❶ 危險化學品儲存的安全要求是什麼
危險化學品儲存的安全要求是:
1、國務院工信部門以及國務院其他有關部門依據各自職責,負責危險化學品生產、儲存的行業規劃和布局。地方人民政府組織編制城鄉規劃,應當根據本地區的實際情況,按照確保安全的原則,規劃適當區域專門用於危險化學品的生產、儲存。
2、新建、改建、擴建生產、儲存危險化學品的建設項目(以下簡稱建設項目),應當由安監部門進行安全條件審查。新建、改建、擴建儲存、裝卸危險化學品的港口建設項目,由港口部門按照國務院交通部門的規定進行安全條件審查。
3、生產、儲存危險化學品的單位,應當對其鋪設的危險化學品管道設置明顯標志,並對危險化學品管道定期檢查、檢測。
4、危險化學品生產裝置或者儲存數量構成重大危險源的危險化學品儲存設施(運輸工具加油站、加氣站除外),與下列場所、設施、區域的距離應當符合國家有關規定。
已建的危險化學品生產裝置或者儲存數量構成重大危險源的危險化學品儲存設施不符合前款規定的,由所在地設區的市級人民政府安監部門會同有關部門監督其所屬單位在規定期限內進行整改;需要轉產、停產、搬遷、關閉的,由本級人民政府決定並組織實施。
5、儲存數量構成重大危險源的危險化學品儲存設施的選址,應當避開地震活動斷層和容易發生洪災、地質災害的區域。
6、生產、儲存危險化學品的單位,應當在其作業場所和安全設施、設備上設置明顯的安全警示標志。
7、生產、儲存危險化學品的單位,應當在其作業場所設置通信、報警裝置,並保證處於適用狀態。
8、生產、儲存危險化學品的企業,應當委託具備國家規定的資質條件的機構,對本企業的安全生產條件每3年進行一次安全評價,提出安全評價報告。安全評價報告的內容應當包括對安全生產條件存在的問題進行整改的方案。
生產、儲存危險化學品的企業,應當將安全評價報告以及整改方案的落實情況報所在地縣級安監部門備案。在港區內儲存危險化學品的企業,應當將安全評價報告以及整改方案的落實情況報港口部門備案。
9、生產、儲存劇毒化學品、易制爆危險化學品的單位,應當設置治安保衛機構,配備專職治安保衛人員。
10、危險化學品應當儲存在專用倉庫、專用場地或者專用儲存室(以下統稱專用倉庫)內,並由專人負責管理;劇毒化學品以及儲存數量構成重大危險源的其他危險化學品,應當在專用倉庫內單獨存放,並實行雙人收發、雙人保管制度。
危險化學品的儲存方式、方法以及儲存數量應當符合國家標准或者國家有關規定。
(1)存儲行業會不會發生地震擴展閱讀:
對劇毒化學品以及儲存數量構成重大危險源的其他危險化學品,儲存單位應當將其儲存數量、儲存地點以及管理人員的情況,報所在地縣級安監部門(在港區內儲存的,報港口部門)和公安機關備案。危險化學品專用倉庫應當符合國家標准、行業標準的要求,並設置明顯的標志。
儲存劇毒化學品、易制爆危險化學品的專用倉庫,應當按照國家有關規定設置相應的技術防範設施。儲存危險化學品的單位應當對其危險化學品專用倉庫的安全設施、設備定期進行檢測、檢驗。生產、儲存危險化學品的單位轉產、停產、停業或者解散的。
應當採取有效措施,及時、妥善處置其危險化學品生產裝置、儲存設施以及庫存的危險化學品,不得丟棄危險化學品。
❷ 瀘州地震一儲酒倉庫200餘噸高濃度白酒泄漏,未及時發現會有何後果
瀘州地震引起了不少網友的關注,最令人揪心的是這一次的地震還引起了不少的隱患,而這些隱患一旦沒有及時處理,很可能給當地群眾帶來嚴重損失。這一次發生地震的地方是在瀘縣,而瀘縣有不少酒廠,其中有一家瀘州陳年窖酒業有限公派純蘆司的儲酒倉庫受到地震的影響,導致儲酒倉庫200多噸的高濃度白酒泄漏,幸好及時發現,否則將會引起嚴重後果。
不過萬幸酒廠發生泄漏的時候,裡面沒有被困的工作人員,否則很有可能造成人員傷亡。塵帶消防救援隊已經安排了大量的人手對這些泄漏的酒精進行了3個多小時的稀釋,不過這里的酒精濃度還是比較高,處於比較危險的情況中。希望後面不會出現餘震,否則再次發生泄漏,到時候就麻煩了,也希望瀘縣的所有人員能夠平平安安。
❸ 二氧化碳地質儲存安全與環境風險
大規模CO2地質儲存可能引起的環境風險包括全球環境影響和局部環境影響。全球環境影響主要是指地下儲存的CO2泄漏到大氣中,降低CO2地質儲存對減緩氣候變化的作用。局部環境風險主要是指CO2地質儲存對局部地區環境甚至人體健康產生的不利影響,如地下水污染等。
CO2地質儲存技術潛在的危害主要有兩個方面:一是可能增大接納水體的酸度,打破原有的地球化學和生態平衡;二是一旦發生大規模新構造運動,大量的CO2泄漏將給附近地區造成毀滅性的災難(周錫堂等,2006)。
一、二氧化碳地質儲存安全和環境風險的涵義
我國現行行業標准HJ/T169-2004《建設項目環境風險評價技術導則》(國家環境保護總局,2004年發布),對建設項目「環境風險評價」的定義是,建設項目環境風險評價是對建設項目建設和運行期間發生的可預測突發性事件或事故(一般不包括人為破壞及自然災害)引起有毒有害、易燃易爆等物質泄漏,或突發事件產生的新的有毒有害物質,所造成的對人身安全與環境的影響和損害進行評估,提出防範、應急與減緩措施。評價流程包括風險識別、源項分析、後果計算、風險評價、風險管理和應急措施六項。
根據我國現行行業標准AQ8001-2007《安全評價通則》,安全評價是以實現工程、系統安全為目的,應用安全系統工程原理和方法,對工程、系統中存在的危險、有害因素進行辨識與分析,判斷工程、系統發生事故和職業危害的可能性及其嚴重程度,從而為制定防範措施和管理決策提供科學依據。安全評價程序包括准備階段、危險因素識別與分析、定性定量評價、提出安全對策措施。
由上述可見,環境風險評價的目的是分析和預測建設項目存在的潛在危險、有害因素,建設項目建設和運行期間可能發生的突發性事件或事故(一般不包括人為破壞及自然災害),引起有毒有害和易燃易爆等物質泄漏,所造成的人身安全與環境影響和損害程度,提出合理可行的防範、應急與減緩措施,從而使建設項目事故率、損失和環境影響達到可接受水平。
安全評價的目的是查找、分析和預測存在的危險、有害因素,以及可能導致的危險、危害後果和程度,提出合理可行的安全對策措施,指導危險源監控和事故預防,進而達到最低事故率、最少損失和最優的安全投資效益。
環境風險評價和安全評價的評價對象分別為環境風險和安全問題。環境風險評價主要針對自然環境,如水、空氣、土壤等,及其通過自然環境的傳遞對人身健康安全造成的傷害;安全評價主要針對人為因素和知陵設備因素等引發的火災、爆炸、中毒等重大安全危害。
環境風險評價和安全評價在評價內容、評價程序和評價方法上很多是相通的,特大猛畢別是對危險源辨識、風險概率計算時,採用的方法基本相同。方法的基本原理都是風險理論與方法,常用事故樹或事件樹方法來分析、確定項目涉及的危險源和風險概率等。在判別指標上,兩類評價都將自然人作為重要的評價判別指標來進行評價。不同的是安全風險評價的重點是廠(場)界內火災、爆炸和人員急性毒害;環境風險評價的重點是廠(場)界外空氣、水、土壤的污染、生態危害和人員毒害(李偉東等,2008)。
基於上述,考慮到CO2地質儲存的特殊性,本書作者初步認為CO2地質儲存的環境風險是指生產設施、CO2地質儲存灌注工程建設、運行和封場後CO2泄漏對場地及周圍一定區域內人群及生態環境系統產生的危害、對土壤和地下水產生污染等的風險。CO2地質儲存的安全風險是指CO2地質儲存灌注工程運行和封場後CO2灌注井、監測井井口裝置失效,以及CO2通過人為泄漏通道(原有廢棄井、灌注井和監測井井管斷裂等)、地質構造泄漏通道、跨越蓋層和水力圈閉泄漏通道,導致大量的CO2泄漏,引起周圍人群及動、植物中毒,以及對人身、生態環境和水環境等安全產生威脅等的風險。
上述界定具有如下內涵:
1)CO2地質儲存安全和環境風險評價既不同於一般地上工程建設項目,也不同於地下建設項目安全和環境風險評價,如天然氣儲氣庫周期性注、采和儲氣庫地層壓力處於年際間周期性變化等。CO2地質儲存鮮明的特殊性體現在儲存的長期性,儲存工程系統屬於高壓裝置,以及CO2地質儲存泄漏通道的復雜性和地下儲存庫的隱蔽性。關鍵技術在於集成已有的安全和環境風險評價的理論方法,創新性地提出對長時間、大范滾芹圍內,特別是儲存場地封場及封場後,灌注井、監測井等地下隱蔽工程、CO2地質儲存泄漏通道和地下儲存庫的安全風險評價方法。
2)CO2地質儲存環境風險因素以生產設施和物質因素為主,主要包括CO2地質儲存工程施工、灌注工程實施與管理以及建設和運行期間的物質產生。風險環節是灌注井、監測井,以及廢棄井井筒的完整性和井口裝置等相關工程單元機械失效,以及儲存期間的CO2泄漏。相比而言,一旦出現CO2泄漏事故,是人為可以控制的,影響范圍相對較小。
3)CO2地質儲存地質安全風險因素主要以地質因素為主,包括地震、活動斷裂運動、火山噴發、滑坡、崩塌、泥石流、地下水運動等突發或緩變的自然內、外動力地質作用。風險環節是地下CO2地質儲存庫崩潰和與之聯通的各類CO2地質儲存泄漏通道的開啟。相比而言,一旦因地質因素導致CO2發生泄漏事故,是人為不可控制的,影響范圍更大,危害更為嚴重;
4)CO2地質儲存環境風險和安全風險的主要風險物均為CO2,主要的風險事故為泄漏,承災體為人群及其與之密切相關的水環境、土壤環境、大氣環境和動、植物生態環境。評價的重點是事故態下的CO2泄漏,對人群和生態系統的損害程度,以及土壤、地表水和地下水的污染程度等。此外,也可能間接增加對建築物基礎、橋梁基礎和其他構築物基礎的腐蝕性。
由於CO2地質儲存技術在我國尚處於知識儲備和工程示範階段,現階段安全風險評價和環境風險評價界定依然不明確,本書著重從CO2地質儲存場地選址與綜合地質調查、CO2灌注井、監測井完整性和安全及環境監測幾大環節提出初步見解。
二、公眾對二氧化碳地質儲存風險調查的反應
有關公眾對CCS的認知水平和可接受度調查表明,僅就CO2地質儲存而言,受調查者傾向於認為突然大規模泄漏是主要或嚴重的風險;而多數人認為CCS對於生態系統影響、區域投資環境也具有中等以上風險;值得注意的是,較多受調查者認為在地質災害、對人體健康影響、水污染和土壤退化等方面,CCS的風險不確定或信息不充足(圖8-2)(胡虎等,2009)。
圖8-2CCS實施的風險評估(據胡虎等,2009)
三、二氧化碳泄漏可能產生的安全與環境問題
(一)對人群健康和生態系統的影響
CO2是人體生理必需物質,屬於呼吸中樞的興奮劑,是人呼吸的排出物,調節血液中的pH值。CO2一般意義上不是有毒物質,濃度超過一定范圍才對人體產生毒害作用(梁寶生等,2003)。CO2為大氣中可變組分,正常空氣中CO2濃度為(300~500)×10-6,人體呼出氣體中CO2濃度約為4000×10-6。高濃度CO2(>15000×10-6)會引發中樞神經系統中毒,使呼吸中樞先興奮、後抑制,最後導致麻痹和窒息,機體缺氧而導致肺、腎等臟器充血、水腫(紀雲晶,1991)。
我國現行《工作場所有害因素職業接觸限值》(GBZ2-2002),規定CO2短時間接觸容許濃度為18000mg/m3;我國現行《室內空氣質量標准》(GB/T18883-2002),規定室內CO2日平均值為0.1%。
根據前蘇聯的空間實驗研究結果,5000×10-6被認為是人體對CO2長期耐受濃度的極限,15000×10-6是CO2毒性的起始濃度,90000×10-6是CO2對人的最小致死濃度。表8-1為CO2的毒性研究結果。表8-2為人體暴露於不同濃度的CO2中的中毒反應。CO2對人的中毒濃度差別很大,Lehmann論述了在發酵倉中如果CO2濃度為10000~25000×10-6,一個健康人可以耐受1年時間,當濃度為60000~120000×10-6時才發生中毒。
表8-1CO2的毒性
表8-2人體暴露不同濃度水平的CO2的中毒反應
CO2對人體的物理作用是逐步產生的,與濃度和暴露在CO2中的時間有關(沈平平等,2009)(圖8-3)。在CO2濃度為1.5%的低濃度條件下,1小時左右其物理作用並不明顯。當濃度為3%~5%時,呼吸加快、加深並伴有頭昏眼花症狀。當濃度達到5%~9%時,就會感到惡心和眩暈。超過9%,只要待5~10分鍾就會昏迷。當濃度超過20%,待20~30分鍾就會死亡。因此,在地上環境、地下室或房屋中,高濃度的CO2影響健康,使人類和其他動物從窒息到死亡(Bensonetal.,2002)。野外實驗表明,當CO2濃度小於1%時,沒有證據表明對人有任何危害影響(BertMetzetal.,2005)。
由於CO2的密度比空氣重近50%,當地質儲存的CO2發生泄漏,進入近地表大氣環境後,將在重力和大氣流的作用下,沿地表在較淺的窪地聚集,使局部地區濃度偏高。如果人或動物在此區域活動,危險也隨之產生。因此,不宜將CO2灌注場地置於地勢低窪,缺乏主導風向的地區。
CO2在生態系統中起著重要的作用。植物光合作用過程中,在光和葉綠素的催化作用下,空氣中的CO2和水反應生成糖等有機物,同時釋放出氧氣,即:6CO2+6H2O=C6H12O6+6O2↑
圖8-3CO2的物理影響(據Fleming等,1992)
在熱帶雨林中這一反應約占整個地球的60%以上。在動物的呼吸循環中發生上述反應的逆過程,即從大氣中吸入氧氣,與體內的糖反應,產生動物生命活動所需的能量,同時放出CO2(沈平平等,2009)。
CO2泄漏至地表土壤層時,可導致土壤的酸化和土壤中氧的置換,進而影響植被生態系統。高流量的CO2引起土壤氣體中CO2濃度增高,會導致植物呼吸作用受限,甚至死亡(Farraretal.,1995;Qietal.,1994)。此外,低pH值和高CO2濃度環境可促使部分生物大量繁殖,導致另外一部分生物由於自然競爭的優勝劣汰而逐漸萎縮甚至消失。
一般土壤氣里CO2的正常含量應該維持在0.2%~4%之間,當含量增加到5%時將對植物的生長產生不利的影響;當上升至20%時,CO2將變成有毒物質(BertMetzetal.,2005)。因此,長期存在CO2泄漏的陸地表面附近,植物一般很難生長。
(二)導致地下水污染
通常情況下,CO2地質儲存注入深度在地表800m以下,遠遠深於飲用含水層深度,而且飲用含水層與CO2儲層之間常被多層非滲透岩層構成的隔水層(蓋層)相隔離(圖8-4)。只要通過謹慎的選址和注入井、監測井井管外嚴格封固,CO2對飲用含水層的影響微乎其微。CO2本身亦不太可能向上運移進入淺層地下水含水層,再加上CO2監測、地下水分析和示蹤劑追蹤都能監測到CO2進入飲用含水層的現象,並且能夠計算出對水資源的量與質的影響程度(IEA,2008)。
當泄漏的CO2進入飲用地下水補給區時,CO2的溶解量增加,會導致地下水pH值降低,使微量元素在地下水中的富集程度增加,形成一些有機酸,增加某些有毒重金屬和化合物,如鉛、硫酸鹽和氯化物的活動性,可能改變地下水的物理性質,並造成地下水水質破壞(強薇等,2006;曾榮樹等,2004)。
CO2及其隨CO2泄漏一起運移的有害物質對地下水質量的影響主要包括以下幾個方面:
1)在陸地上進行CO2地質儲存時,最可能出現的問題是由於CO2泄漏,導致CO2進入飲用地下水含水系統;
2)碳酸鹽礦物和鐵氧化物對砂岩和碳酸鹽岩含水層的地下水質量有重要的控製作用;
圖8-4CO2地質儲存與飲用水含水層開采層位和深度關系圖
3)CO2泄漏可能引起重金屬污染物從礦體進入下游飲用地下水含水系統;
4)即使從地下儲存庫滲漏出少量的CO2,也可能造成飲用地下水質量的嚴重破壞;
5)大量CO2的注入將改變地層中的孔隙流體壓力,使原有孔隙流體被CO2擠出或置換,礦化度較高的地下水則通過斷裂、裂縫或鑽井向淺部地層運移,將對淺部地下水造成污染。
顯然,在CO2地質儲存過程中,不管是物理貯存還是地球化學貯存,都將受到岩層的壓力、溫度和地球化學等因素影響,而這些因素都與一定的水文地質條件相關聯。因此,適宜的水文地質條件是CO2長期安全儲存的基礎地質條件之一(曾榮樹等,2004;強薇等,2006)。
綜上所述,在CO2地質儲存場地選址勘查評價階段,應加強區域水文地質條件的調查與研究,查明區域性含水層與隔水層的分布以及各地下水系統之間的關系。不僅要重點研究蓋層的力學穩定性和封閉性,也要高度關注蓋層上部多層結構承壓水含水層各隔水層的封閉性,即二次截留或二次封閉能力。特別應高度重視斷裂系統與各地下水含水層之間的潛在輸導關系,盡可能查明CO2通過含水層或斷裂系統發生泄漏的各種地質-水文地質途徑。
(三)誘發地質災害
1.誘發地震
Talebi et al.(1998)研究發現,在靠近震源附近,如果向孔隙中注入流體,將極易誘發地震產生。因此,將大量的CO2注入沉積層或斷裂岩體後,會改變岩層本身的力學狀態,儲層或附近高的孔洞壓力可誘發微震,甚至發生破壞性地震(IPCC,2005;強薇等,2006;許志明等,2009)。
通常情況下,深井注入能削弱斷層強度,成為斷層位移的「潤滑劑」和驅動力,從而導致地震發生。高壓下,通過岩層或斷層之間的應力-應變變化關系可以清楚地認識到這一點(圖8-5)。隨著CO2注入,地層壓力逐漸增加,在應力平衡條件下,岩層的軸向壓力和側限壓力相應減少(圖8-5a),當整個岩層力學系統無法維持這種平衡時,必將導致斷層活動,從而誘發地震(許志明等,2008)。
JUrgen et al.(2004)運用「摩爾圓理論」,詳細解釋了孔隙流體壓力變化與斷層穩定性之間的關系(圖8-5b)。岩層間的有效作用力隨孔隙流體壓力增加而降低,當孔隙流體壓力增加到一定程度時,將導致斷層的封閉作用和岩層間的相互作用和原有的封閉系統整體失效。
圖8-5斷層穩定性隨孔隙流體壓力變化圖(據JUrgen等,2004)
顯然,CO2注入儲層孔隙後會造成儲層壓力增加,如果注入壓力超過儲層上部蓋層壓力,可能誘發蓋層產生裂縫,形成斷層,並發生移動,進而產生兩方面的風險:一是由於高壓所形成的破碎帶和與之相關的微地震將提高破碎帶的滲透率,進而為CO2泄漏提供了通道;二是高壓所導致的斷層活動有可能誘發地震,產生更大的危害。因此,應加強CO2地質儲存誘發地震的監測和機理研究。
2.誘發地面變形
在構造壓力很大的儲層中,任何構造壓力的變化均會誘發斷裂,導致地表向上抬升或向下錯斷。另外,CO2儲層岩石的溶解也會導致地面沉降。如果含水的CO2腐蝕了岩石結構,在上覆結構層的作用下,儲層會被壓密,在多孔的碳酸鹽岩儲層中尤其要關注此類問題(強薇等,2006)。
四、類似二氧化碳地質儲存泄漏事故分析
(一)自然因素引發的二氧化碳致災實例
據文獻檢索,在自然因素影響下,1986年喀麥隆的尼奧斯湖(LakeNyos)大量堆積在湖底的CO2突然釋放出來,造成方圓25km范圍內的1700多人和大量的動物窒息死亡。
1984年,喀麥隆的莫奴恩湖(LakeMonoun)地震釋放出的CO2造成37人死亡。1979年,印度尼西亞的迪恩火山(Diengvolcano)爆發,釋放出20×104tCO2,造成142人窒息。
2006年4月,美國加利福尼亞猛獁象山(Mammoth Mountain)的三名滑雪巡邏員在試圖進入用籬笆隔離一個危險的火山口時,由於高濃度的CO2而窒息死亡,而且100公畝內的樹木也由於CO2濃度過高而死亡。
目前仍有人擔心儲存於地下的CO2可能會像多年前喀麥隆Nyos湖CO2泄漏事件一般造成重大傷亡。Nyos湖位於喀麥隆中西部Oku火山區,為火山口湖,海拔1091m,長約2500m,寬約1500m,平均水深200m。1986年8月21日夜間,CO2突然從湖中噴出,掀起80m高浪,CO2迅速擴散,半個小時即使沿湖1746位居民和6000多頭牲畜窒息死亡。
調查發現Nyos湖底的CO2系因火山活動產生,從地層深處緩慢滲進湖底,依靠湖水封存,密度不斷增大,噴發前至少聚積了3×108m3CO2,恰遇湖旁因地震發生坍方,攪動湖水,使得聚集於湖水底部的CO2泄漏,而泄漏情形異常劇烈,彷彿爆炸一般,爆發之後CO2仍不斷聚集增加。
Nyos湖底的CO2系因火山活動從地層深處緩慢滲進湖底,依靠湖水封存,遇上湖旁因地震發生坍方,攪動湖水,聚集於湖底的CO2泄漏,此種情形與CO2地質儲存在蓋層封閉機理上明顯不同。
(二)人為因素引發的二氧化碳致災實例
1.同類事故類比分析
目前,尚未見到CO2地質儲存發生CO2泄漏的實例報道。為此,IPCC(2005)特別報告以美國天然氣儲集工程說明CO2儲存的可能性。目前,在美國有470個天然氣儲集場所,儲集約160×104t天然氣。最新的監測管理發現,共有9處發生了泄漏。其中,有5處直接與井筒的完整性有關,1處與早期選址失誤有關,有3處由於上覆蓋層封閉不嚴密,其中2處已經被修復,1處直接導致工程報廢。此外,發生在Kansas地區的鑽井嚴重泄漏事件,直接導致3000tCO2泄漏到大氣中,占總存儲量的0.002%(Lee,2001)。經調查,Kansas地區至少有470個鑽井設施服務年齡已經超過25年,鑽井設施的陳舊老化直接導致了泄漏風險的產生。
IPCC特別報告認為,CO2地質儲存泄漏風險要比天然氣儲存小。因天然氣儲存需要快速的變壓循環,從而增加了泄漏的可能性。而CO2被注入後會與水發生溶解,從而減小了壓力,降低了泄漏的風險。CO2地質儲存同天然氣儲存相比,因天然氣是易燃氣體,所造成的泄漏危害更大;同核廢料地質處置相比,核廢料是以其高度的危害性為基礎進行風險評估的,相比之下CO2泄漏導致的危害要溫和的多。
2.同類事故類比對人類健康和安全造成的影響
目前,尚無此類實例報道。IPCC特別報告推斷,CO2地質儲存泄漏事故對人類健康和安全的危害主要由周圍大氣環境、低窪地勢和建築物等CO2濃度上升引起。一旦CO2的濃度超過2%將會使人呼吸困難,超過7%~10%時,將會導致休克和死亡。一般而言,濃度低於1%時,不會產生危險。
對風險評估最大的挑戰是如何估計CO2泄漏至淺層地面後的運移分布狀況以及在周圍環境的濃度分布情況。空氣中CO2的濃度受當地地形和氣候條件影響明顯。因為CO2的密度比空氣大50%,所以它傾向於往低處流動,於低窪地勢處聚集。工程中緩慢的泄漏雖然不是很重要的因素,但是有理由相信有可能對人類造成危害。由於采礦和火山噴發劇烈震動等原因CO2有可能發生突然大量的泄漏聚集。特別是CO2地質儲存封場後,如果管理和預防措施被忽略,這種情況很有可能發生。因此,CO2地質儲存封場後的安全和環境管理與監測將成為一項長期的任務。
3.同類事故類比對生態系統造成的影響
IPCC特別報告指出,當前沒有來自陸地生態系統的證據表明,當前的CO2地質儲存工程會對陸地生態系統造成影響。同樣,提高石油採收率的工程中也沒有明顯的證據,相關提高系統採收率工程中也沒有對陸地生態系統的系統性進行研究。
類似的實例是發生在20世紀90年代美國內華達州Dixie峽谷地區,由於該地區地表下深3000m上下,賦存有一處近62MW的地熱資源儲層,每年不斷地向地表釋放大量的CO2,平均每天釋放7g/m2,最大可達到每天570g/m2,使地表附近植物徹底消亡。直到1999年,隨著監測的CO2濃度的降低,植物才開始慢慢地恢復生長(BertMetzetal.,2005)。
雖然火山噴發產生的CO2為研究儲存CO2可能泄漏到大氣產生的影響提供了可借鑒的案例,但兩者之間存在很大的區別,有一定的局限性。如1999年9月和2001年10月,在義大利的幾起獨立事故中共有29頭牛和8隻羊窒息死亡。當時CO2濃度達到了98%,H2S濃度達到了2%,並且當時的風速較低,因而導致牲畜死亡。
4.同類事故類比對地下水造成的影響
目前,尚無此類比實例。IPCC特別報告推斷,在陸地上進行CO2地質儲存時,由於泄漏可能導致CO2進入飲用含水層地下水系統,導致地下水pH值降低,使許多微量元素在地下水中富集程度增加而影響水質。另外,CO2的泄漏也可能引起重金屬污染物由礦體進入下游飲用含水層地下水系統,從而造成地下水水質的破壞。
5.同類事故類比誘發地震情況
據報道,在美國科羅拉多州Rangely油田,已發生過因為向孔隙中注入流體而導致微地震產生的事件(Gibbs et al.,1973)。德國大陸深鑽工程(Shapiro et al.,1997)和加拿大艾伯特冷湖油田(Talebi et al.,1998)都因為向深部鑽井中注入廢水而頻繁誘發中等級別的地震。美國1967年和1986~1987年分別發生的5.3級Denver地震和4.9級Ohio地震,都與向孔隙中注入流體相關(Bert Metz et al.,2005)。
2000年8月21日~10月20日,德國大陸超深鑽井(KTB)進行了為期60天的新一輪注水誘發地震實驗,對其中的237次地震進行了精確定位。定位結果顯示,在大於9.3km的深度(幾乎是主井底的深度)沒有發生誘發地震。這一現象表明,在這個深度,應力可能低於摩擦強度,注水引起的孔隙壓力變化不足以誘發地震,不存在可滲透的、傾向恰當的斷層。即使這一相對穩定的板塊內部,主井底已接近脆—韌性轉換帶。並用實驗室的結果和超深鑽井中所觀測到的熱流值資料解釋了這一現象(塗毅敏,2002)。
6.已有二氧化碳地質儲存計算機數值模擬成果
通過數學模擬可以探究CO2通過各種泄漏通道對生物圈可能發生的泄漏,比如廢棄井。這種模擬使風險評估更加有效。如在Weyburn地區的兩項研究中就採用數值模擬技術模擬CO2可能對生物圈的泄漏影響。Walton使用基於概率論的數學模型對CO2運移和對生物圈可能的泄漏進行了模擬和估算。Walton研究表明,5000年以後,少於總儲存量的1%的CO2發生泄漏的概率是95%。使用一個確定性的模型進行模擬,Zhou發現在5000年以內不會有CO2發生泄漏。然而使用概率論CO2運移的模型對廢棄井進行模擬,表明平均會有總量的0.001%發生泄漏,最大量為0.14%(IPCC,2005)。