自从一对父子在121年前在加利福尼亚州克恩河附近的一个手掘洞中设法抽取了四桶威士忌桶的石油以来，高产的油气井在该地区像蘑菇一样迅速增加。 尽管预计此类油井在石油开采过程中排放的温室气体量极少，但来自一个与太空相关的研究小组的科学家们对他们在2015年飞越克恩县上空时用红外传感器探测到的甲烷羽流的规模感到震惊。 在接下来的三年中又重复飞行了三次，证实了最初的读数：一些油井每天向大气中释放的强效温室气体至少是环境保护署估计的年排放量的六倍。
凯伦·琼斯是总部位于加利福尼亚州的非营利组织航空航天公司的科学家之一，该公司进行了空中调查。 她说，当她看到甲烷（二氧化碳之后造成人为变暖的第二大因素）多年来持续喷射时，她对油田运营商和监管机构之间缺乏行动感到困惑。 “克恩县逸出的气体不应该在那里，”她说。
像航空航天公司这样的揭露，这家非营利组织在今年夏天发布的一份报告中公布了这些揭露，正变得越来越普遍。 多年来，石油和天然气公司一直被要求检测和修复设备中的甲烷泄漏。 但科学家们在过去十年中进行了数十项研究，表明行业目前使用的方法和技术来检测泄漏——以及监管机构用来估计甲烷排放量的方法和技术——不足以捕捉到问题的实际规模。
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非营利组织和私人卫星公司可能很快就会公开并普遍提供关于甲烷的高质量数据，从而可能给解决这种情况带来更大的压力。 然而，在此期间，采取行动堵塞泄漏并防止进一步的空气污染可能会受到阻碍：特朗普政府采取了许多可能削弱环境保护的措施，包括概述公司如何监测和定位其设备中的天然气泄漏（甲烷是天然气的主要成分）的规则。 当拜登政府入主白宫时，这些规则是否会被推翻，以及如果发生这种情况，这个过程需要多长时间，仍有待观察。
科学家们表示，有色人种和低收入社区已经不成比例地遭受空气污染的后果，他们将继续承受此类监管倒退的大部分健康冲击。 大气中更多的甲烷也可能加速已经加速的全球变暖进程。
天空之眼
研究人员近年来使用卫星和飞机上的仪器，揭示了他们所说的现有官方甲烷排放量统计数据中存在重大不准确之处。 2014年，六位科学家组成的小组在《地球物理研究快报》上发表了一项重磅研究，揭露了有史以来从太空探测到的美国最大的甲烷异常。 该团队计算出，以亚利桑那州、科罗拉多州、新墨西哥州和犹他州交汇处的四角地区为中心的热点周围的排放量超过了环保署对该地区的估计，并且在所有季节持续了多年。 他们确定的第二大排放热点位于加利福尼亚州的圣华金谷附近，那里是克恩县大部分地区的所在地。
自1990年以来，环保署编制了一份年度温室气体清单，旨在估算该国所有人为来源的排放量。 根据一些最大的石油和天然气公司报告的关于其自身基础设施（如单个泵、阀门和储罐）的典型排放率，环保署计算出它预计该行业其余设备将排放多少。
非营利组织环境保卫基金（EDF）的科学家大卫·里昂表示，环保署可能没有足够的有关数据——因此可能低估了泄漏和其他意外事件的程度。 环境保卫基金的首席科学家史蒂文·汉堡表示，由于泄漏排放到大气中的甲烷量是正常工作设备的许多倍，因此错过此类事件会使清单出错。
环保署表示，在估算其清单中的温室气体时，它采取了全面的方法。 该机构发言人詹姆斯·休伊特说：“环保署温室气体[温室气体]清单中的排放量估算包括各种条件，包括‘异常事件’或‘超级排放源’。” “此外，在有数据的情况下，大型异常泄漏事件的排放量会单独估算并包括在内。” 然而，在回答随后的问题时，环保署表示，“环保署承认，没有1990年至近年来的每次石油和天然气排放事件的数据...... 鉴于石油和天然气系统的实践和技术的可变性，环保署的估计可能不包括所有异常事件的排放量。”
为了检查估计值与实际排放量之间可能存在的差异，环境保卫基金的研究人员领导了一个专家团队，对美国各地石油和天然气设施排放的甲烷进行了为期四年的地面和空中现场测量。 在2018年发表在《科学》杂志上的一项研究中，该小组认为，2015年行业基础设施排放的甲烷量比环保署的清单估计值多60%——至少额外排放了490万公吨。 这种差异略小于美国所有牛排放到大气中的甲烷量。
为本文采访的几位专家表示，造成这种差异的部分原因可能是石油和天然气公司只需不频繁地使用过时的技术来监测排放。 自2016年以来，环保署已要求每个州的石油和天然气运营商使用手持式红外摄像机或检测挥发性有机化合物（VOC）的设备来搜索甲烷泄漏。 雪佛龙公司在克恩县的油田，员工“至少每年”使用此类设备检查基础设施，该公司代表维罗妮卡·弗洛雷斯-帕尼亚瓜说。 但美国独立石油协会（一个石油和天然气生产商的行业协会和游说团体）的执行副总裁李·富勒表示，这些摄像机价格昂贵且可能不精确。 “如果你看到明显的排放，挑战之一是[它]会告诉你有什么东西冒出来，[但]它不会告诉你它是什么，”他说。 尽管手持式摄像机可能会显示某个舱口应该关闭或密封件需要修理，“你不知道它排放了多少。”
弗洛雷斯-帕尼亚瓜说：“泄漏检测和修复的目的是发现和修复泄漏，而不是测量泄漏。” “如果发现排放源，通常可以在不测量的情况下进行修复。”
富勒还表示，使用这些设备的要求阻止了企业考虑来自空中传感器和卫星等来源的更准确的数据。 “即使你那样做了，你仍然必须使用旧技术，”他说。 “所以这是双重成本，而不是单一成本。”
尽管环保署署长安德鲁·惠勒去年表示支持努力最大限度地减少甲烷泄漏，但他于8月宣布，他已签署两项规则，大大降低了石油和天然气运营商监测可能泄漏的基础设施的要求。 2016年，奥巴马政府的环保署决定开始将甲烷与其他类型的空气污染分开监管，并增加了检查天然气输送和储存设施的要求——已知这些基础设施容易泄漏。 惠勒的变更撤销了这两个步骤。 尽管将继续要求对油井和压缩机站的逸散性排放进行半年一次的监测，但2020年的变更取消了监测输送和储存基础设施以及将甲烷单独监管的必要性。 由于“用于减少挥发性有机化合物排放的污染控制措施也减少了甲烷排放”，因此环保署现在表示，没有必要对甲烷进行单独监管。
这一进展引发了环保组织的法律反击，以及石油和天然气行业领导人的一些反对意见。 其中包括壳牌石油公司总裁格雷琴·沃特金斯，她在接受NPR采访时表示，她听到这个消息感到沮丧，因为泄漏和逸散性排放的负面影响是众所周知的。 但环保署的休伊特表示，这种逆转实际上可以简化使用新兴技术（包括空中传感器和卫星）的申请要求。 他说：“环保署认识到，预计将进入市场的新技术可能有助于比当前要求的技术更快、更低成本地定位逸散性排放源。”
尽管如此，这种潜在的（且微小的）一线希望不太可能消除人们对规则变更对健康和环境的副作用或今年夏天宣布的其他环境监管政策倒退浪潮的担忧。 后者包括环保署改变其制定空气污染规则的方式，以及对《国家环境政策法》（该法案管辖数千个联邦机构项目（如钻探项目）的审查）的历史性放松管制。 即将上任的拜登政府可能会寻求扭转这些政策变化，尽管其中一些变化可能需要数年时间才能通过联邦监管机构的官僚机构进行重新制定。
独立研究机构罗迪厄姆集团的一项分析发现，环保署和土地管理局最近对甲烷法规的倒退将导致石油和天然气设施到2035年额外释放5.92亿公吨甲烷。 这对每个人的健康都是坏消息。 除了在全球变暖中发挥作用外，甲烷还会导致地面臭氧（雾霾的主要成分），这会损害肺部。 与任何化石燃料一样，燃烧甲烷会产生形成污染颗粒的化学物质，这些颗粒是哮喘、阿尔茨海默病和风险因素，会导致许多严重疾病，包括哮喘、阿尔茨海默病和帕金森病。（尽管燃烧甲烷产生的这些物质比煤或石油少。）与甲烷一起从石油和天然气基础设施中排放的挥发性有机化合物已被证明会损害人体主要器官并导致癌症。
更多的甲烷排放将对已经处于不利地位的群体造成特别大的危害。 在全国范围内，有色人种家庭中的平均空气污染物浓度远高于白人家庭中记录的浓度。 非洲裔美国人生活在工业设施附近的社区的可能性高出75%，这些设施的运营直接影响到他们。 暴露于高浓度的甲烷本身会导致头痛、头晕、意识丧失、恶心和呕吐以及全身虚弱。 环境保卫基金的高级律师、加利福尼亚州工业设施的前检查员蒂莫西·奥康纳说：“我们谈论的是居住在泄漏物飘到围栏线附近的真实的人们。”
无处可藏
与此同时，一些州一直在试验空中技术项目，以更好地监测甲烷排放。 美国国家航空航天局（NASA）喷气推进实验室（JPL）的科学家与加利福尼亚州空气资源委员会（CARB）（参与执行该州污染规则的机构之一）合作，在2016年至2018年期间使用空中传感器绘制了加利福尼亚州大部分甲烷排放基础设施的地图。 他们去年在《自然》杂志上发表的研究发现，加利福尼亚州0.2%的甲烷排放基础设施（来自石油和天然气、奶制品和垃圾填埋场行业）至少贡献了该州甲烷总排放量的三分之一。 这一结果表明，异常活动显着增加了甲烷总量。 该研究的主要作者、喷气推进实验室的莱利·杜伦表示，喷气推进实验室的研究人员（他们不隶属于航空航天公司）在克恩县地区发现了许多泄漏和故障。*
加州空气资源委员会目前正在探索与Planet公司的新合作，该公司拥有的卫星每天提供地球图像。 通过美国国家航空航天局的碳监测系统，科学家们已经在得克萨斯州、墨西哥、加利福尼亚州、犹他州、科罗拉多州和亚利桑那州进行了甲烷调查，并计划在加利福尼亚州、路易斯安那州、科罗拉多州和墨西哥湾进行更多调查。 但杜伦表示，在该国任何地方，石油和天然气公司或其监管机构都没有将这些类型的试点项目扩展到充分衡量大规模排放所需的程度。 他补充说：“即使在加利福尼亚州，也存在差距。” 美国独立石油协会的富勒表示，差距可能是由于监管机构受到当前法律结构的限制，并且需要时间来测试这些技术在更广泛应用中的可靠性和成本。
到2022年，这种零敲碎打的努力可能会被取代，届时环境保卫基金计划发射一颗卫星，该卫星表示将定期收集关于石油和天然气基础设施不断变化的甲烷排放量的空前全球数据。 该组织计划在公开访问的平台上免费提供这些数据。 9月，GHGSat公司（一家销售其收集信息的卫星公司）向太空发射了另一颗甲烷跟踪卫星，并承诺该卫星将提供比同类产品高100倍的分辨率。 科学家们对这些工具感到兴奋。 斯坦福大学生态学家和教授罗布·杰克逊说：“天空之眼方法最终将解决这个问题，”他撰写了多项跟踪甲烷排放的研究。 “将无处可藏。”
*编者注（2020年12月22日）：本段已更新，以更准确地反映加利福尼亚州甲烷排放的分布情况。