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在宾夕法尼亚州，天然气钻探正在蓬勃发展——这要归功于使用水和化学混合物压裂页岩，以及在任何方向钻探的能力。然而，尽管房主不断抱怨，关于水力压裂或压裂如何影响当地水井的研究尚未跟上步伐。现在，一项对 60 口此类水井进行采样的新的研究发现，在距离新天然气井一公里内的水井中存在天然气污染的证据。
“如果房主居住在活跃的天然气井附近，那么饮用水中的甲烷浓度要高得多，”杜克大学的环境科学家罗伯特·杰克逊解释说，他是5月9日在《美国国家科学院院刊》在线发表的研究的负责人。“我们想尽力将事实与情绪分开。”
研究人员在测试的 60 口水井中的 51 口中发现了甲烷——这并不罕见。在宾夕法尼亚州和纽约州的这个地区的大多数含水层中都存在少量来自深层和生物来源的甲烷。然而，通过测量甲烷污染中存在的放射性碳的比例，研究人员确定，在活跃天然气井附近的饮用水井中，甲烷是古老的，因此是来自马塞勒斯页岩的化石天然气，而不是新近产生的甲烷。这标志着首次将饮用水污染与压裂明确联系起来。
事实上，在距离活跃天然气井一公里内的饮用水井中，甲烷浓度比远处的饮用水井高出 17 倍。此外，这些水井中甲烷的平均浓度为每升 19 毫克，远高于美国内政部设定的每升 10 毫克建议值 (pdf)，以采取行动降低浓度。当浓度高于每升 28 毫克时，必须对这些水井进行适当的通风，以降低爆炸的风险。其中一个被测试的水井的甲烷浓度为每升 64 毫克。
“我看到一个房主点燃了他的自来水，”杰克逊指出。“最大的风险是可燃性和爆炸。”
迄今为止，关于长期接触甲烷和其他气态碳氢化合物的健康风险的研究很少。（研究人员还在一些饮用水井中发现了乙烷、丙烷和丁烷。）
与此同时，研究人员没有发现任何证据表明压裂液中的化学物质或深层水域中的天然污染物正在污染深层天然气井附近的相对较浅的水井。这表明，泄漏的水井可能是这种甲烷污染的来源，而不是来自深层的任何向上迁移。“与设想天然气或液体向上移动 5,000 英尺的大规模运动相比，更容易设想一个泄漏的天然气井套管，尤其是在高压下，”杰克逊指出。“我不知道这是否不可能，但我认为这不太可能。”
由于这些担忧，美国能源部召集了一个特别工作组，以提高天然气压裂的安全性以及环境影响，包括如何最好地处置大量废水，以及确保水井的适当密封，以防止此类地下水污染。
“美国丰富的天然气资源可以创造许多新的就业机会，并提供显著的环境效益，”能源部长史蒂文·朱在一份准备好的宣布该小组的声明中指出，“但我们需要确保我们安全地利用这些资源。” 事实上，该小组的任务是根据朱的备忘录 (pdf) 阐述其使命，提供“关于可以采取的措施的建议，以改善页岩气开采过程的安全性和环境绩效，以及采取其他措施以确保保护公众健康和安全”，该小组必须在其首次会议后 90 天内提供“为改善压裂的安全性和环境绩效而采取的即时步骤”。
压裂特别豁免于许多联邦法规，例如 1974 年的《安全饮用水法》。当地的监管要求可能无济于事：例如，尽管研究人员在距离活跃天然气井 1000 米的住宅中发现了甲烷污染，但宾夕法尼亚州环境保护部仅要求钻井公司对 305 米内的饮用水负责。“那是九倍的面积增加，”杰克逊指出。“谁来支付 [测试] 费用？是否应该要求天然气公司这样做？”
鉴于天然气本身是一种如果在钻探或管道作业期间泄漏（即所谓的逸散性排放）就会成为强效温室气体，天然气是否能带来环境效益（例如燃烧时减少二氧化碳排放）仍有待观察。“我们有兴趣获取钻井前后的样品，”杰克逊在谈到他未来的研究时说，尽管他受到了传票的威胁。“我们还想获取逸散性甲烷排放的数据。今年夏天，我们将尝试检测空气中的甲烷。”