作者：來自《自然》雜誌的傑夫·託萊夫森
去年 12 月，美國環境保護署 (EPA) 釋出了一份報告草案，指出使用水力壓裂（或稱“壓裂”）開採天然氣已導致懷俄明州帕維利昂附近的地下水汙染，這引發了一場軒然大波。業內官員長期以來一直否認水力壓裂會影響地下水，而帕維利昂已成為這一說法的首次引人注目的檢驗。9 月 26 日，美國地質調查局 (USGS) 釋出了資料，顯示該地區存在地下水汙染。儘管這些資料似乎支援了環保署的評估——本週環保組織釋出的獨立分析也支援了這一評估——但該調查並未試圖確定汙染源。《自然》雜誌研究了正在進行的辯論，以及它如何與美國各地水力壓裂造成的地下水汙染的更廣泛問題相關。
這項調查是如何開始的？
在當地土地所有者抱怨他們的水有氣味和味道後，環保署於 2009 年開始分析帕維利昂以外的地下水。該機構測試了淺層井中的水，這些井抽取了該地區 169 口產氣井上方的地下水；城鎮中的兩口市政井中的水；以及為了監測目的而鑽的幾口地表和深層井中的水。它在淺層和深層井中都發現了汙染證據，並將淺層汙染歸因於附近用於儲存鑽井廢物的 33 個左右的地表坑。然而，這些坑無法解釋深層地下水中的汙染。
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有什麼證據表明水力壓裂汙染了深層地下水？
在深層井中出現了一系列碳氫化合物，以及一些與水力壓裂液和鑽井活動相關的合成有機化學物質。環保署還發現了高 pH 值，這可以用氫氧化鉀來解釋，氫氧化鉀曾被用作該場所的溶劑。該機構還分析了汙染羽流的演變，以確定地下水似乎正在向上遷移，這表明汙染源來自天然氣生產區，而不是地表坑。
來自行業和懷俄明州政府的官員質疑了環保署的資料及其解釋，認為一些碳氫化合物可以透過天然氣田的自然遷移而出現。該州隨後要求美國地質調查局進行新的分析並將資料提供給該州。美國地質調查局上週提供了這些資料；它還將樣本傳送給環保署，環保署正在進行自己的分析。
最新的結果表明什麼？
美國地質調查局僅提供了原始資料，沒有解釋。環保署的一位女發言人表示，結果與該機構的調查結果一致，環保組織本週釋出的分析也證實了這一點。在北卡羅來納州達勒姆的杜克大學研究過其他地點可能汙染的科學家羅伯·傑克遜說，多條證據都“暗示”水力壓裂是汙染源。
這能解決爭論嗎？
不。總部位於加拿大卡爾加里的能源生產商 Encana 公司在帕維利昂附近擁有油井，該公司堅持認為，環保署的報告草案和美國地質調查局的結果都沒有提供任何證據表明鑽井作業是罪魁禍首。
這個案例是獨一無二的嗎？
在其他進行水力壓裂的地點也有地下水汙染的指控，但目前尚不清楚這個問題有多普遍。例如，在天然氣埋藏很深的地區，例如賓夕法尼亞州，其生產深度為 1,500 米或更深，這種情況不太可能發生。在帕維利昂，天然氣井的深度僅為 372 米，而抽取地下水的井的深度高達 244 米；這使得兩個區域之間的連通更加容易。
奧斯汀得克薩斯大學能源研究所 2 月份的一份報告發現，在得克薩斯州、賓夕法尼亞州或紐約州的油井附近，沒有發現水力壓裂造成的汙染證據，但該大學目前正在審查該報告，此前首席科學家查爾斯·格羅特被指控存在利益衝突（參見“不幸的疏忽”）。
傑克遜和他的同事在 2011 年《美國國家科學院院刊》上發表的研究記錄了在賓夕法尼亞州和紐約州水力壓裂作業附近的地下水中，甲烷和其他碳氫化合物濃度很高。但傑克遜說，汙染可能不是來自水力壓裂，而是來自油井本身，如果密封不當，油井可以充當不同地質構造之間的管道。
接下來會發生什麼？
環保署計劃完成對水樣的分析，然後在今年晚些時候將所有資料移交給獨立的同行評審。在週二的新聞釋出會上，懷俄明州州長馬特·米德表示，該州將分析美國地質調查局的資料，然後確定是否需要修改其關於水力壓裂作業的規則。
與此同時，環保署正在對與水力壓裂相關的環境和公共健康問題進行全國評估，並預計將在今年晚些時候釋出初步報告。