关于油气开采的火炬燃烧，卫星有话说

　　旧金山州立大学健康教育系教授Lara Cushing及其同事在南加州大学医学院进行的一项新研究表明，火炬燃烧具有潜在危害和漏报不足的问题，卫星数据可有效追踪石油天然气行业的＂火炬燃烧＂操作。
　　正在燃烧天然气的火炬。页岩油和页岩气开采
　　在开发了＂页岩油＂这项黑科技之后，美国一跃成为了世界主要石油生产国之一。美国石油产量的增加，导致OPEC（石油输出国组织）和俄罗斯等能源出口国＂苦不堪言＂。
　　页岩油是指以页岩为主的页岩层系中所含的石油资源，也就是通常说的美国页岩油革命中的＂页岩油＂的概念。全球页岩油储量最高的是俄罗斯，技术可采页岩油储量为750亿桶，其次是美国和中国。此外，全球页岩气技术可采资源量排名前5位的国家依次为：中国（36 万亿立方米，约占20%）、美国（24 万亿立方米，约占13%）、阿根廷、墨西哥和南非。
　　俄罗斯、中亚、中东、东南亚和中非没有出现在报告中，因为部分地区是众所周知的天然气储存大国（例如俄罗斯和中东），其他则是因为数据缺失。数据来源：美国能源信息署。
　　利用卫星监测火炬燃烧情况
　　当企业进行钻探时，石油天然气开采的副产品可能就包括大量的天然气，开采地区如果缺乏收集和运输大量天然气所需的基础设施，对于开采企业来说用火炬燃烧处理这些副产品是更简单、更容易的方法。据Cushing和该研究的作者表示，这会导致温室气体排放、浪费能源、并可能对附近居民造成健康影响。然而，这种做法及其影响很少得到密切监测。
　　＂那里的数据并没有系统地跟踪人们接触到的东西，＂Cushing指出，＂但是通过从太空中进行卫星观测，我们可以看到火炬燃烧发生的地点和时间。＂
　　Cushing及其合作伙伴研究了2012年至2016年NOAA（美国国家海洋和大气管理局）地球观测组为德克萨斯州南部鹰福特页岩地区统计的卫星数据。因为从2010年开始石油天然气生产大幅增加，这一地区成为美国最具生产力的地区之一，数据具有代表性。
　　＂为了确定这种操作是否有害，我们想知道发生了多少火炬燃烧处理事件，＂库欣说，＂我们知道不完全燃烧会释放各种有害的空气污染物，包括颗粒物和VOCs等。有大量文件证明这些物质都具有长期和短期健康危害。＂
　　例如，不完全的火炬燃烧可导致高水平的大气颗粒物扩散，这些物质与呼吸系统疾病、心血管疾病和不良出生结局有关。这一操作还会释放VOCs，例如苯，这一已知的致癌物质。
　　NOAA数据记录了大量的天然气火炬燃烧案例，这些案例在图片上呈现出圆形，看起来像是中心明亮且边缘变暗的光圈。Cushing和她的同事发现在5年期间出现了43,000多次火炬燃烧案例。通过将卫星监测的火炬燃烧数据与该地区的开采许可数据进行比较，研究人员发现大多数火炬燃烧事件都与使用水力压裂法的生产井和水平钻井有关，而水力压裂法正是页岩油气开采的主要方法。
　　在2012-2016研究期间使用VIIRS Nightfire（可见光红外成像光谱仪）识别出的火炬燃烧案例。（a）表示独立火炬，数量为46,754；（b）表示每平方千米的火炬密度。温度＜1,600K的检测值和使用HDBSCAN识别的无效值不包含在内。
　　根据Cushing和她的团队估计，在这5年内，有45亿立方米的天然气被火炬燃烧处理，足够为大约250万套房屋供热一年。这样大量的能源在损失的同时还制造了污染，对该地区造成巨大影响。而中国作为页岩油和页岩气的能源储备大国，在开采当中这一问题也值得警惕，避免步入美国的后尘。
　　引用  1. Meredith Franklin et al, Characterizing Flaring from Unconventional Oil and Gas Operations in South Texas Using Satellite Observations, Environmental Science & Technology (2019).
　　DOI: 10.1021/acs.est.8b05355
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