Skażenie wód powierzchniowych i gruntowych związane z rozwojem nowoczesnej eksploatacji gazu naturalnego

Autor: Physicians Scientists & Engineers for Healthy Energy

PSE* opublikował pierwotny artykuł w marcu 2014 roku. Źa zezwoleniem PSE publikujemy ten artykuł na łamach SHIP.

Publication date:  Lipiec 10, 2014

Dokumentacja skażenia wody związanego z rozwojem nowoczesnej eksploatacji gazu naturalnego jest sprawą złożoną. Lista studiów opisanych tutaj [naukowe podsumowanie PSE] powinna być uważana za zachowawczą, a sprawozdanie na temat skażenia wody za ograniczone, ponieważ zawiera ono tylko wyniki badań naukowych ocenionych przez innych naukowców, a nie omawia incydentów zawartych w sprawozdaniach z inspekcji.

Różnice w geologii lokalnej, charakterystyce geologicznej, historii użytkowania gruntu, praktykach przemysłowych oraz w składzie monitorowanych substancji zanieczyszczających mogą skomplikować porównania między studiami. Warunki wyjściowe, jeśli chodzi a jakość wody, są często nieznane, lub też mogła mieć na nie wpływ inna działalność. Niemniej jednak istnieją udokumentowane empiryczne dowody zanieczyszczenia wód powierzchniowych i gruntowych spowodowane nowoczesną eksploatacją gazu naturalnego.

Pennsylvania (Marcellus). Kilka studiów wskazuje na degradację wód gruntowych i powierzchniowych w miejscach o dużej częstotliwości rozmieszczenia odwiertów w Pennsylvanii. Badania^1,2 wykazały znacznie wyższe koncentracje metanu termogenicznego w studniach będących własnością prywatną położonych w granicach 1 km od jednego lub więcej odwiertów gazu (przeciętnie odpowiednio od 6 do 17 razy wyższe).

Badania składu chemicznego wody i podpisów izotopowych³ oraz ścieków z oczyszczalni solanki, a także osadów strumienia w pobliżu miejsca wycieku wód powierzchniowych poniżej i powyżej miejsca wycieku wykazały podwyższone poziomy chlorków i bromków w wodzie poniżej wycieku, co jest zgodne (w połączeniu z danymi izotopowymi) wynikami wód wyprodukowanych w odwiertach w złożu łupków Marcellus. Współczynniki Radu-228/Radu-226 w wodzie poniżej wycieku i w pobliżu źródła osadów również były bliskie współczynników uzyskanych w ściekach w złożu Marcellus. Stężenia Radu-226 w osadach w pobliżu źródła (544-8759 Bq/kg) okazały się być w przybliżeniu 200 razy wyższe niż powyżej źródła wycieku oraz niższe niż osady tła, i przekraczały amerykanski próg limitowy w stosunku do odpadów radioaktywnych.

Texas (Barnett). Studium nad jakością wody w złożu łupków Barnett, TX⁴ wykazało znacznie podwyższone poziomy metali ciężkich (stront, selen, arsen) w prywatnych studniach położonych w odległości do 2 km od aktywnych odwiertów, w porównaniu do tych położonych w większej odległości od terenów objętych wierceniami. To studium stanowi wyjątek ponieważ zastosowano w nim dane historyczne z tego regionu celem odtworzenia warunków wyjściowych w odniesieniu do jakości wody gruntowej zanim nastąpiła ekspansja eksploatacji gazu naturalnego. Stwierdzono, że stężenia arsenu, strontu i selenu były również znacznie wyższe na terenach aktywnych wierceń w stosunku do historycznych warunków wyjściowych. Płytsze studnie wodne w pobliżu miejsc objętych działalnością wiertniczą wykazały najwyższy poziom zanieczyszczeń. Wyniki te sugerują, że zaburzenia mechaniczne (tj. wibracje podpowierzchniowe) studni wodnych, wycieki na powierzchnię i/lub wadliwe orurowanie/ocementowanie odwiertu mogą stanowić przyczyny skażenia.

Kentucky (Appalachian). Spuszczenie płynów stosowanych do szczelinowania hydraulicznego do strumienia w Knox County spowodowało stres i śmiertelność u ryb. Analiza chemiczna wody⁵ w tym strumieniu wykazała podwyższoną przewodność, obniżone pH i zasadowość oraz toksyczny poziom skażenia metalami. Pobrane próbki ryb narażonych na skażenie zanieczyszczoną wodą wykazały wysoki poziom uszkodzenia skrzeli odpowiadający wynikom zaobserwowanym u ryb narażonych na kontakt z niskim pH, rozpuszczonymi metalami ciężkimi, lub z obu tymi czynnikami. Pomiędzy gatunkami ryb, które uległy skażeniu był gatunek znajdujący się pod federalną ochroną o nazwie Blackside Dace (łac. ryba z gatunku Cyprinidae, występująca w Kentucky).

Colorado (Denver-Julesburg and Piceance). Analiza zgłoszonych wycieków powierzchniowych (Colorado Oil and Gas Conservation Commission, COGCC) [Komisja ds. Ochrony Zasobów Ropy Naftowej i Gazu w Kolorado] w Weld County (Denver-Julesburg) oraz dane monitoringu wód gruntowych związane z każdym wyciekiem⁶ wykazały skażenie wód gruntowych grupą BTEX (benzen, toluen, etylobenzen i ksylen). W okresie jednego roku autorzy odnotowali 77 zgłoszonych wycieków powierzchniowych, które miały wpływ na wody gruntowe; w 62. z nich zarejestrowano analizę próbek pod kątem zawartości BTEX w procesie remediacji [oczyszczania i usuwania zanieczyszczeń]. Duży procent próbek wykazuje stężenie BTEX powyżej normy federalnej. Inne studium analizujące próbki wód powierzchniowych i gruntowych pobranych z obszarów o dużym zagęszczeniu odwiertów w zagłębiu Piceance⁷ wykazało podwyższone działanie estrogenowe, anty-estrogenowe, lub działanie androgenne w pobliżu obszarów objętych eksploatacją ropy i gazu, w porównaniu do obszarów o niskiej eksploatacji gazu, lub w ogóle nie objętych eksploatacją gazu naturalnego.

Bibliografia

1. Osborn, S.G., Vengosh, A., Warner, N.R., Jackson, R.B., 2011. Methane contamination of drinking water accompanying gas-well drilling and hydraulic fracturing. [Skażenie wody pitnej metanem towarzyszące wierceniom szybów gazowych i szczelinowaniu hydraulicznemu] Proceedings of the National Academy of Sciences [Biuletin amerykańskiej Narodowej Akademii Nauk, PNAS] 108, 8172-8176.

2. Jackson, R.B., Vengosh, A., Darrah, T.H., Warner, N.R., Down, A., Poreda, R.J., Osborn, S.G., Zhao, K., Karr, J.D., 2013. Increased stray gas abundance in a subset of drinking water wells near Marcellus shale gas extraction. [Podwyższona zawartość gazu błądzącego w podzbiorze studni wody pitnej w pobliżu eksploatowanego złoża gazu łupkowego Marcellus] PNAS, 1-6.

3. Warner, N.R., Christie, C.A., Jackson, R.B., Vengosh, A., 2013. Impacts of Shale Gas Wastewater Disposal on Water Quality in Western Pennsylvania. [Wpływ odprowadzania ścieków powstałych w wyniku wydobycia gazu łupkowego na jakość wody w zachodniej Pennsylvanii]. Environmental Science & Technology [Nauka o Środowisku i Technologia] 47, 11849-11857.

4. Fontenot, B.E., Hunt, L.R., Hildenbrand, Z.L., Carlton Jr, D.D., Oka, H., Walton, J.L., Hopkins, D., Osorio, A., Bjorndal, B., Hu, Q.H., Schug, K.A., 2013. An evaluation of water quality in private drinking water wells near natural gas extraction sites in the Barnett shale formation. [Ocena jakości wody w prywatnych studniach wody pitnej położonych w pobliżu miejsc wydobycia gazu łupkowego w formacji łupków Barnett] Environmental Science & Technology [Nauka o Środowisku i Technologia].

5. Papoulias and Velasco, 2013. Histopathological Analysis of Fish from Acorn Fork Creek, Kentucky, Exposed to Hydraulic Fracturing Fluid Releases. [Histopatologiczna analiza ryb z Acorn Horn Creek w stanie Kentucky, narażonych na kontakt z odprowadzonym płynem szczelinującym] Southeastern Naturalist. [Przyrodnik południowo-wschodni] z po 12, 92-111

6. Gross, S.A., Avens, H.J., Banducci, A.M., Sahmel, J., Panko, J.M., Tvermoes, B.E., 2013. Analysis of BTEX groundwater concentrations from surface spills associated with hydraulic fracturing operations. [Analiza stężenia grupy BTEX w wodach gruntowych powstałych w wyniku wycieku na powierzchnię podczas operacji szczelinowania hydraulicznego] J Air Waste Manag Assoc. 63, 424-432.

7. Kassotis, C.D., Tillitt, D.E., Davis, J.W., Hormann, A.M., Nagel, S.C. 2013. Estrogen and Androgen Receptor Activities of Hydraulic Fracturing Chemicals and Surface and Ground Water in a Drilling-Dense Region. [Aktywność receptorów estrogenowych i androgenowych frackingowych substancji chemicznych a wody powierzchniowe i gruntowe w regionie o dużym zagęszczeniu odwiertów] Endocrinology [Endokrynologia] 155

*Organizacja Physicians Scientists & Engineers for Healthy Energy [Lekarze, Naukowcy i Inżynierowie za Zdrową Energią] bada podstawy empiryczne i założenia produkcji energii niekonwencjonalnej, jak również przejście z energii surowców kopalnych na energię odnawialną poprzez sprawdzanie faktów, oraz rozpowszechnia wśród społeczeństwa informacje oparte na faktach dokładnie zweryfikowanych przez innych naukowców.