估計表明，未來50年，頁岩氣開採將使用超過一萬億加侖的水，但美國科學家的研究表明，當這種流體被回收利用時，會產生 對環境有害的化合物。
頁岩氣存在於地下數千米的岩層中。水力壓裂，也稱為壓裂，以經濟高效且及時的方式促進了這種高能量密度燃料的釋放。水、沙子和其他新增劑的混合物在高壓下被泵入地下，將頁岩地層破碎，使天然氣遷移到地表，在那裡可以收集。
一些化學新增劑和壓裂使用的大量水引發了環境擔憂。回收的壓裂液中溶解鹽和有機物含量高，包括碳氫化合物、油脂和生物物質，這意味著它不適合立即重複使用。而且，它可能對水生生物有毒，因此不能排放到河流或地下水中。因此，如果我們不能重複使用這種流體，也不能處置這種流體，我們就必須處理這種流體。
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萊斯大學的科學家 安德魯·巴倫 和塞繆爾·馬奎爾-博伊爾認識到，為了確定處理回收的壓裂液的最佳方法，他們應該首先識別其中的有機汙染物。
巴倫驚訝地發現，在回收的壓裂液中鑑定出的大多數化合物都是碳氫化合物。他解釋說，這並不是特別令人擔憂的問題，“特別是與煤層氣開採產生的有毒多環芳烴相比”。
巴倫說：“關於頁岩的有趣之處在於，自侏羅紀時期由動植物遺骸形成以來，其中的化學物質沒有發生任何移動、暴露或平衡。” 頁岩的低滲透性意味著它保留了海水的鹽度。因此，當頁岩與壓裂液接觸時，所有的鹽、有機礦物質和化合物都會浸出並溶解。上升到地表的流體充滿了這些化合物。
水力壓裂公司阿帕奇公司的傑出工程顧問喬治·金表示，這是一項令人耳目一新的研究——尤其是在取樣和分析方法方面，以及在回收的壓裂液中觀察到多環芳烴減少方面。“我相信，工業界可以從與學術界合作中受益，找到適合用途的解決方案，以回收壓裂產生的廢水，”他補充道。
目前，處理方法使用含鹵素的氧化劑去除水中的細菌。然而，這些氧化劑也會與天然存在的碳氫化合物反應，形成對環境有害的氯代烴和有機溴化物。因此，用化學方法處理水可能不是最佳解決方案。
“我們應該更關心什麼？”巴倫問道。“自侏羅紀時期以來就一直存在的天然化學物質，還是我們正在形成並釋放到環境中的化學物質？”
巴倫表示，他們的研究表明，從長期的安全形度來看，應該採用物理處理方法，如分離，並且應該限制化學處理。
本文經《化學世界》許可轉載。這篇文章於2014年8月29日首次發表。