温室气体“关”好了没?武汉科学家“听诊器”诊一诊

2018-03-02

人类脑洞大开,用“地质工程”的办法来应对温室气体排放,就是“捕捉”二氧化碳气体,并把它“囚禁”到地下,中国人已干了起来。在鄂尔多斯的亚洲最大的二氧化碳地质封存项目中,30万吨二氧化碳被封存于1300~2500米的深部咸水层中,而武汉科学家能监控它们“关”好了没。1日,长江日报记者联系上中科院武汉岩土所科学家李琦,他负责的团队研发的地下流体保真取样技术及装备,已为该工程服役了3年。

根据上月出炉的《2017年中国气候公报》,全球气候变暖过程仍在持续。人类排放二氧化碳气体的速度,已经远远大于地球上植物吸收二氧化碳的速度。通过大量种树吸收多余的二氧化碳是指不上了。为兑现巴黎气候协定对全球减排的承诺,负责任的大国,须采取更严格的减排措施。

“科学家将二氧化碳注入地下并长期封存于1000~3000米深的地层中,这些地层可以是咸水层、枯竭油气储层和不可开采煤层。这一技术已作为前沿技术列入我国中长期科技发展规划。”中科院武汉岩土所岩土力学与工程国家重点实验室研究员李琦说。

中国内蒙古的鄂尔多斯腹地深处,正在探索亚洲首个大规模、全流程的陆上咸水层二氧化碳永久封存示范工程。李琦和他的团队4年前进驻,为该工程装备我国自主研发的“地下流体保真取样监测系统”,通过向地下的水和气这两种“流体”取样,观测地下水和土壤气的变化,来监控二氧化碳是否泄漏,相当于为这一大型工程装了“听诊器”。

封存温室气体,主要的风险是二氧化碳或其他物质泄漏。曾有中国地质调查局的水文专家介绍,二氧化碳泄漏,可能会造成浅层水水质偏酸、土壤酸化,严重者造成植物根系缺氧减产,进而使土壤微生物群落发生改变。如果泄漏进入大气等环境中,一旦空气中二氧化碳浓度大于7%时,会立刻危害到人们的生活和健康。

“这就需要长期监测”,李琦介绍,从“二氧化碳捕集、利用与封存”示范项目的数量和封存规模来看,我国已成为继美国之后的第二大国家。但在取样监测的科学前沿领域,尤其是向地下的水、气取样,中国长期以采购国外产品为主,自主研发薄弱。中科院武汉岩土所该设备填补了这一空白,并从跟跑到并跑。可不依赖电源、而是利用高压氮气作为取样动力源来“听诊”。如在鄂尔多斯,武汉岩土所科学家们定期在现场采集地下水、土壤气样品并分析,保障了示范工程的安全运行。团队正在研发的第三代装备,能测量地下水位、PH值、电导率、温度、压力等各种参数,实时监测,最深可用于地下2000米。

李琦介绍,应对全球气候变暖,中国义不容辞,前沿科技必须先行。未来,核废物的地质封存,各种污染场地的评价、监测和治理,或是对地下油、气、水资源的开发等,都离不开对地下流体(液体和气体)的取样、分析和控制。这项地下取样监测技术,大有可为,市场需求强劲。

 



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