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去年夏天，鋼鐵廠和發電廠的工人最先注意到莫農加希拉河有些奇怪。 美國鋼鐵公司和 阿勒格尼能源公司用來為其工廠供電的水中含有大量含鹽沉澱物，正在腐蝕他們的機器。附近的居民也發現了一些奇怪的事情。洗碗機發生故障，盤子上出現了一些難以沖洗掉的斑點。
賓夕法尼亞州環境保護部很快確定了可能的原因，並提出了快速解決方案。莫農加希拉河是35萬人的飲用水源，顯然受到了該州日益增長的天然氣行業的化學汙染廢水的汙染。因此，環保部減少了排放到河流中的鑽井廢水量，並打開了上游的水壩以稀釋汙染物。
但發生在莫農加希拉河上的事件引發的問題並沒有消失。
8月份，河流中的汙染水平再次飆升，環保部仍然不知道確切原因。本月，環保部開始調查鑽井廢水是否導致了鄧卡德河33英里河段上1萬條魚的死亡，這條河蜿蜒流經西弗吉尼亞州並流入莫農加希拉河。賓夕法尼亞州也發生了一系列其他與天然氣鑽探相關的水汙染問題，包括影響至少七個縣飲用水的甲烷洩漏。
2011年：每天1900萬加侖
賓夕法尼亞州處於美國天然氣鑽探熱潮的前沿，僅去年一年就至少在這裡鑽探了4000口新的石油和天然氣井，比除德克薩斯州以外的任何其他州都多。這種快速擴張迫使州監管機構正視一個在全國天然氣鑽探加速時被忽視的問題：該行業將如何處理其產生的巨量廢水？
據環保部使用的行業估計，賓夕法尼亞州的石油和天然氣井每天排放約900萬加侖的廢水。預計到2011年，這個數字將上升到至少1900萬加侖，足以每天填滿近29個奧運會規模的游泳池。環保部官員表示，這比該州所有水道加起來所能安全吸收的還要多。
環保部水專案負責人達納·昂克斯特說：“我不知道甚至我們（水）專案的人是否知道會使用如此大量的水。”
大部分廢水是稱為水力壓裂或壓裂的鑽探過程的副產品，該過程將每口井至少100萬加侖的水泵入地下深處，以打破岩石層並釋放天然氣。當水被抽回時，它含有鑽探過程中挖掘出的天然毒素，包括鎘和苯，這兩種物質都具有致癌風險。它還可能含有少量為增強鑽探效果而新增的化學物質。
但環保部官員表示，廢水中最令人擔憂的汙染物之一是一種稱為總溶解固體（TDS）的粗糙物質，它是深埋在地下的鹽和其他礦物質的混合物。鑽井廢水中的TDS含量如此之高，以至於其鹽度可能是海水的五倍。
大量的TDS會堵塞機器並影響飲用水的顏色、味道和氣味——這正是莫農加希拉河沿岸報告的問題。雖然TDS不被認為對人體特別有害，但它會損害淡水溪流，這正是本月鄧卡德河中TDS水平飆升時發生的情況。西弗吉尼亞州環保部正在調查該溪流附近煤礦中含有TDS的廢水是否是罪魁禍首。它還在調查有關天然氣井的廢水可能被非法傾倒到溪流中的報告。
天然氣鑽探公司目前在賓夕法尼亞州的市政汙水處理廠處理其廢水，然後將其排放到河流和小溪中。美國環境保護署警告不要採用這種處理方式，因為這些工廠沒有配備去除TDS或水中可能含有的任何化學物質的裝置。更令人擔憂的是，TDS會擾亂這些工廠對普通汙水（包括人類排洩物）的處理。
缺乏容量
當美國鋼鐵公司和阿勒格尼能源公司在2008年抱怨莫農加希拉河的水時，環保部發現TDS含量幾乎是該機構認為安全水平的兩倍。環保部官員將部分問題歸咎於去年夏天河流的低流量，以及數十年來一直向河流洩漏TDS的廢棄礦井。然而，顯然打破平衡的是九個汙水處理廠排放到河流中的鑽井廢水。
賓夕法尼亞石油和天然氣協會（一個行業貿易團體）主席史蒂夫·羅茲認為，大部分TDS來自廢棄的礦井，而不是鑽井廢水。為另一個貿易團體準備的一項研究得出了相同的結論。
羅茲還表示，賓夕法尼亞州的水道“遠未”達到處理TDS的能力，環保部對該行業產生多少廢水的估計“完全被誇大了”。
環保部部長約翰·漢格有信心他的機構可以控制廢水問題。4月份，鑽探公司開始臨時將廢水運到其他州或賓夕法尼亞州其他地區的汙水處理廠：這樣做的目的是透過將其分散到更多的河流中來稀釋廢水。漢格表示，更永久的解決方案將於2011年1月1日開始實施，屆時他已承諾將出臺新的法規，要求廢水由能夠去除TDS的工廠進行處理。
但是，ProPublica對公共記錄的審查、對汙水處理廠的訪問以及對州官員的廣泛採訪揭示了環保部計劃中的缺陷。
目前，賓夕法尼亞州沒有一家工廠擁有去除TDS的技術，而且到2011年不太可能建成能夠做到這一點的工廠。在許可過程中進展最快的公司表示，其工廠至少要到2013年才能準備就緒。而且在其高峰期，該工廠每天只能處理40萬加侖的廢水。環保部將需要50家這樣規模的工廠來處理預計到2011年的所有廢水。
與此同時，環保部允許市政汙水處理廠繼續接收鑽井廢水，儘管它們都不能去除TDS。“這些市政工廠不是為了處理這些而設計的——環保部正在招致法律問題以及環境問題，”總部位於科羅拉多州的非營利組織“石油和天然氣問責專案”的高階律師布魯斯·貝澤爾表示，該組織專注於天然氣鑽探的環境影響。
隨著環保部的責任持續增加，其運營預算可能會被削減：州立法機構最新的賓夕法尼亞州2010年預算草案要求削減環保部25%的資金。
措手不及
漢格表示，賓夕法尼亞州在石油鑽探方面的豐富經驗——美國的第一口油井於1859年在這裡鑽探——使其能夠迅速處理天然氣鑽探問題。
但是ProPublica發現，當在馬塞勒斯頁岩（一個深埋的岩石層，一些分析師認為它蘊藏的天然氣足以滿足美國20多年的天然氣需求）開始鑽探時，環保部對該行業將產生的廢水量措手不及。
當2008年能源價格飆升時，鑽探公司蜂擁至賓夕法尼亞州，帶來了急需的收入和就業機會。賓夕法尼亞州立大學最近的一項研究稱讚了鑽探去年帶來的好處：29000個工作崗位和2.4億美元的州和地方稅收。
甚至該行業的廢水也承諾帶來利潤。
克萊頓汙水處理廠的財務主管弗朗西斯·蓋萊特科這樣描述他得知鑽探公司將為每加侖廢水支付五美分在他工廠處理時，他的第一個想法是：“太棒了！”這個20世紀60年代的工廠急需現代化改造，以至於工人們仍然使用鏟子從其捕集器和過濾器中清除固體廢物。該州的許多工廠都同樣過時：州長埃德·倫德爾委託編寫的最近一份報告得出結論，賓夕法尼亞州需要在未來20年內花費1000億美元來維護其老化的汙水處理廠和管道。
工廠運營商表示，環保部最初沒有為他們提供太多關於處理水的指導，環保部並不否認這一抱怨。
查勒羅伊汙水處理廠的經理埃德·戈蘭卡說，當他向環保部諮詢時，沒有人告訴他州和聯邦法律要求他的工廠在接受工業廢水之前必須修改其許可證。他說，該修正案將需要查勒羅伊負擔不起的昂貴修改。
“當時這對我們所有人來說都是一個新課題，”戈蘭卡說。“在去年夏天出現TDS問題之前，[與環保部]的對話有限。”
環保部水標準主管昂克斯特說，他直到2008年春天才知道莫農加希拉河沿岸的工廠正在接收這些水，當時人們抱怨汙水處理廠停著長長的卡車隊伍。但該機構人手嚴重不足，沒有立即對這些投訴做出回應。昂克斯特說，許多環保部監管人員已經為了報酬更高的工作而去了鑽探公司。
他說：“隨著行業的興起，我們正在衰落。為了真正抓住這些人，我們幾乎必須在這些卡車停下來那天恰巧有一名檢查員在那裡，因為我們有太多的設施而工作人員太少。”
環保部應該每年檢查一次這些工廠，但ProPublica發現，大多數檢查都是由汙染違規或裝置故障引發的。
對賓夕法尼亞州環境保護部（DEP）匹茲堡辦公室的檢查記錄進行審查後發現，在阿勒格尼能源公司（Allegheny Energy）和美國鋼鐵公司（U.S. Steel）投訴的前一年，莫農加希拉河沿岸的九家工廠中只有三家接受了檢查。一家工廠已經五年沒有接受檢查了。DEP官員警告說，這些記錄可能不完整，因為檢查報告不是以電子方式存檔的，而且在ProPublica三月份到訪的兩天裡，檔案中的頁面可能一直放在員工的辦公桌上。
在鑽井地點，檢查的頻率更低。根據2008年10月DEP官員會議的記錄，該機構的檢查員太少，以至於他們每10年才對天然氣井進行一次檢查。
在聽到卡車的事後，Aunkst給該州所有汙水處理廠寫了一封信，提醒他們沒有特殊許可證不得接收廢水。
但在他發出信件之前，莫農加希拉河的TDS（總溶解固體）水平急劇上升，導致美國鋼鐵公司和阿勒格尼能源公司投訴。這一連串事件讓Aunkst想起了另外兩起奇怪的事件：兩條小溪被抽幹了，而DEP檢查員懷疑是鑽井公司抽取了這些水來壓裂附近的井。
Aunkst說：“坦率地說，我們當時正努力整理思路，想辦法解決這些取水問題以及處置問題。”
DEP採取了兩項措施來迅速降低莫農加希拉河的TDS水平。它解鎖了[18]個上游的水壩，以沖刷掉一些TDS。它還命令附近的汙水處理廠將它們接收的鑽井廢水減少到每天流經其工廠的總水量的1%。
這一削減震驚了業界。將水運到遙遠的地方比在當地處理要貴得多，一些鑽井公司威脅說，如果他們無法在賓夕法尼亞州處置廢水，就將把鑽井裝置轉移到其他州。
賓夕法尼亞州獨立石油和天然氣協會執行董事盧·達米科告訴當地一家報紙說：“這基本上讓我們停產了。我們不能產生無法處置的液體。”
DEP釋出了一份新聞稿，向公眾保證TDS“不被認為對人類健康構成重大風險……但在這種情況下，如果消費者有顧慮，DEP建議消費者在超標現象消除之前使用瓶裝水飲用和準備食物。”
一些汙水處理廠的運營商非常震驚，以至於他們完全停止接收任何廢水。
但到一月份，喧囂已經平息。莫農加希拉河的TDS水平恢復正常，汙水處理廠的運營商開始再次接收廢水，儘管數量較少。
位於匹茲堡以南14英里的麥基斯波特汙水處理廠的總工程師喬·羅斯說：“我們不想成為阻止該地區經濟增長的人，而且我們認為我們正在幫助國家實現能源獨立。”
設定目標
聯邦指南明確建議不要像賓夕法尼亞州現在這樣將鑽井廢水送到普通的汙水處理廠，因為這可能會損壞工廠並汙染飲用水供應。但是，美國環保署（EPA）批准了賓夕法尼亞州的計劃，因為DEP承諾在2011年之前制定更積極的法規。
美國環保署中大西洋地區水汙染執法負責人喬恩·卡帕卡薩說：“每次你設定一個積極的目標，通常都會有一個過渡期來實現它。”
為了在此之前保持水質安全，DEP承諾在莫農加希拉河沿岸增加更多的TDS監測器，儘管這些監測器尚未安裝。並且在DEP允許汙水處理廠接收鑽井廢水之前，該機構將評估水將要排放的河流中當前的TDS水平，以確保它可以承受額外的負荷。
DEP還承諾在2011年之前收緊TDS排放標準，以便所有鑽井廢水都將在能夠去除TDS的工廠中進行處理。該機構簡化了希望建造新工廠的公司的許可流程。但是，當ProPublica採訪了已提出的17家工廠中的8家發言人時，所有人都表示不可能在2011年截止日期前開始運營。
在流程中進展最快的拉爾森設計集團的發言人預計，在獲得許可證後，它至少需要40個月才能建造工廠並開始運營。
暫時平靜
今年賓夕法尼亞州的鑽探速度放緩了，因為天然氣價格已跌至去年夏天繁榮高峰時的約三分之一。但是這種平靜幾乎肯定是暫時的。DEP預計將在2009年為馬塞勒斯頁岩頒發大約700個井的許可證，高於2008年的450個。
為能源公司和政府提供財務和政治諮詢服務的PFC能源的高階財務顧問勞爾·勒布朗說：“公司現在願意獲得這些許可證，因為他們知道競爭將會加劇。當價格上漲時，他們將希望成為第一個鑽更多井的公司。”
國會也在為擴張做準備。一群民主黨立法者提出了一項法案，該法案將允許聯邦政府根據《安全飲用水法》監管水力壓裂鑽井過程。該法案立即引起了石油和天然氣行業的強烈反對，他們表示，像DEP這樣的州機構在監管鑽探方面做得很好。
但是，即使該法案獲得透過，它也不會直接解決賓夕法尼亞州最緊迫的與鑽探相關的問題：保護該州的水源免受即將到來的廢水衝擊。
華金·薩皮恩是ProPublica的調查記者，ProPublica是一家獨立的非營利性新聞機構，致力於為公共利益製作新聞報道。