油砂開採提高區域水域致癌化合物水平

從致癌物到酸雨,油砂開發正在提高北部地區的工業汙染水平


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麥克默裡堡—空氣監測裝置散佈在艾伯塔省北部。從奇普維揚堡向南到埃德蒙頓,有17個站點在測量空氣質量,但這裡的監測站位於阿薩巴斯卡河的對岸,與連線礦業小鎮和北部油礦的高速公路隔河相望,並且就在新建的價值數百萬美元的娛樂中心的路旁。諸如電子鼻或測量10公里高空大氣臭氧的雷射機器人(稱為太陽光度計)等機器,不斷監測空氣中汙染物的濃度。有關形成酸雨的二氧化硫和氮氧化物水平的資料會傳輸到一個每五分鐘更新一次的網站。監管所有這些技術的是凱莉·巴拉加爾,一位擁有二十多年經驗的空氣監測專家,她曾在中東沙漠和印度尼西亞叢林工作過,之後才來到這裡,這個寒冷的北方森林正在迅速轉變為油砂開採的工作區

“我在這裡帶家人沒有任何問題,我在這裡和其他地方一樣快樂,”伍德布法羅環境協會(WBEA)的巴拉加爾說道。該組織由石油和天然氣行業資助,以監測其在艾伯塔省油砂的運營造成的空氣汙染。“我沒有看到任何區別。”

這證明了該行業為淨化空氣汙染所做的努力,或者正如油砂生產商森科公司的政府關係經理斯科特·溫格所說的那樣,從他公司的煙囪中滾滾而出的蒸汽和其他少量氣體,加入了雲層:“我們對其進行了非常好的淨化。”

這也說明了不良空氣的普遍性,不良空氣有多種原因,從森林火災到像森科公司這樣的油砂小型煉油廠的排氣,這在可以追溯到1997年伍德布法羅成立之初的空氣罐和地衣、苔蘚袋中都有記錄。害羞、謙虛的巴拉加爾,留著山羊鬍,頭髮花白,他看到來自美國北部甚至中國的硫汙染飄移到他偏遠的空氣監測站。

但上升的東西最終一定會下降——煉油廠煙囪排放的汙染物、世界上最大的卡車的排氣管以及其他油砂工業裝置排放的汙染物正在水中積累。

水中的汙染
阿薩巴斯卡河在向北流淌的過程中,在艾伯塔省的景觀中雕刻出了懸崖。但是,這些人造沙堤的規模超過了這些天然的懸崖,這些沙堤被用來阻擋許多湖泊量的尾礦,這些尾礦是油砂開採和處理後剩餘的充滿泥漿的水。這種泥漿含有有毒的碳氫化合物殘留物,洩漏一直是人們擔心的問題。

“如果洩漏到河裡,將是一場災難,存在這樣的風險,”阿爾伯塔大學油砂創新中心的科學主任、化學工程師穆雷·格雷指出。但是,“任何尾礦的釋放對世界任何地方的流域來說都是災難性的。”

區別可能在於規模。這種廢棄湖泊現在覆蓋了176平方公里,容納了超過8.3億立方米的殘留物,而且每天還產生約2.5億升的泥漿。沿著人造懸崖鑽了許多井,以檢測持續的滲漏,如果檢測到滲漏,則會抽出受汙染的水。“少量水會透過,”艾伯塔省環境和可持續資源發展(ESRD)機構的北部地區主管蘭德爾·巴雷特承認,儘管速度非常慢,他補充道。

鑑於河流也會自然侵蝕這些油砂礦床並帶走瀝青,因此很難確定河水中的碳氫化合物是來自自然洪水還是人為的採礦活動,儘管有大量關於下游社群(如奇普維揚堡)魚類畸形和罕見癌症的傳聞。畢竟,根據一項科學估計,阿薩巴斯卡河大約每四年在其超過1200公里長的旅程中沉積相當於一次埃克森·瓦爾迪茲號的石油。但這只是當科學家試圖測量河水中已經存在的汙染時。

透過測量雪中的有毒重金屬汙染,科學家們認為汙染超過了背景水平的120倍,並且可以在距工業場所85公里的地方檢測到。“很難確定指紋,因為空氣汙染會上升,以雪的形式落下,雪融化,最終進入河流,然後被檢測到——而且很難確定這是來自油砂還是中國,”ESRD水政策部門主任安迪·裡奇辯稱。“目標是緩和開發的影響,但它會產生影響。”

但是,透過對這裡北部自然隔離的小型淺湖的沉積物進行巖芯取樣,一個由加拿大科學家組成的團隊(包括加拿大環境部的政府科學家)表明,從1967年第一個油砂礦開採到2010年,碳氫化合物汙染有所增加。最大的汙染是在油砂開採作業的直接下風處的那些坑窪湖中發現的。換句話說,油砂的影響與其說是順著河流向下流動,不如說是從天空中落入河流和其他當地水域。

正如安大略省女王大學的生物學家彼得·霍德森在1月7日線上發表在美國國家科學院院刊上的論文評論中所說的那樣:“(阿薩巴斯卡河)流域中的[碳氫化合物汙染]完全是由瀝青的自然侵蝕造成的說法不再站得住腳。”

實際影響
在五個坑窪湖的沉積物巖芯中發現的水平在某些情況下超過了加拿大保護水生生物的水質標準,並且至少是油砂開發開始前的兩倍。而且,油砂的沉積物已被證明對艾伯塔省北部的一些本地魚類有毒。問題在於所謂的多環芳烴,如蒽和萘等,其中許多已知會導致動物和人類患癌症和其他健康問題。

但是,儘管汙染有所增加,但藻類生產力和以這些藻類為食的微小水生動物都蓬勃發展。研究人員認為,這可能是因為氣溫升高幫助藻類生長得更加旺盛,而且食物的增加超過了油砂汙染帶來的任何負面影響。

“雖然目前的濃度已知無毒,但透過將增加的速度與油砂生產的速度聯絡起來,人們擔心油砂擴張的預計增加將導致有毒汙染物在10年左右出現在湖泊沉積物中,”阿爾伯塔大學的生物學家大衛·辛德勒說道,他沒有參與這項研究,但也研究油砂汙染。

此外,該論文指出,即使是那些如此靠近油砂作業的湖泊,其有毒汙染物的水平也遠低於城市環境中的湖泊,城市環境會遭受當地高水平的煤炭、天然氣、汽油和柴油燃燒的汙染。即使是地球上最大的工業運營之一,也比日常燃燒化石燃料來為現代社會供能相形見絀。

空氣汙染
巴拉加爾不會在每個站點監測落入天空並進入這些湖泊的空氣汙染,並且只報告“總碳氫化合物”,而不是特定的目標汙染物。伍德布法羅最關注的是有法律限制的汙染型別,例如二氧化硫。區域水生監測計劃也存在同樣的問題,這是石油和天然氣行業在與 WBEA 同時建立的監測水汙染的計劃。“我們已經進行了 40 多年,但我們尚未找到一個可信的監測系統,”總部位於加拿大的環境組織彭比納研究所的詹妮弗·格蘭特指出。例如,一個目前正在考慮的專案——殼牌的傑克派恩油砂礦擴建——根據殼牌自己的分析,其氮氧化物空氣汙染水平將比艾伯塔省的監管標準高出三倍。

無論空氣和水汙染如何進入艾伯塔省北部及其他地區,如何處理所有那些尾礦湖仍然是一個大問題,這些尾礦湖需要數十年甚至更長的時間才能沉澱到足以進行清理的程度。新技術可能有助於加速這一過程,例如使用塑膠或煤灰來幫助固化泥漿,甚至使用離心機來擰出水。但是,即使在這樣的復墾之後,汙染仍然是一個問題。被稱為森科1號池塘的復墾尾礦池上的降雨是否會浸出埋藏的汙染物,仍有待觀察。

還有那條高速公路,由於太過繁忙,一直處於施工狀態。這個大約有 6 萬人口的城鎮的交通狀況,就像曼哈頓的橫向交通一樣,走走停停。為了更好地瞭解環境空氣質量,而不被所有怠速行駛的汽車和卡車的排放物淹沒,巴拉加鎮內的監測儀不得不從高速公路旁移開。

目前,油砂社群的空氣質量被認為是“低健康風險”,比埃德蒙頓和卡爾加里等大城市風險更低。雖然導致酸雨的排放仍然很高,有害氣味也很普遍,但目前的空氣監測表明,油砂開發對空氣質量的影響並不算太大。而且,沒有跡象表明水中的汙染已經達到可能直接危害下游居民的水平,至少目前還沒有。這種情況可能很快會改變,加拿大皇家學會(Royal Society of Canada)等機構認為需要加強監測

阿爾伯塔省 ESRD 的助理副部長貝芙·伊(Bev Yee)承認:“這裡的環境變得更加繁忙了”。“阿爾伯塔省的監測工作非常受關注,每個人都在意阿爾伯塔省的監測方式”——這含蓄地承認了在這裡採取的行動具有本地、國家甚至國際的影響。

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