工業廢液存地下千米 我國環境治理延伸至深井灌注
垃圾不可以亂扔，工業廢液更不能隨意處置。于是，人們想了個辦法——挖口深井，把這些不受地表生物歡迎的玩意兒送到千米之下的地質深層。
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關于地下灌注，依照灌注物性質的不同，EPA將地下灌注所采用的灌注井分為五類
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今年6月，曲靖市發生震驚全國的鉻渣污染事件，曲靖陸良化工實業有限公司5000多噸劇毒工業廢料鉻渣被非法丟棄在當地水庫中，對附近居民生命財產安全造成嚴重威脅；而在陸良化工實業有限公司后門處，還有一處總量達28.84萬噸的露天鉻渣堆，距南盤江僅一條土路之隔。
鉻原本就是自然存在的物質，鉻礦是一種對工業極其重要的金屬礦產，幾萬年內都和人類相安無事，為什么突然成了污染源呢？
究其根本是因為鉻以不合適的形態出現在了不該出現的地方，污染了人類賴以生存的土壤、空氣和水。實際上，石油工業、化學工業等產生的各種天然的、非天然的固、液態有害物質，在多數情況下是通過污染土壤、水源或大氣對人類造成損害的。
人類無法停下工業發展的腳步，因此除了從源頭上減少廢物、廢液的產出，如何處置這些廢物、廢液，也是人們必須面臨的選擇。目前，人們處理這些廢物的主要方式有六種：傾倒于海洋、在遠洋進行焚燒、直接堆積于地面、在地面貯存、填埋于淺層地表和深井灌注。其中深井灌注(Deep Well Injection)，就是將廢液灌注到與人類日常生活環境隔絕的地質深層，從而實現安全處置。作為一種環境處置技術，它在美國已經有50余年的歷史，主要用于處置工業或市政廢液、廢水。
將廢液封存在巖層中
“深井灌注”有個基本前提，就是要保證排放物與地下水完全隔絕。我們知道，并非所有地層都含有地下水，目前人們開采地下水的深度一般不超過300～500米。“深井灌注”的井深通常從約800米到超過3200米不等，這跟當地地下水所在的地層深度相關。井太深會加大灌注壓力和應用成本，井太淺則會存在污染地下水的風險。
同時，并非所有的地方都適合打深井，深井灌注技術的安全使用對地質條件有著嚴格要求。首先，灌注層需要有足夠的厚度，并且具有足夠的孔隙率，即選擇多孔的巖層。事實上，地下水和石油正是存儲于這樣的巖石里，可見里面的空間是非常大的。其次，選址一定要避開地震多發帶，以防止封存在巖層中的廢液借地層活動之際，流溢到其他地下水層中或地表。另外，灌注地要和其他鉆井保持安全距離，以免這邊灌下去，那邊又抽上來了。除此之外還有其他更細節的要求，來不得半點含糊。
灌注地的選擇至關重要，灌注井的安全系數同樣重要。具體方法是這樣的，先打通一個井到灌注層，插一根很結實的鋼管，鋼管外面灌水泥；然后在鋼管內再接著往下打一口直徑小一點的豎井，插進一根細一些的管子，外圍也灌上水泥；井的末端開有孔，可以讓廢液泄出；然后在這個井里面插一根耐腐蝕的管子，在它和外面的管子之間灌有非腐蝕性的液體(環空流體)，又加上一層隔離措施；最后在地面上修一個灌注站。重重密封保證在灌注過程中沒有廢液滲出。
要保證1萬年無轉移
“深井灌注”是“地下灌注”(Underground Injection Control，詳見注腳)的一種，因其所使用的灌注井比較深而得名。美國利用灌注處置技術始于20世紀30年代，當時主要是石油公司用來處置石油和天然氣生產產生的鹽水及其他廢液。20世紀50年代，有些企業開始了把化學廢料灌注到深地質層的嘗試。1988年，美國國家環保署(EPA)發布“無轉移可能豁免計劃”，建立了有害成分無轉移可能的示范證明制度。該規定強化了對危險性廢物灌注井的管理要求，要求I類井的管理者應提供“無轉移可能”的示范證明，即在一萬年的時間里，所灌注液體的有害成分不會從灌注區發生轉移，或者含有危險性質的灌注液在離開灌注區時已經不再含有有害成分。
那么，深井灌注的安全性如何呢？1989年，EPA完成了一項風險研究，該研究認為：與地表填埋、貯存罐藏或焚燒等其他處置技術相比，深井灌注技術對于人體健康和環境所構成的危害極低，可能造成的危害風險最小。
EPA2009年的數據顯示，美國用來處理工業危險性和無危險性廢液、市政廢液的I類深井總數超過500口，用于處理石油和天然氣采掘過程中伴生鹽水的II類深井超過147000口，當時全美約89%難以處理的危險工業廢液均通過深井灌注方式來進行處置，以實現對環境影響的最小化。
如前所述，人類不可能停止對自然資源的開發和大規模的工業生產，因噎廢食的做法無益于任何問題的解決。人們必須在權衡利弊的前提下，尋找一種相對最為安全合理的廢棄物處置方式，包括開辟新的、安全的環境處置空間。在這樣的背景之下，深井灌注技術雖然并不是人類的終極環境解決方案，但目前它應當是最好的選擇之一。
對話
深井灌注的安全性到底怎么樣？這項技術適合中國嗎？看過上文之后，你可能更加關注它何時會在國內應用。為此，我們采訪了國際地科聯環境管理地球科學委員會副主席、中國地質環境監測院副總工程師何慶成博士。
提問：中國適合深井灌注技術嗎？如何保證灌注層不斷裂？
何慶成：不是任何地方都可以進行深井灌注的。在進行深井灌注之前，一定要選擇合適的地質空間，準備好配套的工程措施，這樣才能保證液體灌注的安全。灌注井選址和灌注層選擇需要符合很多條件，比如灌注層需要有足夠的厚度，并且具有足夠的孔隙率；地質結構條件應該簡單，沒有復雜的斷層和褶皺現象；灌注區受地震破壞影響小，地震活動少；污水能與巖石礦物相容，或經過處理后可以相容等。同時，要保證地下有足夠的空間進行灌注，地層結構穩定，不會因為壓力增大誘發地震。如果說年產200萬噸廢液的話，每小時也就是灌下90來個立方米，灌幾十年也就幾千萬噸(作為比較，北京每年僅高爾夫球場耗費的地下水就達到4000萬噸，編者注)。像日本這樣處在板塊連接處的地方就不適合進行深井灌注。相反，中國有不少合適的地方。中國的幾大盆地，包括松嫩、松遼、華北、江漢盆地等，以及許多廢棄的油氣田地區等，都是很好的灌注地址。作為地質大國，我國有很好的深井鉆井技術和經驗豐富的專業人員，在我國實行深井灌注在技術層面上是完全可行的。
提問：深井灌注是否曾發生過事故？
何慶成：20世紀80年代之前，美國的深井灌注曾經發生過兩次事故。一次是灌注壓力過大引發周邊的巖石破裂，誘發小型地震。另一次是管道腐蝕，造成滲漏。1980年美國環保署制定了嚴格的標準，將原來的三層安全保護提高到六層安全保護，之后沒有發生過事故。
提問：我國就深井灌注技術的使用是否已經制定了法規？
何慶成：我國對此還沒有成文的法規。環保部現在主要監管地表，大氣和水，地下部分只監管土壤，管不了那么深；而國土資源部監管的是地下的礦產和一些施工，目前還沒有專門針對深井灌注的法規。
提問：那深井灌注在我國是否有合法性？
何慶成：環保部已經認識到深井灌注的必要性，從2006年開始就開展了地下灌注科研示范項目，目前已取得了積極進展。在我國沒有成文法的情況下，我們可以采用其他國家已經成熟的法則。美國的相關法規非常完善，經過了實踐的考驗，如果我國開展這樣的工作的話，可以引用美國完善的法規。
提問：如果已經開始灌注，是否有辦法實時監控地下的情況？
何慶成：我們有一些方法可以監控地下灌注的情況。灌注井將持續監測灌注速率、井頭壓力、環空壓力、環空壓差、灌注溫度、井底壓力(此值通過其它變量計算得出)、環空流體流量、灌注液的平均比重。除了以上內容，總灌注速率也被監測和記錄比如說壓力監控，我們可以測灌注孔的壓力，如果壓力減少，上面就可能漏掉了；如果壓力太大，我們就立刻關閉閥門。除了灌注孔的壓力，還會實時監控環空流體壓力。正常情況下，環空流體壓力始終比灌注壓力高1.7個大氣壓。一旦環空壓力發生異常且15分鐘內無法找到原因，自動聯鎖裝置都會自動關停灌注操作。也可以監測上面的含水層的物質，如果里面出現了有害物質，就說明有滲漏。
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