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德克薩斯州迪什鎮——一家衛星廣播公司幾年前購買了為這個城鎮更名的權利，以換取十年的免費電視，但主導這個約 200 名居民城鎮的是另一個產業：天然氣。五個設施坐落在德克薩斯州北部小鎮郊外，壓縮著新近從地表以下兩公里多深的巴奈特頁岩裂縫中湧出的天然氣，共同向空氣中排放著一系列有毒化學物質。
正是因為像迪什鎮（原名克拉克）以及從科羅拉多州到懷俄明州的類似地點，美國環境保護署 (EPA) 才啟動了一項針對被稱為水力壓裂或“壓裂”的實踐的新審查。從壓縮站排放已知的致癌物（如苯）到鑽井後井壁襯砌不良導致一些水龍頭真的噴出火焰，生產天然氣所需的整套活動引發了一系列潛在問題。環保署的研究可能會審查從場地選擇到壓裂中使用的液體的最終處置等所有環節。
觀看水力壓裂幻燈片
迪什鎮的情況並不樂觀。去年 8 月收集的遍佈全鎮的七個空氣汙染物樣本分析發現，苯的含量高達德克薩斯州環境質量委員會 (TCEQ) 允許水平的 55 倍。同樣，二甲苯和二硫化碳（神經毒物）以及萘（血液毒物）和吡啶（潛在致癌物）均超過法定限值，最高達安全水平的 384 倍。“他們試圖儘快將管道鋪設到地下，以至於他們沒有正確地鋪設，”迪什鎮鎮長卡爾文·蒂爾曼說。“然後你就沒有人監督，所以沒有人知道它是否正確地鋪設在地下……你只是在這裡看到了災難的機會。”
迪什鎮位於一個管道網路的中心，該網路現在已調整為利用沃斯堡地區天然氣鑽探的繁榮。巴奈特頁岩是一種地質構造，深達兩公里多，面積超過 13,000 平方公里，蘊藏著多達 7350 億立方米的天然氣——巴奈特頁岩能源教育委員會（一個行業組織）執行董事埃德·愛爾蘭表示，僅沃斯堡市就擁有數百口井。“這是城市鑽探，所以你真的有鑽井平臺位於住宅區或購物中心旁邊。”
儘管第一口井是在 1982 年鑽探的，但直到 2002 年，繁榮才真正開始。現在巴奈特頁岩區有超過 14,000 口井，這歸功於能夠水平鑽探和壓裂——將高壓水泵入地下深處，以真正地裂開岩石並釋放天然氣。
“他們將水和沙子的混合物泵入——其中半個百分點是一些化學物質，如潤滑劑，”愛爾蘭解釋說。“他們以非常高的壓力將其泵入地層。就像擋風玻璃一樣將其裂開。裂縫向兩側延伸數百英尺，形成了天然氣遷移到井筒併到達地面的通道。”
所有這些天然氣可能對美國爭取能源獨立大有裨益。此外，燃燒天然氣發電產生的溫室氣體二氧化碳比燃燒煤炭少約 40%。因此，問題是：提取天然氣能否安全地進行？
水汙染
正如愛爾蘭指出的那樣：“從未有過記錄在案的水源汙染案例。” 這在技術上是正確的，但賓夕法尼亞州迪莫克的居民可能不同意。該鎮位於馬塞勒斯頁岩之上——一個巨大的富含天然氣的岩層，從田納西州延伸到紐約州——德克薩斯州正在進行的開採工作剛剛在那裡開始。在迪莫克，井壁襯砌不良的井洩漏汙染了飲用水井——甚至有一口井發生了爆炸。
這一切都歸結為壓裂涉及大量的水。首先，壓裂一口井至少需要 1150 萬升水。還有鹽水和其他可能隨天然氣一起湧到地面的液體。還有如何處理最終所有廢液的問題。
在迪莫克的案例中，總部位於休斯頓的卡伯特石油天然氣公司根據賓夕法尼亞州環境保護部的說法，洩漏了壓裂液、柴油和其他液體。在該州的其他地方，在莫農加希拉河中檢測到了壓裂液汙染，該河流是飲用水的來源。在更常見的做法中，公司將用過的壓裂液傾倒回地表以下，通常將其注入頁岩下方的其他地層。例如，在巴奈特頁岩的案例中，處置井將水送到更深的艾倫堡地層。
但還有一個問題，即壓裂液中究竟有什麼。環保署在懷俄明州的測試中發現飲用水井中存在疑似壓裂液化學物質，紐約州環境保護部的一項研究確定了該過程中使用的 260 種化學物質——該州正在決定是否允許在構成紐約市飲用水源流域的土地上進行此類鑽探時進行了審查。陶氏化學指出，它銷售殺菌劑——抗菌毒物——以新增到混合物中。但公司熱衷於保守其各自“特殊配方”的確切成分的秘密。這是公司區分自身的方式之一。
空氣汙染
在法律要求的地方，天然氣公司還透過如何過濾空氣汙染物來區分自身。“他們可以安裝[蒸氣回收裝置]，以消除現場 95% 的排放，”蒂爾曼說。“在強制要求的州，他們這樣做，並且他們願意這樣做——他們會做演示，展示他們將如何遵守以及他們的蒸氣回收裝置如何比下一個人的蒸氣回收裝置更好。”
這顯然沒有在迪什鎮發生，而這種疏忽大意的很大一部分原因是缺乏適當的監督。例如，在收到投訴後，TCEQ 派出一輛裝有氣體檢測裝置的 SUV 在迪什鎮周圍行駛了幾個小時。儘管氣味投訴很普遍，但委員會發現“沒有人類鼻子可以檢測到的洩漏”，蒂爾曼說。“所以很明顯他們想欺騙我們，他們把我們當成了十足的白痴。”
因此，迪什鎮進行了自己的空氣質量測試——花費了該鎮 70,000 美元年度預算的 15%——結果顯示了有毒空氣汙染的混合物。隨後，該鎮請願並贏得了在整個德克薩斯州安裝七個永久性空氣監測器之一的權利。“這不僅僅是制定法規，”蒂爾曼指出。“必須有人出去確保他們遵守法規。當他們不遵守法規時，懲罰需要迅速而嚴厲。”
這個問題不僅限於 TCEQ 或德克薩斯州鐵路委員會，由於歷史的巧合，該委員會負責監管孤星州的石油和天然氣行業。《安全飲用水法》等國家法律已被專門修訂，將水力壓裂排除在聯邦監管之外。然而，紐約市對壓裂的分析發現，雖然單口壓裂天然氣井可能不會造成危害，但開發頁岩氣所需的數百口井“給供水帶來了更高的風險”。此外，儘管壓裂發生在淡水含水層深處，但天然裂縫“充當了促進汙染物、甲烷或加壓流體遷移的管道”。
空氣中也存在這個問題。德克薩斯州衛生與人類服務委員會目前正在對迪什鎮約 30 名居民進行測試，以瞭解這種空氣汙染暴露可能對人類健康產生的影響。TCEQ 還在附近的迪凱特等城鎮以及個別住宅中發現了高空氣汙染水平。
氣候救星？
儘管如此，環保署2004 年的一項研究發現水力壓裂無害，石油行業自 20 世紀 40 年代以來一直在使用大致類似的提取方法。如果頁岩氣能夠安全提取，那麼它可能在很大程度上減少美國溫室氣體排放，正如華盛頓特區世界資源研究所的克里斯托弗·弗拉文等環保主義者在去年 12 月的聯合國哥本哈根氣候大會上承認的那樣。“與煤炭相比，天然氣可以將溫室氣體排放量減少 50% 到 70%，”他說。“它是風能和太陽能發電機的良好補充，而風能和太陽能發電機將成為低碳電力系統的支柱。”
根據美國能源部 (DoE) 的資料，美國每年生產近 6000 億立方米的天然氣，估計已探明天然氣儲量至少為 6.7 萬億立方米。僅馬塞勒斯頁岩就可能擁有至少 10 萬億立方米。
許多公司已遷入以開發這種資源，據愛爾蘭稱，僅巴奈特頁岩區就有“數百家”獨立石油公司在運營。“獨立石油公司是小公司，它們的運營成本較低，並且能夠承擔一些風險，”他說。“這就是該行業的歷史，我認為這種情況將繼續下去。” 但主要公司也對此產生了興趣；埃克森美孚希望在獲得監管部門批准後收購天然氣生產商 XTO 能源公司。
這是因為天然氣正日益成為發電的首選燃料；能源部預計到 2035 年，美國 21% 的電力將來自天然氣，到 2034 年，發電廠建設商和諮詢公司 Black & Veatch 預計幾乎美國一半的電力將來自燃燒天然氣。“我不認為頁岩氣存在難以克服且修復成本高昂的環境問題，”Black & Veatch 電力市場分析主管馬克·格里菲斯說。
這種氣態化石燃料用途廣泛，從家庭供暖到製造塑膠和化肥。“我們發現了所有這些天然氣是件好事，因為我們將需要它來發電，”愛爾蘭說。“從現在起二十年後，我們仍然需要我們能獲得的所有天然氣。”
有些人，如德克薩斯州石油和天然氣百萬富翁 T. 布恩·皮肯斯，甚至建議利用這種新的過剩天然氣來幫助美國擺脫對外國石油的依賴，將其轉化為汽車燃料。當然，壓縮天然氣已經是許多大都市區公交車隊的首選燃料。
然而，最終，頁岩氣開採——以及隨之而來的水力壓裂——必須以正確的方式進行。“如果出現一些毒害人口的事情，那將是非常糟糕的，”愛爾蘭指出。
環保署預計將在 2012 年完成其對該實踐的最新研究。“六個月前，沒有人知道這樣的設施會噴出苯，”蒂爾曼指出。“有人可能會來到這裡，看著我們說，‘你知道嗎？他們犧牲了你們。你們為了頁岩的利益而被犧牲了。’”
編者注：戴維·別洛是即將到來的 PBS 系列節目《電力的未來》的主持人。該系列節目將探討我們使用和生產電力方式的即將到來的轉變，以及它對環境、國家安全和經濟的影響。他為本文進行的採訪是結合他在該系列節目中的工作進行的。