O fracking para gás natural em partes da Pensilvânia com um legado de extração de energia pode aumentar o risco de contaminação das águas subterrâneas, de acordo com uma equipe liderada por cientistas da Penn State.
Os pesquisadores descobriram uma ligação potencial entre níveis elevados de cloreto nas águas subterrâneas e áreas onde a perfuração horizontal e fraturamento de gás de xisto se sobrepõe a uma alta densidade de poços de petróleo e gás convencionais mais antigos e mineração de carvão no sudoeste da Pensilvânia. A ligação não foi observada em amostras do nordeste da Pensilvânia, que também experimentou o boom Marcellus Shale, mas que não tem a mesma longa história de extração intensiva de energia.

Níveis elevados de cloreto no sudoeste da Pensilvânia foram encontrados em alguns pontos quentes regionais localizados perto de altas densidades de poços não convencionais, disseram os cientistas. Embora esses níveis não excedam os padrões de segurança, se forem causados ​​por vazamentos ou derramamentos de perfuração não convencional, as substâncias também presentes em fluidos residuais de gás de xisto, como o tálio, podem exceder os limites da EPA nos hotspots mais densamente desenvolvidos.

"Nossos resultados apontam para um aumento regional no cloreto de águas subterrâneas nas proximidades de poços não convencionais no sudoeste da Pensilvânia, onde o jogo de Marcellus Shale se sobrepõe a um longo legado de extração de petróleo, gás e carvão", disse Samuel Shaheen, estudante de pós-graduação da Penn State e principal autor do estudo. o papel. “No entanto, em vez de cada poço produzir mais cloreto, esse impacto regional provavelmente é causado por pontos críticos onde as salmouras atingem as águas subterrâneas por meio de vazamentos ou derramamentos, ou possivelmente, onde as características do subsolo ou a integridade do poço permitem vazamentos”.

Os cientistas disseram que mais estudos são necessários para determinar se há impactos potenciais na água potável. O estudo, no entanto, pode orientar onde esse trabalho futuro ocorre.

"Um dos desafios de estudar a contaminação das águas subterrâneas do desenvolvimento não convencional é que perfuramos mais de 10.000 desses poços na Pensilvânia", disse Shaheen. “O número daqueles que provavelmente contaminaram o poço de água potável de alguém é muito pequeno em relação ao grande número de poços que foram perfurados”.

O estudo, intitulado "Evidência Geoquímica de Contaminação de Águas Subterrâneas e Riscos Potenciais à Saúde Humana, Onde Fraturas Hidráulicas se Sobrepõem com Extração de Hidrocarbonetos Legados Extensivos", aparece em Ciência Ambiental e Tecnologia .

A equipe concentrou sua investigação no sudoeste da Pensilvânia, uma área que experimentou extensa mineração de carvão e perfuração de petróleo e gás desde 1800, e que mais recentemente experimentou o boom de Marcellus Shale, incluindo perfuração horizontal e fraturamento hidráulico para extrair gás natural.

O fracking para gás de xisto usa grandes volumes de água, injetados em alta pressão, para abrir fissuras subterrâneas e expor o gás aprisionado. Como resultado, as águas residuais geradas por esse processo geralmente contêm grandes quantidades – e altamente concentradas – de sais de salmoura profundos, como cloreto, bário e estrôncio, bem como oligoelementos como tálio e arsênico. Algumas dessas substâncias apresentam riscos potenciais para a saúde humana.

A equipe encontrou aumentos nas concentrações de cloreto, bário e estrôncio localizadas em pontos quentes regionais. Esses pequenos - mas estatisticamente significativos - aumentos foram encontrados mais perto de poços não convencionais e em áreas onde mais poços não convencionais estavam localizados a menos de uma milha de amostras de água.

“Não é que todo poço de gás esteja liberando os sais, é mais que há um punhado dessas áreas problemáticas onde observamos concentrações crescentes nas proximidades, e estamos detectando isso em toda a região”, disse Shaheen. "O número de poços não convencionais que achamos que estão causando problemas é realmente baixo."

O cloreto pode vir de outras fontes, como sal de estrada, e a equipe usa abordagens para identificar esses efeitos. Algumas das amostras do conjunto de dados da equipe foram coletadas durante um período em que os regulamentos relativos ao armazenamento de águas residuais de perfuração eram menos rigorosos. Agora, as águas residuais devem ser armazenadas em tanques em vez de reservatórios revestidos.

Em contraste com o aumento do cloreto, a equipe encontrou frequências mais baixas de contaminação por metano no sudoeste da Pensilvânia em comparação com as partes do nordeste do estado. O metano pode vazar de poços que foram construídos incorretamente ou danificados. O metano em si não é tóxico, mas apresenta risco de explosão em altas concentrações em áreas fechadas e pode levar a condições que produzem elementos tóxicos como arsênico na água.

"We as geochemists have paid a lot of attention to the methane issue because of the potential for explosions or fire, but here we saw potentially bigger issues on the salt side of things," Shaheen said.

The lower frequency of methane contamination initially surprised Shaheen and the rest of the team because of coal's significant emission of methane and the high incidence of coal extraction within the region. But due to the region's long history of conventional energy extraction, methane may have previously been extracted via conventional drilling or leaked out through coal mines or oil and gas infrastructure into the atmosphere, the scientists said.

"Even though we thought it would cause more issues, this overlap with conventional oil and gas drilling, and coal mining, might have actually released some of the methane that normally causes these issues and reduced the frequency of methane migration during unconventional drilling," Shaheen said.

The team utilized a data set that consisted of 6,991 groundwater samples, with 4,325 collected from domestic wells and 2,666 from springs. They also used advanced data mining techniques, such as machine learning, to find contamination that is usually infrequent across large data sets. + Explorar mais

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