地下水汙染可能終結水力壓裂繁榮

在賓夕法尼亞州,水力壓裂地點一英里範圍內的家庭水井被發現甲烷含量偏高

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在賓夕法尼亞州,您居住地離用於水力壓裂地下頁岩以獲取天然氣的油井越近,您的飲用水就越有可能受到甲烷汙染。這項結論發表在7月份的《美國國家科學院院刊》上,是確定賓夕法尼亞州大部分地區地下的馬塞勒斯頁岩中的水力壓裂是否應對該地區受汙染的飲用水負責的第一步。

杜克大學的化學工程師羅伯特·傑克遜在141個淺層住宅飲用水井中的115箇中發現了甲烷。距離水力壓裂井不到一英里的家庭中的甲烷濃度是距離較遠家庭中的六倍。甲烷中的同位素和乙烷痕跡表明,這種氣體不是由生活在地下水中的微生物產生的,而是由馬塞勒斯頁岩地下數千英尺深處的 heat and pressure 產生的,公司在那裡壓裂岩石以釋放氣體,氣體隨後會沿著井筒上升。

大多數地下水供應只有幾百英尺深,但如果水力壓裂井周圍的保護性金屬套管和混凝土出現洩漏,甲烷可能會洩漏到其中。然而,這項研究並未證明水力壓裂汙染了特定的飲用水井。“我沒有阻止水力壓裂的意圖,”傑克遜說。他指出,鑽井公司通常會正確地建造油井。但是,鑽井公司否認某些油井可能洩漏的可能性,這損害了他們自身的信譽。


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證明水力壓裂是否汙染了特定飲用水井的下一步將是弄清楚這些井中的甲烷是來自馬塞勒斯頁岩還是其他礦床。能源公司聲稱,氣體可以自然地從深層地層透過岩石裂縫上升,因此確定來源是有問題的。然而,一些科學家堅持認為,對氣體進行化學分析可以揭示它是緩慢地從數千英尺的岩石中冒出來,還是快速地從洩漏的井中冒出來。傑克遜現在正在以這種方式分析甲烷樣本。

將洩漏的水力壓裂井與受汙染的水井聯絡起來的另一種方法是證明它們之間的地球為氣體流動提供了通道。然而,首先必須確定洩漏的井。康奈爾大學的水力壓裂專家安東尼·英格拉菲亞正在梳理自2000年1月以來賓夕法尼亞州鑽探的41,311口油井中的大部分油井的檢查報告。到目前為止,他說,馬塞勒斯頁岩水力壓裂井的“較高百分比”似乎比鑽入其他地層的傳統石油和天然氣井更容易洩漏。敬請關注。

馬克·菲舍蒂擔任《大眾科學》高階編輯已有17年,報道了可持續發展問題,包括氣候、天氣、環境、能源、食物、水、生物多樣性、人口等等。他安排和編輯記者和科學家的專題文章、評論和新聞,並以這些形式撰寫文章。他編輯“歷史”欄目,該雜誌的部門回顧整個時代的科學進步。他是兩本衍生雜誌的創始執行編輯:《大眾科學·思維》和《大眾科學·地球3.0》。他2001年為該雜誌撰寫的自由撰稿文章《淹沒新奧爾良》預測了像卡特里娜颶風這樣的風暴將對該市造成的廣泛災難。他的影片《你死後你的身體會發生什麼?》在YouTube上的觀看次數超過1200萬次。菲舍蒂曾為《紐約時報》、《體育畫報》、《史密森尼雜誌》、《技術評論》、《快公司》等眾多媒體撰寫自由撰稿文章。他與全球資訊網的發明者蒂姆·伯納斯-李合著了《編織網路》一書,講述了全球資訊網是如何被創造出來的真實故事。他還與微生物學家埃莉諾·列維合著了《新殺手疾病》。菲舍蒂曾任《IEEE Spectrum Magazine》和《Family Business Magazine》的執行編輯。他擁有物理學學位,曾兩次擔任路易斯安那州百年學院的阿塔韋公民文化研究員,該學院授予他榮譽博士學位。2021年,他獲得了美國地球物理聯合會的羅伯特·C·考恩持續科學新聞成就獎,該獎項旨在表彰其在地球和空間科學方面的傑出報道職業生涯。他曾出現在NBC的《會見媒體》、CNN、歷史頻道、NPR新聞和許多新聞廣播電臺。在X(前身為Twitter)上關注菲舍蒂@markfischetti

更多作者:馬克·菲舍蒂
大眾科學雜誌 第309卷 第3期本文最初以“水力壓裂和受汙染的飲用水”為標題發表在《大眾科學》雜誌第309卷第3期(),第21頁
doi:10.1038/scientificamerican0913-21
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