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在宾夕法尼亚州东北部迪莫克镇附近的诺玛·菲奥伦蒂诺的私人水井中，天然气在人们看不到（也闻不到）的地方缓慢地冒出来——这里是美国新的水力压裂热潮的中心。然后在 2009 年元旦，当机械泵启动并产生火花时，菲奥伦蒂诺的后院发生了爆炸。她和许多其他人将爆炸归咎于水力压裂——这是天然气钻探过程的俗称，该过程结合了水平钻井和高压水压裂地下深处的页岩，从而为天然气回流到井口创造了通道。
水力压裂革命释放了以前难以开采的页岩地层中的天然气，例如马塞勒斯页岩，它位于从纽约州到西弗吉尼亚州的州下面，并在宾夕法尼亚州得到了大量开采。 5 月 16 日，美国内政部发布了关于在公共土地上进行水力压裂的新指南。国家科学基金会资助并在 5 月 16 日发表在《科学》杂志上的一篇新的综述文章，研究了水力压裂可能对供水造成的影响。“这是一个处于起步阶段的行业，所以我们真的不太了解很多事情，”匹兹堡大学的环境工程师拉迪萨夫·维迪克解释说，他是这篇综述的负责人。“它对环境有害还是无害？纽约州禁止水力压裂是否正确，而宾夕法尼亚州[允许水力压裂]是否愚蠢？”
根据这篇综述，答案是否定的。“在宾夕法尼亚州，该行业对地表水或地下水质量没有无可辩驳的影响，”维迪克说。
但这并不是说没有出现过问题。这是因为在水力压裂过程中，天然气井可能会出现许多问题。新井——或大约 10 万口现有的但被遗忘的井——可能会让来自马塞勒斯页岩或较浅矿藏的天然气向上迁移并逸出岩石，进入水或地下室。泄漏的甲烷除了是一种潜在的安全隐患外，还是一种强效温室气体，会加剧气候变化，尽管这项研究没有考察这种环境影响。
关键的环境安全因素是套管，这是行业术语，指的是围绕新钻井的水泥套。如果制作不当，天然气可能会沿着这个套管的外部迁移。如果套管制作不良，天然气本身也会在套管中留下裂缝，从而释放出更多的天然气。根据宾夕法尼亚州环境保护部 (DEP) 的引证记录，从 2008 年到 2013 年，有 6,466 口井因井筒结构问题被发出 219 份违规通知，这表明大约 3% 的井受到此类问题的影响。维迪克补充说，DEP“没有看到甲烷泄漏造成地下水污染的任何证据”，并指出政府和行业正在努力寻找更好的方法来确保水力压裂井中水泥的完整性。但问题仍然存在。例如，去年 10 月在纽约州奥韦戈附近钻探的一口试验井仍在泄漏。
与此同时，纽约州没有进行水力压裂的井与宾夕法尼亚州水力压裂丰富的地区的井显示出相似的甲烷浓度。与同一州的其他地区相比，宾夕法尼亚州东北部（迪莫克所在地）似乎是甲烷污染的热点地区。“由于某种原因，宾夕法尼亚州东北部的这些地层更成问题，”维迪克说，他补充说，未来更精确地了解来自不同地区的天然气成分可能有助于准确识别任何污染的来源，无论是马塞勒斯页岩还是较浅的煤层。“但没有无可辩驳的、持续污染的证据，因此[天然气行业]一定做对了一些事情。”
没有这种无可辩驳的证据的原因之一是缺乏在任何钻井和水力压裂之前地下水状况的公开基线数据。这些数据通常由天然气公司自己收集，但由于隐私问题而未共享。（例如，它可能会影响发现存在现有污染的房产的潜在销售价值。）宾夕法尼亚州也缺乏良好的地下水监测，因为法律没有要求。“如果我们迫使宾夕法尼亚州颁布这项规则，那将是一个好的结果，”维迪克说。
2011 年的一项研究发现，在测试的 60 口井中，甲烷污染水平在更靠近水力压裂的地方更高，尽管维迪克认为，这些水平接近美国地质调查局 (USGS) 公布的背景水平。
并非所有专家都认同这种解释——或者普遍乐观的《科学》杂志新综述。“我不同意我们发现的水平与 USGS 发现的背景水平相似，”杜克大学的环境科学家罗伯特·杰克逊争辩说，他是那项研究的负责人，但没有参与这项研究。“这篇综述褒贬不一。它呼吁加强监测是完全合理的。它对所有环境问题的否定则不然。”
另一个特别令人担忧的问题是水力压裂液本身可能污染水。确切的水力压裂液配方是保密的，尽管它可以包含大约 750 种秘密成分，例如咖啡渣或甲醇。每口井的水力压裂作业本身需要大约 750 万至 2650 万升水。在马塞勒斯页岩带深处以外的地方发现了这种受污染的水，但仍然比地下水供应深一公里多。在其他地区（如西弗吉尼亚州和怀俄明州）的浅井水力压裂已经污染了地下水。但到目前为止，水力压裂液尚未污染宾夕法尼亚州的地下水。“我宁愿碰碰运气去中彩票，也不愿碰运气让水力压裂液进入地下水，”维迪克说，他指出，特定地层的水也可以像天然气本身一样被追踪。
另一个潜在的环境问题来自所有回流到井口并需要妥善处理的废水。目前，马塞勒斯页岩井主要吸收泵入的水。但在未来的某个时候，所有这些井都将开始产生水，这些水中携带着从周围岩石中浸出的有毒甚至放射性污染物，以及大量的盐。这种情况已经发生；根据这篇综述，污染似乎正在该州的河流、溪流和其他水道中显现出来。维迪克指出，如果宾夕法尼亚州决定通过蒸发来处理这些水，他们将不得不弄清楚如何处理剩下的 1000 万公吨氯化钠。“整个美国可能使用了 1500 万吨用于除冰，”他补充说，“而且你不能把它放在垃圾填埋场，因为它会溶解。”
其他州使用处理井将水倾倒回地下深处，从哪里来回哪里去，但这在宾夕法尼亚州是不可行的，因为那里的地质和法规不允许。因此，该州的钻井工人和天然气公司越来越多地在新井中重复使用这些水。事实上，在 2012 年的前六个月，他们实现了 90% 的重复利用率。“处理废水的最好方法是回收或再利用它，”杜克大学的杰克逊说。“行业应该因越来越多地这样做而受到赞扬。”但这不会永远持续下去。
最终，问题变成了：这些井的长期遗产会是什么？毕竟，现在已经衰落的煤炭工业给宾夕法尼亚州留下了有毒的遗产，该州至今仍在应对这个问题。虽然已经制定了一些条款来处理未来废弃井，但没有预留足够的资金来处理这些未来的负债。“我们是留下它们还是堵住它们，潜在的影响是什么？”维迪克问道。“现在是时候考虑当这些井走到尽头时，谁来为此买单了。”