Воздействие гидроразрыва пласта на окружающую среду в США - Википедия - Environmental impact of hydraulic fracturing in the United States

Схематическое изображение гидроразрыва сланцевого газа, показывающее потенциал экологические последствия.

Гидроразрыв
Сланцевый газ буровая установка возле Альварадо, Техас
По стране
Канада Новая Зеландия Южная Африка Украина объединенное Королевство Соединенные Штаты
Воздействие на окружающую среду
Добавки Соединенные Штаты
Регулирование
Исключения в США
Технологии
Проппанты Использование радиоактивности
Политика
2012-14 румынские протесты Движение против гидроразрыва FrackNation Frack Off Gasland

Воздействие гидроразрыва пласта на окружающую среду в США был проблемой, вызывающей обеспокоенность общественности, и включает загрязнение земля и Поверхность воды, выбросы метана,^[1] загрязнение воздуха, миграция газов и химикатов и радионуклидов гидроразрыва на поверхность, возможное неправильное обращение с твердые отходы, буровой шлам, повысился сейсмичность и связанное с этим воздействие на здоровье человека и экосистемы.^[2][3] Исследования показали, что это влияет на здоровье человека.^[4][5] Задокументирован ряд случаев загрязнения грунтовых вод,^[6] включая подтверждение химических, физических и психосоциальных опасностей, таких как исходы беременности и родов, мигрени, хронические риносинусит, сильная утомляемость, обострения астмы и психологическое напряжение.^[7] Хотя противники регулирования безопасности воды заявляют, что гидроразрыв пласта никогда не приводил к загрязнению питьевой воды,^[8] соблюдение правил и процедур безопасности необходимо, чтобы избежать дальнейшего негативного воздействия.^[9]

Еще в 1987 г. исследователи Агентство по охране окружающей среды США (EPA) выразили обеспокоенность тем, что гидравлический разрыв может привести к загрязнению грунтовых вод.^[10] С ростом гидроразрыв пласта в США в последующие годы беспокойство росло. «Ожидается, что в течение следующих нескольких лет воздействие на население многих химических веществ, участвующих в развитии энергетики, будет увеличиваться с неопределенными последствиями», - писала научный писатель Валери Браун в 2007 году.^[3] Только в 2010 году Конгресс попросил EPA провести полное исследование воздействия гидроразрыва на окружающую среду.^[11] Исследование продолжается, но EPA выпустило отчет о ходе работы в декабре 2012 года и выпустило окончательный проект отчета об оценке для коллегиального обзора и комментариев в июне 2015 года.^[12]

Качество воздуха и выбросы метана

Выбросы метана из скважин вызывают опасения по поводу глобального потепления. Над четырьмя углами на западе США парит шлейф метана площадью 2500 квадратных миль. Величина шлейфа была такой, что исследователь НАСА Кристиан Франкенберг сообщил прессе: «Мы не могли быть уверены, что сигнал был реальным».^[13] По данным НАСА: «Ведущий автор исследования Эрик Корт из Мичиганского университета в Анн-Арборе отметил, что период исследования предшествовал широкому использованию гидроразрыва пласта, известного как гидроразрыв пласта, вблизи горячей точки. Это означает, что выбросов метана не должно быть. это связано с гидроразрывом, но вместо этого с утечками в оборудовании для добычи и переработки природного газа в бассейне Сан-Хуан в Нью-Мексико, который является наиболее активным районом добычи метана из угольных пластов в стране ».^[14]

Другие проблемы связаны с выбросами от химикатов и оборудования для гидроразрыва пласта, такого как летучие органические соединения (VOC) и озон. В 2008 г. концентрация озона в окружающий воздух возле буровых площадок в Sublette County, штат Вайоминг часто были выше Национальные стандарты качества окружающего воздуха (NAAQS) 75 частей на миллиард^[15] и были зарегистрированы на уровне 125 частей на миллиард.^{[нужна цитата ]} В БЛЮДА, Техас, повышенный уровень дисульфиды, бензол, ксилолы и нафталин были обнаружены в воздухе, выброшенном компрессорными станциями.^[16] В Гарфилд Каунти, Колорадо В районе с высокой концентрацией буровых установок выбросы ЛОС увеличились на 30% с 2004 по 2006 год.^[3]

Исследователи из университет Мичигана проанализированы выбросы от оборудования ГРП на Марцелл Шейл и Игл Форд Сланец играет и пришел к выводу, что на гидравлические насосы приходилось около 83% от общего объема выбросов в парке ГРП. NOx выбросы варьировались от 3600 до 5600 фунтов на работу, HC 232–289 фунтов / работа, CO 859–1416 фунтов / работа, и ВЕЧЕРА 184–310 фунтов / работа. Если повысить топливную эффективность насосов гидроразрыва пласта, выбросы можно снизить.^[17]

17 апреля 2012 г. EPA издало рентабельные правила, требуемые Закон о чистом воздухе, которые включают первые федеральные стандарты воздуха для скважин природного газа с гидравлическим разрывом пласта.^[18] Ожидается, что окончательные правила приведут к сокращению выбросов ЛОС почти на 95% из более чем 11 000 новых газовых скважин с гидроразрывом пласта каждый год. Это сокращение будет достигнуто, прежде всего, за счет улавливания природного газа, который уходит в воздух, и его продажи. Правила также уменьшат токсины в воздухе, которые, как известно или подозреваются, вызывают рак и другие серьезные последствия для здоровья, а также выбросы метана, мощного парникового газа.^[18]

Исследование, опубликованное в Труды Национальной академии наук в апреле 2014 г. "выявил значительный региональный поток метана над большой площадью скважин сланцевого газа на юго-западе Пенсильвании в Формирование Марцелла и далее идентифицировали несколько площадок с высокими выбросами метана. Эти залежи сланцевого газа были идентифицированы как этап бурения, подготовительный этап, ранее не связанный с высокими выбросами метана ».^[19] Исследование показало, что «большие выбросы, составляющие в среднем 34 г CH4 / с на скважину, наблюдались из семи кустов скважин, которые были определены как находящиеся на этапе бурения, что на 2–3 порядка больше, чем оценки Агентства по охране окружающей среды США для этого этапа эксплуатации. на эти кустовые площадки, составляющие ∼1% от общего количества скважин, приходится 4–30% наблюдаемого регионального потока. Требуется дополнительная работа для определения всех источников выбросов метана при добыче природного газа, чтобы выяснить, почему эти выбросы происходят и оценивают их влияние на климат и химию атмосферы ».^[19]

Двухдневная воздушная съемка участков гидроразрыва пласта на юго-западе Пенсильвании показала, что при бурении выделяются шлейфы метана в 100–1000 раз быстрее, чем ожидает EPA от этого этапа бурения.^[20]

В 2019 году Ховарт пришел к выводу, что рост добычи сланцевого газа в Северной Америке внес значительный вклад в недавний рост мировой добычи. атмосферный метан.^[21] В идеи и перспективы отрывок из Ховарта вызывает споры с критическим комментарием Левана (2020)^[22] и расходится с другими статьями, включая обзорный документ 2019 г. атмосферный метан (Тернер и др., PNAS 2019)^[23] и две более ранние статьи, посвященные стабильным изотопам (Schaefer et al., Science 2016;^[24] Schwietzke et al., Nature 2016^[25]).

Проблемы с водой

Отчет EPA о разливах за 2015 год

В мае 2015 г. EPA выпустила отчет, в котором анализируются данные о разливах из различных государственных и отраслевых источников на предмет данных о разливах, связанных с гидроразрывом пласта.^[26] Из общего количества отчетов, рассмотренных в исследовании, 1% (457) были определены как связанные с гидравлическим разрывом пласта, в то время как 66% не были связаны, а в 33% не было предоставлено недостаточно данных, чтобы определить, был ли разлив связан с гидравлическим разрывом пласта. Сообщалось, что в 324 инцидентах пролитые жидкости достигли определенных категорий рецепторов окружающей среды: поверхностные воды 67%, почва 64% и грунтовые воды 48%.

Другие ключевые цифры из отчета:

• Средний объем разлива 730 галлонов
• Наибольшее количество и объем разливов возвратной / попутной воды
• Всего разлитая жидкость 2 300 000 галлонов
• Извлечено жидкости 480 000 галлонов
• Невыбранная жидкость 1,600,000 галлонов
• Жидкость неизвестна (извлечение не сообщается) 250 000 галлонов
• Наибольшее количество разливов было вызвано человеческим фактором 150 (33%); в то время как наибольший объем разлитых жидкостей произошел из-за выхода из строя контейнеров 1 500 000 галлонов (64%).

Этот отчет был процитирован в полном отчете о воде гидроразрыва, который теперь открыт для экспертной оценки.^[27] хотя прямо не рассматривается в содержании отчета EPA с данными о разливе. Несколько раз связь между гидроразрывом, причинами разливов и реакцией на разливы была неизвестна или неопределенная из-за отсутствия или отсутствия данных. Это подчеркивает необходимость более полной отчетности и стандартизации отчетности для улучшения отслеживания, чтобы лучше направлять внедрение практик экологической безопасности, особенно там, где воздействие может повлиять на ключевые детерминанты здоровья, такие как качество воды.

Использование воды

На гидроразрыв используется от 1,2 до 3,5 миллионов галлонов США (от 4500 до 13 200 м3).³) воды на скважину, в крупных проектах используется до 5 миллионов галлонов США (19000 м³). Дополнительная вода используется при повторном ГРП скважин.^[28][29] Средняя скважина требует от 3 до 8 миллионов галлонов США (от 11 000 до 30 000 м³) воды в течение ее срока службы.^{[29][30][31][32]} Еще в 2008 и 2009 годах, когда в Пенсильвании начался сланцевый бум, на гидроразрыв пласта приходилось 650 миллионов галлонов США в год (2,500,000 м3).³/ а) (менее 0,8%) годового водопотребления в районе, лежащем над сланцами Марцеллус.^[30][31][33] Однако годовое количество разрешений на строительство скважин увеличилось в пять раз.^[34] и количество пусков скважин увеличилось более чем в 17 раз с 2008 по 2011 год.^[35]

В соответствии с Окружающая среда Америки, федерация государственных организаций по защите окружающей среды, финансируемых гражданами, обеспокоены тем, что фермеры могут конкурировать с нефтью и газом за воду.^[36] Отчет Церера сомневается, что рост гидравлического разрыва пласта является устойчивым в Техасе и Колорадо, поскольку 92% скважин в Колорадо находились в регионах с чрезвычайно высоким водным стрессом (это означает, что более 80% доступной воды уже выделено для использования в сельском хозяйстве, промышленности и муниципальном секторе) ) и 51% процентов скважин в Техасе находились в регионах с высоким или чрезвычайно высоким дефицитом воды.^[37] В Барнхарт, Техас водоносный горизонт, снабжающий местное население, иссяк из-за интенсивного использования воды для гидроразрыва пласта.^[38] В 2013 г. Железнодорожная комиссия Техаса приняла новые правила рециркуляции воды для гидроразрыва пласта, призванные побудить техасских операторов гидроразрыва пласта экономить воду, используемую в процессе гидроразрыва.^[39]

Последствия для сельское хозяйство уже наблюдались в Северной Америке. В некоторых регионах США, уязвимых к засухи, фермеры теперь конкурируют с предприятиями гидроразрыва за использование водные ресурсы.^[40] в Barnett Shale области, в Техасе и Нью-Мексико, колодцы с питьевой водой иссякли из-за отвода воды из гидроразрыва, и вода была взята из водоносный горизонт используется для жилых и сельскохозяйственных нужд.^[40] Фермеры видели, как их колодцы в Техасе и Нью-Мексико высыхают в результате давления гидроразрыва на водные ресурсы, например, в Карлсбаде, Нью-Мексико.^[40] Из-за этой проблемы в сельскохозяйственных общинах уже выросли цены на воду. В Северном водоохранном округе в Колорадо был организован аукцион по распределению воды, и цены выросли с 22 долларов за акр-фут в 2010 году до 28 долларов в начале 2012 года.^[40]

Закачиваемая жидкость

Жидкости для гидроразрыва включают: проппанты, различные химикаты, и иногда индикаторы радионуклидов. Хотя многие из них являются обычными и в целом безвредными, некоторые добавки, используемые в Соединенных Штатах, известны. канцерогены.^[2] Из 2500 продуктов гидроразрыва более 650 содержали известные или возможные канцерогены для человека, регулируемые в соответствии с Закон о безопасной питьевой воде или внесены в список опасных загрязнителей воздуха ".^[2] В период с 2005 по 2009 год в 279 продуктах хотя бы один компонент был указан как «проприетарный» или «коммерческая тайна». Управление по охране труда (OSHA) требуется паспорт безопасности (SDS). Во многих случаях компании, покупавшие готовые продукты, не знали ингредиентов.^[2] Не зная идентичности патентованных компонентов, регулирующие органы не могут проверить их наличие.^{[требуется разъяснение ]} Это не позволяет государственным регулирующим органам устанавливать базовые уровни веществ до проведения гидроразрыва пласта и документировать изменения этих уровней, тем самым затрудняя доказательство того, что гидроразрыв загрязняет окружающую среду этими веществами.^[41]

Совет по охране подземных вод запустил FracFocus.org, онлайн-базу данных для добровольного раскрытия информации о жидкостях для гидроразрыва пласта, финансируемую торговыми группами нефтегазовых компаний и Министерство энергетики США (DOE). Сайт был встречен с некоторым скептицизмом в отношении частной информации, которая не включена.^[42][43] Некоторые штаты потребовали раскрытия информации и включили FracFocus в качестве инструмента для раскрытия информации.^[44][45]

Загрязнение подземных вод

Глубокие исследования по определению связи между гидроразрывом и загрязнением грунтовых вод немногочисленны, но данные свидетельствуют о том, что гидроразрыв способствовал загрязнению грунтовых вод из-за химикатов, используемых в процессе бурения сланцев; однако, поскольку тысячи футов грязи и породы разделяют залежи природного газа и запасы грунтовых вод, а другие загрязняющие вещества также могут вносить свой вклад, трудно определить абсолютную связь между гидроразрывом и загрязнением грунтовых вод.^[46]

В 2009 году государственные регулирующие органы со всей страны заявили, что они не видели доказательств загрязнения воды гидроразрывом пласта в их соответствующих юрисдикциях.^[47] В мае 2011 г. администратор EPA Лиза П. Джексон свидетельствовал в сенатском комитете по слушанию дела, заявив, что EPA никогда не проводило окончательного определения загрязнения там, где сам процесс гидравлического разрыва загрязнил воду.^[48] Однако к 2013 году д-р Робин Икеда, заместитель директора по неинфекционным заболеваниям, травмам и гигиене окружающей среды CDC засвидетельствовал конгрессу, что EPA задокументировало заражение на нескольких участках.^[49]

Случаи заражения

• Еще в 1987 году был опубликован отчет Агентства по охране окружающей среды, в котором указывалось, что жидкость гидроразрыва попала в водяную скважину Джеймса Парсона в округе Джексон, Западная Вирджиния. В скважине, пробуренной Kaiser Exploration and Mining Company, были обнаружены трещины, которые создали путь, позволяющий жидкости гидроразрыва загрязнять грунтовые воды, из которых добывала скважина мистера Парсона.^[10] В марте 2010 года EPA под руководством Конгресса объявило, что рассмотрит заявления о загрязнении воды, связанном с гидравлическим разрывом пласта.^[50] По словам бывших сотрудников EPA, EPA в то время планировало объявить мораторий на гидроразрыв пласта, пока проводилось исследование, но правительство удалило эту рекомендацию из письма, отправленного официальным лицам.^[51]
• В 2006 году более 7 миллионов кубических футов (200 000 м³) метана были выпущены из продувочной газовой скважины в г. Кларк, Вайоминг и близлежащие подземные воды были загрязнены углеводородными соединениями и особенно бензолом.^[52][53]
• Расследование было начато после взрыва колодца в Пенсильвании в первый день Нового года в 2009 году. Расследование штата показало, что Cabot Oil & Gas Company «позволила горючему газу уйти в запасы грунтовых вод в регионе».^[54][55] Мышьяк, барий, ДЭГФ, соединения гликоля, марганец, фенол, метан и натрий были обнаружены в скважинах в недопустимых уровнях.^[56] В апреле 2010 года в штате Пенсильвания запретили Кабот Нефть и Газ Corp. от дальнейшего бурения на территории всего штата до тех пор, пока не закроет колодцы, которые, как считается, являются источником загрязнения питьевой воды в 14 домах в Димок Тауншип, Пенсильвания.^[57] Компания Cabot Oil & Gas также должна была выплатить финансовую компенсацию жителям и предоставить альтернативные источники воды до тех пор, пока в пострадавших колодцах не будут установлены системы смягчения последствий.^[56] Однако компания отрицает, что какие-либо «проблемы в Dimock как-либо связаны с гидроразрывом пласта».^[58][59][60] В мае 2012 года Агентство по охране окружающей среды сообщило, что их последний «набор проб не показал уровней загрязняющих веществ, которые могли бы послужить основанием для принятия дальнейших мер». Метан был обнаружен только в одной скважине.^[61] Кэбот утверждал, что метан существовал ранее, но государственные регулирующие органы сослались на химические отпечатки пальцев в качестве доказательства того, что это было от работ Кэбота по гидроразрыву пласта.^[62] EPA планирует повторно взять пробы из четырех скважин, где предыдущие данные компании и штата показали уровни загрязняющих веществ.^[61]
• Жалобы на качество воды от жителей вблизи газового месторождения в г. Павильон, Вайоминг вызвало исследование грунтовых вод Агентства по охране окружающей среды. Проект отчета EPA от 8 декабря 2011 года показал, что загрязняющие вещества в поверхностных водах возле указанных ям были источником загрязнения, и к тому времени, когда отчет был выпущен, компания уже начала восстановление ям.^[63] В отчете также говорится, что подземные воды содержат «соединения, которые, вероятно, связаны с методами добычи газа, включая гидроразрыв пласта ...» Для отдельных наборов данных были тщательно рассмотрены альтернативные объяснения. Однако, если рассматривать их вместе с другими доказательствами, данные указывают на вероятное воздействие в грунтовые воды, что можно объяснить гидроразрывом пласта ».^[63] Агентство по регистрации токсичных веществ и заболеваний рекомендовало владельцам загрязненных колодцев использовать альтернативные источники воды для питья и приготовления пищи, а также вентиляцию при принятии душа. Encana финансирует альтернативные источники водоснабжения.^[64] Государственные и отраслевые деятели отвергли выводы EPA.^[65] В 2012 году Геологическая служба США, которой было поручено продолжить отбор проб из скважин Агентства по охране окружающей среды, проверила одну из двух мониторинговых скважин Агентства по охране окружающей среды возле Павильона (другую скважину, которую Геологическая служба США сочла непригодной для сбора проб воды), и обнаружила свидетельства наличия метана, этана, соединений дизельного топлива и фенола. ,^[66] В июне 2013 года Агентство по охране окружающей среды объявило, что закрывает расследование в Павильоне и не будет завершать предварительное исследование 2011 года и не запрашивать экспертную оценку. Дальнейшее расследование будет проведено штатом Вайоминг.^[67]
• Кроме того, сообщалось, что фактические лаборатории, используемые для тестирования проб воды на загрязнение, не приспособлены для проверки химических веществ, используемых при гидроразрыве пласта. Лаборатории ранее использовались для программы Superfund и для очистки участков Superfund, они работают хорошо, но они не приспособлены для тестирования химикатов гидроразрыва, поэтому тесты из этих лабораторий вызывают подозрение.

[68]

Обратная и пластовая вода

Части этой статьи (связанные с разрешениями NPDES и сбросами на очистные сооружения) должны быть обновлено. Обновите эту статью, чтобы отразить недавние события или новую доступную информацию. (Март 2017 г.)

Обратный поток - это часть закачиваемой жидкости для гидроразрыва, которая течет обратно на поверхность вместе с нефтью, газом и рассолом при добыче из скважины. По оценкам, 90% обратного стока в Соединенных Штатах утилизируется в глубокие, лицензированные EPA, классы II. сбросные колодцы, а оставшиеся менее 10% повторно используются, испаряются, используются для орошения или сбрасываются в поверхностные водотоки под NPDES разрешать. Из девяти нефтегазодобывающих штатов, исследованных в 2012 году, закачка под землей была наиболее распространенным методом во всех странах, кроме Пенсильвании, где было всего шесть действующих скважин для захоронения отходов.^[69] В Калифорнии, Вирджинии и Огайо были случаи незаконного сброса обратного стока, что является предвестником возможного загрязнения местных подземных и поверхностных водоемов.^[70] Сброс воды, добываемой из нефти и газа, в поверхностные водотоки без разрешения NPDES является федеральным преступлением.^[71] Сбросы от водоочистных сооружений должны соответствовать федеральным требованиям. Закон о чистой воде и условия их разрешений NPDES, но EPA отметило, что большинство водоочистных сооружений не предназначены для обработки обратного стока.^[72]

В Пенсильвании добываемая нефть и газ вода в течение многих лет принималась лицензированными водоочистными сооружениями для обработки и сброса, но объем значительно увеличился с распространением сланцевых скважин Marcellus после 2000 г. В 2010 г. Департамент охраны окружающей среды Пенсильвании (DEP) ограничил сброс поверхностных вод от новых очистных сооружений до 250 мг / л хлорида; ограничение по хлоридам было разработано также для ограничения других загрязняющих веществ, таких как радий. Существующие водоочистные сооружения были «устаревшими» и по-прежнему допускали более высокие концентрации сбросов, но операторам нефтегазовой отрасли было запрещено отправлять сточные воды на устаревшие очистные сооружения.^[73]

В одном исследовании Университета Дьюка сообщается, что «скважины Marcellus [Shale] производят значительно меньше сточных вод на единицу добытого газа (~ 35%) по сравнению с обычными скважинами природного газа».^[74] В Колорадо объем сточных вод, сбрасываемых в поверхностные водотоки, увеличился с 2008 по 2011 год.^[75]

Загрязнение поверхностных вод

Гидравлический разрыв пласта может повлиять на качество поверхностных вод либо из-за аварийных разливов на буровой площадке, либо из-за сброса стока через существующие водоочистные сооружения. В марте 2010 года EPA под руководством Конгресса объявило, что рассмотрит заявления о загрязнении воды, связанном с гидравлическим разрывом пласта.^[50] Кристофер Портье, директор CDC с Национальный центр гигиены окружающей среды и Агентство регистрации токсичных веществ и заболеваний, утверждал, что, помимо планов EPA по изучению воздействия гидроразрыва пласта на питьевую воду, необходимо провести дополнительные исследования, чтобы определить, могут ли сточные воды из колодцев нанести вред людям или животным и овощам, которые они едят.^[76] Группа американских врачей призвала ввести мораторий на гидроразрыв пласта в населенных пунктах до тех пор, пока такие исследования не будут проведены.^[77][78]

Однако другие указывают на исключения и исключения для гидроразрыва в соответствии с федеральным законодательством США. Исключения были сделаны в Закон о чистой воде, как часть Закон об энергетической политике 2005 г., также известный как «лазейка Halliburton». Эти исключения включали ливневые стоки от газовых и нефтяных строительных работ, которые включают «операции по разведке, добыче, переработке или очистке нефти и газа и объекты транспортировки» как часть определения строительных работ.^[79] Поправки к Закон о безопасной питьевой воде включает определение подземной закачки. Подземная закачка, связанная с гидроразрывом пласта, была исключена из действия Закона о чистой воде, за исключением случаев использования дизельного топлива.^[80]

Рост объемов бурения нефтяных и газовых скважин с использованием технологии гидроразрыва пласта устойчив в различных регионах Соединенных Штатов, но поддержание сточных вод, собранных после процесса бурения, содержащих жидкости для гидроразрыва пласта, отстает.^[81] В Пенсильвании Департамент охраны окружающей среды сообщил, что ресурсы для надлежащего регулирования очистных сооружений были недоступны, и инспектировал их каждые 20 лет, а не каждые 2 года, как того требует постановление.^[81]

Количество сточных вод и неподготовленность очистных сооружений к очистке сточных вод является проблемой в Пенсильвании.^[82][83] В Ассошиэйтед Пресс сообщил, что начиная с 2011 года, DEP решительно сопротивлялся предоставлению AP и другим новостным организациям информации о жалобах, связанных с бурением.^[84] При сбросе сточных вод в поверхностные воды обычным очистки сточных вод растения, бромид в рассоле обычно не улавливается. Хотя это само по себе не представляет опасности для здоровья, в западной Пенсильвании на некоторых заводах по очистке питьевой воды ниже по течению, использующих поверхностные воды, наблюдалось увеличение содержания бромированных тригалометаны в 2009 и 2010 годах. Тригалометаны, нежелательные побочные продукты процесса хлорирования, образуются, когда хлор соединяется с растворенными органическими веществами в исходной воде с образованием хлороформа тригалометана. Бром может замещать некоторое количество хлора, образуя бромированные тригалометаны. Поскольку бром имеет более высокий атомный вес, чем хлор, частичное превращение в бромированные тригалогенметаны увеличивает массовую концентрацию всех тригалометанов.^[85][86][87]

Радиоактивность

Радиоактивность, связанная со скважинами с гидроразрывом пласта, происходит из двух источников: радиоактивный материал природного происхождения и радиоактивные индикаторы введен в колодцы. Отток из нефтяных и газовых скважин обычно утилизируется глубоко под землей в нагнетательных скважинах класса II, но в Пенсильвании большая часть сточных вод от операций гидроразрыва перерабатывается общественными предприятиями. очистка сточных вод растения. Многие очистные сооружения заявляют, что они не могут удалить радиоактивные компоненты этих отходов, которые часто сбрасываются в крупные реки. Однако представители отрасли заявляют, что эти уровни достаточно разбавлены, чтобы не подвергать риску здоровье населения.^[82]

В 2011 году уровень растворенного радия в сточных водах гидроразрыва, сбрасываемых выше по течению от водозаборов питьевой воды, был измерен до 18 035 пКи / л (667,3 Бк / л),^[88] и общий уровень альфа, измеренный до 40 880 пКи / л (1513 Бк / л).^[82][88] Нью-Йорк Таймс сообщил, что исследования EPA и конфиденциальное исследование, проведенное буровой промышленностью, показали, что радиоактивность в отходах бурения не может быть полностью растворена в реках и других водных путях.^[89] Недавнее исследование Университета Дьюка взяло пробы воды ниже по течению от Пенсильвании. очистки сточных вод с 2010 по осень 2012 года, и обнаружил, что донные отложения ручья содержат уровни радия в 200 раз превышающие фоновые уровни.^[90] Поверхностная вода имела такую ​​же химическую подпись, что и породы сланцевого пласта Марцеллус. На предприятии отказывают в переработке отходов Marcellus с 2011 года. В мае 2013 года предприятие подписало еще одно соглашение, запрещающее прием и сброс сточных вод пластов Marcellus Shale до тех пор, пока не будет установлена ​​технология удаления радиационных соединений, металлов и солей.^[91][92] Согласно исследованиям Герцога, количество твердых частиц / шлама при очистке отходов превышает нормы США по удалению радия в почву.^[91] Исследование, проведенное Университетом Дьюка, также показало, что радий «поглощался и накапливался в отложениях на месте разряда».^[91]

Нью-Йорк Таймс отметил, что в 2011 году Департамент охраны окружающей среды Пенсильвании только обратился к газовым компаниям с «просьбой, а не постановлением» о прекращении отправки их возвратных и сточных вод на общественные водоочистные сооружения.^[93] Тем не менее, DEP дал операторам нефтегазовой отрасли 30 дней на добровольное выполнение требований, и все они это сделали.^[73] Бывший секретарь департамента полиции Пенсильвании Джон Хэнгер, работавший при губернаторе Эд Ренделл, подтвердил, что муниципальная питьевая вода на всей территории штата безопасна. «Каждая капля, которая выходит из крана в Пенсильвании сегодня, соответствует стандартам безопасной питьевой воды», - сказал Хэнгер, но добавил, что экологи были точны, заявив, что водоочистные сооружения Пенсильвании не были оборудованы для обработки воды гидроразрыва пласта.^[94] Нынешний секретарь DEP Пенсильвании Майкл Крансер, работающий под руководством губернатора Том Корбетт сказал, что это «полная фикция», что неочищенные сточные воды сбрасываются в водные пути штата,^[95] хотя было замечено, что Корбетт получил более миллиона долларов в виде взносов в газовую промышленность,^[96] больше, чем все его конкуренты вместе взятые, во время его избирательной кампании.^[97] Регуляторы не проводят необъявленные проверки: компании сообщают о своих разливах и создают свои собственные планы ликвидации последствий.^[82] Недавняя проверка утвержденных государством планов показала, что они нарушают закон.^[82] Очистные сооружения до сих пор не оборудованы для удаления радиоактивных материалов и не требуют их проверки.^[82] Несмотря на это, в 2009 году на предприятие по очистке общественных сточных вод района Риджуэй в округе Элк, штат Пенсильвания, были отправлены сточные воды, содержащие радий и другие виды излучения, в 275–780 раз превышающие норму для питьевой воды. Вода, сбрасываемая с завода, не проверялась на уровень радиации.^[82] Отчасти проблема заключается в том, что объем отходов, производимых в этой отрасли, опережает рост регулирующих органов и государственных ресурсов.^[82] «Стандарты безопасной питьевой воды» еще не установлены для многих веществ, которые, как известно, присутствуют в жидкостях гидроразрыва пласта, или уровней их радиоактивности,^{[82][неудачная проверка ]} и их уровни не включаются в отчеты о качестве питьевой воды.^[98]

Испытания, проведенные в Пенсильвании в 2009 году, не обнаружили «свидетельств повышенного уровня радиации» в водных путях.^[99] В то время проблемы радиации не рассматривались как насущная проблема.^[99] В 2011 Нью-Йорк Таймс сообщается, что радий в сточных водах из скважин природного газа попадает в Пенсильвания реки^[82][100] и составили карту этих скважин и уровней загрязнения их сточных вод,^[88] и заявил, что некоторые отчеты EPA никогда не публиковались.^[89] В Раз ' репортажи по этому вопросу подверглись некоторой критике.^[101][102] Исследование, проведенное в 2012 году на ряде участков гидроразрыва пласта в Пенсильвании и Вирджинии, проведено Государственный университет Пенсильвании, обнаружили, что вода, которая течет обратно из газовых скважин после гидроразрыва пласта, содержит высокие уровни радий.^[103]

До 2011 года обратный сток в Пенсильвании обрабатывался общественными очистными сооружениями, которые не были оборудованы для удаления радиоактивных материалов и не нуждались в проверках на его наличие. Однако представители отрасли заявляют, что эти уровни достаточно разбавлены, чтобы не подвергать риску здоровье населения.^[82][83] В 2010 году ДООС ограничил сброс поверхностных вод с новых очистных сооружений до 250 мг / л хлорида. Это ограничение было разработано также для ограничения других загрязняющих веществ, таких как радий. Существующие водоочистные сооружения допускали более высокие концентрации сбросов. В апреле 2011 года DEP потребовал от операторов нетрадиционного газа добровольно прекратить отправку сточных вод на старые очистные сооружения. PADEP сообщил, что операторы подчинились.^[73]

В исследовании Университета Дьюка в 2013 году были взяты пробы воды ниже по течению от Пенсильвании. очистки сточных вод с 2010 по 2012 год, и обнаружил, что отложения ручья содержат уровни радия в 200 раз превышающие фоновые уровни.^[90] Поверхностные воды имели ту же химическую подпись, что и породы в формации сланцев Марцеллус, вместе с высоким уровнем хлоридов. На предприятии было отказано в переработке отходов Marcellus после 2011 года. В мае 2013 года предприятие подписало еще одно соглашение, запрещающее прием и сброс сточных вод Marcellus до тех пор, пока не будет установлена ​​технология удаления радиоактивных материалов, металлов и солей.^[91][92]

Исследование 2012 г., проведенное учеными из Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии, Колорадский университет, и Государственный университет Колорадо сообщила о снижении процента обратного стока, обработанного через сброс поверхностных вод в Пенсильвании с 2008 по 2011 год.^[75] К концу 2012 года концентрация брома снизилась до прежних уровней в реке Мононгахела, но оставалась высокой в ​​реке Аллегейни.^[104]

Радиоактивные материалы природного происхождения

Нью-Йорк Таймс сообщил о радиации в сточных водах гидроразрыва, сброшенных в реки в Пенсильвания.^[82] Он собрал данные из более чем 200 скважин природного газа в Пенсильвании и разместил карту под названием Токсичное загрязнение из скважин природного газа в Пенсильвании. В Раз заявили "никогда не сообщаемые исследования" Агентство по охране окружающей среды США а «конфиденциальное исследование, проведенное буровой промышленностью», показало, что радиоактивность в отходах бурения не может быть полностью растворена в реках и других водных путях.^[89] Несмотря на это, по состоянию на начало 2011 года федеральные и государственные регулирующие органы не требовали, чтобы очистные сооружения, принимающие отходы бурения (которые в основном представляют собой воду), проверяли на радиоактивность. В Пенсильвании, где буровой бум начался в 2008 году, большинство водозаборных станций ниже по течению от очистных сооружений не тестировались на радиоактивность с 2006 года.^[82]

Нью-Йорк Таймс отчетность подверглась критике^[101] и один научный писатель не согласился с одним случаем презентации газеты и объяснением ее расчетов относительно разбавления,^[105] обвинение в том, что отсутствие контекста сделало анализ статьи неинформативным.^[102]

Согласно Раз Согласно сообщению, опубликованному в феврале 2011 года, сточные воды 116 из 179 глубоких газовых скважин в Пенсильвании «содержали высокий уровень радиации», но их влияние на общественное питьевое водоснабжение неизвестно, поскольку поставщики воды обязаны проводить радиационные испытания «только спорадически».^[106] В New York Post заявил, что DEP сообщил, что все пробы, взятые из семи рек в ноябре и декабре 2010 г., «показали уровни на уровне или ниже нормальных естественных фоновых уровней радиоактивности» и «ниже федерального стандарта питьевой воды для радия 226 и 228».^[107] Однако образцы, взятые государством хотя бы из одной реки ( Мононгахела, источник питьевой воды для частей Питтсбург ), забирались перед очистными сооружениями, принимающими буровые сточные воды.^[108]

Радиоактивные индикаторы

Изотопы радиоактивных индикаторов иногда вводятся с жидкостью гидроразрыва пласта для определения профиля закачки и местоположения образовавшихся трещин.^[109] Песок, содержащий изотопы гамма-излучающих индикаторов, используется для отслеживания и измерения трещин.^{[нужна цитата ]} Исследование 1995 года показало, что радиоактивные индикаторы использовались более чем в 15% стимулированных нефтяных и газовых скважин.^[110] В Соединенных Штатах закачка радионуклидов лицензируется и регулируется Комиссия по ядерному регулированию (NRC).^[111] По данным NRC, некоторые из наиболее часто используемых индикаторов включают: сурьма-124, бром-82, йод-125, йод-131, иридий-192, и скандий-46.^[111] Публикация 2003 г. Международное агентство по атомной энергии подтверждает частое использование большинства индикаторов, указанных выше, и говорит, что марганец-56, натрий-24, технеций-99m, серебро-110м, аргон-41, и ксенон-133 также широко используются, поскольку их легко идентифицировать и измерять.^[112] По данным встречи 2013 года исследователей, которые изучали низкие (никогда не превышающие стандарты питьевой воды), но постоянные обнаружения йода-131 в ручье, используемом для питьевой воды Филадельфии: «Участники семинара пришли к выводу, что вероятным источником 131-I в исходных водах Филадельфии является остаточный 131-I, выделяемый пациентами после лечения », но предложил изучить и другие потенциальные источники, включая гидроразрыв пласта.^[113]

Сейсмичность

ГРП обычно дает микросейсмический события слишком малы, чтобы их можно было обнаружить, кроме чувствительных приборов. Эти микросейсмические события часто используются для картирования горизонтальной и вертикальной протяженности трещиноватости.^[114] Тем не менее, исследование Геологической службы США 2012 года показало, что «заметное» увеличение частоты землетрясений с M ≥ 3 на среднем континенте США «в настоящее время происходит», начавшись в 2001 году и достигнув высшей точки в 6-кратном увеличении по сравнению с 20-м веком. Уровни в 2011 году. Общее увеличение было связано с увеличением землетрясений в нескольких конкретных областях: бассейн Ратон на юге Колорадо (место активности метана угольных пластов) и газодобывающие районы в центральной и южной Оклахоме и центральном Арканзасе.^[115] Хотя анализ показал, что это увеличение "почти наверняка вызвано деятельностью человека", Геологическая служба США (USGS) отметил: «Исследования USGS показывают, что фактический процесс гидроразрыва пласта очень редко является прямой причиной ощутимых землетрясений». Было заявлено, что усиление землетрясений, скорее всего, вызвано увеличением закачки сточных вод из газовых скважин в скважины для утилизации.^[116] Закачка сточных вод от нефтегазовых операций, в том числе от гидроразрыва пласта, в скважины для отвода соленой воды может вызвать более мелкие тремор, при регистрации до 3,3 (M_ш).^[117]

Наведенная сейсмичность от гидроразрыва пласта

Гидравлический разрыв пласта обычно вызывает микросейсмические события, которые слишком малы, чтобы их можно было обнаружить, кроме как с помощью чувствительных инструментов. Однако, согласно данным Геологической службы США: «Сообщения о гидравлическом разрыве пласта, вызывающем землетрясения, достаточно сильные, чтобы ощущаться на поверхности, чрезвычайно редки, и только три случая были зарегистрированы на конец 2012 года в Великобритании, Оклахома и Канада ».^[118] Билл Эллсворт, геолог из Геологической службы США, сказал, однако: «Мы не видим никакой связи между гидроразрывом и землетрясениями, которая бы волновала общество».^[119] Национальный исследовательский совет (часть Национальной академии наук) также заметил, что гидроразрыв пласта, когда он используется для добычи сланцевого газа, не представляет серьезного риска возникновения землетрясений, которые можно почувствовать.^[120]

Наведенная сейсмичность от скважин водоотведения

Большую озабоченность вызывают землетрясения, связанные с разрешенными скважинами для закачки сточных вод класса II, многие из которых нагнетают обратный поток гидроразрыва и добывают воду из нефтяных и газовых скважин. несколько локаций.

В 2013 году исследователи из Колумбийского университета и Университета Оклахомы продемонстрировали, что на Среднем Западе США некоторые районы с повышенной антропогенной сейсмичностью подвержены дополнительным землетрясениям, вызванным сейсмическими волнами от удаленных землетрясений. Они рекомендовали усиленный сейсмический мониторинг вблизи мест нагнетания жидкости, чтобы определить, какие области уязвимы для удаленного срабатывания и когда следует прекратить закачку.^[121][122]

Геофизик Клифф Фрелих исследовал сейсмическую активность на сланце Барнетт в Техасе с 2009 по 2011 год. Фрелих установил временные сейсмографы на 70-километровой сетке, покрывающей сланец Барнетт в Техасе. Сейсмографы зафиксировали и локализовали землетрясения магнитудой 1,5 и более в этом районе. Сейсмографы выявили пространственную связь между землетрясениями и нагнетательными скважинами класса II, большинство из которых были созданы для утилизации возвратной и попутной воды из скважин Barnett Shale недалеко от Даллас-Форт-Уэрт и Клебурна, штат Техас. Некоторые из землетрясений силой более 3,0 баллов ощущались людьми на поверхности, о чем сообщалось в местных новостях. Сообщалось о землетрясениях в районах, где ранее землетрясения не регистрировались.^[123] Исследование показало, что подавляющее большинство нагнетательных скважин класса II не связано с землетрясениями. Землетрясения, вызванные нагнетанием, были тесно связаны с закачкой из скважин более 150 000 баррелей воды в месяц, и особенно после того, как эти скважины закачивались более года. Большинство индуцированных землетрясений произошло в округе Джонсон, который казался более подверженным индуцированным землетрясениям, чем другие части пьесы Барнетта.^[124]

Землетрясения, достаточно сильные, чтобы их могли почувствовать люди, также были связаны с некоторыми глубокими скважинами для захоронения, которые получают обратный поток гидравлического разрыва и пластовую воду из скважин с гидравлическим разрывом. Обратный поток и рассол из нефтяных и газовых скважин закачивают в скважины для захоронения отходов класса II, регулируемые Агентством по охране окружающей среды. По данным Агентства по охране окружающей среды, примерно 144 000 таких скважин для сброса отходов класса II в США ежедневно принимают более 2 миллиардов галлонов США (7,6 г) сточных вод.^[125] На сегодняшний день самыми сильными землетрясениями, вызванными закачкой подземных отходов, были три землетрясения, близкие к 5 баллам по шкале Рихтера, зарегистрированные в 1967 году возле скважины для захоронения отходов в Колорадо, куда поступали ненефтяные отходы.^[126]

По данным Геологической службы США, только небольшая часть из примерно 40 000 скважин для захоронения сточных вод при нефтегазовых операциях в Соединенных Штатах вызвала землетрясения, которые достаточно сильны, чтобы вызывать беспокойство у населения.^[127] Хотя магнитуды этих землетрясений были небольшими, Геологическая служба США сообщает, что нет гарантии, что более сильные землетрясения не произойдут.^[128] Кроме того, увеличивается частота землетрясений. В 2009 году произошло 50 землетрясений магнитудой более 3,0 в районе, охватывающем Алабаму и Монтану, и 87 землетрясений в 2010 году. В 2011 году в том же районе произошло 134 землетрясения, что в шесть раз больше, чем в 20-м веке.^[129] Есть также опасения, что землетрясения могут повредить подземные газовые, нефтяные и водопроводные магистрали и скважины, которые не были спроектированы так, чтобы выдерживать землетрясения.^[128][130]

В Землетрясение в Оклахоме 2011 г., второе по величине землетрясение в истории Оклахомы с магнитудой 5,7, некоторые исследователи связывают с закачкой рассола на протяжении десятилетий.^[131] Исследование 2015 года пришло к выводу, что недавние землетрясения в центральной части Оклахомы, в том числе землетрясение магнитудой 5,7, были вызваны закачкой пластовой воды из традиционных нефтяных пластов в Hunton Group и не связаны с гидроразрывом пласта.^[132]

Колодцы захоронения II класса, принимающие рассол из Fayetteville Shale газовые скважины в Центральной Арканзас спровоцировал сотни мелких землетрясений, крупнейшее из которых магнитудой 4,7, и причинил ущерб. В апреле 2011 года Комиссия по нефти и газу Арканзаса остановила закачку в двух основных скважинах для захоронения, и землетрясения утихли.^[133]

Несколько землетрясений 2011 г., в том числе 4,0 величина тремор в канун Нового года, который ударил Янгстаун, Огайо, вероятно, связаны с удалением сточных вод гидроразрыва пласта,^[121] по мнению сейсмологов Колумбийский университет.^[134] По приказу Департамент природных ресурсов Огайо закачка в скважину прекратилась 30 декабря 2011 г. На следующий день после землетрясения 4,0 губернатор штата Огайо Джон Касич приказал приостановить на неопределенный срок закачку в трех дополнительных близлежащих глубоких скважинах для захоронения. Департамент природных ресурсов предложил ряд ужесточенных правил для своих правил закачки 2 класса. Департамент отметил, что в штате насчитывается 177 действующих скважин для захоронения отходов класса II и что скважина Янгстаун была первой, где произошли зарегистрированные землетрясения с момента начала реализации программы контроля подземной закачки в Огайо в 1983 году.^[135]

С 2008 года более 50 землетрясений магнитудой до 3,5 произошло в районе северного Техаса, где расположены многочисленные газовые скважины Barnett Shale, в районе, где ранее землетрясений не было. О травмах или серьезных повреждениях в результате землетрясений не сообщалось. Исследование землетрясений возле аэропорта Даллас-Форт-Уэрт в 2008–2009 годах показало, что землетрясения были вызваны сбросовыми скважинами, в которые поступал рассол из газовых скважин.^[136]

Двухлетнее исследование, проведенное в 2009–2011 гг. Учеными Техасского университета, пришло к выводу, что ряд землетрясений магнитудой от 1,5 до 2,5 по шкале Рихтера в районе Барнетт-Шейл на севере Техаса были связаны с сбросом отходов нефтепромыслов в нагнетательные скважины класса II. Никакие землетрясения не были связаны с самим ГРП.^[137] Исследователи отметили, что в Техасе более 50 000 скважин для захоронения отходов класса II, куда поступают отходы нефтепромыслов, но лишь несколько десятков подозреваются в том, что они могут вызвать землетрясения.^[136]

31 мая 2014 г. произошло землетрясение с магнитудой 3,4 в г. Грили, Колорадо. Землетрясение произошло возле двух скважин для закачки сточных вод с гидроразрывом пласта, которые, как сообщается, близки к предельной. Одна скважина для закачки отходов имеет глубину 8700 футов и возраст 20 лет, а другая - 10 700 футов и возраст всего два года. Исследовательская группа из Университет Колорадо в Боулдере разместили сейсмографы в этом районе для наблюдения за дальнейшей деятельностью.^[138][139]

Заброшенные колодцы

Бурение на нефть и газ ведется в Пенсильвании с 1859 года, и, по оценкам, было пробурено от 300 000 до 500 000 скважин до того, как государство проследило за скважинами или потребовало их надлежащего закрытия. У Департамента охраны окружающей среды Пенсильвании есть программа по поиску и закупорке старых колодцев. В исследовании 2014 года было изучено 19 заброшенных скважин, 14 из которых никогда не были заглушены, и только одна из них была известна государству. Были измерены скорости утечки метана, и экстраполяция по всем ожидаемым бесхозным скважинам в штате показала, что старые скважины составляли значительный источник метана.^[140] В исследовании 2019 года изучается долгосрочный (> 30 лет) поток и перенос жидкостей гидроразрыва в перекрывающие слои и водоносные горизонты подземных вод через негерметичную заброшенную скважину. Он показывает, что пространственные свойства заброшенной скважины, а также ее расстояние от трещины гидроразрыва являются наиболее важными факторами, влияющими на вертикальный поток жидкости гидроразрыва в водоносные горизонты подземных вод. Исследование предполагает, что даже при различных условиях месторождения только ограниченное количество жидкости для гидроразрыва может достичь водоносного горизонта в долгосрочной перспективе.^{[141][142][143]}

Влияние на здоровье

Во всем мире существует озабоченность по поводу возможных неблагоприятных здравоохранение последствия гидроразрыва пласта.^[144] В настоящее время проводятся интенсивные исследования, чтобы установить, влияют ли они на ряд состояний здоровья.^[144]

Потенциальные источники воздействия токсинов и токсичных веществ на грунтовые и поверхностные воды (включая гормоны, нарушающие работу эндокринной системы, тяжелые металлы, минералы, радиоактивные вещества и соли) включают: 1) этап бурения и гидроразрыва пласта; 2) неправильная очистка сточных вод, в том числе разливов при транспортировке; и 3) разрушение цементных стенок.

Многие из вышеперечисленных загрязнителей связаны с плохими последствиями для здоровья, особенно с репродуктивной функцией и развитием. Воздействие тяжелых металлов и бензола / толуола во время беременности было связано с выкидышем и мертворождением. Бензол и толуол связаны с нарушениями менструального цикла. Рак, заболевания крови, нарушение нервной системы и респираторные заболевания также упоминались как потенциальные осложнения воздействия жидкости для гидроразрыва пласта.^{[145][146][147]}

Резюме EPA 2014 года описывает доказательства загрязнения питьевой воды из-за разливов, ненадлежащих оболочек и других причин. Согласно этому резюме, оценки частоты варьируются от одного разлива на каждые 100 скважин в Колорадо до 0,4–12,2 разлива на каждые 100 скважин в Пенсильвании. Кроме того, «по крайней мере, в 3% скважин (600 из 23 000 скважин) не было цемента через часть обсадной колонны, установленную через защищенные ресурсы грунтовых вод, определенные операторами скважин».^[148]

Хотя последствия загрязнения воды для здоровья, а также загрязнения воздуха и других потенциальных опасностей для здоровья из-за гидравлического разрыва пласта изучены недостаточно, исследования сообщают о результатах. Ретроспективное когортное исследование, проведенное в 2014 году с участием 124 842 новорожденных в период с 1996 по 2009 год в сельской местности Колорадо, показало статистически значимые шансы врожденных пороков сердца, включая дефекты нервной трубки, с постоянным воздействием гидроразрыва.^[146]

Исследование 2015 года выявило более низкий вес при рождении и более высокую частоту случаев недоношенности для гестационного возраста по сравнению с большинством и наименее подверженными воздействию.^[149]

В обзоре 2013 года, посвященном гидроразрыву сланцевого газа Marcellus и водоснабжению Нью-Йорка, говорится: «Хотя потенциальные выгоды от эксплуатации природного газа Marcellus велики для перехода к экономике чистой энергии, в настоящее время нормативно-правовая база в штате Нью-Йорк неадекватна предотвращение потенциально необратимых угроз местной окружающей среде и водоснабжению Нью-Йорка. Чтобы избежать этих экологических последствий, потребуются крупные инвестиции в обеспечение соблюдения нормативных требований на уровне штата и на федеральном уровне, а также уместен запрет на бурение в пределах водосборных бассейнов Нью-Йорка, даже если они будут более высокими регулируемая добыча газа Marcellus в конечном итоге будет разрешена в других местах штата Нью-Йорк ».^[150]

В начале января 2012 года Кристофер Портье, директор США CDC Национальный центр гигиены окружающей среды и Агентство регистрации токсичных веществ и заболеваний заявили, что, помимо планов EPA по изучению воздействия гидроразрыва на питьевую воду, следует провести дополнительные исследования, чтобы определить, могут ли сточные воды из колодцев вредят людям или животным, а также овощам, которые они едят.^[76]

По состоянию на май 2012 г. Институт медицины США и Национальный исследовательский совет США готовились рассмотреть потенциальные риски для человека и окружающей среды, связанные с гидроразрывом пласта.^[151][152]

В 2011 году в округе Гарфилд, штат Колорадо, Агентство США по регистрации токсичных веществ и заболеваний собрало пробы воздуха в 14 местах, включая 8 нефтегазовых, 4 городских и 2 сельских. и обнаружены канцерогены, такие как бензол, тетрахлорэтен и 1–4 дихлорбензол, на всех участках, как нефтегазовых, так и фоновых. Бензол был обнаружен на 7 из 8 нефтегазовых участков, во всех 4 городских районах и на одном из 2 фоновых участков в сельской местности. Соединение 1,4-дихлорбезол было обнаружено на 3 из 8 нефтегазовых участков, на 3 из 4 городских и 1 из 2 фоновых сельских участков. Концентрация бензола на одном из восьми нефтегазовых участков была определена как повод для беспокойства, потому что, хотя она находилась в пределах допустимого диапазона, она была близка к верхней границе диапазона. В отчете сделан вывод: «За исключением участка Брок, эти оценки риска, по-видимому, не представляют значительного теоретического риска рака ни на одном из участков, и также не представляется, что теоретический риск рака повышен на участках разработки нефти и газа. по сравнению с городскими или сельскими фоновыми участками ».^[153][154]

В 2011 году EPA выпустило новые директивы по выбросам, в которых говорилось, что старые стандарты могли привести к неприемлемо высокому риску рака для тех, кто живет вблизи буровых работ.^[154]

Здоровье рабочего

В 2013 году в США Управление по охране труда (OSHA) и Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH) выпустила предупреждение об опасности на основе данных, собранных NIOSH, о том, что «рабочие могут подвергаться воздействию пыли с высоким уровнем вдыхаемого кристаллического кремнезема (диоксид кремния ) при ГРП ".^[155] NIOSH уведомил представителей компании об этих выводах и предоставил отчеты с рекомендациями по контролю воздействия кристаллического кремнезема и рекомендовал всем участкам гидроразрыва пласта оценить свои операции, чтобы определить потенциальную возможность воздействия кристаллического кремнезема на рабочих и принять меры, необходимые для защиты рабочих.^[156]

EPA заявляет в своем Плане исследования гидроразрыва пласта (2011 г.), что необходимо изучить воздействие химикатов гидроразрыва в производственных условиях, чтобы определить острые и хронические последствия для здоровья. Риски воздействия, такие как «транспортировка, смешивание, доставка и потенциальные несчастные случаи», не были должным образом оценены (стр. 57).^[157]

Воздействие кремнезема при гидроразрыве пласта

На участках гидроразрыва пласта виден видимый налет пыли, который вызывает опасения для профессионального здоровья из-за воздействия вдыхаемого кристаллического кремнезема.^[158][159] Силикоз - это неизлечимое заболевание легких, связанное с воздействием вдыхаемого кристаллического кремнезема или более известного как кремнеземная пыль.^[158][159] Помимо силикоза, воздействие кристаллического кремнезема связано с раком легких, туберкулезом легких, заболеванием почек, аутоиммунными заболеваниями и заболеваниями дыхательных путей, такими как астма и бронхит.^[159][160] Большинство этих изнурительных и потенциально смертельных заболеваний можно предотвратить с помощью мер профессионального контроля в отношении воздействия вдыхаемых кристаллических веществ.^[159]

В процессе гидроразрыва пласта используется большое количество песка в составе гидравлической жидкости.^[161] Жидкость для гидроразрыва состоит из базовой жидкости, проппанта и химических добавок.^[161] Большая часть проппанта, используемого для гидроразрыва пласта, состоит из кремнезема (песка).^[161] Грузовики с песком доставляются на площадки, затем загружаются в пескоуловители, которые затем передаются в блендер, который смешивает гидравлическую жидкость.^[161] Гидравлическая жидкость закачивается в трещину под высоким давлением. Проппант сохраняет трещину открытой, позволяя извлекать больше нефти и газа.^[160]

Диоксид кремния (SiO2) - это химическое соединение кремнезема, который является основным компонентом горных пород, почвы и песка.^[159] Наиболее распространенной формой кремнезема является кварц, и он может распадаться на микрочастицы пыли, которые становятся пригодным для вдыхания кристаллическим кремнеземом.^[162] Пригодный для вдыхания кристаллический кремнезем представляет собой частицы размером менее 10 микрон (микрометров), которые достаточно малы, чтобы попасть в ту часть легких, где происходит обмен кислорода и углекислого газа.^[162]

Силикоз, который можно предотвратить, может привести к инвалидности и бывает трех основных типов: хронический, острый и ускоренный.^[161] Хронический силикоз - наиболее распространенное заболевание, которое возникает после 10–20 лет воздействия вдыхаемого кристаллического кремнезема от слабого до умеренного.^[159] Текущие исследования показали, что у рабочих, подвергшихся воздействию кремнезема при текущих рекомендуемых пределах воздействия (REL) в течение всей работы, развивается хронический силикоз.^[159] Рентген грудной клетки используется для диагностики хронического силикоза, который имеет симптомы, аналогичные хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ).^[158] Общие симптомы - одышка, продуктивный или непродуктивный кашель, утомляемость и иногда дыхательная недостаточность.^[158] У ускоренного силикоза симптомы схожи с симптомами хронического силикоза, однако он быстро развивается через 5–10 лет при интенсивном воздействии респирабельного кристаллического кремнезема.^[162] Наконец, острый силикоз менее распространен, чем другие типы, однако это более тяжелое заболевание с высокой частотой инвалидности и смерти.^[162] Острый силикоз развивается в период от нескольких месяцев до лет с экстремальным уровнем воздействия кремнезема, а серьезные симптомы включают одышку, слабость, кашель, лихорадку и потерю веса.^[158] Установление эффективных уровней контроля и мониторинг соблюдения этих уровней будут иметь решающее значение для предотвращения силикоза.

NIOSH установил рекомендуемый предел воздействия (REL) для диоксида кремния на фиксированном уровне 0,05 миллиграмма на кубический метр в качестве средневзвешенного по времени (TWA) до 10-часовой смены в течение 40-часовой рабочей недели.^[159] Исследование NIOSH, в ходе которого было взято 116 проб воздуха на 11 различных участках гидроразрыва пласта, обнаружило, что уровни кремнезема выше REL в 79% проб.^[162] В этом исследовании 31% образцов показали уровни, по крайней мере, в десять раз превышающие REL. N^[162] IOSH изучил уровни воздействия на различных этапах процесса гидроразрыва и обнаружил семь основных областей воздействия высокого вдыхаемого кристаллического кремнезема с транспортными лентами и движителями песка как наивысшими.^[160] Знания, полученные в результате этих исследований, позволили OSHA, NIOSH и отраслям гидроразрыва сосредоточить внимание на мерах контроля содержания кремнезема.^[162]

Согласно NIOSH и OSHA, сочетание технических средств контроля, средств индивидуальной защиты, обучения технике безопасности, использования альтернативного проппанта и правил техники безопасности на рабочем месте является ключом к защите рабочих от воздействия вдыхаемого кристаллического кремнезема.^[162] Одним из конкретных технических средств контроля, который используется при полевых испытаниях, является мини-рукавный фильтр, который уменьшает количество кварцевой пыли, производимой движителями песка.^[158] Средства индивидуальной защиты обычно используются на работах, связанных с воздействием диоксида кремния, однако NIOSH обнаружил, что использовались неподходящие респираторы, типа полумаски, которые не соответствовали уровням воздействия диоксида кремния.^[160] NIOSH и OSHA рекомендуют полнолицевые респираторы для очистки воздуха (PAPR) для всех рабочих, подвергающихся воздействию высоких уровней кремнезема.^[162] Другой мерой контроля является использование проппанта, заменяющего диоксид кремния, такого как спеченный боксит, керамика или песок, покрытый смолой, однако OSHA отмечает, что эти альтернативы должны быть проведены испытания безопасности.^[162] Помимо этих мер контроля, рекомендуемые пределы воздействия (REL) и допустимые уровни воздействия (PEL) должны быть установлены ниже текущих уровней. К июню 2016 года вступят в силу новые правила для кремнезема, которые снижают PEL до 50 микрограмм на кубический метр кремнезема в воздухе.^[161]

Исследование Национальный институт охраны труда и здоровья пришел к выводу, что существует опасность вдыхания для здоровья рабочих, подвергшихся воздействию кристаллического кремнезема (песчаной пыли) на оцененных участках гидроразрыва пласта. NIOSH уведомил представителей компании об этих выводах и предоставил отчеты с рекомендациями по контролю воздействия кристаллического кремнезема. NIOSH рекомендовал всем участкам гидроразрыва пласта оценить свои операции, чтобы определить потенциальную возможность воздействия кристаллического кремнезема на рабочих и принять меры, необходимые для защиты рабочих.^[156] Гидравлический разрыв также влияет на людей, находящихся поблизости, как ранее обсуждался случай с медсестрой, которая заболела после контакта с рабочим, проводившим гидроразрыв пласта (Frankowski, 2008).^[157][163]

Другие проблемы

В статье по охране труда 2012 года описан риск радиационного облучения работников.^[164]

Исследования и лоббирование

Иллюстрация гидроразрыва и связанных с ним мероприятий

The New York Times сообщила, что с 1980-х годов расследования EPA воздействия нефтегазовой отрасли на окружающую среду, в том числе продолжающееся исследование потенциального воздействия гидроразрыва на питьевую воду, и связанные с ними отчеты были сужены по объему и / или имели отрицательные результаты. удалены из-за давления со стороны промышленности и правительства.^[51][165]

Исследование EPA 2004 года по гидравлическому разрыву пласта в метан угольных пластов Уэллс пришел к выводу, что процесс был безопасным и не требовал дальнейшего изучения, потому что не было «однозначных доказательств» рисков для здоровья грунтовых вод, а жидкости не обязательно были опасными и не могли уйти далеко под землю.^[166] В отчете Агентства по охране окружающей среды были обнаружены неопределенности в знаниях о том, как жидкость для гидроразрыва проходит через горные породы, и рекомендовалось не использовать дизельное топливо в качестве компонента жидкости для гидроразрыва в стенках метана угольных пластов из-за его потенциала в качестве источника бензол загрязнение; В ответ компании по обслуживанию скважин согласились прекратить использование дизельного топлива в скважинах с метаном угольных пластов.^[167] Один из авторов отчета Агентства по охране окружающей среды 2004 г. отметил, что он изучал только гидроразрыв пласта в скважинах с метаном угольных пластов.^[166]

Нью-Йорк Таймс процитировал Вестона Уилсона, разоблачителя агентства, что на результаты исследования EPA 2004 года повлияло промышленное и политическое давление.^[51] В раннем проекте исследования обсуждалась возможность опасных уровней загрязнения жидкости гидроразрыва и упоминались «возможные доказательства» водоносный горизонт загрязнение. В заключительном отчете был сделан простой вывод о том, что гидроразрыв пласта «практически не представляет угрозы для питьевой воды».^[51] Объем исследования был сужен, так что оно было сосредоточено только на закачке жидкостей для гидроразрыва пласта, игнорируя другие аспекты процесса, такие как утилизация жидкостей и экологические проблемы, такие как качество воды, гибель рыбы и кислотные ожоги. Исследование было завершено до того, как начали появляться жалобы общественности на загрязнение.^[168]:780 Вывод исследования о том, что закачка жидкости гидроразрыва в метановые скважины угольных пластов представляет минимальную угрозу для подземных источников питьевой воды.^[169] возможно, повлияли на решение Конгресса 2005 года о том, что гидроразрыв должен по-прежнему регулироваться штатами, а не федеральным законом о безопасной питьевой воде.

Исследование демократов Конгресса 2011 года и сообщение New York Times в том же году показали, что гидроразрыв пласта привел к значительному увеличению радиоактивных материалов, включая радий и канцерогены, включая бензол, в крупных реках и водоразделах.^[170] На одном объекте количество бензола, сброшенного в Река Аллегейни после обработки был 28 раз принят уровень для питьевой воды.^[170] Представители Конгресса призвали к лучшему регулированию и большему раскрытию информации.^[170]

В июне 2015 года EPA выпустило отчет, озаглавленный «Оценка потенциального воздействия гидравлического разрыва для нефти и газа на ресурсы питьевой воды», в котором EPA «не нашло доказательств того, что эти механизмы привели к широкомасштабным системным воздействиям на питьевую воду. ресурсы в США ».^[171] Однако EPA также отметило, что механизмы, оцененные в отчете, не были сочтены «широко распространенными» и что оценка выявленных случаев основывается на ограничивающих факторах, которые включают «недостаточные данные о качестве ресурсов питьевой воды до и после гидроразрыва пласта; малочисленность долгосрочных систематических исследований; наличие других источников загрязнения, исключающих однозначную связь между гидроразрывом пласта и ударом; и недоступность некоторой информации о деятельности по гидроразрыву пласта и потенциальных воздействиях ».^[171] В отчете говорится, что два типа забора воды потенциально могут привести к загрязнению водных ресурсов, а именно забор подземных вод и забор поверхностных вод.^[171] Возможно, более спорным является недавнее Окончательное решение, которое было приостановлено 30 сентября 2015 года окружным судьей США Скоттом Скавдалом в окружном суде штата Вайоминг.^[172][173] Скавдал выдвинул аргументы в пользу того, что регулирующий орган по гидроразрыву пласта должен находиться в ведении EPA, а не Бюро землепользования.^[172] Колорадо, Юта (включая племя индейцев юта в северной части штата), Вайоминг, Северная Дакота, Независимая нефтяная ассоциация Америки и Западный энергетический альянс включали заявления о том, что новое правило вмешается в нормативные акты штата и приведет к дублированию. забрать ресурсы у других программ.^[172][173] Кроме того, Скавдал рассмотрел аргумент о том, что «окончательные правила не имеют фактической или научной поддержки» и что возражения поддерживаются недавней публикацией отчета EPA за июнь 2015 года.^[172]

Искусственная среда / Инфраструктура

Воздействие ГРП на построенную инфраструктуру часто недооценивается. Процесс гидроразрыва требует тяжелого оборудования и большого количества воды, химикатов и других материалов, поэтому для транспортировки этого оборудования, жидкостей и материалов требуются грузовики с тяжелыми танкерами. Это привело к повреждению инфраструктуры местных дорог и мостов, которые не были спроектированы и построены для того, чтобы часто выдерживать более высокие нагрузки.^[174]

Каждая отдельная скважина для гидроразрыва требует большого количества грузовых автомобилей. Исследования показали, что в среднем для разрыва (строительства и бурения) одной скважины необходимо от 1760 до 1904 поездки на грузовиках для перевозки оборудования, химикатов, воды и других материалов; Удаление отходов гидроразрыва и транспортировка природного газа требуют дополнительных поездок на грузовиках.^[175] Ухудшение инфраструктуры, вызванное движением тяжелых грузовиков, имеет огромное экономическое воздействие / бремя для местных штатов. В июле 2012 года, по данным Министерства транспорта Техаса, местные гидроразрывные работы обошлись дорогам, соединяющим буровые площадки с площадками хранения, в размере 2 миллиардов долларов.^[176] В Пенсильвании, исследование, проведенное в 2014 году на основе данных о распределении активности скважин для гидроразрыва пласта и типах проезжей части в штате, показало, что затраты на реконструкцию дороги, вызванные дополнительным движением тяжелых грузовиков от разработки природного газа Marcellus Shale в 2011 году, составили около 13 000–23 000 долларов США. за скважину для всех типов государственных проезжих частей^[177]

Многие аналогичные исследования проводятся в разных штатах для оценки потенциального воздействия гидроразрыва на инфраструктуру. Однако имеющиеся данные свидетельствуют о том, что при оценке экологических и экономических издержек процесса гидроразрыва следует учитывать ухудшение состояния дорог и мостов в результате перегрузки инфраструктуры.

Смотрите также

• Экологические проблемы в США
• Исключения для гидроразрыва в соответствии с федеральным законодательством США
• Загрязнение в США

Рекомендации

дальнейшее чтение

• Джозеф Д. Айотте; и другие. (Август 2011 г.). «Микроэлементы и радон в подземных водах в США, 1992–2003 гг.». Геологическая служба США. Получено 25 мая 2012.
• Бамбергер, Мишель; Освальд, Роберт Э. (2012). «Воздействие газового бурения на здоровье людей и животных» (PDF). Новые решения: журнал политики в области окружающей среды и гигиены труда. 22 (1): 51–77. Дои:10.2190 / NS.22.1.e. PMID  22446060. S2CID  23794102. Архивировано из оригинал (PDF) на 2016-04-03. Получено 2012-12-21.
• Комиссия по сохранению нефти и газа Колорадо. «Документ о корректировке Gasland» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 5 сентября 2013 г.. Получено 7 августа 2013.
• Колборн, Тео; Квятковски, Кэрол; Шульц, Ким; Бахран, Мэри (2011). «Операции с природным газом с точки зрения общественного здравоохранения» (PDF). Оценка рисков для человека и окружающей среды. 17 (5): 1039–1056. Дои:10.1080/10807039.2011.605662. S2CID  53996198. Архивировано из оригинал (PDF) на 2012-04-26.
• ДиКосмо, Бриджит (15 мая 2012 г.). "SAB настаивает на том, чтобы посоветовать EPA провести тесты на токсичность в рамках исследования гидроразрыва пласта". Внутри EPA. Inside Washington Publishers. (требуется подписка). Получено 2012-05-19.
• Марк Дрейем (27 сентября 2012 г.). «Дизель в воде возле гидроразрыва подтверждает споры, проведенные Агентством по охране окружающей среды в Вайоминге». Новости Bloomberg. Получено 28 сентября 2012.
• Институт энергетики (февраль 2012 г.). Основанное на фактах регулирование охраны окружающей среды при разработке сланцевого газа (PDF) (Отчет). Техасский университет в Остине. Получено 29 февраля 2012.
• Fontenot, Brian E .; Хант, Лаура Р .; Hildenbrand, Zacariah L .; Карлтон-младший, Дуг Д.; Ока, Гипполит; Уолтон, Джейми Л. (2013). «Оценка качества воды в частных скважинах с питьевой водой вблизи участков добычи природного газа в сланцевой формации Барнетт». Environ. Sci. Technol. 47 (17): 10032–10040. Bibcode:2013EnST ... 4710032F. Дои:10.1021 / es4011724. PMID  23885945. S2CID  20526429.
• Грант, Элисон (4 апреля 2013 г.). «FracTracker отслеживает разработку сланцев в Огайо». Обычный дилер. Получено 28 июля 2013.
• Мид Грувер (12 декабря 2011 г.). «Новые данные, но не много нового в Вайо. Исследование гидроразрыва». EPA. Получено 6 мая 2013.
• Кристофер Хелман (8 декабря 2011 г.). "Что, если гидроразрыв загрязняет воду Вайоминга?". Forbes.com. Получено 6 февраля 2012.
• Джексон, Р. Б.; Венгош, А .; Darrah, T. H .; Warner, N.R .; Вниз, А .; Poreda, R.J .; Osborn, S.G .; Zhao, K .; Карр, Дж. Д. (24 июня 2013 г.). «Повышенное содержание паразитного газа в подмножестве скважин с питьевой водой в районе добычи сланцевого газа Marcellus». Труды Национальной академии наук. 110 (28): 11250–11255. Bibcode:2013PNAS..11011250J. Дои:10.1073 / pnas.1221635110. ЧВК  3710833. PMID  23798404.
• Маккензи, Лиза; Виттер, Роксана; Ньюман, Ли; Адгейт, Джон (2012). «Оценка риска для здоровья человека от выбросов в атмосферу от разработки нетрадиционных ресурсов природного газа». Наука об окружающей среде в целом. 424: 79–87. Bibcode:2012ScTEn.424 ... 79M. CiteSeerX  10.1.1.368.4553. Дои:10.1016 / j.scitotenv.2012.02.018. PMID  22444058.
• Молофски, L.J .; Connor, J.A .; Shahla, K.F .; Wylie, A.S .; Вагнер, Т. (5 декабря 2011 г.). «Метан в водяных скважинах Пенсильвании, не связанный с гидроразрывом сланцевого пласта Marcellus». Нефтегазовый журнал. 109 (49): 54–67.
• Мониш, Эрнест Дж .; и другие. (Июнь 2011 г.). Будущее природного газа: междисциплинарное исследование MIT (PDF) (Отчет). Массачусетский Институт Технологий. Получено 1 июня 2012.
• Манро, Маргарет (17 февраля 2012 г.). «Фрекинг не загрязняет грунтовые воды: исследование опубликовано в Ванкувере». Ванкувер Сан. Получено 3 марта 2012.
• Осборн, Стивен Дж .; Венгош, Авнер; Уорнер, Натаниэль Р .; Джексон, Роберт Б. (17 мая 2011 г.). «Загрязнение питьевой воды метаном при бурении газовых скважин и ГРП». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 108 (20): 8172–8176. Bibcode:2011PNAS..108.8172O. Дои:10.1073 / pnas.1100682108. ЧВК  3100993. PMID  21555547.
• phillynowstaff (9 декабря 2011 г.). «EPA выпускает отчет о загрязнении воды гидроразрывом, поскольку GA выставляет счета за оплату». PhillyNow блог. Philadelphia Weekly. Архивировано из оригинал 16 июля 2012 г.. Получено 6 февраля 2012.
• PEHSU (август 2011 г.). Информация PEHSU о воздействии на детей добычи природного газа и гидроразрыва пласта (Отчет). Propublica. Получено 2013-05-06.
• Шмидт, Чарльз В. (август 2011 г.). "Слепая спешка? Бум сланцевого газа продолжается на фоне вопросов, касающихся здоровья человека". Перспективы гигиены окружающей среды. 119 (1): A348–53. Дои:10.1289 / ehp.119-a348. ЧВК  3237379. PMID  21807583.
• Воан, Вики (16 февраля 2012 г.). Исследование UT показало, что "гидроразрыв" не имеет прямой "связи с загрязнением воды". Получено 3 марта 2012.
• Хелен Вестерман (11 января 2012 г.). «Исследования газового бурения подчеркивают риск для животных, но необходимы более тщательные работы». Разговор. Получено 25 мая 2012.

внешняя ссылка

• FracTracker.org Карты, данные и статьи из новостей, государственных, промышленных и академических источников.
• «Вопросы и ответы: Гидравлический разрыв, SDWA, жидкости и ДеГетт / Кейси» (PDF). Энергия в глубине. Получено 27 марта 2013.
• «Исследование подземных вод: Павильон, Вайоминг». EPA. Получено 6 февраля 2012.
• Скважины природного газа более негерметичны, чем предполагалось: Измерения на площадке в Колорадо показывают, что выброс метана выше, чем предыдущие оценки. 24 марта 2012 г., различия между NOAA и Агентство по охране окружающей среды США оценки