水力壓裂技術是頁巖氣開發的核心技術，水力壓裂操作過程需要在短時間內消耗大量水資源，開采過程中所需鉆井數量多、單井需水量大。一些注入的水力壓裂液會滯留在地層，但仍有5%～80%的注入水會在壓裂液釋放壓力后返回地面，這些回流的液體通常包含支撐劑、化學殘留物和地層水、巖屑中的各類物質。頁巖氣開發產生的地表水污染主要是由成分復雜的壓裂返排液造成的。返排液由于與頁巖儲層的長時間緊密接觸，返排回地表時還存在著壓裂液組分以外的物質，如石油烴類冷凝物等有機物到附近水體，將會對地表水帶來污染。壓裂液中添加劑的溶解性化學成分也可能會滲入地下水，增加有毒有害有機物等溶解性化學物質對地下水污染的風險。

      美國針對頁巖氣開發是否會造成地下水污染問題開展了大量研究，發現Marcellus頁巖氣井1km范圍以內的地下水中的甲烷含量遠高于1km以外的地下水；美國在懷俄明州頁巖氣開發區域的淺層地下、鹵水（高濃度的鈉、氯、溴化物和其他無機成分）和天然放射性物質等。返排液水質指標中的化學需氧量（COD）、懸浮物（SS）的含量常高于中國的GB89781996《污水綜合排放標準》中的一級標準限值，且此類廢水由于污染物種類多、鹽度大使得處理技術難度大、成本費用高，若不經妥善處理使返排液泄漏或排放水中檢測到壓裂液添加劑成分。因此，為了減少環境污染風險，保持頁巖氣產業的綠色可持續發展，必須對壓裂過程帶來的水環境影響問題進行有效管控。下文介紹美國和中國的監管方式及管理依據，進行對比和總結。