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去年夏天，钢铁厂和发电厂的工人最先注意到莫农加希拉河有些奇怪。 美国钢铁公司和 阿勒格尼能源公司用来为其工厂供电的水中含有大量含盐沉淀物，正在腐蚀他们的机器。附近的居民也发现了一些奇怪的事情。洗碗机发生故障，盘子上出现了一些难以冲洗掉的斑点。
宾夕法尼亚州环境保护部很快确定了可能的原因，并提出了快速解决方案。莫农加希拉河是35万人的饮用水源，显然受到了该州日益增长的天然气行业的化学污染废水的污染。因此，环保部减少了排放到河流中的钻井废水量，并打开了上游的水坝以稀释污染物。
但发生在莫农加希拉河上的事件引发的问题并没有消失。
8月份，河流中的污染水平再次飙升，环保部仍然不知道确切原因。本月，环保部开始调查钻井废水是否导致了邓卡德河33英里河段上1万条鱼的死亡，这条河蜿蜒流经西弗吉尼亚州并流入莫农加希拉河。宾夕法尼亚州也发生了一系列其他与天然气钻探相关的水污染问题，包括影响至少七个县饮用水的甲烷泄漏。
2011年：每天1900万加仑
宾夕法尼亚州处于美国天然气钻探热潮的前沿，仅去年一年就至少在这里钻探了4000口新的石油和天然气井，比除德克萨斯州以外的任何其他州都多。这种快速扩张迫使州监管机构正视一个在全国天然气钻探加速时被忽视的问题：该行业将如何处理其产生的巨量废水？
据环保部使用的行业估计，宾夕法尼亚州的石油和天然气井每天排放约900万加仑的废水。预计到2011年，这个数字将上升到至少1900万加仑，足以每天填满近29个奥运会规模的游泳池。环保部官员表示，这比该州所有水道加起来所能安全吸收的还要多。
环保部水项目负责人达纳·昂克斯特说：“我不知道甚至我们（水）项目的人是否知道会使用如此大量的水。”
大部分废水是称为水力压裂或压裂的钻探过程的副产品，该过程将每口井至少100万加仑的水泵入地下深处，以打破岩石层并释放天然气。当水被抽回时，它含有钻探过程中挖掘出的天然毒素，包括镉和苯，这两种物质都具有致癌风险。它还可能含有少量为增强钻探效果而添加的化学物质。
但环保部官员表示，废水中最令人担忧的污染物之一是一种称为总溶解固体（TDS）的粗糙物质，它是深埋在地下的盐和其他矿物质的混合物。钻井废水中的TDS含量如此之高，以至于其盐度可能是海水的五倍。
大量的TDS会堵塞机器并影响饮用水的颜色、味道和气味——这正是莫农加希拉河沿岸报告的问题。虽然TDS不被认为对人体特别有害，但它会损害淡水溪流，这正是本月邓卡德河中TDS水平飙升时发生的情况。西弗吉尼亚州环保部正在调查该溪流附近煤矿中含有TDS的废水是否是罪魁祸首。它还在调查有关天然气井的废水可能被非法倾倒到溪流中的报告。
天然气钻探公司目前在宾夕法尼亚州的市政污水处理厂处理其废水，然后将其排放到河流和小溪中。美国环境保护署警告不要采用这种处理方式，因为这些工厂没有配备去除TDS或水中可能含有的任何化学物质的设备。更令人担忧的是，TDS会扰乱这些工厂对普通污水（包括人类排泄物）的处理。
缺乏容量
当美国钢铁公司和阿勒格尼能源公司在2008年抱怨莫农加希拉河的水时，环保部发现TDS含量几乎是该机构认为安全水平的两倍。环保部官员将部分问题归咎于去年夏天河流的低流量，以及数十年来一直向河流泄漏TDS的废弃矿井。然而，显然打破平衡的是九个污水处理厂排放到河流中的钻井废水。
宾夕法尼亚石油和天然气协会（一个行业贸易团体）主席史蒂夫·罗兹认为，大部分TDS来自废弃的矿井，而不是钻井废水。为另一个贸易团体准备的一项研究得出了相同的结论。
罗兹还表示，宾夕法尼亚州的水道“远未”达到处理TDS的能力，环保部对该行业产生多少废水的估计“完全被夸大了”。
环保部部长约翰·汉格有信心他的机构可以控制废水问题。4月份，钻探公司开始临时将废水运到其他州或宾夕法尼亚州其他地区的污水处理厂：这样做的目的是通过将其分散到更多的河流中来稀释废水。汉格表示，更永久的解决方案将于2011年1月1日开始实施，届时他已承诺将出台新的法规，要求废水由能够去除TDS的工厂进行处理。
但是，ProPublica对公共记录的审查、对污水处理厂的访问以及对州官员的广泛采访揭示了环保部计划中的缺陷。
目前，宾夕法尼亚州没有一家工厂拥有去除TDS的技术，而且到2011年不太可能建成能够做到这一点的工厂。在许可过程中进展最快的公司表示，其工厂至少要到2013年才能准备就绪。而且在其高峰期，该工厂每天只能处理40万加仑的废水。环保部将需要50家这样规模的工厂来处理预计到2011年的所有废水。
与此同时，环保部允许市政污水处理厂继续接收钻井废水，尽管它们都不能去除TDS。“这些市政工厂不是为了处理这些而设计的——环保部正在招致法律问题以及环境问题，”总部位于科罗拉多州的非营利组织“石油和天然气问责项目”的高级律师布鲁斯·贝泽尔表示，该组织专注于天然气钻探的环境影响。
随着环保部的责任持续增加，其运营预算可能会被削减：州立法机构最新的宾夕法尼亚州2010年预算草案要求削减环保部25%的资金。
措手不及
汉格表示，宾夕法尼亚州在石油钻探方面的丰富经验——美国的第一口油井于1859年在这里钻探——使其能够迅速处理天然气钻探问题。
但是ProPublica发现，当在马塞勒斯页岩（一个深埋的岩石层，一些分析师认为它蕴藏的天然气足以满足美国20多年的天然气需求）开始钻探时，环保部对该行业将产生的废水量措手不及。
当2008年能源价格飙升时，钻探公司蜂拥至宾夕法尼亚州，带来了急需的收入和就业机会。宾夕法尼亚州立大学最近的一项研究称赞了钻探去年带来的好处：29000个工作岗位和2.4亿美元的州和地方税收。
甚至该行业的废水也承诺带来利润。
克莱顿污水处理厂的财务主管弗朗西斯·盖莱特科这样描述他得知钻探公司将为每加仑废水支付五美分在他工厂处理时，他的第一个想法是：“太棒了！”这个20世纪60年代的工厂急需现代化改造，以至于工人们仍然使用铲子从其捕集器和过滤器中清除固体废物。该州的许多工厂都同样过时：州长埃德·伦德尔委托编写的最近一份报告得出结论，宾夕法尼亚州需要在未来20年内花费1000亿美元来维护其老化的污水处理厂和管道。
工厂运营商表示，环保部最初没有为他们提供太多关于处理水的指导，环保部并不否认这一抱怨。
查勒罗伊污水处理厂的经理埃德·戈兰卡说，当他向环保部咨询时，没有人告诉他州和联邦法律要求他的工厂在接受工业废水之前必须修改其许可证。他说，该修正案将需要查勒罗伊负担不起的昂贵修改。
“当时这对我们所有人来说都是一个新课题，”戈兰卡说。“在去年夏天出现TDS问题之前，[与环保部]的对话有限。”
环保部水标准主管昂克斯特说，他直到2008年春天才知道莫农加希拉河沿岸的工厂正在接收这些水，当时人们抱怨污水处理厂停着长长的卡车队伍。但该机构人手严重不足，没有立即对这些投诉做出回应。昂克斯特说，许多环保部监管人员已经为了报酬更高的工作而去了钻探公司。
他说：“随着行业的兴起，我们正在衰落。为了真正抓住这些人，我们几乎必须在这些卡车停下来那天恰巧有一名检查员在那里，因为我们有太多的设施而工作人员太少。”
环保部应该每年检查一次这些工厂，但ProPublica发现，大多数检查都是由污染违规或设备故障引发的。
对宾夕法尼亚州环境保护部（DEP）匹兹堡办公室的检查记录进行审查后发现，在阿勒格尼能源公司（Allegheny Energy）和美国钢铁公司（U.S. Steel）投诉的前一年，莫农加希拉河沿岸的九家工厂中只有三家接受了检查。一家工厂已经五年没有接受检查了。DEP官员警告说，这些记录可能不完整，因为检查报告不是以电子方式存档的，而且在ProPublica三月份到访的两天里，文件中的页面可能一直放在员工的办公桌上。
在钻井地点，检查的频率更低。根据2008年10月DEP官员会议的记录，该机构的检查员太少，以至于他们每10年才对天然气井进行一次检查。
在听到卡车的事后，Aunkst给该州所有污水处理厂写了一封信，提醒他们没有特殊许可证不得接收废水。
但在他发出信件之前，莫农加希拉河的TDS（总溶解固体）水平急剧上升，导致美国钢铁公司和阿勒格尼能源公司投诉。这一连串事件让Aunkst想起了另外两起奇怪的事件：两条小溪被抽干了，而DEP检查员怀疑是钻井公司抽取了这些水来压裂附近的井。
Aunkst说：“坦率地说，我们当时正努力整理思路，想办法解决这些取水问题以及处置问题。”
DEP采取了两项措施来迅速降低莫农加希拉河的TDS水平。它解锁了[18]个上游的水坝，以冲刷掉一些TDS。它还命令附近的污水处理厂将它们接收的钻井废水减少到每天流经其工厂的总水量的1%。
这一削减震惊了业界。将水运到遥远的地方比在当地处理要贵得多，一些钻井公司威胁说，如果他们无法在宾夕法尼亚州处置废水，就将把钻井设备转移到其他州。
宾夕法尼亚州独立石油和天然气协会执行董事卢·达米科告诉当地一家报纸说：“这基本上让我们停产了。我们不能产生无法处置的液体。”
DEP发布了一份新闻稿，向公众保证TDS“不被认为对人类健康构成重大风险……但在这种情况下，如果消费者有顾虑，DEP建议消费者在超标现象消除之前使用瓶装水饮用和准备食物。”
一些污水处理厂的运营商非常震惊，以至于他们完全停止接收任何废水。
但到一月份，喧嚣已经平息。莫农加希拉河的TDS水平恢复正常，污水处理厂的运营商开始再次接收废水，尽管数量较少。
位于匹兹堡以南14英里的麦基斯波特污水处理厂的总工程师乔·罗斯说：“我们不想成为阻止该地区经济增长的人，而且我们认为我们正在帮助国家实现能源独立。”
设定目标
联邦指南明确建议不要像宾夕法尼亚州现在这样将钻井废水送到普通的污水处理厂，因为这可能会损坏工厂并污染饮用水供应。但是，美国环保署（EPA）批准了宾夕法尼亚州的计划，因为DEP承诺在2011年之前制定更积极的法规。
美国环保署中大西洋地区水污染执法负责人乔恩·卡帕卡萨说：“每次你设定一个积极的目标，通常都会有一个过渡期来实现它。”
为了在此之前保持水质安全，DEP承诺在莫农加希拉河沿岸增加更多的TDS监测器，尽管这些监测器尚未安装。并且在DEP允许污水处理厂接收钻井废水之前，该机构将评估水将要排放的河流中当前的TDS水平，以确保它可以承受额外的负荷。
DEP还承诺在2011年之前收紧TDS排放标准，以便所有钻井废水都将在能够去除TDS的工厂中进行处理。该机构简化了希望建造新工厂的公司的许可流程。但是，当ProPublica采访了已提出的17家工厂中的8家发言人时，所有人都表示不可能在2011年截止日期前开始运营。
在流程中进展最快的拉尔森设计集团的发言人预计，在获得许可证后，它至少需要40个月才能建造工厂并开始运营。
暂时平静
今年宾夕法尼亚州的钻探速度放缓了，因为天然气价格已跌至去年夏天繁荣高峰时的约三分之一。但是这种平静几乎肯定是暂时的。DEP预计将在2009年为马塞勒斯页岩颁发大约700个井的许可证，高于2008年的450个。
为能源公司和政府提供财务和政治咨询服务的PFC能源的高级财务顾问劳尔·勒布朗说：“公司现在愿意获得这些许可证，因为他们知道竞争将会加剧。当价格上涨时，他们将希望成为第一个钻更多井的公司。”
国会也在为扩张做准备。一群民主党立法者提出了一项法案，该法案将允许联邦政府根据《安全饮用水法》监管水力压裂钻井过程。该法案立即引起了石油和天然气行业的强烈反对，他们表示，像DEP这样的州机构在监管钻探方面做得很好。
但是，即使该法案获得通过，它也不会直接解决宾夕法尼亚州最紧迫的与钻探相关的问题：保护该州的水源免受即将到来的废水冲击。
华金·萨皮恩是ProPublica的调查记者，ProPublica是一家独立的非营利性新闻机构，致力于为公共利益制作新闻报道。