在俄亥俄州的飲用水中找不到壓裂天然氣的證據(jù)

對(duì)阿巴拉契亞俄亥俄州飲用水的研究發(fā)現(xiàn)，最近的石油和天然氣鉆探?jīng)]有發(fā)現(xiàn)天然氣污染的證據(jù)。辛辛那提大學(xué)的地質(zhì)學(xué)家研究了俄亥俄州東北部農(nóng)村地區(qū)Carroll，Stark和Harrison縣的飲用水，許多居民依賴私人地下水井的水。

時(shí)間序列研究是俄亥俄州首次研究與天然氣鉆井相關(guān)的地下水中的甲烷。結(jié)果發(fā)表在“ 環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)估 ”期刊上。

“有些人的地下水中甲烷濃度升高，但同位素組成顯示它不是來自天然氣”，加州大學(xué)麥克米肯藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院地質(zhì)學(xué)副教授Amy Townsend-Small說。

“我們發(fā)現(xiàn)在大多數(shù)情況下，它可能來自該地區(qū)的地下煤炭或地下水中產(chǎn)生的生物甲烷。”

加州大學(xué)的研究人員在三個(gè)縣的家中共收集了180份地下水樣本。一些站點(diǎn)被多次采樣。特別是，研究人員尋找天然氣中主要化合物甲烷的證據(jù)。他們還研究了水的酸度或pH值的變化，并改變了其電導(dǎo)率。

盡管在研究區(qū)域鉆了新的頁(yè)巖氣井，但他們發(fā)現(xiàn)，在研究的四年中，地下水中的甲烷濃度或成分沒有增加。同樣，他們沒有發(fā)現(xiàn)更接近頁(yè)巖鉆井的更高甲烷含量。

研究人員確實(shí)發(fā)現(xiàn)飲用水中甲烷濃度存在很大差異，從每升0.2微克到每升25.3毫克，這足以在封閉空間內(nèi)著火。但研究人員發(fā)現(xiàn)飲用水中觀察到的甲烷與新氣井之間沒有任何關(guān)系。

“顯然，需要進(jìn)行額外的監(jiān)測(cè)，以確定該地區(qū)的甲烷濃度和源信號(hào)是否隨著油氣井?dāng)?shù)量的持續(xù)增加而變化，”該研究得出結(jié)論。

研究人員使用氣相色譜，同位素比質(zhì)譜和UC地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室的放射性碳測(cè)年來確定水的化學(xué)成分。了解化學(xué)成分有助于確定飲用水中甲烷的來源：天然氣提取，有機(jī)物分解甚至是附近奶牛的消化系統(tǒng)。

主要作者和加州大學(xué)畢業(yè)生克萊爾博特納說，該研究征求了愿意讓研究人員測(cè)試他們的水井的房主的參與。

近年來，研究領(lǐng)域?qū)μ烊粴夤驹絹碓礁信d趣。它位于一個(gè)名為Utica頁(yè)巖地層的地質(zhì)特征之上，該地層以含有石油和天然氣而聞名。當(dāng)UC于2012年啟動(dòng)甲烷研究時(shí)，俄亥俄州已經(jīng)為該地區(qū)頒發(fā)了115份鉆井許可證。截至2015年研究結(jié)束時(shí)，已發(fā)放近1,600份許可證，主要用于卡羅爾縣。

水力壓裂是將加壓水，沙子和化學(xué)品泵入超過一英里深的天然氣井以破碎頁(yè)巖以釋放油和天然氣的過程。

研究人員假設(shè)他們采樣的飲用水井中的甲烷濃度會(huì)隨著該地區(qū)天然氣鉆探的增長(zhǎng)而逐漸增加。這是研究人員在賓夕法尼亞州馬塞勒斯頁(yè)巖區(qū)觀察到的相關(guān)性。

但這不是UC的水測(cè)試所揭示的。該研究的結(jié)論是，在地下水中觀察到的甲烷是“生物成因的”，或者是天然存在的，并且與天然氣鉆井無關(guān)。

“賓夕法尼亞州的研究人員認(rèn)為污染問題是水力壓裂井井筒失效，”Townsend-Small說。

“希望，這種情況不會(huì)經(jīng)常發(fā)生。顯然，我們?yōu)檠芯抗ぷ鞯姆恐鞯乃]有發(fā)生這種情況。”

Townsend-Small的大部分職業(yè)生涯都在研究地下水和甲烷。她和其他加州大學(xué)的地質(zhì)學(xué)家正在研究大邁阿密河對(duì)俄亥俄州西南部地下水在加州大學(xué)CV的Theis地下水天文臺(tái)的影響。她還研究了大湖中藻類大氣中的大氣甲烷和阿拉斯加北極湖泊中的甲烷。

“有些人的地下水中甲烷濃度升高，但同位素組成顯示它不是來自天然氣。來自不同來源，”Townsend-Small說。“我們發(fā)現(xiàn)在大多數(shù)情況下，它可能來自該地區(qū)的地下煤炭或地下水中產(chǎn)生的生物甲烷。”

研究合著者包括UC名譽(yù)教授David Nash和UC助理教授Joshua Miller。

博特納表示，如果研究人員要復(fù)制這項(xiàng)研究，她可能會(huì)建議將其擴(kuò)大到包括其他碳?xì)浠衔?如丙烷)或?qū)ふ遗c天然氣鉆探相關(guān)的碳酸鹽同位素。

“這是一個(gè)有爭(zhēng)議的話題，”博特納說。“但這就是為什么科學(xué)是如此有價(jià)值的原因。也許另一項(xiàng)研究可以證實(shí)我們的研究結(jié)果，也許他們會(huì)找到其他的東西。無論如何，我們都?xì)g迎更好的測(cè)試。”

卡羅爾縣專員羅伯特威克納說，這些調(diào)查結(jié)果對(duì)居民來說是個(gè)好消息。像他的許多鄰居一樣，他從他家的一口私人井里取水。

Wirkner說，天然氣公司在鉆井前后測(cè)試附近房屋的飲用水，以觀察水質(zhì)的變化。

“我的水經(jīng)過多次測(cè)試，”他說。“所以我們很高興聽到這些調(diào)查結(jié)果。”

Townsend-Small表示，保護(hù)水井免受污染在農(nóng)村地區(qū)尤為重要，因?yàn)榍鍧嶏嬘盟奶娲泛苌?。挖掘新井或更深井是昂貴的，并不一定能解決污染問題。農(nóng)村地區(qū)很少有機(jī)會(huì)連接公共供水線。