二氧化碳地质储存环境影响监测研究
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壤 表层 环境 、地下 水和 地表水 环境 的监测 。 ２ 大气 环境 监测
２ ． １ 监 测点 布设 的原则
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３一 Ｏ ８—２ ６
确 定 同心 圆半 径 的原则是 在预计 的高 浓度 区及 高浓
度 与低浓 度交 接 区应密些 ，其 他则疏 些 。画圈 的距 离是 ２ ５ ０ ｍ、５ ０ ０ ｍ、１ ０ ０ ０ ｍ、２ ０ ０ ０ ｍ。 由上 面原 则 ， 每 圈设定 １ ２个 点位 ，共 ４ ８个点位 。
结合 实 际情况 ，在灌 注井示 范 区的东侧 ，距 离
近４ ｋ ｎ 的采煤 塌 陷 区加 设 ５个 监 测 点 ；在 示 范 区 ｉ
基金项 目：中国地 质调查 局项 目 （ 水 ［ ２ ０ １ ２ ］Ｏ １—０ １ ３ ０ ０ ０ ４ ，
１ ２ １ ２ ０ １ １ ０ ８ ７ １ ２ ８） 。
随着二 氧化碳 地质储 存 的进行 ，不 能排 除二氧 化碳 的潜在 的逃逸 危 险 ，环境 监测 是最 直接 ，也是
具体 布 点 方 法 是 ：以灌 注 井 为 圆 心 ，划 出 ｌ ６ 或 ８个方 位 的射线 和若干不 同半 径 的同心 圆 ，同心
圆 圆周 与射线 的交 点 即为监测 点 。根 据客 观条件 和 需 要 ，往 往是 在 主导 风 向的下 风 向方位 布 点 密 些 ， 而 其他方 位 疏 些 ，根 据风 向 ，东 南 方 向进 行 加 密 。
李 康 。赵 学 亮 ，袁爱 军 ，李 旭峰 （ 中国地质调 查局 水文地 质环 境地 质调查 中心 ，河北 保 定 ０ ７ １ ０ ５ １ ）
摘 要： 结合 地质调 查项 目—— 二 氧化碳 地质储 存 示范工程 项 目的研 究 ，详 细 阐述 了本 项 目中二 氧化
碳地 质储 存对 大 气环 境 、土壤表 层环 境 、地下 水及地表 水 环境监 测 的方案设 计 。
储 盖层 的完整 性 、二 氧化 碳运 移及 分布 情 况及 可 能
对 环境造成 的影 响进行 监控 。作者 将对 二 氧化 碳地
质储 存 的环境监测 的监测方案进行重点 阐述 。
１ 环 境监测 工作 的开展
度监测布点应用 同心 圆多方 位布点法 。同心 圆多方位
布点法适用于孤立源所在地风 向多变的情况 。
关键 词 ：二氧 化碳 ；地质 储存 ；环境监 测 ；监测 方案
中图分类 号 ：Ｘ ８ ３
文献标 识码ห้องสมุดไป่ตู้： Ａ
文章 编号 ： １ ６ ７ ３— ９ ６ ５ ５（ ２ ０ １ ３ ）０ ６— ０ ０ ９ ８— ０ ３
（ １ ）应相 对 均 匀 分 布 ，覆 盖 整个 受 到 影 响 的
时移 Ｖ Ｓ Ｐ监测 、环境监 测等技 术手 段来对 二 氧化碳
（ ２ ）点位 要 有 代 表 性 ，即全 部 点 位 测 得 浓 度 的平均值 要 能代表 覆盖 区域 的总体浓 度平 均值 ； （ ３ ） 根据 区域 内环 境 的不 同划分 几个 功 能 区 ， 如地裂缝 、废 气井 等 ，要 重点 监测 ； （ ４ ）特殊 区域要 加密 布点 ；
环 境科 学导刊
ｈ ｔ ｔ ｐ ：／ ／ ｈ ｊ ｋ ｘ ｄ ｋ ． ｙ ｉ ｅ ｓ ． ｏ ｒ ｇ ． ｃ ｎ ２ ０ １ ３，３ ２（ ６ ）
Ｃ Ｎ ５ ３— １ ２ ０ ５ ／ Ｘ Ｉ Ｓ Ｓ Ｎ １ ６ ７ ３— ９ ６ ５ ５
二 氧 化 碳 地 质 储 存 环 境 影 响 监 测 研 究
（ ５ ）各监 测 点 之 间 设 置 条 件 尽 可 能一 致 ，如
监 测点 的海拔 、植 被情况 等 ，使各监 测点 获得 的数
据 具有 可 比性 ；
（ ６ ）设 置 监 测 点 尽 量 远 离 烟 囱 、建 筑 、道 路
等 影 响因素 ；
（ ７ ） 随着 监 测 工 作 的进 行 ，监 测 点 位 可 以根 据 实 际情 况进 行增 减 。 ２ ． ２ 监测 点 的布设 依据环境空气质量监测规范 ，大气二 氧化碳浓
最有效 的方 法之一 。因此 ，需 要对 封存 区二氧 化碳 浓度 的变化及 相关 环境 因素进 行定 期监 测 ，以便 对 二氧 化碳发 生泄漏 的风 险性进 行评估 ，使 其泄漏 的 风险 降低 到最低 。根 据项 目的需 要 ，结 合 当地气 候 环境 、地质 条件 等实 际情况 ，开展 了大气 环境 、土
近几年来 ，空气 中二 氧化 碳 的大量 排放所 产 生
的温室效应 越来 越 明显 ，成 为世 界气 象 问题 的一 个
难题 ，将二 氧化碳储 存 到地下 被认 为是 最 为有 效 的
区域 ，但 是 在 下 风 向 多 设 置 ，上 风 向 少 设 置 监
测点 ；
解决温室气 体排 放 的方 法 。美 国 、英 国 、 Ｅ ｔ 本 、挪 威 、加拿大 等发达 国家 已经 开展 此类 工 程项 目，并 且相关技术也 比较 成熟… ，我 国于 ２ ０ １ ０年 开始在 内 蒙古鄂尔多斯 盆地 地 区实施 和建设 了全 国第一 个 二 氧化碳地质储 存示 范 工程项 目，该 项 目是 通过 一 口 灌 注井将临界状 态下 的二氧化 碳打人 地下 ２ ０ ０ ０多 ｍ 具 有储存二 氧化碳 能 力 的地 层 。但 是在 长 期 的地 下 储 存 中 ，二 氧化 碳 会 从 裂缝 、井 筒 、断 层 等 泄露 ， 或者 以其他 方式 扩散 到储层 之外 ，对环 境 造成 不 利 的影响 。为 了减少 或者 避免 这些潜 在 的危 险 ，项 目组通过遥感监测 、非人工源地震 监测 、水准测量 、
内部灌 注井 、两 口监测井 和二 氧化碳 缓 冲罐 处加设
４个监 测点 。大气 监测 点布局 如 图 １所示 。
作者简介 ：李康 （ １ ９ ８ ４一） ，男 ，硕士 ，主要从 事地质监测仪 器研究 ，环境监测研究 等方面 的研究工作。
２ ． １ 监 测点 布设 的原则
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３一 Ｏ ８—２ ６
确 定 同心 圆半 径 的原则是 在预计 的高 浓度 区及 高浓
度 与低浓 度交 接 区应密些 ，其 他则疏 些 。画圈 的距 离是 ２ ５ ０ ｍ、５ ０ ０ ｍ、１ ０ ０ ０ ｍ、２ ０ ０ ０ ｍ。 由上 面原 则 ， 每 圈设定 １ ２个 点位 ，共 ４ ８个点位 。
结合 实 际情况 ，在灌 注井示 范 区的东侧 ，距 离
近４ ｋ ｎ 的采煤 塌 陷 区加 设 ５个 监 测 点 ；在 示 范 区 ｉ
基金项 目：中国地 质调查 局项 目 （ 水 ［ ２ ０ １ ２ ］Ｏ １—０ １ ３ ０ ０ ０ ４ ，
１ ２ １ ２ ０ １ １ ０ ８ ７ １ ２ ８） 。
随着二 氧化碳 地质储 存 的进行 ，不 能排 除二氧 化碳 的潜在 的逃逸 危 险 ，环境 监测 是最 直接 ，也是
具体 布 点 方 法 是 ：以灌 注 井 为 圆 心 ，划 出 ｌ ６ 或 ８个方 位 的射线 和若干不 同半 径 的同心 圆 ，同心
圆 圆周 与射线 的交 点 即为监测 点 。根 据客 观条件 和 需 要 ，往 往是 在 主导 风 向的下 风 向方位 布 点 密 些 ， 而 其他方 位 疏 些 ，根 据风 向 ，东 南 方 向进 行 加 密 。
李 康 。赵 学 亮 ，袁爱 军 ，李 旭峰 （ 中国地质调 查局 水文地 质环 境地 质调查 中心 ，河北 保 定 ０ ７ １ ０ ５ １ ）
摘 要： 结合 地质调 查项 目—— 二 氧化碳 地质储 存 示范工程 项 目的研 究 ，详 细 阐述 了本 项 目中二 氧化
碳地 质储 存对 大 气环 境 、土壤表 层环 境 、地下 水及地表 水 环境监 测 的方案设 计 。
储 盖层 的完整 性 、二 氧化 碳运 移及 分布 情 况及 可 能
对 环境造成 的影 响进行 监控 。作者 将对 二 氧化 碳地
质储 存 的环境监测 的监测方案进行重点 阐述 。
１ 环 境监测 工作 的开展
度监测布点应用 同心 圆多方 位布点法 。同心 圆多方位
布点法适用于孤立源所在地风 向多变的情况 。
关键 词 ：二氧 化碳 ；地质 储存 ；环境监 测 ；监测 方案
中图分类 号 ：Ｘ ８ ３
文献标 识码ห้องสมุดไป่ตู้： Ａ
文章 编号 ： １ ６ ７ ３— ９ ６ ５ ５（ ２ ０ １ ３ ）０ ６— ０ ０ ９ ８— ０ ３
（ １ ）应相 对 均 匀 分 布 ，覆 盖 整个 受 到 影 响 的
时移 Ｖ Ｓ Ｐ监测 、环境监 测等技 术手 段来对 二 氧化碳
（ ２ ）点位 要 有 代 表 性 ，即全 部 点 位 测 得 浓 度 的平均值 要 能代表 覆盖 区域 的总体浓 度平 均值 ； （ ３ ） 根据 区域 内环 境 的不 同划分 几个 功 能 区 ， 如地裂缝 、废 气井 等 ，要 重点 监测 ； （ ４ ）特殊 区域要 加密 布点 ；
环 境科 学导刊
ｈ ｔ ｔ ｐ ：／ ／ ｈ ｊ ｋ ｘ ｄ ｋ ． ｙ ｉ ｅ ｓ ． ｏ ｒ ｇ ． ｃ ｎ ２ ０ １ ３，３ ２（ ６ ）
Ｃ Ｎ ５ ３— １ ２ ０ ５ ／ Ｘ Ｉ Ｓ Ｓ Ｎ １ ６ ７ ３— ９ ６ ５ ５
二 氧 化 碳 地 质 储 存 环 境 影 响 监 测 研 究
（ ５ ）各监 测 点 之 间 设 置 条 件 尽 可 能一 致 ，如
监 测点 的海拔 、植 被情况 等 ，使各监 测点 获得 的数
据 具有 可 比性 ；
（ ６ ）设 置 监 测 点 尽 量 远 离 烟 囱 、建 筑 、道 路
等 影 响因素 ；
（ ７ ） 随着 监 测 工 作 的进 行 ，监 测 点 位 可 以根 据 实 际情 况进 行增 减 。 ２ ． ２ 监测 点 的布设 依据环境空气质量监测规范 ，大气二 氧化碳浓
最有效 的方 法之一 。因此 ，需 要对 封存 区二氧 化碳 浓度 的变化及 相关 环境 因素进 行定 期监 测 ，以便 对 二氧 化碳发 生泄漏 的风 险性进 行评估 ，使 其泄漏 的 风险 降低 到最低 。根 据项 目的需 要 ，结 合 当地气 候 环境 、地质 条件 等实 际情况 ，开展 了大气 环境 、土
近几年来 ，空气 中二 氧化 碳 的大量 排放所 产 生
的温室效应 越来 越 明显 ，成 为世 界气 象 问题 的一 个
难题 ，将二 氧化碳储 存 到地下 被认 为是 最 为有 效 的
区域 ，但 是 在 下 风 向 多 设 置 ，上 风 向 少 设 置 监
测点 ；
解决温室气 体排 放 的方 法 。美 国 、英 国 、 Ｅ ｔ 本 、挪 威 、加拿大 等发达 国家 已经 开展 此类 工 程项 目，并 且相关技术也 比较 成熟… ，我 国于 ２ ０ １ ０年 开始在 内 蒙古鄂尔多斯 盆地 地 区实施 和建设 了全 国第一 个 二 氧化碳地质储 存示 范 工程项 目，该 项 目是 通过 一 口 灌 注井将临界状 态下 的二氧化 碳打人 地下 ２ ０ ０ ０多 ｍ 具 有储存二 氧化碳 能 力 的地 层 。但 是在 长 期 的地 下 储 存 中 ，二 氧化 碳 会 从 裂缝 、井 筒 、断 层 等 泄露 ， 或者 以其他 方式 扩散 到储层 之外 ，对环 境 造成 不 利 的影响 。为 了减少 或者 避免 这些潜 在 的危 险 ，项 目组通过遥感监测 、非人工源地震 监测 、水准测量 、
内部灌 注井 、两 口监测井 和二 氧化碳 缓 冲罐 处加设
４个监 测点 。大气 监测 点布局 如 图 １所示 。
作者简介 ：李康 （ １ ９ ８ ４一） ，男 ，硕士 ，主要从 事地质监测仪 器研究 ，环境监测研究 等方面 的研究工作。
