A poluição do ar urbano nos EUA tem diminuído quase continuamente desde os anos 1970.

Regulamentos federais, notavelmente a Lei do Ar Limpo, aprovada pelo presidente Nixon, para reduzir os poluentes atmosféricos tóxicos, como o benzeno, um hidrocarboneto, e ozônio, um oxidante forte, efetivamente reduziu sua abundância no ar ambiente com um progresso constante.

Mas cerca de 10 anos atrás, o quadro dos poluentes atmosféricos nos EUA começou a mudar. O "boom do fracking" em várias partes diferentes do país levou a uma nova fonte de hidrocarbonetos para a atmosfera, afetando abundâncias de benzeno tóxico e ozônio, inclusive em áreas que antes não eram muito afetadas por essa poluição do ar.

Como resultado, nos últimos anos, tem havido um pico de pesquisas para determinar a extensão das emissões de poços de petróleo e gás fraturados - chamados de fontes "não convencionais" na indústria. Embora muita discussão tenha cercado as emissões de metano, um gás de efeito estufa, menos atenção tem sido dada aos tóxicos do ar.

Emissões upstream

Fracking é um termo que pode despertar fortes emoções entre seus oponentes e proponentes. Na verdade, é uma combinação de técnicas, incluindo fraturamento hidráulico, isso permitiu que os perfuradores extraíssem hidrocarbonetos de formações rochosas que antes não eram lucrativas para explorar.

Os perfuradores quebram camadas de rocha de xisto com água de alta pressão, areia e produtos químicos para iniciar o fluxo de hidrocarbonetos de um poço. O próprio processo de fraturamento hidráulico, além de sua grande demanda por água, é possivelmente a etapa de menor impacto ambiental ao longo de toda a cadeia operacional de perfuração de hidrocarbonetos. Discutivelmente, os efeitos ambientais mais relevantes são o manuseio e descarte de águas residuais, bem como a liberação de vapores do armazenamento e distribuição de óleo e gás.

A produção, distribuição e uso de hidrocarbonetos sempre levaram a algumas emissões para a atmosfera, seja diretamente por meio de vazamentos (intencionais ou acidentais), ou durante a combustão incompleta de combustíveis. Contudo, por meio de regulamentações e inovação tecnológica, reduzimos essa fonte drasticamente nos últimos 30 anos, aproximadamente por um fator de 10.

No entanto, onde quer que os hidrocarbonetos sejam produzidos, refinado ou armazenado, haverá algumas emissões de poluentes. Na era do fracking, as grandes operações em locais de poços convencionais foram substituídas por centenas de áreas de poços pontilhando a paisagem. Cada um requer o transporte de água, produtos químicos e equipamentos de e para essas almofadas, bem como a remoção de águas residuais, e nenhum é regulamentado como qualquer instalação maior seria.

Como resultado, a produção não convencional não apenas aumentou o tráfego de caminhões e as emissões relacionadas em áreas de xisto, mas também estabeleceu uma fonte renovada de hidrocarbonetos. Eles entram na atmosfera a partir de vazamentos nas válvulas, tubos, separadores e compressores, ou através de ventilações de exaustão em tanques. Juntamente com as emissões de óxidos de nitrogênio, principalmente de motores a diesel em caminhões, compressores e plataformas de perfuração, esses hidrocarbonetos podem formar quantidades significativas de substâncias nocivas, ozônio ao nível do solo durante o dia.

Desafios de medição

Em 2011, um artigo argumentou que as emissões de metano de fontes não convencionais em comparação com a exploração convencional de petróleo e gás estavam sendo significativamente subestimadas. Os pesquisadores começaram a investigar seriamente as emissões de hidrocarbonetos das operações de fracking. E, assim, um conjunto significativo de literatura foi desenvolvido desde 2013, muitos dos quais se concentram nas emissões de metano, o principal componente do gás natural e um potente gás de efeito estufa.

A EPA acompanha as emissões de metano em seu inventário de gases de efeito estufa, mas os números são baseados em estimativas desenvolvidas nas décadas de 1980 e 1990 e são compilados por meio de cálculos e autorrelato da indústria.

Na verdade, as medições de satélite e atmosféricas sugerem que as estimativas da EPA podem estar subestimando as emissões de metano do mundo real em até um fator de dois. E se isso é verdade para o metano, os gases de hidrocarbonetos co-emitidos também são provavelmente subestimados.

Formação de ozônio

Como em muitos desses casos, nuances existem.

As medições aerotransportadas pela NOAA sugerem que as estimativas de metano da EPA podem ser aplicáveis ​​aos mais antigos, áreas de xisto maduro com produção principalmente de gás natural. Mas esse não é o caso em áreas de xisto mais jovens, que também produzem grandes quantidades de petróleo junto com o gás natural, como o Bakken em Dakota do Norte. As emissões apenas do Bakken podem ser tão grandes a ponto de serem responsáveis ​​por aproximadamente metade do aumento renovado de etano atmosférico no Hemisfério Norte desde o início do boom do fracking.

De forma similar, nossos próprios estudos para o xisto Eagle Ford no centro-sul do Texas sugerem que as emissões de hidrocarbonetos são maiores do que as estimadas atualmente. Isso aumenta o potencial de formação regional de ozônio, pois esses hidrocarbonetos são oxidados na atmosfera na presença de óxidos de nitrogênio. E como o Padrão Nacional de Qualidade do Ar Ambiental de ozônio foi recentemente reduzido para 70 partes por bilhão, com ozônio em San Antonio a favor do vento do Eagle Ford tendendo perto do antigo limiar de 75 ppb, o impacto das emissões de hidrocarbonetos de xisto não é trivial.

Os problemas de ozônio de San Antonio não são únicos. Em algumas áreas, o progresso de décadas na qualidade do ar com ozônio estagnou; em outros, particularmente a bacia de Uintah em Utah, um novo problema de ozônio surgiu devido às emissões da indústria de fraturamento hidráulico.

Benzeno

Além dos efeitos sobre as tendências de ozônio, o aumento das emissões de hidrocarbonetos também levou ao ressurgimento de uma substância tóxica para o ar considerada uma história do passado nos EUA:o benzeno. Ao contrário do ozônio, que é amplamente monitorado, o benzeno, não. Contudo, uma vez que é um conhecido cancerígeno, há muito tempo está no radar das agências reguladoras.

Medido rotineiramente acima de 1 parte por bilhão em áreas urbanas nas décadas de 1970 e 1980, as concentrações de benzeno no ambiente urbano caíram 5-10 por cento ao ano, semelhante a outros poluentes do ar, ao longo dos últimos 20 a 30 anos. Os níveis médios anuais de benzeno estão agora abaixo de 1,5 partes por bilhão em mais de 90 por cento dos locais que monitoram o benzeno regularmente, mas poucas dessas estações de monitoramento estão em ou perto de áreas de xisto.

Altos níveis de benzeno em áreas de xisto, como perto de poços no xisto de Barnett no Texas, foram registrados no início do boom do fracking, mas poucos dados de monitoramento contínuo do ar estão disponíveis até hoje, praticamente sem dados anteriores ao boom de fraturamento hidráulico para comparação.

Embora o benzeno seja geralmente monitorado abaixo dos níveis que a Comissão de Qualidade Ambiental do Texas (TCEQ) estaria preocupada, está se tornando claro que os níveis devem ter aumentado em locais de áreas rurais de xisto.

Nossa análise de impressão digital de dados de 2015 do mais novo monitor de ar na cidade de Karnes, Texas, no centro do xisto Eagle Ford, sugere que menos de 40 por cento do benzeno ainda está relacionado às emissões do tubo de escape, sua fonte de emissão anteriormente dominante. Em vez de, mais de 60 por cento está agora ligado a várias atividades de exploração de petróleo e gás, incluindo emissões de queima de gás.

Estudos do Colorado e do Texas mostram que níveis elevados de benzeno em áreas de xisto estão claramente correlacionados com outros gases de hidrocarbonetos emitidos pela exploração de petróleo e gás.

Impactos na saúde

Embora o ozônio seja distribuído de maneira relativamente uniforme em uma região, as emissões primárias de benzeno e outros hidrocarbonetos não metânicos ocorrerão em concentrações mais altas no ar próximo às fontes. Portanto, Considerando que a maioria das estações de monitoramento de ozônio são bastante representativas para uma área maior, monitorar o benzeno longe de suas fontes dominantes em áreas de xisto não fornece uma imagem representativa.

Os riscos para as pessoas que vivem em áreas de xisto são elevados pela proximidade de áreas de poços. Pesquisas de saúde em andamento revelaram que certos efeitos secundários à saúde, como sinusite, enxaquecas e fadiga, mas também as taxas de hospitalização e certos defeitos de nascença, estão conectados de forma identificável à densidade de um poço de uma área ou à distância de uma casa a poços de petróleo e gás como um indicador de exposição, garantindo uma pesquisa mais detalhada.

Para concluir, o boom de xisto criou uma nova fonte de grande escala, emissões difusas de hidrocarbonetos que afetam adversamente os níveis de tóxicos no ar. Embora os efeitos sejam sutis, eles aconteceram em áreas geralmente sem qualquer monitoramento de poluentes atmosféricos, dificultando as estimativas das tendências.

Em muitos casos, esses poluentes podem ser reduzidos por medidas de redução de emissões de bom senso, e algumas empresas implementam ou planejam implementar boas práticas. No entanto, O crescimento contínuo da indústria de fraturamento hidráulico, bem como os planos para remover as regulamentações sobre as emissões de metano, não aliviarão as altas emissões de hidrocarbonetos e os problemas regionais de ozônio associados.

Este artigo foi publicado originalmente em The Conversation. Leia o artigo original.