏引起的危害也越大。

此外，在CO2深部咸水層注入與儲(chǔ)存過(guò)程中有機(jī)物運(yùn)輸是必須考慮的問(wèn)題［21］。通過(guò)類比，富含碳?xì)溆袡C(jī)物的油氣藏中這類問(wèn)題也應(yīng)該極為普遍。表1對(duì)近幾年針對(duì)深部?jī)?chǔ)存CO2對(duì)地下水所造成影響的數(shù)值模擬與場(chǎng)地實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)行總結(jié)。

表1 CO2地質(zhì)儲(chǔ)存對(duì)地下水水質(zhì)影響研究Table 1 Summary of impact of CO2geological storage on groundwater quality

2.3 生態(tài)環(huán)境

CO2通常不認(rèn)為是有毒氣體，但較高濃度的CO2會(huì)對(duì)人體及生態(tài)環(huán)境造成危害。CO2對(duì)人體的物理作用是逐步產(chǎn)生的，與濃度及暴露在CO2中的時(shí)間有關(guān)［4］。高濃度的CO2不僅對(duì)身體有害而且易導(dǎo)致窒息。

高濃度的CO2在一定程度上可加快植物光合作用，促進(jìn)局部地區(qū)植物大量繁殖［29］。但當(dāng)土壤中的CO2含量增加到一定程度后，高壓下的CO2可擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞膜并溶解在細(xì)胞內(nèi)，破壞細(xì)胞蜂窩結(jié)構(gòu)的完整性并影響細(xì)胞的新陳代謝［36］，同時(shí)CO2將變成有毒物質(zhì)反過(guò)來(lái)抑制植物的生長(zhǎng)［1］。CO2溶解于地下水中改變環(huán)境的pH值，會(huì)影響近地表微生物的呼吸作用、抑制植物根區(qū)的呼吸和水分吸收，植物表現(xiàn)嚴(yán)重的萎黃并最終死亡。此外，低pH和高CO2濃度環(huán)境可影響微生物群落的類型和大小。例如，CO2在強(qiáng)還原環(huán)境下可作為產(chǎn)甲烷微生物的能量來(lái)源，促使這類微生物大量繁殖，導(dǎo)致另一部分生物逐漸萎縮甚至消失［37］。

3 防治措施

CO2地質(zhì)儲(chǔ)存泄漏危害較大，在項(xiàng)目實(shí)施前需對(duì)CO2地質(zhì)儲(chǔ)存安全進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，在儲(chǔ)存整個(gè)過(guò)程及完成后進(jìn)行完整的監(jiān)測(cè)并備有預(yù)警及應(yīng)急系統(tǒng)，同時(shí)也包括一些補(bǔ)救措施(圖3)。

3.1 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

在CCS項(xiàng)目中，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是成立管理和控制措施以盡量減少地下CO2儲(chǔ)存風(fēng)險(xiǎn)的第一步。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估主要包括兩步:第一、確定所有能產(chǎn)生破壞的可能性，即危險(xiǎn)源辨識(shí)；第二、確定風(fēng)險(xiǎn)特征，即對(duì)第一步確定的危害進(jìn)行詳細(xì)評(píng)估，以確定所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)［38］。CO2地質(zhì)儲(chǔ)存所造成的主要風(fēng)險(xiǎn)已在上文探討，但在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的過(guò)程中還需要增加CO2捕獲和運(yùn)輸過(guò)程中所產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)，如運(yùn)輸管道泄漏對(duì)人類及野生動(dòng)植物的危害以及意外事故導(dǎo)致泄漏等問(wèn)題。我國(guó)CO2地質(zhì)儲(chǔ)存方案研究尚處于起步階段，其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法主要包括場(chǎng)景法、概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法以及相關(guān)性分析法等方法［39］。目前而言CO2地質(zhì)儲(chǔ)存工程環(huán)境及安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)主要利用定性和定量相結(jié)合的方法，結(jié)合資料分析和現(xiàn)場(chǎng)勘察，確定最大可信事故的發(fā)生概率和CO2的泄漏量以及引起的各種損失。針對(duì)CO2地質(zhì)儲(chǔ)存風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別結(jié)果，建立安全風(fēng)險(xiǎn)層次結(jié)構(gòu)圖(圖3)。評(píng)價(jià)過(guò)程主要側(cè)重地質(zhì)安全性、灌注井與監(jiān)測(cè)井井筒完整性和施工條件等因素。

圖3 CO2地質(zhì)儲(chǔ)存風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及防治措施層次結(jié)構(gòu)示意圖Fig.3 Hierarchy diagram showing safety risk assessment and prevention measures of CO2geological storage

3.2 加強(qiáng)監(jiān)測(cè)

CO2地質(zhì)儲(chǔ)存監(jiān)測(cè)主要包括灌注前CO2背景值監(jiān)測(cè)，運(yùn)營(yíng)時(shí)期CO2控制監(jiān)測(cè)和封場(chǎng)后CO2安全性監(jiān)測(cè)(圖3)。目前應(yīng)用于CO2咸水層儲(chǔ)存的監(jiān)測(cè)手段主要是地球物理、地球化學(xué)及數(shù)值模擬方法。灌注前期主要利用紅外線監(jiān)測(cè)儀、水化學(xué)分析等手段對(duì)大氣、地下水水源等固定觀測(cè)點(diǎn)及各種可能CO2的逃逸通道如廢棄的鉆井、斷層以及地裂縫等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，為灌注中后期監(jiān)測(cè)獲得的數(shù)據(jù)提供參考依據(jù)。灌注期對(duì)鉆井的監(jiān)測(cè)主要包括:注射流體的成分、地層壓力、注入壓力等。由于注入過(guò)程中少量其它氣體也會(huì)隨CO2注入儲(chǔ)存體，對(duì)注射流體的成分分析有助于了解CO2流體的特性；通過(guò)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)層中壓力的變化，可以了解CO2地下運(yùn)移速度和方向；蓋層壓力變化可反映CO2對(duì)儲(chǔ)蓋層的突破情況；通過(guò)在注入井、監(jiān)測(cè)井等地點(diǎn)利用示蹤劑(如穩(wěn)定碳同位素)，以及利用時(shí)移地震、垂直地震剖面法、電法等地球物理方法可反映CO2地下運(yùn)移速度、運(yùn)移方向和CO2儲(chǔ)存機(jī)理。灌注完成后除了獲取灌注前的所有常規(guī)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)與CO2背景值對(duì)比，同時(shí)也要監(jiān)測(cè)各類鉆井的封堵質(zhì)量判斷封場(chǎng)后CO2是否逃逸。

3.3 預(yù)警和應(yīng)急系統(tǒng)

在CO2地質(zhì)儲(chǔ)存工程實(shí)施中必須要預(yù)備相應(yīng)的預(yù)警及應(yīng)急系統(tǒng):(1)設(shè)置危險(xiǎn)警報(bào)監(jiān)測(cè)器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)CO2濃度，發(fā)出泄漏警報(bào)；(2)設(shè)置危險(xiǎn)防范區(qū)域，根據(jù)CO2儲(chǔ)存場(chǎng)地的分布情況設(shè)置隔離區(qū)；(3)成立應(yīng)急組織機(jī)構(gòu)，明確事故應(yīng)急處理的管理者，責(zé)任到人；(4)制定應(yīng)急預(yù)案的級(jí)別，保障應(yīng)急救援措施、設(shè)備和器材等，制定不同的應(yīng)急措施。例如發(fā)生涉及到整個(gè)場(chǎng)地的CO2泄漏需要封閉所有灌注井并進(jìn)行人員的疏散，如果僅涉及到個(gè)別井的突發(fā)事件只需修復(fù)泄漏井或徹底封堵該井即可。

3.4 補(bǔ)救措施

通過(guò)上述分析，CO2地質(zhì)儲(chǔ)存工程中存在的各種泄漏風(fēng)險(xiǎn)是難以避免的，因此必須要有相應(yīng)的補(bǔ)救措施。面對(duì)CO2泄漏，首先需要對(duì)泄漏情況進(jìn)行評(píng)估，CO2泄漏的程度與造成的地質(zhì)災(zāi)害不同對(duì)于引導(dǎo)治理和采取的補(bǔ)救措施也不相同(圖3)。但一般而言，無(wú)論哪種儲(chǔ)存體，除了堵塞泄漏源外主要有以下三種補(bǔ)救機(jī)制:(1)減少注入量，降低儲(chǔ)層壓力；(2)增加泄漏區(qū)域的儲(chǔ)層壓力；(3)對(duì)CO2羽進(jìn)行攔截，在泄漏前將CO2抽出并回注入更適宜的儲(chǔ)存體［40］。

4 討論

CO2地質(zhì)儲(chǔ)存工程能達(dá)到減排CO2氣體的目的，但在工程實(shí)施的過(guò)程中，CO2的注入會(huì)改變儲(chǔ)存體原有的地質(zhì)環(huán)境，并且由于注入井和廢棄井的不適當(dāng)處理、儲(chǔ)存體斷層和地震等突發(fā)事件都會(huì)造成CO2滲漏。CO2地質(zhì)儲(chǔ)存為環(huán)境所帶來(lái)的影響主要有:(1)誘發(fā)地震和地面變形等地質(zhì)災(zāi)害；(2)CO2逃逸至前部地層污染淡水含水層；(3)一旦泄漏對(duì)儲(chǔ)存場(chǎng)地的人類健康和生態(tài)環(huán)境造成危害等。

鑒于此，為保證CO2儲(chǔ)存的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和安全性，應(yīng)加強(qiáng)被注入CO2狀態(tài)的研究，綜合運(yùn)用先進(jìn)手段(如地球物理、地球化學(xué)、數(shù)值模擬等)對(duì)CO2與地下流體、圍巖的反應(yīng)以及對(duì)地下環(huán)境的影響做出評(píng)估及監(jiān)測(cè)。同時(shí)，需要一套系統(tǒng)的治理措施，將CO2地質(zhì)儲(chǔ)存可能誘發(fā)的地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)概率或危害程度降到最低。

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