Воздействие гидроразрыва на окружающую среду в США

Основные статьи: Воздействие гидроразрыва и гидроразрыва на окружающую среду в США.

Схематическое изображение гидроразрыва для добычи сланцевого газа, показывающее потенциальные последствия для окружающей среды.

Воздействие гидроразрыва на окружающую среду в Соединенных Штатах является проблемой, вызывающей общественную озабоченность, и включает загрязнение грунтовых и поверхностных вод , выбросы метана , загрязнение воздуха , миграция газов, химикатов гидроразрыва и радионуклидов на поверхность, потенциальное неправильное обращение с твердыми отходами , буровым шламом , повышенная сейсмичность и связанные с этим последствия для здоровья человека и экосистем. Исследования показали, что это влияет на здоровье человека. Был задокументирован ряд случаев загрязнения подземных вод из-за поломок обсадных труб скважин и незаконной практики утилизации. включая подтверждение химических, физических и психосоциальных опасностей, таких как исходы беременности и родов, мигрени, хронический риносинусит , сильная усталость, обострения астмы и психологический стресс. Хотя противники регулирования безопасности воды утверждают, что гидроразрыв никогда не приводил к загрязнению питьевой воды, Во избежание дальнейших негативных воздействий необходимо соблюдение правил и процедур безопасности.

Еще в 1987 году исследователи Агентства по охране окружающей среды США (EPA) выразили обеспокоенность тем, что гидроразрыв может загрязнить грунтовые воды. С ростом добычи гидроразрыва в США в последующие годы беспокойство возросло. «Ожидается, что воздействие на население многих химических веществ, используемых в развитии энергетики, увеличится в течение следующих нескольких лет с неопределенными последствиями», — писала писатель-научный писатель Валери Браун в 2007 году. Лишь в 2010 году Конгресс попросил Агентство по охране окружающей среды провести полное исследование воздействия гидроразрыва на окружающую среду. Исследование продолжается, но Агентство по охране окружающей среды опубликовало отчет о ходе работы в декабре 2012 года и опубликовало окончательный проект отчета об оценке для экспертной оценки и комментариев в июне 2015 года.

Качество воздуха и выбросы метана

Выбросы метана из скважин вызывают обеспокоенность по поводу глобального потепления. площадью 2500 квадратных миль Метановый шлейф завис над районом Четырех углов на западе США. Величина шлейфа была такой, что исследователь НАСА Кристиан Франкенберг сообщил прессе: «Мы не могли быть уверены, что сигнал настоящий». По данным НАСА: «Ведущий автор исследования Эрик Корт из Мичиганского университета в Анн-Арборе отметил, что период исследования предшествовал широкому использованию гидроразрыва вблизи горячей точки. Это указывает на то, что выбросы метана следует относить не к гидроразрыву, а к утечки в оборудовании по добыче и переработке природного газа в бассейне Сан-Хуан в Нью-Мексико, который является наиболее активным районом добычи метана из угольных пластов в стране».

Другие опасения связаны с выбросами от химикатов и оборудования для гидроразрыва, таких как летучие органические соединения (ЛОС) и озон . В 2008 году концентрация озона в окружающем воздухе возле буровых площадок в округе Сублетт, штат Вайоминг, часто превышала национальные стандарты качества окружающего воздуха (NAAQS) на 75 частей на миллиард. и были зарегистрированы на уровне 125 частей на миллиард. В ДИСХ, штат Техас повышенные уровни дисульфидов , бензола , ксилолов и нафталина . , в воздухе, выбрасываемом компрессорными станциями, обнаружены В округе Гарфилд, штат Колорадо , районе с высокой концентрацией буровых установок, выбросы ЛОС увеличились на 30% в период с 2004 по 2006 год.

Исследователи из Мичиганского университета проанализировали выбросы, производимые оборудованием для гидроразрыва на месторождениях Марцеллус-Шейл и Игл-Форд-Шейл , и пришли к выводу, что на долю гидравлических насосов приходится около 83% от общего объема выбросов в парке гидроразрыва. Выбросы NOx колебались от 3600 до 5600 фунтов/работу, HC 232–289 фунтов/работу, CO 859–1416 фунтов/работу и PM 184–310 фунтов/работу. Если повысить эффективность использования топлива насосами гидроразрыва, выбросы можно сократить.

17 апреля 2012 года Агентство по охране окружающей среды выпустило экономически эффективные правила, требуемые Законом о чистом воздухе , которые включают первые федеральные стандарты качества воздуха для газовых скважин с гидроразрывом пласта. Ожидается, что окончательные правила позволят сократить выбросы ЛОС почти на 95% из более чем 11 000 новых газовых скважин с гидроразрывом пласта каждый год. Это сокращение будет достигнуто в первую очередь за счет улавливания природного газа, выбрасываемого в воздух, и предоставления его для продажи. Эти правила также позволят сократить выбросы в воздух токсинов, которые, как известно или подозреваются, вызывают рак и другие серьезные последствия для здоровья, а также выбросы метана, мощного парникового газа.

Исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences в апреле 2014 года, «выявило значительный региональный поток метана на большой площади скважин сланцевого газа на юго-западе Пенсильвании в формации Марцеллус , а также выявило несколько площадок с высокими выбросами метана. Эти сланцевые месторождения газовые подушки были обнаружены в процессе бурения, на этапе подготовки к добыче, который ранее не был связан с высокими выбросами метана». Исследование показало, что «крупные выбросы, в среднем 34 г CH4/с на скважину, наблюдались на семи кустах скважин, которые, как было установлено, находились на этапе бурения, что на 2–3 порядка превышает оценки Агентства по охране окружающей среды США для этого этапа эксплуатации. Выбросы от на эти кусты скважин, составляющие ~1% от общего количества скважин, приходится 4–30% наблюдаемых региональных потоков. Необходимы дополнительные работы для определения всех источников выбросов метана при добыче природного газа, чтобы выяснить, почему эти выбросы. происходят и оценить их влияние на климат и химию атмосферы».

Двухдневное воздушное обследование участков гидроразрыва на юго-западе Пенсильвании выявило, что буровые операции выделяют шлейфы метана в 100–1000 раз быстрее, чем ожидает EPA на этом этапе бурения.

В 2019 году Роберт В. Ховарт пришел к выводу, что рост добычи сланцевого газа в Северной Америке в значительной степени способствовал недавнему увеличению глобального количества метана в атмосфере . Статья об идеях и перспективах Ховарта противоречит критическому комментарию Левана (2020). и противоречит другим статьям, включая обзорный документ 2019 года по атмосферному метану (Turner et al., PNAS 2019). и две более ранние статьи с использованием стабильных изотопов (Schaefer et al., Science 2016; Швицке и др., Природа, 2016 г. ).

Проблемы с водой

Отчет Агентства по охране окружающей среды о разливах за 2015 г.

В мае 2015 года Агентство по охране окружающей среды опубликовало отчет, в котором анализируются данные о разливах из различных государственных и отраслевых источников данных о разливах, связанных с гидроразрывом пласта. Из общего числа отчетов, рассмотренных в исследовании, 1% (457) были определены как связанные с гидроразрывом пласта, в то время как 66% не были связаны с гидроразрывом пласта, а в 33% было недостаточно данных, чтобы определить, связан ли разлив с гидроразрывом пласта. Сообщалось, что в 324 инцидентах разлитые жидкости достигли определенных рецепторов окружающей среды: поверхностные воды 67%, почва 64% и подземные воды 48%.

Другие ключевые цифры разливов из отчета:

• Средний объем разлива 730 галлонов.
• Наибольшее количество и объем разливов обратной/пластовой воды.
• Всего разлилось 2 300 000 галлонов жидкости.
• Жидкости восстановлено 480 000 галлонов
• Неизвлеченная жидкость 1 600 000 галлонов
• Жидкость неизвестна (об извлечении не сообщается) 250 000 галлонов
• Наибольшее количество разливов произошло из-за человеческой ошибки 150 (33%); при этом наибольший объем разлитой жидкости произошел из-за выхода из строя емкостей на 1 500 000 галлонов (64%).

Этот отчет был процитирован в полном отчете о воде гидроразрыва пласта, который теперь открыт для экспертной оценки. хотя это прямо не упоминается в содержании отчета EPA о данных о разливах. Несколько раз связь между гидроразрывом пласта, причинами разливов и реакцией на разливы была неизвестна или неопределенна из-за отсутствующих или несообщенных данных. Это подчеркивает необходимость более полной отчетности и стандартизации отчетности для улучшения отслеживания и лучшего руководства внедрением методов экологической безопасности, особенно там, где воздействие может повлиять на ключевые детерминанты здоровья, такие как качество воды.

Использование воды

При гидроразрыве пласта используется от 1,2 до 3,5 миллионов галлонов США (от 4500 до 13 200 м3). ³ ) воды на скважину, при этом в крупных проектах используется до 5 миллионов галлонов США (19 000 м3). ³ ). Дополнительная вода используется при повторном гидроразрыве скважин. Для средней скважины требуется от 3 до 8 миллионов галлонов США (от 11 000 до 30 000 м3). ³ ) воды в течение ее жизни. Еще в 2008 и 2009 годах, в начале сланцевого бума в Пенсильвании, на гидроразрыв пласта приходилось 650 миллионов галлонов США в год (2 500 000 м3). ³ /а) (менее 0,8%) годового водопотребления на территории, перекрывающей сланцы Марцеллус. Однако ежегодное количество разрешений на бурение увеличилось в пять раз. а количество запусков скважин увеличилось более чем в 17 раз с 2008 по 2011 год.

По данным Environment America , федерации государственных экологических организаций, финансируемых гражданами, существуют опасения, что фермеры конкурируют с нефтью и газом за воду. В отчете Ceres ставится вопрос о том, является ли рост гидроразрыва пласта устойчивым в Техасе и Колорадо, поскольку 92% скважин Колорадо находились в регионах с чрезвычайно высоким водным дефицитом (это означает, что регионы, где более 80% доступной воды уже выделено для сельскохозяйственных и промышленных нужд). и муниципальное водопользование), а 51% колодцев Техаса находились в регионах с высоким или чрезвычайно высоким водным дефицитом. В Барнхарте, штат Техас, водоносный горизонт, снабжающий местное население, иссяк из-за интенсивного использования воды для гидроразрыва пласта. В 2013 году Железнодорожная комиссия Техаса приняла новые правила переработки воды при гидроразрыве пласта, призванные побудить техасских операторов гидроразрыва пласта экономить воду, используемую в процессе гидроразрыва пласта.

Последствия для сельского хозяйства уже наблюдались в Северной Америке. В некоторых регионах США, уязвимых к засухам , фермеры теперь конкурируют с производителями гидроразрыва за использование водных ресурсов . В сланцевом регионе Барнетт, в Техасе и Нью-Мексико, колодцы с питьевой водой высохли из-за отбора воды при гидроразрыве, а вода была взята из водоносного горизонта, используемого для жилых и сельскохозяйственных нужд. Фермеры видели, как их колодцы высыхали в Техасе и Нью-Мексико в результате давления гидроразрыва на водные ресурсы , например, в Карлсбаде, Нью-Мексико. Сельскохозяйственные сообщества уже столкнулись с ростом цен на воду из-за этой проблемы. В Северном водоохранном округе штата 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.

Впрыскиваемая жидкость

Жидкости гидроразрыва включают в себя проппанты , различные химикаты , а иногда и радионуклидные индикаторы . Хотя многие из них широко распространены и в целом безвредны, некоторые добавки, используемые в США, известны как канцерогены . Из 2500 продуктов гидроразрыва пласта более 650 содержали известные или возможные канцерогены для человека, регулируемые Законом о безопасной питьевой воде или внесенные в список опасных загрязнителей воздуха». В период с 2005 по 2009 год в 279 продуктах по крайней мере один компонент был указан как «собственный» или «коммерческая тайна» в Управлением по охране труда и здоровья (SDS ), требуемом паспорте безопасности (OSHA) . Во многих случаях компании, покупавшие готовую продукцию, не знали ее ингредиентов. Не зная идентичности запатентованных компонентов, регулирующие органы не могут проверить их наличие. Это не позволяет государственным регулирующим органам устанавливать базовые уровни веществ до гидроразрыва пласта и документировать изменения этих уровней, тем самым затрудняя доказательство того, что гидроразрыв пласта загрязняет окружающую среду этими веществами.

Совет по защите подземных вод запустил FracFocus.org, онлайн-базу данных для добровольного раскрытия информации о жидкостях гидроразрыва, финансируемую торговыми группами нефтегазовой отрасли и Министерством энергетики США (DOE). Сайт был встречен с некоторым скептицизмом в отношении конфиденциальной информации, которая не включена. Некоторые штаты ввели обязательное раскрытие информации и включили FracFocus в качестве инструмента раскрытия информации.

Загрязнение подземных вод

Углубленные исследования по определению связи между гидроразрывом и загрязнением подземных вод проводятся редко, но данные свидетельствуют о том, что гидроразрыв способствовал загрязнению подземных вод из-за химикатов, используемых при бурении сланцевых скважин; однако, поскольку залежи природного газа и запасы подземных вод разделены тысячами футов грязи и камней, а также могут способствовать другие загрязняющие агенты, трудно определить абсолютную связь между гидроразрывом и загрязнением подземных вод.

В 2009 году регулирующие органы штатов по всей стране заявили, что они не видели никаких доказательств загрязнения воды в результате гидроразрыва пласта в своих соответствующих юрисдикциях. В мае 2011 года администратор Агентства по охране окружающей среды Лиза П. Джексон дала показания в Сенатском комитете по слушаниям, заявив, что Агентство по охране окружающей среды никогда не делало окончательного определения загрязнения там, где сам процесс гидроразрыва пласта загрязнял воду. Однако к 2013 году доктор Робин Икеда, заместитель директора по неинфекционным заболеваниям, травматизму и гигиене окружающей среды Центра по контролю и профилактике заболеваний (CDC), показал Конгрессу, что Агентство по охране окружающей среды задокументировало загрязнение на нескольких объектах.

Случаи загрязнения

• Еще в 1987 году был опубликован отчет Агентства по охране окружающей среды, в котором указывалось на проникновение жидкости гидроразрыва в водяную скважину Джеймса Парсона в округе Джексон, Западная Вирджиния. Было обнаружено, что скважина, пробуренная компанией Kaiser Exploration and Mining Company, вызвала трещины, которые создали путь, по которому жидкость гидроразрыва могла загрязнять грунтовые воды, из которых добывалась скважина г-на Парсона. Под руководством Конгресса в марте 2010 года Агентство по охране окружающей среды объявило, что рассмотрит заявления о загрязнении воды, связанном с гидроразрывом пласта. По словам бывших сотрудников EPA, в то время агентство планировало объявить мораторий на гидроразрыв пласта на время проведения исследования, но правительство удалило эту рекомендацию из письма, разосланного чиновникам.
• В 2006 году более 7 миллионов кубических футов (200 000 м3) ³ ) метана были выброшены из взорванной газовой скважины в Кларке, штат Вайоминг , а близлежащие грунтовые воды оказались загрязнены углеводородными соединениями, в частности бензолом.
• Расследование было начато после взрыва водяной скважины в Пенсильвании в первый день Нового года в 2009 году. Государственное расследование показало, что Cabot Oil & Gas Company «допустила утечку горючего газа в запасы подземных вод региона». В скважинах в неприемлемых количествах были обнаружены мышьяк, барий, ДЭГФ, гликолевые соединения, марганец, фенол, метан и натрий. В апреле 2010 года штат Пенсильвания запретил компании Cabot Oil & Gas Corp. дальнейшее бурение на всей территории штата до тех пор, пока она не закупорит колодцы, предположительно являющиеся источником загрязнения питьевой воды в 14 домах в городке Даймок, штат Пенсильвания . Cabot Oil & Gas также была обязана выплатить финансовую компенсацию жителям и предоставить альтернативные источники воды до тех пор, пока в пострадавших колодцах не будут установлены системы смягчения последствий. Однако компания отрицает, что какие-либо «проблемы в Даймоке имеют какое-либо отношение к гидроразрыву пласта». В мае 2012 года Агентство по охране окружающей среды сообщило, что их последний «набор проб не показал уровня загрязнений, который дал бы Агентству по охране окружающей среды повод принять дальнейшие меры». Метан был обнаружен только в одной скважине. Кэбот утверждал, что метан существовал ранее, но государственные регулирующие органы ссылались на химические отпечатки пальцев как на доказательство того, что он возник в результате деятельности Кэбота по гидроразрыву пласта. Агентство по охране окружающей среды планирует повторно взять пробы из четырех скважин, где предыдущие данные компании и штата показали уровни загрязнения.
• Жалобы на качество воды от жителей вблизи газового месторождения в Павиллионе, штат Вайоминг, побудили Агентство по охране окружающей среды провести расследование подземных вод. В проекте отчета Агентства по охране окружающей среды от 8 декабря 2011 года было установлено, что загрязняющие вещества в поверхностных водах возле указанных ям были источником загрязнения, и к моменту публикации отчета компания уже приступила к очистке ям. В отчете также говорится, что подземные воды содержат «соединения, вероятно, связанные с методами добычи газа, включая гидроразрыв пласта... Альтернативные объяснения были тщательно рассмотрены для отдельных наборов данных. Однако, если рассматривать их вместе с другими доказательствами, данные указывают на вероятное воздействие». в грунтовые воды, что можно объяснить гидроразрывом пласта». 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. Государственные и отраслевые деятели отвергли выводы Агентства по охране окружающей среды. В 2012 году Геологическая служба США, которой было поручено взять дополнительные пробы из скважин Агентства по охране окружающей среды, проверила одну из двух наблюдательных скважин Агентства по охране окружающей среды возле Павильона (другую скважину Геологическая служба США сочла непригодной для сбора проб воды) и обнаружила следы метана, этана, дизельных соединений и фенола. , В июне 2013 года Агентство по охране окружающей среды объявило, что закрывает расследование в Павильоне и не будет завершать или добиваться экспертной оценки своего предварительного исследования 2011 года. Дальнейшее расследование будет проводиться штатом Вайоминг.
• Кроме того, сообщалось, что настоящие лаборатории, используемые для проверки проб воды на загрязнение, не предназначены для проверки химикатов, используемых при гидроразрыве пласта. Лаборатории ранее использовались для программы Superfund, и для очистки площадок Superfund они работают хорошо, но они не предназначены для тестирования химикатов для гидроразрыва, поэтому тесты, проводимые в этих лабораториях, вызывают подозрения.

Обратная и пластовая вода

Обратный приток — это часть закачанной жидкости гидроразрыва, которая вытекает обратно на поверхность вместе с нефтью, газом и рассолом во время ввода скважины в эксплуатацию — процесс, который обычно занимает неделю, хотя продолжительность варьируется. По оценкам, 90% обратного притока в Соединенных Штатах удаляется в глубокие отводные колодцы класса II, лицензированные Агентством по охране окружающей среды (EPA) , а оставшиеся менее 10% повторно используются, испаряются, используются для орошения или сбрасываются в поверхностные водотоки в соответствии с разрешением NPDES . Из девяти нефте- и газодобывающих штатов, исследованных в 2012 году, подземное захоронение отходов было безусловно преобладающим методом во всех странах, кроме Пенсильвании, где было только шесть действующих скважин для захоронения отходов. В Калифорнии, Вирджинии и Огайо имели место случаи незаконного сброса обратного стока, что является предвестником возможного загрязнения местных водоемов подземных и поверхностных вод. Сброс нефтегазовой воды в поверхностные водотоки без разрешения NPDES является федеральным преступлением. Сбросы через водоочистные сооружения должны соответствовать федеральному Закону о чистой воде и условиям разрешений NPDES, но Агентство по охране окружающей среды отметило, что большинство водоочистных сооружений не предназначены для очистки обратного потока.

В Пенсильвании вода, добытая из нефти и газа, в течение многих лет принималась лицензированными водоочистными предприятиями для очистки и сброса, но после 2000 года объем значительно увеличился с увеличением количества скважин Marcellus Shale. В 2010 году Департамент охраны окружающей среды Пенсильвании (DEP) ограничение сбросов поверхностных вод с новых очистных сооружений до уровня 250 мг/л хлоридов; Ограничение содержания хлоридов было разработано для ограничения содержания других загрязняющих веществ, таких как радий. Существующие водоочистные сооружения были «дедушками» и по-прежнему допускали более высокие концентрации сбросов, но операторам нефтегазовой отрасли было запрещено отправлять сточные воды на устаревшие очистные сооружения.

В одном исследовании Университета Дьюка сообщалось, что «скважины Марцелла [сланцевые] производят значительно меньше сточных вод на единицу извлеченного газа (~ 35%) по сравнению с традиционными газовыми скважинами». В Колорадо объем сточных вод, сбрасываемых в поверхностные водотоки, увеличился с 2008 по 2011 год.

Загрязнение поверхностных вод

Гидроразрыв пласта может повлиять на качество поверхностных вод либо из-за случайных разливов на буровой площадке, либо из-за сброса обратного потока через существующие водоочистные сооружения. Под руководством Конгресса в марте 2010 года Агентство по охране окружающей среды объявило, что рассмотрит заявления о загрязнении воды, связанном с гидроразрывом пласта. Кристофер Портье, директор и CDC Национального центра гигиены окружающей среды Агентства по регистрации токсичных веществ и заболеваний , утверждает, что, в дополнение к планам Агентства по охране окружающей среды по изучению воздействия гидроразрыва пласта на питьевую воду, необходимо провести дополнительные исследования. определить, могут ли сточные воды из колодцев нанести вред людям или животным и овощам, которые они едят. Группа американских врачей призвала ввести мораторий на гидроразрыв пласта в населенных пунктах до тех пор, пока такие исследования не будут проведены.

Однако другие указывают на исключения и льготы для гидроразрыва пласта в соответствии с федеральным законодательством США . Исключения были сделаны в Законе о чистой воде , как часть Закона об энергетической политике 2005 года , также известного как «лазейка Halliburton». Эти исключения включали ливневые стоки в результате строительной деятельности по добыче газа и нефти, которая включает в себя «операции по разведке, добыче, переработке или очистке нефти и газа, а также объекты по транспортировке» как часть определения строительной деятельности. Поправки к Закону о безопасной питьевой воде включали определение подземной закачки. Подземная закачка, связанная с гидроразрывом пласта, была исключена из Закона о чистой воде, за исключением случаев, когда используется дизельное топливо.

Бурение скважин на нефть и природный газ с использованием технологии гидроразрыва стабильно растет в различных регионах Соединенных Штатов, но содержание сточных вод, собранных после процесса бурения и содержащих жидкости гидроразрыва, отстает. В Пенсильвании DEP сообщило, что ресурсы для надлежащего регулирования объектов по очистке сточных вод отсутствуют, и предприятия проверяются каждые 20 лет, а не каждые 2 года, как того требует регулирование.

Количество сточных вод и неготовность очистных сооружений к очистке сточных вод являются проблемой в Пенсильвании. Агентство Associated Press сообщило, что начиная с 2011 года DEP решительно сопротивлялось предоставлению AP и другим новостным организациям информации о жалобах, связанных с бурением. Когда отработанный рассол сбрасывается в поверхностные воды через обычные очистные сооружения, бромид в рассоле обычно не улавливается. Хотя это само по себе не представляет опасности для здоровья, в западной Пенсильвании на некоторых нижестоящих станциях очистки питьевой воды, использующих поверхностные воды, в 2009 и 2010 годах наблюдалось увеличение содержания бромированных тригалометанов. Тригалометаны, нежелательные побочные продукты процесса хлорирования, образуются, когда хлор соединяется с растворенными органическими веществами в воде. исходную воду с образованием тригалометан-хлороформа. Бром может замещать некоторое количество хлора, образуя бромированные тригалометаны. Поскольку бром имеет более высокий атомный вес, чем хлор, частичное превращение в бромированные тригалометаны увеличивает массовую концентрацию общего количества тригалометанов.

Радиоактивность

См. Также: Радионуклиды, связанные с гидроразрывом пласта.

Радиоактивность, связанная со скважинами с гидроразрывом пласта, возникает из двух источников: радиоактивного материала природного происхождения и радиоактивных индикаторов, введенных в скважины. Обратный поток из нефтяных и газовых скважин обычно удаляется глубоко под землей в нагнетательных скважинах класса II, но в Пенсильвании большая часть сточных вод от операций гидроразрыва пласта перерабатывается на общественных очистных сооружениях. Многие очистные сооружения заявляют, что они не способны удалять радиоактивные компоненты этих отходов, которые часто сбрасываются в крупные реки. Представители отрасли, однако, утверждают, что эти уровни достаточно размыты, чтобы не поставить под угрозу здоровье населения.

В 2011 году уровень растворенного радия в сточных водах гидроразрыва пласта, сброшенных вверх по течению от водозаборов питьевой воды, был измерен до 18 035 пКи/л (667,3 Бк/л), а общий уровень альфа составил до 40 880 пКи/л (1513 Бк/л). Газета New York Times сообщила, что исследования Агентства по охране окружающей среды и конфиденциальное исследование буровой отрасли пришли к выводу, что радиоактивность буровых отходов не может быть полностью растворена в реках и других водных путях. Недавнее исследование Университета Дьюка, проводившееся в период с 2010 по осень 2012 года, отбирало пробы воды ниже по течению от очистных сооружений Пенсильвании и обнаружило, что отложения ручья содержат уровни радия, в 200 раз превышающие фоновые уровни. Поверхностные воды имели ту же химическую характеристику, что и камни формации Марцеллус-Шейл. Предприятие отрицало переработку отходов Marcellus с 2011 года. В мае 2013 года предприятие подписало еще одно соглашение о не приеме и сбросе сточных вод из пластов Marcellus Shale до тех пор, пока на нем не будет установлена ​​технология удаления радиационных соединений, металлов и солей. Согласно исследованиям Дьюка, количество «твердых веществ/шлама при переработке отходов» превышает правила США по удалению радия в почву. Исследование Университета Дьюка также показало, что радий «поглощается и накапливается в отложениях локально в месте сброса».

Газета New York Times отметила, что в 2011 году Департамент энергетики Пенсильвании лишь обратился к газовым компаниям с «просьбой, а не постановлением» о прекращении отправки обратного потока и сточных вод на общественные очистные сооружения. Однако DEP дал операторам нефтегазовой отрасли 30 дней на добровольное выполнение требований, и все они это сделали. Бывший секретарь DEP Пенсильвании Джон Хэнгер, работавший под руководством губернатора Эда Ренделла , подтвердил, что муниципальная питьевая вода на всей территории штата безопасна. «Каждая капля, вытекающая сегодня из крана в Пенсильвании, соответствует стандарту безопасной питьевой воды», — сказал Хэнгер, но добавил, что экологи были правы, заявив, что водоочистные сооружения Пенсильвании не оборудованы для очистки воды гидроразрыва пласта. Нынешний секретарь Департамента окружающей среды Пенсильвании Майкл Крансер, работающий под руководством губернатора Тома Корбетта, заявил, что то, что неочищенные сточные воды сбрасываются в водные пути штата, является «полной выдумкой». хотя было замечено, что Корбетт получил более миллиона долларов в виде пожертвований газовой промышленности, больше, чем все его конкуренты вместе взятые, во время его избирательной кампании. Регуляторы не проводят необъявленные проверки: компании сообщают о своих разливах и создают собственные планы восстановления. Недавняя проверка утвержденных государством планов показала, что они нарушают закон. Очистные сооружения до сих пор не оборудованы для удаления радиоактивных материалов и не обязаны проводить на них испытания. Несмотря на это, в 2009 году на общественные очистные сооружения района Риджуэй в округе Элк, штат Пенсильвания, сбрасывали сточные воды, содержащие радий и другие виды радиации, в 275–780 раз превышающие стандарты питьевой воды. Вода, сбрасываемая со станции, не проверялась на уровень радиации. Частично проблема заключается в том, что рост отходов, образующихся в отрасли, опережает темпы роста регулирующих органов и государственных ресурсов. «Стандарты безопасной питьевой воды» еще не установлены для многих веществ, которые, как известно, содержатся в жидкостях гидроразрыва, или уровней их радиоактивности. и их уровни не включаются в отчеты о качестве общественной питьевой воды.

Испытания, проведенные в Пенсильвании в 2009 году, не обнаружили «никаких доказательств повышенного уровня радиации» на водных путях. В то время проблемы радиации не рассматривались как насущная проблема. В 2011 году газета New York Times сообщила, что радий из сточных вод газовых скважин попадает в реки Пенсильвании . и составил карту этих колодцев и уровней загрязнения их сточных вод, и заявил, что некоторые отчеты Агентства по охране окружающей среды никогда не публиковались. Сообщение The Times по этому вопросу подверглось некоторой критике. по изучению ряда участков гидроразрыва пласта в Пенсильвании и Вирджинии Исследование 2012 года, проведенное Университетом штата Пенсильвания , показало, что вода, которая течет обратно из газовых скважин после гидроразрыва пласта, содержит высокий уровень радия .

До 2011 года обратный поток в Пенсильвании обрабатывался на общественных станциях очистки сточных вод, которые не были оборудованы для удаления радиоактивных материалов и не обязаны были проводить их испытания. Представители отрасли, однако, утверждают, что эти уровни достаточно размыты, чтобы не поставить под угрозу здоровье населения. В 2010 году DEP ограничил сбросы поверхностных вод с новых очистных сооружений до уровня 250 мг/л хлоридов. Это ограничение было разработано для ограничения других загрязнителей, таких как радий. Существующим водоочистным сооружениям были разрешены более высокие концентрации сбросов. В апреле 2011 года DEP попросило операторов нетрадиционного газа добровольно прекратить отправку сточных вод на устаревшие очистные сооружения. В PADEP сообщили, что операторы выполнили требования.

В исследовании, проведенном в Университете Дьюка в 2013 году, в период с 2010 по 2012 год были взяты пробы воды ниже по течению от очистных сооружений Пенсильвании, и было обнаружено, что отложения ручья содержат уровни радия, в 200 раз превышающие фоновые уровни. Поверхностные воды имели ту же химическую характеристику, что и породы в формации Марцеллус-Шейл, а также высокий уровень хлорида. Предприятие отрицало переработку отходов Марселлуса после 2011 года. В мае 2013 года предприятие подписало еще одно соглашение о не приеме и сбросе сточных вод Марселлуса до тех пор, пока не будет установлена ​​технология удаления радиоактивных материалов, металлов и солей.

Исследование, проведенное в 2012 году исследователями из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии , Университета Колорадо и Университета штата Колорадо, показало снижение процента обратного притока, очищаемого посредством сброса поверхностных вод в Пенсильвании с 2008 по 2011 год. К концу 2012 года концентрация брома снизилась до прежнего уровня в реке Мононгахела, но оставалась высокой в ​​Аллегейни.

Радиоактивные материалы природного происхождения

Газета New York Times сообщила о радиации в сточных водах гидроразрыва пласта, сбрасываемых в реки в Пенсильвании . Он собрал данные с более чем 200 газовых скважин в Пенсильвании и опубликовал карту под названием « Токсическое загрязнение из газовых скважин в Пенсильвании» . The Times заявила, что «исследования, о которых никогда не сообщалось», проведенные Агентством по охране окружающей среды США , и «конфиденциальное исследование, проведенное буровой промышленностью», пришли к выводу, что радиоактивность отходов бурения не может быть полностью растворена в реках и других водных путях. Несмотря на это, по состоянию на начало 2011 года федеральные регулирующие органы и регулирующие органы штата не требовали от очистных сооружений, принимающих буровые отходы (в основном воду), проводить тестирование на радиоактивность. В Пенсильвании, где буровой бум начался в 2008 году, большинство водозаборных сооружений, расположенных ниже очистных сооружений, не проверялись на радиоактивность с 2006 года.

Репортаж New York Times подвергся критике и один научный писатель не согласился с одним примером презентации газеты и объяснения ее расчетов относительно разбавления, обвиняя, что отсутствие контекста сделало анализ статьи неинформативным.

Согласно отчету Times в феврале 2011 года, сточные воды в 116 из 179 глубоких газовых скважин в Пенсильвании «содержали высокие уровни радиации», но их влияние на общественное питьевое водоснабжение неизвестно, поскольку поставщики воды обязаны проводить испытания на радиацию «лишь спорадически». ". Газета New York Post заявила, что DEP сообщило, что все пробы, взятые им из семи рек в ноябре и декабре 2010 года, «показали уровни радиоактивности на уровне или ниже нормального естественного фонового уровня радиоактивности» и «ниже федерального стандарта питьевой воды для радия-226 и радия-226». 228». Однако пробы, взятые штатом по крайней мере из одной реки ( Мононгахела , источника питьевой воды для некоторых частей Питтсбурга ), были взяты выше по течению от очистных сооружений, принимающих буровые сточные воды.

Радиоактивные индикаторы

Радиоактивные изотопы-индикаторы иногда вводятся вместе с жидкостью гидроразрыва, чтобы определить профиль закачки и расположение образовавшихся трещин. Песок, содержащий индикаторные изотопы гамма-излучения, используется для отслеживания и измерения трещин. Исследование 1995 года показало, что радиоактивные индикаторы использовались более чем в 15% стимулированных нефтяных и газовых скважин. В Соединенных Штатах введение радионуклидов лицензируется и регулируется Комиссией по ядерному регулированию (NRC). По данным NRC, некоторые из наиболее часто используемых индикаторов включают сурьму-124 , бром-82 , йод-125 , йод-131 , иридий-192 и скандий-46 . Публикация Международного агентства по атомной энергии 2003 года подтверждает частое использование большинства из вышеуказанных индикаторов и сообщает, что марганец-56 , натрий-24 , технеций-99m , серебро-110m , аргон-41 и ксенон-133. также используются широко, потому что их легко идентифицировать и измерить. По данным встречи исследователей 2013 года, которые исследовали низкие (никогда не превышающие стандарты питьевой воды), но постоянные обнаружения йода-131 в потоке, используемом для питьевой воды в Филадельфии: «Участники семинара пришли к выводу, что вероятным источником 131-I в исходных водах Филадельфии является остаточный 131-I, выделяемый пациентами после медицинского лечения», но предложил изучить и другие потенциальные источники, включая гидроразрыв пласта.

Сейсмичность

Гидравлический разрыв пласта обычно приводит к микросейсмическим явлениям, которые слишком малы, чтобы их можно было обнаружить, кроме как с помощью чувствительных инструментов. Эти микросейсмические события часто используются для картирования горизонтальной и вертикальной протяженности трещиноватости. Однако исследование Геологической службы США 2012 года показало, что «замечательное» увеличение частоты землетрясений с М ≥ 3 на среднем континенте США «в настоящее время происходит», начавшись в 2001 году и завершившись шестикратным увеличением по сравнению с 20-м веком. уровни в 2011 году. Общий рост был связан с увеличением количества землетрясений в нескольких конкретных областях: бассейне Ратон на юге Колорадо (место активности метана из угольных пластов), а также газодобывающих районах в центральной и южной Оклахоме и центральном Арканзасе. Хотя анализ показал, что увеличение «почти наверняка вызвано деятельностью человека», Геологическая служба США (USGS) отметила: «Исследования USGS показывают, что реальный процесс гидроразрыва очень редко является прямой причиной ощущаемых землетрясений». Утверждается, что увеличение числа землетрясений, скорее всего, вызвано увеличением закачки сточных вод газовых скважин в водозаборные колодцы. Закачка сточных вод нефтегазовых предприятий, в том числе гидроразрыва пласта, в скважины для сброса соленой воды может вызвать более крупные толчки малой магнитуды , регистрируемые до 3,3 (M _w ).

Индуцированная сейсмичность в результате гидроразрыва пласта

Гидравлический разрыв пласта обычно вызывает микросейсмические явления, слишком слабые, чтобы их можно было обнаружить, кроме как с помощью чувствительных инструментов. Однако, по данным Геологической службы США: «Сообщения о гидроразрывах, вызывающих землетрясения, достаточно сильные, чтобы их можно было ощутить на поверхности, крайне редки: по состоянию на конец 2012 года сообщалось только о трех таких случаях — в Великобритании, Оклахоме и Канаде». Билл Эллсуорт, ученый-геолог из Геологической службы США, однако, заявил: «Мы не видим никакой связи между гидроразрывом и землетрясениями, представляющими какую-либо озабоченность для общества». Национальный исследовательский совет (часть Национальной академии наук) также отметил, что гидроразрыв пласта при использовании при добыче сланцевого газа не представляет серьезного риска возникновения ощутимых землетрясений.

Наведенная сейсмичность от водоотводных скважин

Большую озабоченность вызывают землетрясения, связанные с разрешенными глубокими нагнетательными скважинами класса II, многие из которых закачивают обратный поток гидроразрыва и пластовую 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 усилить сейсмический мониторинг вблизи мест закачки жидкости, чтобы определить, какие районы уязвимы для дистанционного запуска и когда следует прекратить закачку.

Геофизик Клифф Фрелих исследовал сейсмическую активность на сланцах Барнетт в Техасе с 2009 по 2011 год. Фрелих установил временные сейсмографы на 70-километровой сетке, охватывающей сланцы Барнетт в Техасе. Сейсмографы зафиксировали и локализовали в этом районе землетрясения магнитудой 1,5 и более. Сейсмографы выявили пространственную связь между землетрясениями и нагнетательными скважинами класса II, большинство из которых были созданы для утилизации обратного притока и попутной воды из скважин Барнетт-Шейл, недалеко от Далласа-Форт-Уэрта и Клеберна, штат Техас. Некоторые из землетрясений имели магнитуду более 3,0, ощущались людьми на поверхности и сообщалось в местных новостях. Землетрясения были зафиксированы в районах, где ранее землетрясений не регистрировалось. Исследование показало, что подавляющее большинство нагнетательных скважин класса II не связано с землетрясениями. Землетрясения, вызванные закачкой воды, были тесно связаны со скважинами, закачивающими более 150 000 баррелей воды в месяц, особенно после того, как эти скважины закачивали более года. Большинство искусственных землетрясений произошло в округе Джонсон, который, казалось, был более подвержен искусственным землетрясениям, чем другие части пьесы Барнетта.

Землетрясения, достаточно сильные, чтобы их ощутили люди, также были связаны с некоторыми глубокими водозаборными скважинами, в которые поступает обратный поток гидроразрыва и добываемая вода из скважин с гидроразрывом. Обратная отдача и рассол из нефтяных и газовых скважин закачиваются в отводные скважины класса II, регулируемые Агентством по охране окружающей среды. По данным Агентства по охране окружающей среды, примерно 144 000 таких колодцев класса II в США ежедневно принимают более 2 миллиардов галлонов США (7,6 Гл) сточных вод. На сегодняшний день самыми сильными землетрясениями, вызванными подземным закачиванием отходов, были три землетрясения силой около 5 баллов по шкале Рихтера, зарегистрированные в 1967 году возле свалочной скважины в Колорадо, куда поступали ненефтяные отходы.

По данным Геологической службы США, лишь небольшая часть из примерно 40 000 скважин для удаления сточных вод нефтегазовых предприятий в Соединенных Штатах вызвала землетрясения, которые были достаточно сильными, чтобы вызвать беспокойство у общественности. Хотя магнитуда этих землетрясений была небольшой, Геологическая служба США заявляет, что нет никакой гарантии, что не произойдет более сильных землетрясений. Кроме того, частота землетрясений увеличивается. В 2009 году произошло 50 землетрясений магнитудой более 3,0 на территории, охватывающей Алабаму и Монтану, а в 2010 году произошло 87 землетрясений. В 2011 году в том же районе произошло 134 землетрясения, что в шесть раз больше, чем в 20 веке. Существуют также опасения, что землетрясения могут повредить подземные газо-, нефте- и водопроводы, а также колодцы, которые не были спроектированы так, чтобы выдерживать землетрясения.

Землетрясение в Оклахоме в 2011 году , второе по величине землетрясение в истории Оклахомы с магнитудой 5,7, некоторые исследователи связывают с многолетним закачиванием рассола. Исследование 2015 года пришло к выводу, что недавние землетрясения в центральной Оклахоме, включая землетрясение магнитудой 5,7, были вызваны закачкой попутной воды из обычных нефтяных резервуаров в группе Хантон и не связаны с гидроразрывом пласта.

Сбросные скважины класса II, получающие рассол из Fayetteville Shale газовых скважин в Центральном Арканзасе, вызвали сотни неглубоких землетрясений, самое сильное из которых имело магнитуду 4,7, и причинили ущерб. В апреле 2011 года Комиссия по нефти и газу Арканзаса прекратила закачку в две основные скважины для захоронения, и землетрясения утихли.

Несколько землетрясений в 2011 году, в том числе толчок магнитудой 4,0 балла в канун Нового года, произошедший в Янгстауне, штат Огайо , вероятно, связаны со сбросом сточных вод гидроразрыва пласта. По данным сейсмологов Колумбийского университета . По приказу Департамента природных ресурсов штата Огайо закачка в скважину была прекращена 30 декабря 2011 года. На следующий день, после землетрясения магнитудой 4,0, губернатор Огайо Джон Кейсич приказал на неопределенный срок прекратить закачку в три дополнительные скважины глубокого захоронения поблизости. Министерство природных ресурсов предложило ряд ужесточенных правил к правилам закачки класса II. Департамент отметил, что в штате имеется 177 действующих скважин класса II и что скважина Янгстаун стала первой скважиной, где были зарегистрированы землетрясения с момента начала программы контроля подземной закачки в Огайо в 1983 году.

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 раньше не было землетрясений. Сообщений о пострадавших или серьезном ущербе в результате землетрясений не поступало. Исследование землетрясений возле аэропорта Даллас-Форт-Уэрт в 2008–2009 годах показало, что землетрясения были вызваны очистными колодцами, получавшими рассол из газовых скважин.

Двухлетнее исследование, проведенное исследователями Техасского университета в 2009–2011 годах, пришло к выводу, что ряд землетрясений силой от 1,5 до 2,5 баллов по шкале Рихтера в районе сланцев Барнетт на севере Техаса были связаны со сбросом отходов нефтепромыслов в нагнетательные скважины класса II. Никакие землетрясения не были связаны с самим гидроразрывом. Исследователи отметили, что в Техасе имеется более 50 000 скважин класса II, в которые попадают отходы нефтепромыслов, но лишь несколько десятков подозреваются в том, что они вызывают землетрясения.

произошло землетрясение магнитудой 3,4 31 мая 2014 года в Грили, штат Колорадо , . Землетрясение произошло возле двух нагнетательных скважин для сточных вод гидроразрыва пласта, мощность которых, как сообщается, близка к пределу. Одна скважина для закачки отходов имеет глубину 8700 футов и возраст 20 лет, а другая - 10700 футов и ей всего два года. Исследовательская группа из Университета Колорадо в Боулдере разместила в этом районе сейсмографы для наблюдения за дальнейшей деятельностью.

Заброшенные колодцы

Бурение нефти и газа ведется в Пенсильвании с 1859 года, и, по оценкам, было пробурено от 300 000 до 500 000 скважин до того, как штат начал отслеживать скважины или потребовал их надлежащей закупорки. Департамент охраны окружающей среды Пенсильвании (DEP) реализует программу по обнаружению и закупориванию старых колодцев. В ходе исследования 2014 года было изучено 19 заброшенных колодцев , 14 из которых никогда не закрывались, и только одна из них была известна государству. Были измерены темпы утечки метана , а экстраполяция на все ожидаемые заброшенные скважины в штате показала, что старые скважины представляют собой значительный источник метана. В исследовании 2019 года изучается долгосрочный (> 30 лет) поток и транспорт жидкостей гидроразрыва в слои вскрыши и подземные водоносные горизонты 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 показывает, что даже при различных условиях месторождения только ограниченное количество жидкости гидроразрыва может достичь водоносного горизонта в долгосрочном периоде.

Влияние на здоровье

Во всем мире существует обеспокоенность по поводу возможных неблагоприятных последствий для здоровья населения , связанных с гидроразрывом пласта. В настоящее время проводятся интенсивные исследования, чтобы выяснить, оказывает ли это влияние на ряд состояний здоровья.

Потенциальные источники воздействия токсинов и токсикантов на подземные и поверхностные воды (включая эндокринные гормоны, тяжелые металлы, минералы, радиоактивные вещества и соли) включают: 1) этапы бурения и гидроразрыва пласта; 2) неправильная очистка сточных вод, в том числе разливов при транспортировке; и 3) выход из строя обсадных колонн цементных стен.

Многие из вышеперечисленных загрязнителей связаны с плохими последствиями для здоровья, особенно репродуктивного здоровья и развития. 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, нарушения нервной системы и проблемы с дыханием также упоминаются в качестве потенциальных осложнений воздействия жидкости гидроразрыва.

В сводном отчете Агентства по охране окружающей среды за 2014 год описываются доказательства загрязнения питьевой воды из-за разливов, неправильной упаковки и других причин. Согласно этому обзору, оценки частоты варьируются от одного разлива на каждые 100 скважин в Колорадо до 0,4–12,2 разливов на каждые 100 скважин в Пенсильвании. При этом «не менее 3% скважин (600 из 23 000 скважин) не имели цемента в части обсадной колонны, установленной через защищенный ресурс подземных вод, выявленный операторами скважин».

Хотя последствия загрязнения воды, а также загрязнения воздуха и других потенциальных опасностей для здоровья из-за гидроразрыва пласта на здоровье еще недостаточно изучены, исследования сообщают о выводах. Ретроспективное когортное исследование 2014 года, в котором приняли участие 124 842 ребенка, родившихся в период с 1996 по 2009 год в сельской местности Колорадо, выявило статистически значимые шансы возникновения врожденных пороков сердца, включая дефекты нервной трубки, при постоянном воздействии гидроразрыва пласта.

Исследование 2015 года выявило более низкую массу тела при рождении и более высокую частоту случаев малого веса для гестационного возраста по сравнению с большинством и наименее подверженными воздействию.

В обзоре 2013 года, посвященном гидроразрыву пласта сланцевого газа Marcellus и водоснабжению города Нью-Йорка, говорится: «Хотя потенциальные выгоды от разработки природного газа Marcellus велики для перехода к экологически чистой энергетической экономике, в настоящее время нормативная база в штате Нью-Йорк недостаточна для Чтобы избежать потенциально необратимых угроз для местной окружающей среды и водоснабжения Нью-Йорка, потребуются крупные инвестиции в обеспечение соблюдения нормативных требований штата и федерального правительства, и запрет на бурение в водоразделах водоснабжения Нью-Йорка является целесообразным, даже если он будет более строгим. регулируемая добыча газа Marcellus в конечном итоге будет разрешена в других частях штата Нью-Йорк».

В начале января 2012 года Кристофер Портье, директор Национального центра гигиены окружающей среды Центра по контролю и профилактике заболеваний США и Агентства по регистрации токсичных веществ и заболеваний, заявил, что, в дополнение к планам Агентства по охране окружающей среды по исследованию воздействия гидроразрыва на питьевую воду, дополнительные необходимо провести исследования, чтобы определить, могут ли сточные воды из колодцев нанести вред людям или животным и овощам, которые они едят.

По состоянию на май 2012 года Медицинский институт США и Национальный исследовательский совет США готовились проанализировать потенциальные риски для человека и окружающей среды, связанные с гидроразрывом пласта.

В 2011 году в округе Гарфилд, штат Колорадо, Агентство США по регистрации токсичных веществ и заболеваний собрало пробы воздуха на 14 объектах, включая 8 объектов нефтегазовой отрасли, 4 городских объекта и 2 сельских объекта. и обнаружили канцерогены, такие как бензол, тетрахлорэтен и 1–4-дихлорбензол, на всех объектах, как нефтегазовых, так и фоновых. Бензол был обнаружен на 7 из 8 объектов добычи нефти и газа, во всех 4 городских районах и на одном из 2 фоновых сельских объектов. Соединение 1,4-дихлорбезен было обнаружено на 3 из 8 нефтегазовых объектов, 3 из 4 городских объектов и 1 из 2 сельских фоновых объектов. Концентрация бензола на одном из восьми нефтегазовых объектов была определена как повод для беспокойства, поскольку, хотя она и находилась в пределах допустимого диапазона, она была близка к верхнему пределу диапазона. В отчете делается вывод: «За исключением участка Брока, эти оценки риска, похоже, не представляют собой значительного теоретического риска рака ни на одном из объектов, и не похоже, что теоретический риск рака повышен на объектах разработки нефти и газа. по сравнению с городскими или сельскими фоновыми участками».

В 2011 году Агентство по охране окружающей среды опубликовало новые рекомендации по выбросам, в которых говорилось, что старые стандарты могли привести к неприемлемо высокому риску развития рака у тех, кто живет вблизи буровых установок.

Здоровье работников

США В 2013 году Управление по безопасности и гигиене труда (OSHA) и Национальный институт охраны труда (NIOSH) выпустили предупреждение об опасности, основанное на данных, собранных NIOSH, о том, что «работники могут подвергаться воздействию пыли с высоким уровнем вдыхаемых кристаллических веществ». кремнезем ( диоксид кремния ) при гидроразрыве пласта». NIOSH уведомил представителей компании об этих выводах и предоставил отчеты с рекомендациями по контролю воздействия кристаллического кремнезема, а также рекомендовал всем площадкам гидроразрыва пласта оценить свою деятельность, чтобы определить потенциал воздействия кристаллического кремнезема на работников и внедрить меры контроля, необходимые для защиты работников.

Агентство по охране окружающей среды заявляет в своем Плане исследования гидроразрыва пласта (2011 г.), что необходимо изучить воздействие химикатов гидроразрыва пласта на производстве, чтобы определить острое и хроническое воздействие на здоровье. Риски воздействия, такие как «транспортировка, смешивание, доставка и потенциальные несчастные случаи», не были должным образом оценены (стр. 57).

Воздействие кремнезема при гидроразрыве пласта

На участках гидроразрыва пласта наблюдается видимый налет пыли, что вызывает проблемы с профессиональным здоровьем из-за воздействия вдыхаемого кристаллического кремнезема. Силикоз — это неизлечимое заболевание легких, связанное с воздействием вдыхаемого кристаллического кремнезема или более известного как кремнеземная пыль. Помимо силикоза, воздействие кристаллического кремнезема связано с раком легких, туберкулезом легких, заболеваниями почек, аутоиммунными расстройствами и заболеваниями дыхательных путей, такими как астма и бронхит. Большинство из этих изнурительных и потенциально смертельных заболеваний можно предотвратить с помощью мер профессионального контроля в отношении воздействия вдыхаемых кристаллов.

При гидроразрыве пласта в процессе гидроразрыва в составе гидравлической жидкости используется большое количество песка. Жидкость разрыва состоит из базовой жидкости, проппанта и химических добавок. Большая часть проппанта, используемого при гидроразрыве, изготовлена ​​из кремнезема (песка). Грузовики с песком доставляются на площадки, затем загружаются в песковозы, которые затем передаются в блендер, который смешивает гидравлическую жидкость. Гидравлическая жидкость закачивается под высоким давлением в трещину. Проппант удерживает трещину открытой, позволяя извлечь больше нефти и газа.

Диоксид кремния (SiO2) представляет собой химическое соединение кремнезема, который является распространенным компонентом горных пород, почвы и песка. Наиболее распространенной формой кремнезема является кварц, и он может распадаться на микрочастицы пыли, которые становятся пригодным для дыхания кристаллическим кремнеземом. Вдыхаемый 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.

Предотвратимое инвалидизирующее заболевание силикоз имеет три основных типа: хронический, острый и ускоренный. Хронический силикоз является наиболее распространенным, возникающим через 10–20 лет при низком или умеренном воздействии вдыхаемого кристаллического кремнезема. Текущие исследования показали, что у работников, подвергающихся воздействию кремнезема в текущих рекомендуемых пределах воздействия (REL) в течение всей жизни, развивается хронический силикоз. Рентгенография грудной клетки используется для диагностики хронического силикоза, симптомы которого схожи с хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ). Общими симптомами являются одышка, продуктивный или непродуктивный кашель, утомляемость и иногда дыхательная недостаточность. Ускоренный силикоз имеет те же симптомы, что и хронический силикоз, однако он быстро развивается через 5–10 лет высокого воздействия вдыхаемого кристаллического кремнезема. Наконец, острый силикоз менее распространен, чем другие типы, однако это более тяжелое заболевание с высокой частотой инвалидности и смертности. Острый силикоз развивается от нескольких месяцев до нескольких лет при экстремальных уровнях воздействия кремнезема, а тяжелые симптомы включают одышку, слабость, кашель, лихорадку и потерю веса. Установление эффективных уровней контроля и мониторинг соблюдения этих уровней будут иметь решающее значение для предотвращения силикоза.

NIOSH установил рекомендуемый предел воздействия (REL) для кремнезема на фиксированном значении 0,05 миллиграмма на кубический метр в качестве средневзвешенного по времени (TWA) для десятичасовой смены в течение сорокачасовой рабочей недели. Исследование NIOSH, в ходе которого было получено 116 проб воздуха на 11 различных участках гидроразрыва пласта, обнаружило, что уровни кремнезема превышают REL в 79% проб. В этом исследовании 31% образцов показали уровни, по крайней мере, в десять раз превышающие REL. Н IOSH изучил уровни воздействия на различных этапах процесса гидроразрыва и обнаружил семь основных областей с высоким содержанием вдыхаемого кристаллического кремнезема с самыми высокими уровнями воздействия на транспортирующие ленты и пескодвижители. Знания, полученные в результате этих исследований, позволили OSHA, NIOSH и отрасли гидроразрыва пласта сосредоточиться на мерах по контролю содержания кремнезема.

По данным NIOSH и OSHA, ключом к защите работников от воздействия вдыхаемого кристаллического кремнезема является сочетание технических средств контроля, защитного индивидуального снаряжения, обучения технике безопасности, использования альтернативных проппантов и методов обеспечения безопасности на рабочем месте. Одним из конкретных технических средств, используемых при полевых испытаниях, является мини-рукавный фильтр, который уменьшает количество кремнеземной пыли, образующейся при работе с пескоперевозками. Средства индивидуальной защиты обычно используются на работах, связанных с воздействием кремнезема, однако NIOSH обнаружил, что использовались неправильные респираторы типа полумаски, которые не соответствовали уровням воздействия кремнезема. NIOSH и OSHA рекомендуют использовать полнолицевые респираторы с очисткой воздуха (PAPR) для всех работников, подвергающихся воздействию высоких концентраций кремнезема. Другой мерой контроля является использование проппанта-заменителя кремнезема, такого как спеченный боксит, керамика или песок, покрытый смолой, однако OSHA отмечает, что для этих альтернатив необходимо провести испытания на безопасность. 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 в отношении кремнезема, которые снизят PEL до 50 микрограммов на кубический метр кремнезема в воздухе.

Исследование, проведенное Национальным институтом безопасности и гигиены труда, пришло к выводу, что существует опасность для здоровья органов дыхания рабочих, подвергающихся 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 площадкам гидроразрыва пласта оценить свою деятельность, чтобы определить возможность воздействия на работников кристаллического кремнезема, и внедрить меры контроля, необходимые для защиты работников. Гидравлический разрыв также влияет на людей, находящихся поблизости, как, например, ранее обсуждавшийся случай с медсестрой, которая заболела после заражения в результате лечения работника, работавшего на гидроразрыве (Frankowski, 2008).

Другие проблемы

В статье по охране труда 2012 года описывается риск радиационного воздействия на работников.

Исследования и лоббирование

Иллюстрация гидроразрыва пласта и связанных с ним мероприятий

Газета New York Times сообщила, что с 1980-х годов расследования Агентства по охране окружающей среды воздействия нефтегазовой промышленности на окружающую среду, включая продолжающееся расследование потенциального воздействия гидроразрыва на питьевую воду, и связанные с ними отчеты были сужены по объему и / или имели отрицательные результаты. удален из-за давления промышленности и правительства.

Исследование EPA 2004 года по гидроразрыву в метановых скважинах из угольных пластов пришло к выводу, что этот процесс безопасен и не требует дальнейшего изучения, поскольку не было «неоднозначных доказательств» риска для здоровья грунтовых вод, а жидкости не обязательно были опасными и не могли путешествовать далеко под землей. В отчете EPA действительно обнаружены неопределенности в знаниях о том, как жидкость гидроразрыва мигрирует через горные породы, и рекомендовано не использовать дизельное топливо в качестве компонента жидкости гидроразрыва в метановых стенках угольных пластов из-за его потенциала как источника загрязнения бензолом ; В ответ компании по обслуживанию скважин согласились прекратить использование дизельного топлива в метановых скважинах угольных пластов. Один из авторов отчета Агентства по охране окружающей среды за 2004 год отметил, что оно изучало только гидроразрыв пластов в метановых скважинах угольных пластов.

The New York Times процитировала Уэстона Уилсона, осведомителя агентства, о том, что на результаты исследования EPA 2004 года повлияло промышленное и политическое давление. В раннем проекте исследования обсуждалась возможность опасных уровней загрязнения жидкости гидроразрыва и упоминались «возможные доказательства» загрязнения водоносного горизонта . В итоговом отчете сделан простой вывод о том, что гидроразрыв пласта «не представляет никакой угрозы для питьевой воды или практически не представляет ее». Объем исследования был сужен так, что оно было сосредоточено только на закачке жидкостей гидроразрыва, игнорируя другие аспекты процесса, такие как утилизация жидкостей и экологические проблемы, такие как качество воды, замор рыбы и ожоги кислотой. Исследование было завершено до того, как начали появляться жалобы общественности на загрязнение. Вывод исследования о том, что закачка жидкостей гидроразрыва в метановые скважины угольных пластов представляет минимальную угрозу для подземных источников питьевой воды. возможно, повлияло на решение Конгресса 2005 года о том, что гидроразрыв пласта должен продолжать регулироваться штатами, а не федеральным Законом о безопасной питьевой воде.

Исследование, проведенное в 2011 году демократами Конгресса, и репортаж газеты «Нью-Йорк Таймс» в том же году показали, что гидроразрыв привел к значительному увеличению содержания радиоактивных материалов, включая радий, и канцерогенов, включая бензол, в крупных реках и водоразделах. На одном объекте количество бензола, сброшенного в реку Аллегейни после очистки, в 28 раз превышало допустимый уровень питьевой воды. Представители Конгресса призвали к лучшему регулированию и большему раскрытию информации.

В июне 2015 года Агентство по охране окружающей среды опубликовало отчет под названием «Оценка потенциального воздействия гидроразрыва пласта нефти и газа на ресурсы питьевой воды», в котором Агентство по охране окружающей среды «не обнаружило доказательств того, что эти механизмы привели к широкомасштабному системному воздействию на питьевую воду. ресурсы в США». Однако Агентство по охране окружающей среды также отметило, что механизмы, оцененные в отчете, не считаются «широко распространенными» и что оценка выявленных случаев опирается на ограничивающие факторы, которые включают «недостаточные данные о качестве ресурсов питьевой воды до и после гидроразрыва; долгосрочных систематических исследований; наличие других источников загрязнения, исключающих окончательную связь между деятельностью по гидроразрыву и воздействием, а также недоступность некоторой информации о деятельности по гидроразрыву и потенциальном воздействии». В отчете говорится, что два типа водозаборов потенциально могут привести к загрязнению водных ресурсов, а именно забор подземных вод и забор поверхностных вод. Возможно, более спорным является недавнее Окончательное правило, действие которого было приостановлено 30 сентября 2015 года окружным судьей США Скоттом Скавдалом в окружном суде Вайоминга. Скавдал выдвинул аргументы о том, что регулирующий орган в области гидроразрыва пласта должен принадлежать Агентству по охране окружающей среды, а не Бюро землеустройства. Колорадо, Юта (включая индейское племя ют в северной части штата), Вайоминг, Северная Дакота, Независимая нефтяная ассоциация Америки и Западный энергетический альянс включили заявления о том, что новое правило будет вмешиваться в регулирование штата и вызвать увольнения, которые могут отнимать ресурсы у других программ. Кроме того, Скавдал рассмотрел аргумент о том, что «окончательным правилам не хватает фактической или научной поддержки» и что оппозиция поддерживается недавней публикацией отчета Агентства по охране окружающей среды в июне 2015 года.

Искусственная среда/инфраструктура

Влияние гидроразрыва пласта на построенную инфраструктуру часто недооценивается. Для процесса гидроразрыва требуется тяжелое оборудование и огромное количество воды, химикатов и других материалов, поэтому для транспортировки этого оборудования, жидкостей и материалов требуются грузовики с тяжелыми цистернами. Это привело к повреждению инфраструктуры местных дорог и мостов, которые не были спроектированы и построены так, чтобы часто выдерживать более тяжелые нагрузки.

Каждая отдельная скважина для гидроразрыва требует огромного количества грузовых автомобилей. Исследования показали, что в среднем для разрушения (строительства и бурения) одной скважины требуется от 1760 до 1904 поездок на грузовиках для перевозки оборудования, химикатов, воды и других материалов; удаление отходов гидроразрыва и транспортировка природного газа требуют дополнительных поездок на грузовиках. Ухудшение инфраструктуры, вызванное движением тяжелых грузовиков, оказывает огромное экономическое воздействие/бремя на местные штаты. По данным Министерства транспорта Техаса, в июле 2012 года ущерб дорогам, соединяющим буровые площадки с местами хранения, в результате местных работ по гидроразрыву составил около 2 миллиардов долларов. В Пенсильвании исследование, проведенное в 2014 году на основе данных о распределении активности скважин гидроразрыва и типе дорог в штате, показало, что затраты на реконструкцию дороги, вызванные дополнительным движением тяжелых грузовиков в результате разработки природного газа Marcellus Shale в 2011 году, составили около 13 000–23 000 долларов США. за скважину для всех типов государственных дорог.

В разных штатах проводится множество подобных исследований для оценки потенциального воздействия гидроразрыва на инфраструктуру. Однако существующие данные свидетельствуют о том, что износ дорог и мостов из-за перегрузки инфраструктуры следует принимать во внимание при оценке экологических и экономических затрат процесса гидроразрыва.

См. также

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

Дальнейшее чтение

• Джозеф Д. Айотт; и др. (август 2011 г.). «Микроэлементы и радон в подземных водах США, 1992–2003 гг.» . Геологическая служба США . Проверено 25 мая 2012 г.
• Бамбергер, Мишель; Освальд, Роберт Э. (2012). «Влияние газового бурения на здоровье людей и животных» (PDF) . Новые решения: журнал политики в области окружающей среды и гигиены труда . 22 (1): 51–77. Бибкод : 2012NewSo..22...51B . дои : 10.2190/NS.22.1.e . ПМИД   22446060 . S2CID   23794102 . Архивировано из оригинала (PDF) 3 апреля 2016 г. Проверено 21 декабря 2012 г.
• Комиссия по сохранению нефти и газа Колорадо. «Документ по исправлению ситуации с газландом» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 5 сентября 2013 года . Проверено 7 августа 2013 г.
• Колборн, Тео; Квятковски, Кэрол; Шульц, Ким; Бахран, Мэри (2011). «Операции по добыче природного газа с точки зрения общественного здравоохранения» (PDF) . Оценка человеческого и экологического риска . 17 (5): 1039–1056. Бибкод : 2011HERA...17.1039C . дои : 10.1080/10807039.2011.605662 . S2CID   53996198 . Архивировано из оригинала (PDF) 26 апреля 2012 г.
• ДиКосмо, Бриджит (15 мая 2012 г.). «SAB настаивает на том, чтобы посоветовать EPA провести тесты на токсичность при исследовании гидроразрыва» . Внутри EPA . Внутри издательства Вашингтона . (требуется подписка) . Проверено 19 мая 2012 г.
• Марк Драйем (27 сентября 2012 г.). «Дизельное топливо в воде возле гидроразрыва пласта подтверждает споры, проведенные EPA в Вайоминге» . Новости Блумберга. Архивировано из оригинала 30 сентября 2012 года . Проверено 28 сентября 2012 г.
• Энергетический институт (февраль 2012 г.). Основанное на фактах регулирование охраны окружающей среды при разработке сланцевого газа (PDF) (Отчет). Техасский университет в Остине . Проверено 29 февраля 2012 г.
• Фонтено, Брайан Э.; Хант, Лаура Р.; Хильденбранд, Закария Л.; Карлтон-младший, Дуг Д.; Ока, Ипполита; Уолтон, Джейм Л. (2013). «Оценка качества воды в частных скважинах с питьевой водой вблизи мест добычи природного газа в сланцевой формации Барнетт». Окружающая среда. наук. Технол . 47 (17): 10032–10040. Бибкод : 2013EnST...4710032F . дои : 10.1021/es4011724 . ПМИД   23885945 . S2CID   20526429 .
• Грант, Элисон (4 апреля 2013 г.). «FracTracker отслеживает разработку сланцевой нефти в Огайо» . Обычный дилер . Проверено 28 июля 2013 г.
• Мид Грувер (12 декабря 2011 г.). «Новые данные, но не так много нового в Вайоминге. Исследование гидроразрыва» . Агентство по охране окружающей среды . Проверено 6 мая 2013 г.
• Кристофер Хелман (8 декабря 2011 г.). «Что, если гидроразрыв загрязнил воду в Вайоминге?» . Форбс.com ​ . Проверено 6 февраля 2012 года .
• Джексон, РБ; Венгош, А.; Дарра, TH; Уорнер, Северная Каролина; Даун, А.; Пореда, Р.Дж.; Осборн, СГ; Чжао, К.; Карр, JD (24 июня 2013 г.). «Увеличенное содержание постороннего газа в нескольких скважинах с питьевой водой вблизи добычи сланцевого газа Марцеллус» . Труды Национальной академии наук . 110 (28): 11250–11255. Бибкод : 2013PNAS..11011250J . дои : 10.1073/pnas.1221635110 . ПМЦ   3710833 . ПМИД   23798404 .
• Маккензи, Лиза; Виттер, Роксана; Ньюман, Ли; Адгейт, Джон (2012). «Оценка риска для здоровья человека выбросов в атмосферу при разработке нетрадиционных ресурсов природного газа». Наука об общей окружающей среде . 424 : 79–87. Бибкод : 2012ScTEn.424...79M . CiteSeerX   10.1.1.368.4553 . doi : 10.1016/j.scitotenv.2012.02.018 . ПМИД   22444058 . S2CID   19248364 .
• Молофски, Эл Джей; Коннор, Дж.А.; Шахла, К.Ф.; Уайли, А.С.; Вагнер, Т. (5 декабря 2011 г.). «Метан в водяных скважинах Пенсильвании, не связанный с гидроразрывом сланца Марселлус» . Нефтегазовый журнал . 109 (49): 54–67.
• Мониш, Эрнест Дж.; и др. (июнь 2011 г.). Будущее природного газа: междисциплинарное исследование MIT (PDF) (отчет). Массачусетский технологический институт . Проверено 1 июня 2012 года .
• Манро, Маргарет (17 февраля 2012 г.). «Фрекинг не загрязняет грунтовые воды: исследование, опубликованное в Ванкувере» . Ванкувер Сан . Проверено 3 марта 2012 г.
• Осборн, Стивен Г.; Венгош, Авнер; Уорнер, Натаниэль Р.; Джексон, Роберт Б. (17 мая 2011 г.). «Загрязнение питьевой воды метаном при бурении газовых скважин и гидроразрыве пласта» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 108 (20): 8172–8176. Бибкод : 2011PNAS..108.8172O . дои : 10.1073/pnas.1100682108 . ПМК   3100993 . ПМИД   21555547 .
• Phillynowstaff (9 декабря 2011 г.). «EPA публикует отчет о загрязнении воды в результате гидроразрыва пласта, поскольку GA выдвигает счета за сборы» . Блог PhillyNow . Филадельфийский еженедельник. Архивировано из оригинала 16 июля 2012 года . Проверено 6 февраля 2012 года .
• ПЕХГУ (август 2011 г.). Информация PEHSU о воздействии на детей добычи природного газа и гидроразрыва пласта (отчет). Пропублика . Проверено 6 мая 2013 г.
• Шмидт, Чарльз В. (август 2011 г.). «Слепая лихорадка? Бум сланцевого газа продолжается на фоне проблем со здоровьем человека» . Перспективы гигиены окружающей среды . 119 (1): А348–53. дои : 10.1289/ehp.119-a348 . ПМЦ   3237379 . ПМИД   21807583 .
• Воан, Вики (16 февраля 2012 г.). «Разломы не имеют прямой» связи с загрязнением воды, показало исследование UT . Проверено 3 марта 2012 г.
• Хелен Вестерман (11 января 2012 г.). «Исследования по газовому бурению указывают на риск для животных, но необходима более тщательная работа» . Разговор . Проверено 25 мая 2012 г.

Внешние ссылки

• FracTracker.org Карты, данные и статьи из новостных, правительственных, отраслевых и академических источников.
• «Часто задаваемые вопросы: гидроразрыв пласта, SDWA, жидкости и ДеГетт/Кейси» (PDF) . Энергия в глубине . Проверено 27 марта 2013 г.
• «Исследование подземных вод: Павильон, Вайоминг» . Агентство по охране окружающей среды . Проверено 6 февраля 2012 года .
• Скважины природного газа имеют утечку, чем предполагалось : измерения на площадке в Колорадо показывают, что выбросы метана выше, чем предыдущие оценки. 24 марта 2012 г., различия между NOAA и Агентства по охране окружающей среды США . оценками