页岩气作为一种新兴资源，引起世界范围内的广泛注意。开采和使用页岩气，成为一种潮流和趋势。但是，页岩气开发过程中造成的环境问题，应该及时引起我们的关注，并着力避免，尽早研究解决之道。
水力压裂引发的环境问题
页岩气开发会造成了严重的环境问题，因为它使用的压裂生产技术会使用大量水,极易造成水污染。美国是世界上页岩气资源勘探开发最早的国家。近3年，页岩气的大规模开发改变了美国的能源格局。美国的页岩气开发在发展的同时，也在不断地处理与环境的关系。
首先，水力压裂井比传统的井需要更多的水。在美国密歇根的Antrim页岩气田，一个传统的井一次需要5万加仑水。然而据估计如果是水平钻井，一个水力压裂井一次需要500万加仑水，大约是一个1000兆瓦煤电站12小时的用水量。
据介绍，灌溉640英亩(约合2.6平方公里)干旱土地需要4.07亿加仑(约合15.4亿升)水，可收获价值20万美元的玉米。等量的水，如果用于水力压裂技术钻井，可获得价值25亿美元的石油。由于钻井所使用的水要注入比地下蓄水层要深得多的页岩层，大量水主要被岩石吸收，而不能再回收利用。
根据勒克斯研究(LuxResearch)公司于2012年5月6日发布的新的报告，用于生产页岩气的水力压裂的水处理市场2020年将增长9倍至90亿美元。勒克斯研究公司表示，这一扩容将推动有关水的处理和再利用的技术创新和新思维，但该领域正在迅速成长，为新加入者克服重大风险创造机会。每口井的压裂需要4,000m3至超过22,000m3(25,000桶~140,000桶)的水，并会产生有毒的盐水，其含盐浓度是海水的6倍以上。水力压裂的增长对水业的发展提出新的要求，激发了一系列新的水处理技术来应对返回水的挑战。压裂代表着对水处理的重要挑战，它代表着最困难处理的工业废水。虽然机遇是很大的，但目前只有少数几家公司真正由此获得利润。
其次，水力压裂技术不仅消耗大量水资源，还可能污染地下水。循环后的水典型地含有用于水力压裂处理的化学浓聚物和自然产生的浓盐水，有时候有少量的放射物质比如镭。循环后的水必须要妥善处理才能避免对危害公共健康和环境的担忧。
在压裂过程中，采用各种化学品(含量一般小于压裂液总体积的0.5%)促进压裂过程的进行。该技术可以将原本封存在页岩层中的天然气解放出来，从而显著提高美国的天然气储备量。美国14家油气公司过去5年中使用了约295万立方米压裂添加剂，其中包括750种化学产品和苯及铅等有毒物质。回流的压裂液如果未及时处理或造成泄漏，对生态环境的影响将不可低估。环保人士和当地居民长期以来都认为，此举会使地下水受到甲烷和化学物质的污染。
美国杜克大学的研究人员在《美国国家科学院院刊》表示，在宾夕法尼亚州使用水力压裂法开采页岩气的地区，地下水中甲烷含量比未钻探区域高出17倍。研究者分析了宾夕法尼亚州和纽约州五个郡范围内68个私有水井中的甲烷含量，报告称：“证据表明饮用水受甲烷污染的现象与用水力压裂法开采页岩气有关。”
此外，开采页岩气在钻井过程中要经过地下蓄水层，钻井使用的化学添加剂会对地下水形成严重污染和生态破坏。例如，2010年4月，大约150户迪索托居民被迫疏散到邻近的卡多县——埃科(Exco)能源公司的钻井机无意中造成了浅层天然气的泄漏。当时，埃科公司承认甲烷已经渗入当地的饮用水中，并且表示会监测是否有气体从钻井中逸出。美国南部的小镇迪默克也不平静。十几位居民与卡波特石油与天然气公司对簿公堂。卡波特公司被指控在开发天然气的过程中，造成了甲烷渗透进居民水井的严重后果。
补救措施
据了解，美国页岩气开发行业正试图减少气井钻探以及水力压裂带来的环境破坏。如在每次压裂完成之后，对水进行获取和重新利用。美国许多页岩气钻井就建在传统天然气生产场所附近，因而压裂后的水能够被捕获、处理，并回收利用到下次水力压裂中。据悉，目前美国页岩气钻探中，70%的水来自水力压裂回收的水。
水处理解决方案可以重复利用水资源，以减少新鲜水用量和运输量。水力压裂形成的废水通常有以下三种典型的处理方法：一是运输到厂区外的污水处理装置进行处理，其后将其封存在地下井中。二是运输到厂区外的污水处理装置进行处理，再排放到地表水。三是原地处理后重新用于水力压裂或钻井操作。不同页岩气产区的水力压裂回流废水(含不同的化学试剂)，要求有不同的水处理解决方案。如在美国东部马塞勒斯页岩区，一定要有处理极高含盐量压裂废水的能力。
据美国《烃加工》2011年7月1日报道，为了解决水处理相关的问题，一些领先的水技术公司推出了移动式水处理装置解决方案。这些移动式装置用来处理和回收水力压裂回流液，和钻井过程及其他工业操作过程中产生的含盐废水，这样可以减缓新鲜水供应紧张的问题。另外，美国一些大学，如得克萨斯A&M大学、卡耐基梅隆大学和西弗吉尼亚州立大学也开始了该项目的研究工作，旨在开发新的、更有效的油气钻探和水力压裂过程中的废水处理技术。
一些公司，包括西门子水技术公司和GE电力和水处理公司，都推出了应用不同技术的移动式水处理装置，能在原地进行水处理并回用。这种原地处理方法不仅能减缓当地水资源的紧缺、降低成本，还可以降低将废水输送到远处的封存井或水处理装置过程中产生的温室气体排放。
Petrohawk能源公司已经在得州Hawkville油田，运用油气流体通道水力压裂技术。应用结果显示，在相同的井口压力下，运用油气流体通道水力压裂技术的生产井，与运用降阻水页岩压裂技术或混合液压裂技术生产井相比，初始产量增加，同时费用降低10%，用水量减少10%，用砂量可减少40%。
水力压裂中使用的杀菌剂也是引发的担忧之一。本来，在水中加入化学用品，是为了使水具有凝胶特性，利于水力压裂；而水中的细菌可能阻止化学反应，因此才需要向水中加入杀菌剂。但人们担心类似的化学用品会渗透到地下水位以下。目前，许多页岩气开发公司已经考虑采用高强度的超声波、过滤器或其他环保化学用品杀死水中的细菌。
根据美国环保署(EPA)2012年4月18日发布的一项新法规，美国将对页岩气开采中因使用水力压裂技术所造成的空气污染加以控制，这是美国控制页岩气开采造成环境污染的首个法规。该法规要求到2015年1月，所有采用水力压裂法进行页岩气开采的气井，都必须安装相关设备，以减少可挥发性有机化合物，及其他有害空气污染物的排放，如苯和正己烷等。该项法规将对目前美国约13000口天然气井产生影响。
EPA早在2011年7月，就提出了对水力压裂法气井进行控制的初步建议，当时美国石油协会和其他行业协会都认为，这项计划实施的时间进度太紧。因此美国环保署在最终颁布这项法规时，将具体实施时间推迟了两年多，在此期间，这些气井在生产中，可以通过燃烧的方法减少甲烷和其他污染物的排放。这项修改后的法规得到了美国天然气协会和美国石油协会的赞扬。他们称时间等方面的修改“能够让相关公司在生产国家急需的石油和天然气的同时，又能减少污染物的排放”。
中国页岩气田分布与缺水地区重合比较多。在水量相对充裕的长江流域，只在四川和江汉盆地发现了页岩气，而在西北华北等页岩气储量丰富的地区，水资源相当紧张。为此，一方面，企业在勘探开发中必须坚决防止地下水污染，通过技术改进减少施工作业用水量，同时采取措施处置含有污染物的钻探回收水；另一方面，国家层面必须充分考虑页岩气开采，引起的特殊环境问题，建立符合我国实际的页岩气勘探开发规范，禁止企业无序开采。