一項新的研究表明，兩種以前從未被認為是石油和天然氣工業汙染物的危險化學物質——銨和碘化物——正從馬塞勒斯頁岩蓬勃發展的能源作業中釋放和洩漏到賓夕法尼亞州和西弗吉尼亞州的水道中。
杜克大學的科學家在今天發表在《環境科學與技術》雜誌上的一項研究中表示，這些有毒物質可能對魚類、生態系統以及潛在的人類健康產生破壞性影響，它們在水力壓裂和常規鑽井作業中，與天然氣和石油一起從地質構造中提取出來。
研究人員說，這些化學物質隨後透過意外事故和從未設計用於處理這些汙染物的處理廠的蓄意排放，進入了溪流和河流。
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這些發現對於是否需要更嚴格的法規來遏制水力壓裂和其他石油和天然氣工業作業造成的水汙染具有重大意義。多年來，該行業一直面臨關於不安全的油井設計導致甲烷滲入飲用水，以及新增到壓裂水中的潤滑劑和其他化學物質的問題。杜克大學的研究人員已經對這些問題進行了一些研究。
現在，在擔憂清單中新增銨和碘化物——兩種天然存在的危險化學物質，它們在石油和天然氣廢水中基本上不受監管。
“我們正在將這種廢水排放到環境中，這正在造成直接汙染和人類健康風險，”該研究的合著者、杜克大學尼古拉斯環境學院水質和地球化學教授阿夫納·文戈什說。“應該對其進行監管，應該制止它。這甚至不是科學；這是常識。”
行業訊息來源沒有立即回應有關這項新研究的訊息。
當溶解在水中時，銨會變成氨，對水生生物劇毒。杜克大學團隊發現，能源工業廢水排放到溪流和河流中的銨含量比美國環境保護署的水質閾值高出 50 倍。根據國會在 2005 年能源法中建立的一個漏洞，水力壓裂廢水不受美國安全飲用水法案的監管。
與此同時，杜克大學的科學家發現，來自能源作業的碘化物汙染——雖然本身無毒——但在與用於處理大多數飲用水系統的氯接觸時，會促進消毒副產物的產生。之前的研究表明，這種消毒副產物具有毒性和致癌性，但只有少數受到監管。
研究人員在論文中表示：“據我們所知，碘化物和銨在美國的任何 [石油和天然氣] 作業中均未受到監管或監測。”
匹茲堡卡內基梅隆大學綠色科學研究所所長特倫斯·柯林斯沒有參與這項研究，但他表示，碘化物汙染的發現尤其令人擔憂，特別是如果從下游提取溪流或河水作為飲用水的話。
他在一封電子郵件中說：“廣泛使用的殺死病原體的化學處理方法可能會導致碘化物摻入飲用水中的有機物中，我擔心這可能會導致癌症發病率增加。”
美國石油和天然氣生產的近期繁榮伴隨著廢水產量的激增。壓裂井每口井產生約 100 萬至 200 萬加侖的廢水。對於常規井，水量較少，但銨和碘化物汙染的風險相同。“方法並不重要，”文戈什說。
該研究的主要作者、杜克大學博士生詹妮弗·哈克尼斯說：“壓裂液與常規石油和天然氣廢物沒有太大區別。”
研究人員收集並分析了來自紐約州和賓夕法尼亞州常規石油和天然氣井產生的 44 個廢水樣本，以及來自賓夕法尼亞州和阿肯色州頁岩氣井的 31 個“迴流液”樣本——迴流到地面的高鹽度和汙染的液體。他們還收集並分析了直接排放到賓夕法尼亞州三個處置點和西弗吉尼亞州一個洩漏點的溪流、河流和地表水中的石油和天然氣汙水。
在德克薩斯州和俄克拉荷馬州等具有長期常規鑽井歷史的州，石油和天然氣廢水透過注入地下深井進行處理。但在水力壓裂活動中心賓夕法尼亞州，此類場所很少。一些石油和天然氣廢水在商業運營的工業鹽水處理廠處理後排放到水道中，這些處理廠並非旨在去除銨或碘化物。
還發生過廢水洩漏事件，包括非法處置造成的滲漏、地表蓄水池的洩漏和卡車油罐車事故。一些州甚至故意將含鹽的石油和天然氣廢水灑在道路上以抑制灰塵或用於除冰。
目前，美國石油和天然氣工業產生的廢水估計量每年超過 8370 億加侖（31.8 億立方米）。相比之下，這幾乎是美國每年消耗的所有石油和汽油量（2910 億加侖）的三倍。
研究人員表示，他們的研究為需要政府採取行動提供了越來越多的證據。“美國當前 [石油和天然氣廢水] 處置實踐對環境和生態系統產生了重大影響，”他們寫道，“需要採取監管行動來解決這些擔憂。”
瑪麗安·拉維爾是《每日氣候》的特約撰稿人。在 Twitter 上關注她 @mlavelles。《每日氣候》是一個報道能源、環境和氣候變化的非營利新聞網站。