p Dados os abundantes recursos naturais da Pensilvânia, não é nenhuma surpresa que o Commonwealth tenha se tornado uma meca para o fraturamento hidráulico. Pesquisadores, Contudo, descobriram recentemente que liberar milhões de galões de água residual de fraturamento hidráulico tratado a cada ano em águas de superfície pode ter efeitos mais duradouros do que se pensava originalmente. p De acordo com a Administração de Informação de Energia dos EUA, o fraturamento hidráulico foi responsável por mais da metade da produção de petróleo dos EUA e dois terços da produção de gás dos EUA em 2015. Essa porcentagem deverá aumentar à medida que mais estados começarem a adotar a prática. Embora estudos mostrem que o fraturamento hidráulico produz menos emissões de efeito estufa do que tecnologias mais antigas, como o carvão, ele vem com outras preocupações ambientais. No topo dessa lista estão as águas residuais que ela produz, que contém uma infinidade de contaminantes potencialmente perigosos. Só em 2015, Os poços de gás não convencionais da Pensilvânia produziram quase 1,7 bilhão de galões de águas residuais. Embora existam instalações dedicadas ao tratamento de águas residuais antes de sua liberação, eles fornecem apenas um tratamento limitado, deixando muitos dos poluentes intactos.

p Para obter uma melhor compreensão do impacto desses contaminantes no meio ambiente, O professor de engenharia ambiental da Penn State, Bill Burgos, e seus colegas estudaram amostras de sedimentos coletadas em um reservatório no oeste da Pensilvânia. O estudo foi publicado na edição mais recente da Ciência e Tecnologia Ambiental .

p "Não havia um tratador de água sentado nesses rios coletando essas amostras em um grande fluxo contínuo, então de certa forma, muitas informações simplesmente fluíram, "Burgos disse." Mas em certos reservatórios, onde os sedimentos se acumulam ao longo do tempo, existem camadas de sedimentos que são como os anéis de uma árvore; você pode olhar para os sedimentos e capturar amostras de tempo e espacialmente compostas. "

p O objetivo do estudo era usar os sedimentos que se acumularam para reconstruir a atividade industrial de petróleo e gás que estava acontecendo durante o boom do desenvolvimento de xisto de Marcellus na Pensilvânia, de aproximadamente 2008 a 2015, a fim de obter uma melhor compreensão do impacto histórico do descarte de águas residuais de óleo e gás.

p "Você precisa de um lago ou reservatório que permita que os sedimentos se depositem sem perturbação nessas camadas, "disse Burgos." As palavras que usamos são um 'registro temporal coerente.' Você só obtém um registro temporal coerente se for um lago que acumula sedimentos continuamente e não está sujeito a uma inundação ou limpeza. "

p Xiaofeng Liu, professor assistente de engenharia civil, desenvolveu um modelo computacional para reconstruir as camadas de sedimentos a fim de identificar o melhor local de amostragem. Os pesquisadores escolheram o lago Conemaugh River, no oeste da Pensilvânia. Este local ofereceu alta concentração de águas residuais e baixa diluição de águas residuais, bem como um reservatório controlado por barragem.

p Uma vez que o local foi decidido, a equipe começou a coletar amostras.

p "Nós inserimos um tubo no sedimento como você colocaria um canudo em um Slurpee ou Slushy, "Burgos disse." Você coloca o polegar sobre o canudo, e você puxa para fora. "

p Nesse caso, eles usaram cano de esgoto agrícola, tampas de plástico e fita adesiva, ao invés de um canudo e um polegar, para coletar as amostras de sedimentos, que foram imediatamente congelados para preservar o conteúdo e depois trazidos de volta para o laboratório de Engenharia Ambiental Kappe em Penn State.

p Uma vez no laboratório, os pesquisadores empurraram as amostras como um sorvete push-up, cortá-los em fatias.

p "Nós os dividimos em diferentes seções para que pudéssemos executar análises diferentes sobre eles, "disse Nathaniel Warner, professor assistente de engenharia ambiental na Penn State e co-autor do estudo.

p Warner disse que os pesquisadores, em colaboração com a Colorado State University, procurou assinaturas de alta radioatividade e mediu a água dos poros e os radioisótopos para determinar a idade dos sedimentos. Eles também testaram a principal mineralogia, tamanho de partícula e tamanho de grão, em um esforço para desenvolver um perfil completo.

p Os resultados determinaram que a descarga de águas residuais de óleo e gás afetou a qualidade da água e a qualidade dos sedimentos em uma escala maior do que se pensava anteriormente. Grandes quantidades de águas residuais de petróleo e gás com altas cargas de cloreto, bário, estrôncio, o rádio e os compostos orgânicos deixaram altas concentrações nos sedimentos e na água dos poros.

p Especificamente, dois tipos importantes de contaminantes orgânicos foram encontrados:desreguladores endócrinos (etoxilatos de nonilfenol) e carcinógenos (hidrocarbonetos aromáticos policíclicos). As maiores concentrações coincidiram com camadas de sedimentos depositadas de cinco a 10 anos atrás, durante o pico da atividade de xisto de Marcellus.

p "Os isótopos confirmam que se trata de resíduos de petróleo e gás não convencionais, "disse Burgos.

p Algumas razões de isótopos, como estrôncio e rádio, são bastante exclusivos da formação de Marcelo. Um estudo anterior conduzido pela Warner descobriu que os níveis de rádio imediatamente a jusante de uma planta eram cerca de 200 vezes maiores do que nos sedimentos localizados a montante das instalações. Este estudo atual demonstra que níveis elevados foram encontrados até 12 milhas a jusante das estações de tratamento.

p “São contaminantes que passaram por essas estações centralizadas de tratamento de resíduos, e podem ser transportados por grandes distâncias, "Burgos disse.

p Embora as descobertas mostrem contaminação de longo prazo das bacias hidrográficas da Pensilvânia, os pesquisadores afirmam que os efeitos sobre o meio ambiente e a saúde humana ainda são desconhecidos e difíceis de avaliar.

p "É meio desconhecido, risco não quantificado, "Burgos disse." O que você não sabe é o efeito sinérgico de todas essas coisas juntas, o efeito combinado de rádio e chumbo e surfactantes e sal, todos juntos. O efeito combinado dessas coisas aumenta a toxicidade? "

p O estudo mostrou uma queda significativa na quantidade de contaminantes lançados nas águas de superfície após a proibição voluntária da descarga de resíduos de Marcellus solicitada pelo Departamento de Proteção Ambiental da Pensilvânia, que começou em 2011, sugerindo que regulamentos mais rígidos sobre águas residuais ajudam.

p Os pesquisadores agora querem usar os materiais que coletaram para medir a toxicidade biológica das camadas de sedimentos ao longo do tempo. Eles também planejam testar amostras de sedimentos em locais mais a jusante em direção a Pittsburgh para ver até que ponto a contaminação se espalhou e em que extensão.

p "Talvez eles nunca cheguem a Pittsburgh, "Burgos disse." Mas a questão é, você olha um mapa e há outras plantas rio acima de Pittsburgh no tronco principal do rio Allegheny e não há razão para sugerir que essas plantas não estão contribuindo com a mesma coisa. "