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宾夕法尼亚州迪莫克——诺玛·菲奥伦蒂诺的饮用水井就像一颗定时炸弹。在工人在附近钻探天然气矿藏的几周里，逸散的甲烷渗入岩石中的微小裂缝中，向上泄漏到含水层中，并悄无声息地进入她的水井。然后，根据该州的工作理论，她井房中的一台水泵开启，产生了一个火花，导致新年早晨发生爆炸，将一块数千磅重的混凝土板掀翻。
事后，州政府官员在她的饮用水中发现了甲烷，这是天然气的主要成分。
迪莫克，菲奥伦蒂诺居住的贫困的萨斯奎哈纳县飞地，是马塞勒斯页岩钻探的中心，该页岩是一种珍贵的天然气矿藏，被吹捧为石油最丰富和最清洁的替代品之一。这里的钻探本应带来繁荣，为资金短缺的房主带来就业和数百万美元的特许权使用费。
但是，在宾夕法尼亚州和其他州，一系列记录在案的天然气逸入饮用水的案例引发了人们对这种经济浪潮的隐性成本的新担忧，并加强了全国各地的论点，即钻探可能会使饮用水面临风险。
在俄亥俄州克利夫兰附近，一栋房屋在天然气渗入水井后发生爆炸。俄亥俄州自然资源部将爆炸归咎于附近一口天然气井的故障水泥套管和水力压裂——一种将数百万加仑的水、沙子和化学物质以爆炸性压力注入地下的深钻工艺——将甲烷推入含水层并导致爆炸。
在迪莫克，几口饮用水井发生爆炸，另外九口井中发现含有大量天然气，以至于一位房主被告知如果他打算洗澡，就要打开窗户。餐具上出现了无法洗掉的金属条纹，测试还显示出高含量的铝和铁，这引发了人们的担忧，即钻井液可能与天然气一起污染了水。2月份，宾夕法尼亚州环境保护部指控卡博特石油天然气公司犯有两项违规行为，称这些违规行为造成了污染，并推测天然气从井套管泄漏到地下裂缝中。
行业代表表示，考虑到去年美国有452,000口油井生产天然气，甲烷污染事件在统计上微不足道。他们还指出，甲烷在自然界中很常见，并且可以通过腐烂植物等生物过程泄漏到水中。
该行业表示，其建设技术可确保天然气和钻井液（包括任何用于水力压裂的化学物质）安全地困在钢材和混凝土层中。他们说，即使有些泄漏，数千英尺的岩石也使其几乎不可能迁移到饮用水含水层中。当国会颁布2005年能源政策法案时，这些论点帮助天然气钻探行业获得了《安全饮用水法案》和《清洁水法案》的罕见豁免。
现在，对科罗拉多州西部甲烷问题的详尽调查对这些论点提出了强有力的科学驳斥。该研究将数十口水井中发现的甲烷与同一岩层（地下一英里半）中的甲烷进行了匹配，天然气公司正在那里进行钻探。科学家们没有确切说明天然气是如何到达水中的，但他们比以往任何时候都更清楚地表明，一个相互连接的天然裂缝和断层系统可能会从地下的深层天然气层延伸到地表。
“这挑战了人们的观点，即天然气及其周围存在的碳氢化合物套件由于其极深的深度而与供水隔离，”科罗拉多州加菲尔德县的石油和天然气联络员、曾与杜邦和宾夕法尼亚州DEP合作过的水文地质学家朱迪·乔丹说。“甲烷不可能通过天然断层和裂缝迁移，并且恰好在石油和天然气开发开始的同时到达民用井中，而此前它们已经在那里存在了……超过6500万年。”
含有甲烷（天然气的主要成分）的饮用水不一定有害。气体本身无毒——环境保护局甚至没有对其进行监管——并且它像苏打水中的气泡一样迅速从水中逸出。但是，当气体从水中蒸发到人们的家中时，它会变得危险，因为它可能会变得易燃。它还会使吸入它的人窒息。根据毒物和疾病登记署的数据，随着气体浓度的增加，它会导致头痛，然后是恶心、脑损伤，最终导致死亡。
2007年12月在俄亥俄州发生的有详细记录的事故提供了一个钻探出错时可能发生的情况的逐步示例。
在克利夫兰郊外的理查德和塞尔玛·佩恩的家中，聚集在地下室的天然气被火花点燃，震碎了窗户，将门从铰链上炸飞20英尺，并在一阵剧烈的闪光中引发了一场小火灾。由于担心再次发生爆炸，消防员疏散了19户房屋。调查人员确定，天然气不知何故渗入了饮用水含水层，并通过管道向上迁移。
为了到达天然气，井眼会穿过数十个像蛋糕中的层一样堆积的地质构造，直到到达含有天然气的地层。在俄亥俄州，天然气是从近3,700英尺，或四分之三英里深处生产的。在科罗拉多州或宾夕法尼亚州，油井可能深达一英里或两英里——远远低于饮用水含水层。
深层天然气层承受着上方地球和水的巨大压力。当钻头下沉时，每一层的密封都会被破坏，压力就会释放。
为了防止天然气和钻井液泄漏到自然环境中，钻井公司在井眼内插入多达三个同心环的钢管，以隔离流过它们的物质。当钻孔穿过敏感区域（例如饮用水含水层）时，水泥会泵入管环之间的间隙中，以确保无法穿透的密封。
对佩恩家爆炸事件的调查发现，附近一家钻井公司未能正确建造这种保护性水泥套管。在爆炸发生前六周，该公司俄亥俄谷能源系统公司将水泥泵入井套管中，但无法填满间隙，这表明某处存在裂缝，导致水泥渗出。
最终，该公司关闭了油井。但是，天然气地层已经被刺破，其内容物正试图逃逸。天然气聚集在井内，直到顶部阀门处的压力达到360磅。州调查人员写道，这足以迫使天然气通过任何它能找到的途径从井眼中排出。
俄亥俄谷能源系统公司没有回复有关州政府调查结果的置评请求。
科罗拉多州加菲尔德县的报告于11月发布，是首批广泛分析钻探区域地下污染物迁移能力并发现此类污染确实发生的报告之一。这项为期三年的研究使用复杂的科学技术，检查了来自292个地点的甲烷样本，发现甲烷以及钻探产生的废水正在进入饮用水，这不是由于单一事故造成的，而是在更广泛的基础上发生的。
随着该地区天然气井的数量从本世纪的200口增加到1300口，附近水井中的甲烷含量也随之增加。该研究发现，科罗拉多州的地下构造中存在天然断层和裂缝，污染物有可能通过它们传播。
研究人员没有得出天然气和液体直接从该行业正在开采的深层天然气袋中迁移的结论。事实上，他们说，天然气更有可能来自井结构某处的薄弱环节。但是，怀俄明大学增强石油采收研究所的高级研究科学家、该报告的摘要和结论的撰写者杰弗里·泰恩表示，发现如此多的天然裂缝，再加上钻探过程产生的裂缝，引发了人们对所有这些裂缝如何与井眼相互作用以及它们是否会加剧地下水污染的疑问。
该报告受到了业界及其监管机构的谨慎沉默。
该州的监管机构科罗拉多州石油和天然气保护委员会表示，尚未彻底分析数据，无法发表评论。
科罗拉多州石油和天然气协会和恩卡纳（在研究区域进行钻探的加拿大能源公司）也不愿置评。两者都将问题转给了安东尼·戈罗迪，一位常受能源行业雇用的休斯顿地球化学家，专门研究石油和天然气问题。
戈罗迪驳斥了该报告的结论，认为其是“垃圾科学”。他批评了其方法论，并表示研究区域中的大部分甲烷来自地表附近的腐烂物质，而不是来自能源行业生产的深层天然气。
“这太离谱了。只有少数几口井出现了问题。这些都是罕见事件，”通用地球科学咨询公司总裁戈罗迪说。“它们就像飞机失事一样——影响范围往往相当有限。我没有看到任何普遍的影响。”
去年，卡伯特石油天然气公司的土地经纪人来到迪莫克卡特路崎岖不平的土路上挨家挨户敲门，他们兜售的承诺让许多居民渴望听到：签署天然气租赁协议，土地或许终于可以自给自足了。
迪莫克 1300 名居民中的许多人陷入了困境。大约七分之一的人失业，而且不少房屋都处于被取消抵押品赎回权的边缘。
卡伯特公司为五年的钻探权提供每英亩 25 美元的价格，并在开始产气时支付特许权使用费。
“这似乎是上帝的旨意，”帕特·法内利说，她的丈夫是一位农民，为了再支付一个月的抵押贷款，在州际公路的一家餐馆里找了一份夜班厨师的工作。卡伯特公司的人戴着宽边帽，带着休斯顿的口音出现的那天，法内利一家误以为他是讨债人。“我们当时真的过得很艰难——那天。我们认为那是救赎。任何一线希望在这里都是一件大事。”
那是一年多以前的事了，自那以后，卡伯特公司去年的收入接近 10 亿美元，已经在那里钻了 20 口井，每年生产价值 5800 万美元的天然气。在其年度报告中，卡伯特公司乐观地称迪莫克油田为该公司百年一遇的“改变游戏规则的事件”，并宣布明年将在那里再钻 63 口井。
财富已经开始涓滴到迪莫克的居民手中。今年有少数人将赚到超过 50 万美元，而每两个月 6000 美元的支票并不罕见。卡伯特公司及其承包商还通过雇用当地劳动力和光顾附近城镇的酒店和餐馆来支持当地经济。
但水污染迫使住在那里的人们接受一个艰难的妥协。
“你必须评估哪个更重要，钱还是水，”一位迪莫克居民说，他拒绝透露姓名，因为他不想与卡伯特公司作对，他说卡伯特公司今年将为他房产上的井支付超过 60 万美元。“经济如此困难。假设你可以停止钻探——没有人希望卡伯特公司离开。”
但对一些人来说，好处很容易被抹杀。
诺玛·菲奥伦蒂诺在元旦早上水井爆炸，2 月份只得到了 97 美元的特许权使用费。现在，她每月 646 美元的社会保障支票的一部分用于购买水。“你买不到一口好井，”她说。
在路上，帕特·法内利每月花费 100 多美元的食品券来购买塑料桶装饮用水。隔壁，罗纳德·卡特花了 7000 美元为家人安装了两个水处理系统，后来得知它们无法去除天然气。
卡伯特公司已经开始自愿向迪莫克至少五户家庭供水，该公司发言人肯尼斯·科莫罗斯基说，这一举动并不意味着该公司承认过错。
其他人尚未获得任何援助。
宾夕法尼亚州环境保护部区域油气经理克雷格·洛宾斯说：“这不是人们应该忍受的事情。”“这很严重。”
洛宾斯将污染的责任完全归咎于卡伯特公司。
1 月份，环保部指责该公司污染了一口水井。然后在 2 月下旬，它向卡伯特公司发送了一份违规清单，称这些违规导致其他地区的水井出现甲烷渗漏。调查人员认为，渗漏是由井套管的薄弱或水泥作业不当引起的，这与科罗拉多州和俄亥俄州的报道类似。好消息是，他们没有发现任何水力压裂液泄漏到井水中的证据。
卡伯特公司发言人科莫罗斯基表示，现在断定该公司对迪莫克的水井污染负有责任还为时过早。
科莫罗斯基说：“环保部的信是草率的。”“卡伯特公司有可能负有责任。也有可能不是。”
卡伯特石油天然气公司此后已将水泥泵入迪莫克井套管的整个长度——这是一种类似于其他州规定的保护措施——并认为该措施比州法规要求的范围更广，将解决问题。
然而，宾夕法尼亚州环保部认为没有必要要求在该州所有水井中进行全长水泥浇筑，因为迪莫克发生的事情是“异常现象”。
环保部的洛宾斯说：“去年我们批准了 8000 口井，这可能是唯一发生过的事件。”“你无法涵盖你在那里可能遇到的每一种可能的情况，因此当制定法规时，它会解决那些最能保护 99.9% 的井的法规。”
在卡特路山脚下，理查德·西摩经营着一家获得认证的天然农场，该农场向全州运送农产品。他的井水呈红色浑浊，并冒出大量气泡，他担心会失去农业认证。如果存在像水泥浇筑这样的技术可以保护他的水，那么难道不应该在每种情况下都要求这样做吗，他问道？
西摩说：“我们对此感到非常孤独，非常沮丧。”“我以为环保部、环保署、州政府——政府——会保护我们的土地。我们不知道作为土地所有者，责任在我们身上。”
亚伯拉罕·卢斯特加滕是ProPublica的调查记者，ProPublica 是一个独立的非营利性新闻编辑室，制作符合公众利益的新闻报道。