Amy Townsend-Small, professora de geologia da UC, usa cromatografia gasosa para estudar amostras de água retiradas de poços subterrâneos em Ohio. Crédito:Jay Yocis / UC Creative Services
Um estudo de água potável em Appalachian Ohio não encontrou evidências de contaminação por gás natural das recentes perfurações de petróleo e gás.
Geólogos da Universidade de Cincinnati examinaram a água potável em Carroll, Condados de Stark e Harrison, uma região rural no nordeste de Ohio, onde muitos residentes dependem da água de poços subterrâneos privados.
O estudo de série temporal foi o primeiro desse tipo em Ohio a examinar o metano nas águas subterrâneas em relação à perfuração de gás natural. Os resultados foram publicados na revista Monitoramento e Avaliação Ambiental .
“Algumas pessoas tinham concentrações elevadas de metano nas águas subterrâneas, mas a composição isotópica mostrou que não era de gás natural ", disse Amy Townsend-Small, professor associado de geologia no McMicken College of Arts and Sciences da UC.
"O que descobrimos é, na maioria dos casos, provavelmente do carvão subterrâneo da área ou do metano biológico produzido nas águas subterrâneas."
Os pesquisadores da UC coletaram 180 amostras de água subterrânea no total em residências nos três condados. Alguns dos sites foram amostrados várias vezes. Em particular, pesquisadores procuraram evidências de metano, o principal composto do gás natural. Eles também estudaram mudanças na acidez ou pH da água, e mudanças em sua condutividade.
Eles não encontraram nenhum aumento na concentração ou composição de metano nas águas subterrâneas ao longo dos quatro anos do estudo, apesar da presença de novos poços de gás de xisto perfurados na área de estudo. Da mesma forma, eles não encontraram níveis mais altos de metano em uma aproximação mais próxima à perfuração de xisto.
Os pesquisadores encontraram grande variabilidade nas concentrações de metano na água potável, variando de 0,2 microgramas por litro a 25,3 miligramas por litro, que é forte o suficiente para pegar fogo em espaços fechados. Mas os pesquisadores não encontraram nenhuma relação entre o metano observado na água potável e os novos poços de gás.
"Claramente, monitoramento adicional é necessário para determinar se as concentrações de metano e os sinais de origem nesta região mudam conforme o número de poços de petróleo e gás continua a aumentar, "concluiu o estudo.
Um mapa de série temporal mostra os condados de Ohio onde os pesquisadores da UC coletaram amostras de água. Círculos vermelhos indicam poços de gás natural ativos. Os diamantes azuis são locais onde amostras de águas subterrâneas de séries temporais foram coletadas. Círculos azuis claros representam locais onde uma única amostra de água subterrânea foi coletada. As localizações das amostras de água subterrânea são anotadas quando as amostras foram coletadas entre os anos anotados em cada mapa. Houve um grande aumento nos poços de gás natural ativo de 2013 a 2014. Crédito:Claire Botner / UC
Os pesquisadores identificaram a composição química da água usando cromatografia gasosa, espectrometria de massa de razão de isótopos, e datação por radiocarbono em um laboratório de geologia da UC. Compreender a composição química ajuda a identificar a fonte do metano encontrado na água potável:da extração de gás natural, decomposição orgânica ou mesmo dos sistemas digestivos de vacas próximas.
A autora principal e graduada da UC Claire Botner disse que o estudo solicitou a participação de proprietários de casas que estavam dispostos a permitir que os pesquisadores testassem seus poços.
A área de estudo tem visto um interesse crescente de empresas de gás natural nos últimos anos. Ele está localizado acima de uma feição geológica chamada formação de Xisto Utica, que é conhecido por abrigar petróleo e gás natural. Quando a UC lançou seu estudo de metano em 2012, Ohio emitiu 115 licenças de perfuração para a região. Ao final do estudo em 2015, quase 1, 600 licenças foram emitidas, principalmente para Carroll County.
O fraturamento hidráulico é um processo pelo qual água pressurizada, areia e produtos químicos são bombeados para poços de gás natural com mais de um quilômetro de profundidade para quebrar o xisto e liberar bolsões de petróleo e gás natural.
Os pesquisadores levantaram a hipótese de que as concentrações de metano nos poços de água potável por eles amostrados aumentariam com o tempo, com o aumento da perfuração de gás natural na área. Esta é uma correlação que os pesquisadores observaram na região de Marcellus Shale da Pensilvânia.
Mas não foi isso que os testes de água da UC revelaram. O estudo concluiu que o metano observado nas águas subterrâneas era "biogênico, "ou de ocorrência natural e independente da perfuração de gás natural.
"Os pesquisadores do estudo na Pensilvânia pensaram que o problema da contaminação era uma falha dos revestimentos dos poços de fraturamento hidráulico, "Townsend-Small disse.
"Esperançosamente, isso não acontece com frequência. E isso aparentemente não aconteceu com os poços dos proprietários com quem trabalhamos para o nosso estudo. "
Townsend-Small passou grande parte de sua carreira pesquisando água subterrânea e metano. Ela e outros geólogos da UC estão estudando a influência do Grande Rio Miami nas águas subterrâneas do sudoeste de Ohio no C.V. Theis Groundwater Observatory. Ela também estudou o metano atmosférico em relação à proliferação de algas nos Grandes Lagos e metano nos lagos árticos do Alasca.
O estudante de graduação da UC Jacob Deighton usa uma linha de vácuo para preparar uma amostra de água em um laboratório de geologia. Crédito:Jay Yocis / UC Creative Services
“Algumas pessoas tinham concentrações elevadas de metano nas águas subterrâneas, mas a composição isotópica mostrou que não era de gás natural. Era de uma fonte diferente, "Townsend-Small disse." O que descobrimos é, na maioria dos casos, provavelmente do carvão subterrâneo da área ou do metano biológico produzido nas águas subterrâneas. "
Os co-autores do estudo incluíram o professor emérito da UC David Nash e o professor assistente de geologia Joshua Miller.
Botner disse que se os pesquisadores replicassem o estudo, ela pode recomendar expandi-lo para incluir outros hidrocarbonetos como o propano ou procurar isótopos de carbonato associados à perfuração de gás natural.
"É um assunto polêmico, "Botner disse." Mas é por isso que a ciência é tão valiosa. Talvez outro estudo confirmasse nossas descobertas ou talvez eles encontrassem outra coisa. Sem considerar, gostaríamos de testar mais bem. "
O comissário do condado de Carroll, Robert Wirkner, disse que as descobertas são boas notícias para os moradores. Como muitos de seus vizinhos, ele obtém água potável em sua casa de um poço particular em sua propriedade.
Wirkner disse que as empresas de gás testam a água potável de casas próximas antes e depois de perfurarem um poço para observar quaisquer mudanças na qualidade da água.
"Minha água foi testada várias vezes, "disse ele." Portanto, estamos felizes em ouvir as descobertas.
Townsend-Small disse que proteger os poços da contaminação é especialmente importante nas áreas rurais porque há poucas alternativas para água potável limpa. Cavar um poço novo ou mais profundo é caro e não resolveria necessariamente um problema de poluição. E há poucas oportunidades nas áreas rurais de se conectar a linhas de água públicas.
"Seria ótimo se os proprietários tivessem acesso a monitoramento contínuo, "disse ela." Nas cidades, você tem certeza de que sua água potável é segura. Pagamos aos serviços públicos de água para testar a água todos os dias. Mas se você tem um poço particular, você apenas tem que esperar que não esteja contaminado no dia a dia. "
