油砂开采提高区域水域致癌化合物水平

从致癌物到酸雨,油砂开发正在提高北部地区的工业污染水平


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麦克默里堡—空气监测设备散布在艾伯塔省北部。从奇普维扬堡向南到埃德蒙顿,有17个站点在测量空气质量,但这里的监测站位于阿萨巴斯卡河的对岸,与连接矿业小镇和北部油矿的高速公路隔河相望,并且就在新建的价值数百万美元的娱乐中心的路旁。诸如电子鼻或测量10公里高空大气臭氧的激光机器人(称为太阳光度计)等机器,不断监测空气中污染物的浓度。有关形成酸雨的二氧化硫和氮氧化物水平的数据会传输到一个每五分钟更新一次的网站。监管所有这些技术的是凯莉·巴拉加尔,一位拥有二十多年经验的空气监测专家,她曾在中东沙漠和印度尼西亚丛林工作过,之后才来到这里,这个寒冷的北方森林正在迅速转变为油砂开采的工作区

“我在这里带家人没有任何问题,我在这里和其他地方一样快乐,”伍德布法罗环境协会(WBEA)的巴拉加尔说道。该组织由石油和天然气行业资助,以监测其在艾伯塔省油砂的运营造成的空气污染。“我没有看到任何区别。”

这证明了该行业为净化空气污染所做的努力,或者正如油砂生产商森科公司的政府关系经理斯科特·温格所说的那样,从他公司的烟囱中滚滚而出的蒸汽和其他少量气体,加入了云层:“我们对其进行了非常好的净化。”

这也说明了不良空气的普遍性,不良空气有多种原因,从森林火灾到像森科公司这样的油砂小型炼油厂的排气,这在可以追溯到1997年伍德布法罗成立之初的空气罐和地衣、苔藓袋中都有记录。害羞、谦虚的巴拉加尔,留着山羊胡,头发花白,他看到来自美国北部甚至中国的硫污染飘移到他偏远的空气监测站。

但上升的东西最终一定会下降——炼油厂烟囱排放的污染物、世界上最大的卡车的排气管以及其他油砂工业设备排放的污染物正在水中积累。

水中的污染
阿萨巴斯卡河在向北流淌的过程中,在艾伯塔省的景观中雕刻出了悬崖。但是,这些人造沙堤的规模超过了这些天然的悬崖,这些沙堤被用来阻挡许多湖泊量的尾矿,这些尾矿是油砂开采和处理后剩余的充满泥浆的水。这种泥浆含有有毒的碳氢化合物残留物,泄漏一直是人们担心的问题。

“如果泄漏到河里,将是一场灾难,存在这样的风险,”阿尔伯塔大学油砂创新中心的科学主任、化学工程师穆雷·格雷指出。但是,“任何尾矿的释放对世界任何地方的流域来说都是灾难性的。”

区别可能在于规模。这种废弃湖泊现在覆盖了176平方公里,容纳了超过8.3亿立方米的残留物,而且每天还产生约2.5亿升的泥浆。沿着人造悬崖钻了许多井,以检测持续的渗漏,如果检测到渗漏,则会抽出受污染的水。“少量水会通过,”艾伯塔省环境和可持续资源发展(ESRD)机构的北部地区主管兰德尔·巴雷特承认,尽管速度非常慢,他补充道。

鉴于河流也会自然侵蚀这些油砂矿床并带走沥青,因此很难确定河水中的碳氢化合物是来自自然洪水还是人为的采矿活动,尽管有大量关于下游社区(如奇普维扬堡)鱼类畸形和罕见癌症的传闻。毕竟,根据一项科学估计,阿萨巴斯卡河大约每四年在其超过1200公里长的旅程中沉积相当于一次埃克森·瓦尔迪兹号的石油。但这只是当科学家试图测量河水中已经存在的污染时。

通过测量雪中的有毒重金属污染,科学家们认为污染超过了背景水平的120倍,并且可以在距工业场所85公里的地方检测到。“很难确定指纹,因为空气污染会上升,以雪的形式落下,雪融化,最终进入河流,然后被检测到——而且很难确定这是来自油砂还是中国,”ESRD水政策部门主任安迪·里奇辩称。“目标是缓和开发的影响,但它会产生影响。”

但是,通过对这里北部自然隔离的小型浅湖的沉积物进行岩芯取样,一个由加拿大科学家组成的团队(包括加拿大环境部的政府科学家)表明,从1967年第一个油砂矿开采到2010年,碳氢化合物污染有所增加。最大的污染是在油砂开采作业的直接下风处的那些坑洼湖中发现的。换句话说,油砂的影响与其说是顺着河流向下流动,不如说是从天空中落入河流和其他当地水域。

正如安大略省女王大学的生物学家彼得·霍德森在1月7日在线发表在美国国家科学院院刊上的论文评论中所说的那样:“(阿萨巴斯卡河)流域中的[碳氢化合物污染]完全是由沥青的自然侵蚀造成的说法不再站得住脚。”

实际影响
在五个坑洼湖的沉积物岩芯中发现的水平在某些情况下超过了加拿大保护水生生物的水质标准,并且至少是油砂开发开始前的两倍。而且,油砂的沉积物已被证明对艾伯塔省北部的一些本地鱼类有毒。问题在于所谓的多环芳烃,如蒽和萘等,其中许多已知会导致动物和人类患癌症和其他健康问题。

但是,尽管污染有所增加,但藻类生产力和以这些藻类为食的微小水生动物都蓬勃发展。研究人员认为,这可能是因为气温升高帮助藻类生长得更加旺盛,而且食物的增加超过了油砂污染带来的任何负面影响。

“虽然目前的浓度已知无毒,但通过将增加的速度与油砂生产的速度联系起来,人们担心油砂扩张的预计增加将导致有毒污染物在10年左右出现在湖泊沉积物中,”阿尔伯塔大学的生物学家大卫·辛德勒说道,他没有参与这项研究,但也研究油砂污染。

此外,该论文指出,即使是那些如此靠近油砂作业的湖泊,其有毒污染物的水平也远低于城市环境中的湖泊,城市环境会遭受当地高水平的煤炭、天然气、汽油和柴油燃烧的污染。即使是地球上最大的工业运营之一,也比日常燃烧化石燃料来为现代社会供能相形见绌。

空气污染
巴拉加尔不会在每个站点监测落入天空并进入这些湖泊的空气污染,并且只报告“总碳氢化合物”,而不是特定的目标污染物。伍德布法罗最关注的是有法律限制的污染类型,例如二氧化硫。区域水生监测计划也存在同样的问题,这是石油和天然气行业在与 WBEA 同时建立的监测水污染的计划。“我们已经进行了 40 多年,但我们尚未找到一个可信的监测系统,”总部位于加拿大的环境组织彭比纳研究所的詹妮弗·格兰特指出。例如,一个目前正在考虑的项目——壳牌的杰克派恩油砂矿扩建——根据壳牌自己的分析,其氮氧化物空气污染水平将比艾伯塔省的监管标准高出三倍。

无论空气和水污染如何进入艾伯塔省北部及其他地区,如何处理所有那些尾矿湖仍然是一个大问题,这些尾矿湖需要数十年甚至更长的时间才能沉淀到足以进行清理的程度。新技术可能有助于加速这一过程,例如使用塑料或煤灰来帮助固化泥浆,甚至使用离心机来拧出水。但是,即使在这样的复垦之后,污染仍然是一个问题。被称为森科1号池塘的复垦尾矿池上的降雨是否会浸出埋藏的污染物,仍有待观察。

还有那条高速公路,由于太过繁忙,一直处于施工状态。这个大约有 6 万人口的城镇的交通状况,就像曼哈顿的横向交通一样,走走停停。为了更好地了解环境空气质量,而不被所有怠速行驶的汽车和卡车的排放物淹没,巴拉加镇内的监测仪不得不从高速公路旁移开。

目前,油砂社区的空气质量被认为是“低健康风险”,比埃德蒙顿和卡尔加里等大城市风险更低。虽然导致酸雨的排放仍然很高,有害气味也很普遍,但目前的空气监测表明,油砂开发对空气质量的影响并不算太大。而且,没有迹象表明水中的污染已经达到可能直接危害下游居民的水平,至少目前还没有。这种情况可能很快会改变,加拿大皇家学会(Royal Society of Canada)等机构认为需要加强监测

阿尔伯塔省 ESRD 的助理副部长贝芙·伊(Bev Yee)承认:“这里的环境变得更加繁忙了”。“阿尔伯塔省的监测工作非常受关注,每个人都在意阿尔伯塔省的监测方式”——这含蓄地承认了在这里采取的行动具有本地、国家甚至国际的影响。

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