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賓夕法尼亞州迪莫克——諾瑪·菲奧倫蒂諾的飲用水井就像一顆定時炸彈。在工人在附近鑽探天然氣礦藏的幾周裡，逸散的甲烷滲入岩石中的微小裂縫中，向上洩漏到含水層中，並悄無聲息地進入她的水井。然後，根據該州的工作理論，她井房中的一臺水泵開啟，產生了一個火花，導致新年早晨發生爆炸，將一塊數千磅重的混凝土板掀翻。
事後，州政府官員在她的飲用水中發現了甲烷，這是天然氣的主要成分。
迪莫克，菲奧倫蒂諾居住的貧困的薩斯奎哈納縣飛地，是馬塞勒斯頁岩鑽探的中心，該頁岩是一種珍貴的天然氣礦藏，被吹捧為石油最豐富和最清潔的替代品之一。這裡的鑽探本應帶來繁榮，為資金短缺的房主帶來就業和數百萬美元的特許權使用費。
但是，在賓夕法尼亞州和其他州，一系列記錄在案的天然氣逸入飲用水的案例引發了人們對這種經濟浪潮的隱性成本的新擔憂，並加強了全國各地的論點，即鑽探可能會使飲用水面臨風險。
在俄亥俄州克利夫蘭附近，一棟房屋在天然氣滲入水井後發生爆炸。俄亥俄州自然資源部將爆炸歸咎於附近一口天然氣井的故障水泥套管和水力壓裂——一種將數百萬加侖的水、沙子和化學物質以爆炸性壓力注入地下的深鑽工藝——將甲烷推入含水層並導致爆炸。
在迪莫克，幾口飲用水井發生爆炸，另外九口井中發現含有大量天然氣，以至於一位房主被告知如果他打算洗澡，就要開啟窗戶。餐具上出現了無法洗掉的金屬條紋，測試還顯示出高含量的鋁和鐵，這引發了人們的擔憂，即鑽井液可能與天然氣一起汙染了水。2月份，賓夕法尼亞州環境保護部指控卡博特石油天然氣公司犯有兩項違規行為，稱這些違規行為造成了汙染，並推測天然氣從井套管洩漏到地下裂縫中。
行業代表表示，考慮到去年美國有452,000口油井生產天然氣，甲烷汙染事件在統計上微不足道。他們還指出，甲烷在自然界中很常見，並且可以透過腐爛植物等生物過程洩漏到水中。
該行業表示，其建設技術可確保天然氣和鑽井液（包括任何用於水力壓裂的化學物質）安全地困在鋼材和混凝土層中。他們說，即使有些洩漏，數千英尺的岩石也使其幾乎不可能遷移到飲用水含水層中。當國會頒佈2005年能源政策法案時，這些論點幫助天然氣鑽探行業獲得了《安全飲用水法案》和《清潔水法案》的罕見豁免。
現在，對科羅拉多州西部甲烷問題的詳盡調查對這些論點提出了強有力的科學駁斥。該研究將數十口水井中發現的甲烷與同一岩層（地下一英里半）中的甲烷進行了匹配，天然氣公司正在那裡進行鑽探。科學家們沒有確切說明天然氣是如何到達水中的，但他們比以往任何時候都更清楚地表明，一個相互連線的天然裂縫和斷層系統可能會從地下的深層天然氣層延伸到地表。
“這挑戰了人們的觀點，即天然氣及其周圍存在的碳氫化合物套件由於其極深的深度而與供水隔離，”科羅拉多州加菲爾德縣的石油和天然氣聯絡員、曾與杜邦和賓夕法尼亞州DEP合作過的水文地質學家朱迪·喬丹說。“甲烷不可能透過天然斷層和裂縫遷移，並且恰好在石油和天然氣開發開始的同時到達民用井中，而此前它們已經在那裡存在了……超過6500萬年。”
含有甲烷（天然氣的主要成分）的飲用水不一定有害。氣體本身無毒——環境保護局甚至沒有對其進行監管——並且它像蘇打水中的氣泡一樣迅速從水中逸出。但是，當氣體從水中蒸發到人們的家中時，它會變得危險，因為它可能會變得易燃。它還會使吸入它的人窒息。根據毒物和疾病登記署的資料，隨著氣體濃度的增加，它會導致頭痛，然後是噁心、腦損傷，最終導致死亡。
2007年12月在俄亥俄州發生的有詳細記錄的事故提供了一個鑽探出錯時可能發生的情況的逐步示例。
在克利夫蘭郊外的理查德和塞爾瑪·佩恩的家中，聚集在地下室的天然氣被火花點燃，震碎了窗戶，將門從鉸鏈上炸飛20英尺，並在一陣劇烈的閃光中引發了一場小火災。由於擔心再次發生爆炸，消防員疏散了19戶房屋。調查人員確定，天然氣不知何故滲入了飲用水含水層，並透過管道向上遷移。
為了到達天然氣，井眼會穿過數十個像蛋糕中的層一樣堆積的地質構造，直到到達含有天然氣的地層。在俄亥俄州，天然氣是從近3,700英尺，或四分之三英里深處生產的。在科羅拉多州或賓夕法尼亞州，油井可能深達一英里或兩英里——遠遠低於飲用水含水層。
深層天然氣層承受著上方地球和水的巨大壓力。當鑽頭下沉時，每一層的密封都會被破壞，壓力就會釋放。
為了防止天然氣和鑽井液洩漏到自然環境中，鑽井公司在井眼內插入多達三個同心環的鋼管，以隔離流過它們的物質。當鑽孔穿過敏感區域（例如飲用水含水層）時，水泥會泵入管環之間的間隙中，以確保無法穿透的密封。
對佩恩家爆炸事件的調查發現，附近一家鑽井公司未能正確建造這種保護性水泥套管。在爆炸發生前六週，該公司俄亥俄谷能源系統公司將水泥泵入井套管中，但無法填滿間隙，這表明某處存在裂縫，導致水泥滲出。
最終，該公司關閉了油井。但是，天然氣地層已經被刺破，其內容物正試圖逃逸。天然氣聚集在井內，直到頂部閥門處的壓力達到360磅。州調查人員寫道，這足以迫使天然氣透過任何它能找到的途徑從井眼中排出。
俄亥俄谷能源系統公司沒有回覆有關州政府調查結果的置評請求。
科羅拉多州加菲爾德縣的報告於11月釋出，是首批廣泛分析鑽探區域地下汙染物遷移能力並發現此類汙染確實發生的報告之一。這項為期三年的研究使用複雜的科學技術，檢查了來自292個地點的甲烷樣本，發現甲烷以及鑽探產生的廢水正在進入飲用水，這不是由於單一事故造成的，而是在更廣泛的基礎上發生的。
隨著該地區天然氣井的數量從本世紀的200口增加到1300口，附近水井中的甲烷含量也隨之增加。該研究發現，科羅拉多州的地下構造中存在天然斷層和裂縫，汙染物有可能透過它們傳播。
研究人員沒有得出天然氣和液體直接從該行業正在開採的深層天然氣袋中遷移的結論。事實上，他們說，天然氣更有可能來自井結構某處的薄弱環節。但是，懷俄明大學增強石油採收研究所的高階研究科學家、該報告的摘要和結論的撰寫者傑弗裡·泰恩表示，發現如此多的天然裂縫，再加上鑽探過程產生的裂縫，引發了人們對所有這些裂縫如何與井眼相互作用以及它們是否會加劇地下水汙染的疑問。
該報告受到了業界及其監管機構的謹慎沉默。
該州的監管機構科羅拉多州石油和天然氣保護委員會表示，尚未徹底分析資料，無法發表評論。
科羅拉多州石油和天然氣協會和恩卡納（在研究區域進行鑽探的加拿大能源公司）也不願置評。兩者都將問題轉給了安東尼·戈羅迪，一位常受能源行業僱用的休斯頓地球化學家，專門研究石油和天然氣問題。
戈羅迪駁斥了該報告的結論，認為其是“垃圾科學”。他批評了其方法論，並表示研究區域中的大部分甲烷來自地表附近的腐爛物質，而不是來自能源行業生產的深層天然氣。
“這太離譜了。只有少數幾口井出現了問題。這些都是罕見事件，”通用地球科學諮詢公司總裁戈羅迪說。“它們就像飛機失事一樣——影響範圍往往相當有限。我沒有看到任何普遍的影響。”
去年，卡伯特石油天然氣公司的土地經紀人來到迪莫克卡特路崎嶇不平的土路上挨家挨戶敲門，他們兜售的承諾讓許多居民渴望聽到：簽署天然氣租賃協議，土地或許終於可以自給自足了。
迪莫克 1300 名居民中的許多人陷入了困境。大約七分之一的人失業，而且不少房屋都處於被取消抵押品贖回權的邊緣。
卡伯特公司為五年的鑽探權提供每英畝 25 美元的價格，並在開始產氣時支付特許權使用費。
“這似乎是上帝的旨意，”帕特·法內利說，她的丈夫是一位農民，為了再支付一個月的抵押貸款，在州際公路的一家餐館裡找了一份夜班廚師的工作。卡伯特公司的人戴著寬邊帽，帶著休斯頓的口音出現的那天，法內利一家誤以為他是討債人。“我們當時真的過得很艱難——那天。我們認為那是救贖。任何一線希望在這裡都是一件大事。”
那是一年多以前的事了，自那以後，卡伯特公司去年的收入接近 10 億美元，已經在那裡鑽了 20 口井，每年生產價值 5800 萬美元的天然氣。在其年度報告中，卡伯特公司樂觀地稱迪莫克油田為該公司百年一遇的“改變遊戲規則的事件”，並宣佈明年將在那裡再鑽 63 口井。
財富已經開始涓滴到迪莫克的居民手中。今年有少數人將賺到超過 50 萬美元，而每兩個月 6000 美元的支票並不罕見。卡伯特公司及其承包商還透過僱用當地勞動力和光顧附近城鎮的酒店和餐館來支援當地經濟。
但水汙染迫使住在那裡的人們接受一個艱難的妥協。
“你必須評估哪個更重要，錢還是水，”一位迪莫克居民說，他拒絕透露姓名，因為他不想與卡伯特公司作對，他說卡伯特公司今年將為他房產上的井支付超過 60 萬美元。“經濟如此困難。假設你可以停止鑽探——沒有人希望卡伯特公司離開。”
但對一些人來說，好處很容易被抹殺。
諾瑪·菲奧倫蒂諾在元旦早上水井爆炸，2 月份只得到了 97 美元的特許權使用費。現在，她每月 646 美元的社會保障支票的一部分用於購買水。“你買不到一口好井，”她說。
在路上，帕特·法內利每月花費 100 多美元的食品券來購買塑膠桶裝飲用水。隔壁，羅納德·卡特花了 7000 美元為家人安裝了兩個水處理系統，後來得知它們無法去除天然氣。
卡伯特公司已經開始自願向迪莫克至少五戶家庭供水，該公司發言人肯尼斯·科莫羅斯基說，這一舉動並不意味著該公司承認過錯。
其他人尚未獲得任何援助。
賓夕法尼亞州環境保護部區域油氣經理克雷格·洛賓斯說：“這不是人們應該忍受的事情。”“這很嚴重。”
洛賓斯將汙染的責任完全歸咎於卡伯特公司。
1 月份，環保部指責該公司汙染了一口水井。然後在 2 月下旬，它向卡伯特公司傳送了一份違規清單，稱這些違規導致其他地區的水井出現甲烷滲漏。調查人員認為，滲漏是由井套管的薄弱或水泥作業不當引起的，這與科羅拉多州和俄亥俄州的報道類似。好訊息是，他們沒有發現任何水力壓裂液洩漏到井水中的證據。
卡伯特公司發言人科莫羅斯基表示，現在斷定該公司對迪莫克的水井汙染負有責任還為時過早。
科莫羅斯基說：“環保部的信是草率的。”“卡伯特公司有可能負有責任。也有可能不是。”
卡伯特石油天然氣公司此後已將水泥泵入迪莫克井套管的整個長度——這是一種類似於其他州規定的保護措施——並認為該措施比州法規要求的範圍更廣，將解決問題。
然而，賓夕法尼亞州環保部認為沒有必要要求在該州所有水井中進行全長水泥澆築，因為迪莫克發生的事情是“異常現象”。
環保部的洛賓斯說：“去年我們批准了 8000 口井，這可能是唯一發生過的事件。”“你無法涵蓋你在那裡可能遇到的每一種可能的情況，因此當制定法規時，它會解決那些最能保護 99.9% 的井的法規。”
在卡特路山腳下，理查德·西摩經營著一家獲得認證的天然農場，該農場向全州運送農產品。他的井水呈紅色渾濁，並冒出大量氣泡，他擔心會失去農業認證。如果存在像水泥澆築這樣的技術可以保護他的水，那麼難道不應該在每種情況下都要求這樣做嗎，他問道？
西摩說：“我們對此感到非常孤獨，非常沮喪。”“我以為環保部、環保署、州政府——政府——會保護我們的土地。我們不知道作為土地所有者，責任在我們身上。”
亞伯拉罕·盧斯特加滕是ProPublica的調查記者，ProPublica 是一個獨立的非營利性新聞編輯室，製作符合公眾利益的新聞報道。