الرئيسيةعريقبحث

التأثير البيئي لصناعة الصخر الزيتي

☰ جدول المحتويات

يعالج التأثير البيئي لصناعة الصخر الزيتي قضايا مثل استخدام الأراضي وإدارة المخلفات وتلوث المياه والهواء الناجم عن استخراج ومعالجة الصخر الزيتي. يؤدي الاستخلاص السطحي لرواسب الصخر الزيتي إلى التأثيرات البيئية المعتادة للتنقيب ضمن الحفر المكشوفة. إضافة إلى ذلك، يولِّد الاحتراق والمعالجة الحرارية مخلّفاتٍ يجب التخلص منها وانبعاثات ضارة في الغلاف الجوي، تحتوي هذه الانبعاثات على ثاني أكسيد الكربون وهو أحد غازات الدفيئة الرئيسية. إن عمليات التحويل التجريبية في الموقع وتقنيات احتجاز وتخزين الكربون قد تقلل بعض هذه المخاوف في المستقبل، ولكنها قد تثير مخاوف أخرى مثل تلوث المياه الجوفية.[1][2]

الاستخلاص السطحي والتقطير

استخدام الأرض وإدارة المخلفات

يتطلب الاستخلاص السطحي والمعالجة في الموقع استخدامًا واسعًا للأرض. كما يفرض ألّا تستخدم الأراضي بالأشكال التقليدية، وبالتالي ينبغي تجنب المناطق الكثيفة السكان. يقلل استخراج الصخر الزيتي من تنوع النظام البيئي الأصلي في الموائل التي تدعم مجموعة متنوعة من النباتات والحيوانات. بعد نهاية العمل يجب أن تستصلح الأرض. ومع ذلك، فإن هذه العملية تستغرق وقتًا طويلًا ولا يمكنها بالضرورة إعادة تأسيس التنوع البيولوجي الأصلي للمكان. إنّ تأثير الاستخلاص الموضعي (تحت الأرض) على المناطق المحيطة أقل من تأثير الاستخلاص ضمن الحفر المفتوحة. ومع ذلك فقد يتسبب الاستخلاص الموضعي أيضًا في هبوط السطح بسبب انهيار منطقة مستخدمة وانجرافات الأحجار المتروكة.[3][4]

يحتاج التخلص من مخلفات الاستخراج وبقايا الصخر الزيتي ورماد الاحتراق إلى استخدام إضافي للأراضي. وفقًا لدراسة المجلس الاستشاري لعلوم الأكاديميات الأوروبية فإنّ المخلّفات الناجمة عن عملية المعالجة تشكل حجمًا أكبر من المادة المستخرجة. وبالتالي لا يمكن التخلص منها بشكل كامل تحت الأرض. ما يعني أنّ إنتاج برميل من النفط الصخري يمكن أن يولّد نحو 1.5 طن من بقايا الصخر الزيتي. وهذا يشغل حجمًا أكبر بنسبة تصل إلى 25% من الصخر الأصلي. لكنّ هذه النتائج لم تؤكد من قبل صناعة الصخر الزيتي في إستونيا، حيث أدت عملية الاستخلاص والمعالجة لما يقرب المليار طن من الصخر الزيتي في إستونيا إلى خلق نحو 360 إلى 370 مليون طن من المخلفات الصلبة، من بينها 90 مليون طن من مخلفات الاستخلاص، و70-80 مليون طن من بقايا الصخر الزيتي، و200 مليون طن من رماد الاحتراق. قد تحتوي المخلفات على عدة ملوثات بينها الكبريتات والفلزات الثقيلة والهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (بّي إيه إتش إس)، بعض هذه المواد سامة ومسرطنة. ويتم التخلص من المخلفات الصلبة الناتجة عن عملية المعالجة الحرارية في مكبٍّ مفتوح (دفن النفايات أو التكديس)، وليس تحت الأرض وذلك لتجنب تلوث المياه الجوفية. نظرًا لأنّ بقايا الصخر الزيتي تتكوّن من المعادن بالإضافة إلى نحو 10٪ من المواد العضوية فهي قد تشكل خطراً على البيئة بسبب رشح المركبات السامة بالإضافة إلى إمكانية الاشتعال الذاتي.[5][6][7]

إدارة المياه

يؤثر الاستخلاص على نمط جريان المياه في المنطقة المتأثرة. في بعض الحالات يتطلب الأمر خفض مستويات المياه الجوفية إلى ما تحت مستوى طبقة الصخر الزيتي، مما قد يحمل آثارًا ضارة على الأراضي الصالحة للزراعة والغابات المحيطة بها. في إستونيا يجب ضخ 25 مترًا مكعبًا من المياه من منطقة الاستخلاص لكل متر مكعب من الصخر الزيتي المستخلص. وفي الوقت نفسه تحتاج المعالجة الحرارية للصخر الزيتي إلى المياه من أجل تبريد المنتجات الساخنة والتحكم في الغبار. تعتبر المخاوف المتعلّقة بالمياه قضية حساسة بشكل خاص في المناطق القاحلة، مثل الجزء الغربي من الولايات المتحدة وصحراء النقب الإسرائيلية، حيث توجد خطط لتوسيع صناعة الصخر الزيتي. اعتمادًا على التكنولوجيا يستخدم التقطير السطحي (فوق الأرض) بين واحد وخمسة براميل من الماء لكل برميل من النفط الصخري المنتج. ووفقًا لأحد التقديرات تستخدم المعالجة في الموقع نحو عُشر كمية المياه المستخدمة.[8][9][10][11][12][13][14][15]

تمثل المياه العامل الرئيسي لنقل ملوثات صناعة الصخر الزيتي. تتمثل إحدى القضايا البيئية في منع رشح المواد الضارة من بقايا الصخر إلى إمدادات المياه. تترافق معالجة الصخر الزيتي بتشكل مياه معالجة ومياه صرف تحتوي على الفينولات والقطران والعديد من المنتجات الأخرى، وهي قابلة للفصل وسامة على البيئة. وقد ذكر بيان الأثر البيئي البرامجي لعام 2008 الصادر عن مكتب إدارة الأراضي في الولايات المتحدة أنّ عمليات الاستخلاص السطحي والتقطير تنتج ما بين 2 إلى 10 غالون أمريكي من مياه الصرف لكل طن قصير (0.91 طن) من الصخر الزيتي المعالج.

إدارة تلوث الهواء

إنّ محطات طاقة الوقود الأحفوري هي سبب رئيسي لتلوث الهواء، وينتج عنها انبعاثات من المنتجات الغازية مثل أكسيد النيتروجين وثاني أكسيد الكبريت وكلوريد الهيدروجين، بالإضافة إلى المواد المحمولة جوًاً (الرماد المتطاير). وهو يشتمل على جزيئات من أنواع مختلفة (الكربونية وغير العضوية) وبأحجام مختلفة. يعتمد تركيز ملوثات الهواء في غاز المداخن بشكل أساسي على تقنية الاحتراق ونظام الاحتراق، في حين تُحدد انبعاثات المواد الصلبة بكفاءة أجهزة التقاط الرماد المتطاير. يؤدي التخلص من بقايا الصخر الزيتي بشكل مكشوف إلى انتشار الملوثات بالإضافة إلى النواقل المائية أيضًا عن طريق الهواء (الغبار). هناك روابط محتملة بين التواجد في منطقة للصخر الزيتي وبين زيادة خطر الإصابة بالربو وسرطان الرئة مقارنة بالمناطق الأخرى.[16][17][18]

انبعاثات غازات الدفيئة

إنّ انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن إنتاج الصخر الزيتي والغاز الصخري أعلى من إنتاج النفط التقليدي ويحذر تقرير للاتحاد الأوروبي من أنّ القلق العام المتزايد بشأن الآثار الضارة للاحتباس الحراري قد يؤدي إلى معارضة تطوير الصخر الزيتي. [19]

تنشأ الانبعاثات من عدة مصادر. وتشمل غاز ثاني أوكسيد الكربون المنطلق من تحلل الكيروجين والكربونات في عملية الاستخراج، وتوليد الطاقة اللازمة لتسخين الصخر الزيتي وفي عمليات معالجة النفط والغاز الأخرى، والوقود المستخدم في استخراج الصخور والتخلص من المخلفات. ونظرًا لاختلاف التركيب المعدني والقيمة الحرارية لرواسب الزيت الصخري على نطاق واسع، فإن القيم الفعلية تختلف اختلافًا كبيرًا. في أحسن الأحوال ينتج عن الاحتراق المباشر لصخر الزيتي انبعاثات كربون مماثلة لتلك الناتجة عن أدنى أشكال الفحم، اللغينيت (الفحم البني)، وهو مصدر للطاقة مثير للجدل أيضًا بسبب مستويات انبعاثاته العالية. بالنسبة لتوليد الطاقة واستخراج النفط فيمكن تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون عن طريق الاستخدام الأفضل للحرارة المهدرة من تيارات الإنتاج.

المعالجة في الموقع

في الوقت الحالي تعد معالجة الصخر الزيتي ضمن الموقع هي الأكثر جاذبية لكونها تقلل من المشكلات البيئية السطحية المعتادة. ومع ذلك تحمل هذه العمليات مخاطر بيئية كبيرة محتملة على طبقات المياه الجوفية، خاصة وأنّ الأساليب المتبعة للاستخراج في الموقع قد تتطلب وضع تغطية جليدية أو أيّ شكل آخر من العوائق لتقييد تدفق النفط الناتج حديثًا إلى طبقات المياه الجوفية. ومع ذلك بعد إزالة جدار التجميد يمكن أن تتسبب هذه الأساليب في تلوث المياه الجوفية مع زيادة التوصيل المائي للصخر المتبقي ما يسمح للمياه الجوفية بالتدفق وتسرب الأملاح من المياه الملوثة حديثًا.[20]

المراجع

  1. Bartis, Jim (26 أكتوبر 2006). Unconventional Liquid Fuels Overview ( كتاب إلكتروني PDF ). World Oil Conference. بوسطن: Association for the Study of Peak Oil & Gas - USA. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 21 يوليو 201128 يونيو 2007.
  2. Mittal, Anu K. (10 May 2012). "Unconventional Oil and Gas Production. Opportunities and Challenges of Oil Shale Development" ( كتاب إلكتروني PDF ). مكتب محاسبة الحكومة. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 27 سبتمبر 201922 ديسمبر 2012.
  3. Francu, Juraj; Harvie, Barbra; Laenen, Ben; Siirde, Andres; Veiderma, Mihkel (May 2007). "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" ( كتاب إلكتروني PDF ). European Academies Science Advisory Council: 23–30. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 23 يوليو 201806 مايو 2011.
  4. Kattel, T. (2003). "Design of a new oil shale surface mine" ( كتاب إلكتروني PDF ). Oil Shale. A Scientific-Technical Journal. Estonian Academy Publishers. 20 (4): 511–514. ISSN 0208-189X. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 9 أغسطس 201723 يونيو 2007.
  5. Kahru, A.; Põllumaa, L. (2006). "Environmental hazard of the waste streams of Estonian oil shale industry: an ecotoxicological review" ( كتاب إلكتروني PDF ). Oil Shale. A Scientific-Technical Journal. Estonian Academy Publishers. 23 (1): 53–93. ISSN 0208-189X. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 9 أغسطس 201702 سبتمبر 2007.
  6. Mölder, Leevi (2004). "Estonian Oil Shale Retorting Industry at a Crossroads" ( كتاب إلكتروني PDF ). Oil Shale. A Scientific-Technical Journal. Estonian Academy Publishers. 21 (2): 97–98. ISSN 0208-189X. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 14 أبريل 201823 يونيو 2007.
  7. Tuvikene, Arvo; Sirpa Huuskonen; Kari Koponen; Ossi Ritola; Ülle Mauer; Pirjo Lindström-Seppä (1999). "Oil Shale Processing as a Source of Aquatic Pollution: Monitoring of the Biologic Effects in Caged and Feral Freshwater Fish". آفاق الصحة البيئية. National Institute of Environmental Health Sciences. 107 (9): 745–752. doi:10.2307/3434660. JSTOR 3434660. PMC . PMID 10464075.
  8. Brendow, K. (2003). "Global oil shale issues and perspectives. Synthesis of the Symposium on Oil Shale. 18–19 November, Tallinn" ( كتاب إلكتروني PDF ). Oil Shale. A Scientific-Technical Journal. Estonian Academy Publishers. 20 (1): 81–92. ISSN 0208-189X. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 21 يناير 201921 يوليو 2007.
  9. Speckman, Stephen (22 March 2008). "Oil-shale 'rush' is sparking concern". Deseret News. مؤرشف من الأصل في 09 يناير 200924 أغسطس 2008.
  10. "Fact Sheet:Oil Shale Water Resources" ( كتاب إلكتروني PDF ). United States Department of Energy. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 29 أكتوبر 201215 سبتمبر 2007.
  11. "Critics charge energy, water needs of oil shale could harm environment". U.S. Water News Online. يوليو 2007. مؤرشف من الأصل في 18 يونيو 200801 أبريل 2008.
  12. Bartis, James T.; LaTourrette, Tom; Dixon, Lloyd; Peterson, D.J.; Cecchine, Gary (2005). Oil Shale Development in the United States. Prospects and Policy Issues. Prepared for the National Energy Technology Laboratory of the United States Department of Energy ( كتاب إلكتروني PDF ). مؤسسة راند.  . مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 4 سبتمبر 201229 يونيو 2007.
  13. "Chapter 4. Effects of Oil Shale Technologies". Proposed Oil Shale and Tar Sands Resource Management Plan Amendments to Address Land Use Allocations in Colorado, Utah, and Wyoming and Final Programmatic Environmental Impact Statement ( كتاب إلكتروني PDF ). مكتب إدارة الأراضي. September 2008. صفحات 4‑3. FES 08-32. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 27 مايو 201007 أغسطس 2010.
  14. Luken, Larry (9 يوليو 2005). "Oil Shale Myths". Shale Oil Information Center. مؤرشف من الأصل في 28 أكتوبر 200801 أبريل 2008.
  15. Fischer, Perry A. (August 2005). "Hopes for shale oil are revived". World Oil Magazine. Gulf Publishing Company. مؤرشف من الأصل في 09 نوفمبر 200601 أبريل 2008.
  16. Ots, Arvo (12 February 2007). "Estonian oil shale properties and utilization in power plants" ( كتاب إلكتروني PDF ). Energetika. Lithuanian Academy of Sciences Publishers. 53 (2): 8–18. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 5 يونيو 201306 مايو 2011.
  17. Lotman, Silvia. "Op-ed: Don't let Estonian shale firm do to Utah what it has done to Estonia". The Salt Lake Tribune (باللغة الإنجليزية). مؤرشف من الأصل في 14 مارس 201714 يونيو 2016.
  18. Teinemaa, E.; Kirso, U.; Strommen, M.R.; Kamens, R.M. (2003). "Deposition flux and atmospheric behavior of oil shale combustion aerosols" ( كتاب إلكتروني PDF ). Oil Shale. A Scientific-Technical Journal. Estonian Academy Publishers. 20 (3 Special): 429–440. ISSN 0208-189X. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 12 أغسطس 201702 سبتمبر 2007.
  19. Koel, Mihkel (1999). "Estonian oil shale". Oil Shale. A Scientific-Technical Journal. Estonian Academy Publishers (Extra). ISSN 0208-189X. مؤرشف من الأصل في 27 أبريل 201921 يوليو 2007.
  20. Grunewald, Elliot (6 يونيو 2006). "Oil Shale and the Environmental Cost of Production" ( كتاب إلكتروني PDF ). جامعة ستانفورد. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 13 يونيو 200702 يونيو 2007.

موسوعات ذات صلة :