Dopad hydraulického štěpení na životní prostředí ve Spojených státech - Environmental impact of hydraulic fracturing in the United States

Hlavní články: Dopad hydraulického štěpení na životní prostředí a Hydraulické štěpení ve Spojených státech
Schematické znázornění hydraulického štěpení pro břidlicový plyn, ukazující potenciální vlivy na životní prostředí .
Hydraulické štěpení
Plynová vrtací souprava břidlice poblíž Alvarado v Texasu
Plynová vrtací souprava břidlice poblíž Alvarado v Texasu
Podle země
Zásah do životního prostředí
Nařízení
Technologie
Politika

Dopad hydraulického štěpení na životní prostředí ve Spojených státech je problémem veřejného zájmu a zahrnuje kontaminaci podzemních a povrchových vod , emise metanu , znečištění ovzduší , migraci plynů a hydraulických štěpících chemikálií a radionuklidů na povrch, potenciální nesprávné zacházení pevný odpad , vrty , zvýšená seismicita a související účinky na zdraví lidí a ekosystémů. Výzkum zjistil, že je ovlivněno lidské zdraví. Byla zdokumentována řada případů kontaminace podzemních vod v důsledku selhání studny a nezákonných postupů odstraňování, včetně potvrzení chemických, fyzikálních a psychosociálních rizik, jako jsou výsledky těhotenství a porodu, migrénové bolesti hlavy, chronická rinosinusitida , silná únava, exacerbace astmatu a psychický stres. Zatímco odpůrci regulace bezpečnosti vody tvrdí, že hydraulické štěpení nikdy nezpůsobilo žádnou kontaminaci pitné vody, dodržování předpisů a bezpečnostních postupů je nutné, aby se předešlo dalším negativním dopadům.

Již v roce 1987 vyjádřili vědci z Agentury pro ochranu životního prostředí Spojených států (EPA) obavy, že by hydraulické štěpení mohlo kontaminovat podzemní vody. S růstem hydraulického štěpení ve Spojených státech v následujících letech obavy vzrostly. „Očekává se, že veřejná expozice mnoha chemikáliím zapojeným do energetického vývoje se v příštích několika letech zvýší, s nejistými důsledky,“ napsala vědecká spisovatelka Valerie Brownová v roce 2007. Až v roce 2010 Kongres požádal EPA, aby provedla úplnou studii dopad frakování na životní prostředí. Studie probíhá, ale EPA vydala v prosinci 2012 zprávu o pokroku a v červnu 2015 vydala konečný návrh hodnotící zprávy pro vzájemné hodnocení a komentáře.

Kvalita ovzduší a emise metanu

Emise metanu ze studní vyvolávají obavy z globálního oteplování. Nad oblastí Four Corners na západě USA se vznáší metanový oblak 2500 čtverečních mil. Velikost oblaku byla taková, že výzkumník NASA Christian Frankenberg oznámil tisku, že: „Nemohli jsme si být jisti, že signál je skutečný.“ Podle NASA: "Hlavní autor studie Eric Kort z University of Michigan, Ann Arbor, poznamenal, že doba studie předchází rozšířenému používání hydraulického štěpení, známého jako frakování, v blízkosti horkého místa. To naznačuje, že emise metanu by neměly být přičítán frakování, ale místo toho únikům zařízení na výrobu a zpracování zemního plynu v san mexické pánvi v Novém Mexiku, která je nejaktivnější oblastí produkce metanu v zemi. “

Další obavy se týkají emisí z chemikálií a zařízení pro hydraulické štěpení, jako jsou těkavé organické sloučeniny (VOC) a ozon . V roce 2008 byly koncentrace ozonu v okolním vzduchu poblíž vrtných míst v Sublette County, Wyoming často nad národními standardy kvality okolního ovzduší (NAAQS) 75 ppb a byly zaznamenány až 125 ppb. V DISH v Texasu byly ve vzduchu detekovány zvýšené hladiny disulfidů , benzenu , xylenů a naftalenu , emitovaných z kompresorových stanic. V Garfield County, Colorado , v oblasti s vysokou koncentrací vrtných souprav, se emise VOC mezi lety 2004 a 2006 zvýšily o 30%.

Vědci z University of Michigan analyzovali emise produkované zařízením pro hydraulické štěpení v hrách Marcellus Shale a Eagle Ford Shale a dospěli k závěru, že hydraulická čerpadla se na celkových emisích ve flotile hydraulického štěpení podílela asi 83%. Emise NOx se pohybovaly mezi 3 600–5 600 lb/pracovní místo, HC 232–289 lb/pracovní místo, CO 859–1416 lb/pracovní místo a PM 184–310 lb/pracovní místo. Pokud se zlepší palivová účinnost čerpadel hydraulického štěpení, lze emise snížit.

17. dubna 2012 vydala EPA nákladově efektivní předpisy vyžadované zákonem o čistém ovzduší , které obsahují první federální vzduchové standardy pro studny na zemní plyn, které jsou hydraulicky zlomeny. Očekává se, že konečná pravidla přinesou téměř 95% snížení emisí VOC z více než 11 000 nových hydraulicky frakturovaných plynových vrtů každý rok. Tohoto snížení by bylo dosaženo především zachycením zemního plynu unikajícího do vzduchu a jeho zpřístupněním k prodeji. Pravidla by také snížila toxiny v ovzduší, o kterých je známo nebo existuje podezření, že způsobují rakovinu a jiné závažné zdravotní důsledky, a emise metanu, silného skleníkového plynu.

Studie publikovaná v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences v dubnu 2014 „identifikovala významný regionální tok metanu přes velkou oblast vrtů z břidlicového plynu v jihozápadní Pensylvánii ve formaci Marcellus a dále identifikovala několik polštářů s vysokými emisemi metanu. plynové polštářky byly identifikovány jako v procesu vrtání, což je předprodukční fáze, která dosud nebyla spojena s vysokými emisemi metanu. “ Studie zjistila, že „Velké emise v průměru 34 g CH4/s na jamku byly pozorovány ze sedmi vrtných destiček určených pro vrtnou fázi, o 2 až 3 řády větší, než odhaduje americká agentura pro ochranu životního prostředí pro tuto provozní fázi. Emise z tyto podložky vrtů, představující ∼1% z celkového počtu vrtů, představují 4–30% pozorovaného regionálního toku. Je zapotřebí více práce ke stanovení všech zdrojů emisí metanu z výroby zemního plynu, aby se zjistilo, proč tyto emise vyskytovat a hodnotit jejich dopady na klima a atmosférickou chemii. “

Dvoudenní letecký průzkum míst hydraulického štěpení na jihozápadě Pensylvánie odhalil vrtací operace uvolňující oblaky metanu 100 až 1 000krát vyšší než rychlost, kterou EPA od této fáze vrtání očekává.

V roce 2019 společnost Howarth dospěla k závěru, že rostoucí produkce břidlicového plynu v Severní Americe významně přispěla k nedávnému nárůstu globálního atmosférického metanu . Myšlenky a pohledy kousek od Howarth je sporný s kritickým komentář od Lewan (2020) a v rozporu s jinými pracemi, včetně 2019 přezkoumání papírem na atmosférický metan (Turner et al., PNAS 2019) a dvěma staršími papíry s využitím stabilních izotopů (Schaefer et al., Science 2016; Schwietzke et al., Nature 2016).

Problémy s vodou

Zpráva EPA o rozlití za rok 2015

V květnu 2015 zveřejnila EPA zprávu, ve které přezkoumala údaje o rozlití z různých státních a průmyslových zdrojů o údajích o únicích způsobených hydraulickým štěpením. Z celkových zpráv přezkoumaných ve studii bylo zjištěno, že 1% (457) souvisí s hydraulickým štěpením, zatímco 66% nesouvisí a 33% uvádí nedostatečné údaje k určení, zda byl únik spojen s hydraulickým štěpením. U 324 incidentů se rozlité tekutiny dostaly do kategorizovaných environmentálních receptorů: povrchová voda 67%, půda 64%a podzemní voda 48%.

Další klíčové údaje o úniku ze zprávy:

  • Střední objem úniku 730 galonů
  • Nejvyšší počet a objem rozlití z průtokové/vyrobené vody
  • Celková tekutina vytekla 2 300 000 galonů
  • Tekutina získala zpět 480 000 galonů
  • Tekutina neobnovila 1 600 000 galonů
  • Tekutina neznámá (zotavení nebylo hlášeno) 250 000 galonů
  • Největší počet úniků způsobila lidská chyba 150 (33%); zatímco největší objem rozlitých tekutin byl z poruchy kontejnerů 1 500 000 gal (64%).

Tato zpráva byla citována v úplné zprávě o hydraulické štěpné vodě, která je nyní otevřena pro vzájemné hodnocení, ačkoli není přímo obsažena v obsahu zprávy o úniku EPA. Několikrát byly asociace mezi hydraulickým štěpením, příčinami rozlití a reakcí na úniky neznámé nebo neurčité kvůli chybějícím nebo nehlášeným údajům. To zdůrazňuje potřebu úplnějšího podávání zpráv a standardizace podávání zpráv za účelem lepšího sledování, aby se lépe řídilo provádění postupů v oblasti bezpečnosti životního prostředí, zejména tam, kde je pravděpodobné, že dopad bude mít dopad na klíčové faktory zdraví, jako je kvalita vody.

Spotřeba vody

Hydraulické štěpení spotřebuje 1,2 až 3,5 milionu amerických galonů (4500 až 13200 m 3 ) vody na studnu, u velkých projektů se spotřebuje až 5 milionů amerických galonů (19 000 m 3 ). Další voda se používá, když jsou studny refrakturovány. Průměrná studna během své životnosti vyžaduje 3 až 8 milionů amerických galonů (11 000 až 30 000 m 3 ) vody. V letech 2008 a 2009, na začátku břidlicového boomu v Pensylvánii, činilo hydraulické štěpení 650 milionů amerických galonů ročně (2 500 000 m 3 /a) (méně než 0,8%) roční spotřeby vody v oblasti překrývající břidlici Marcellus. Roční počet povolení k vrtům se však zvýšil pětkrát a počet zahájení vrtů se od roku 2008 do roku 2011 zvýšil o více než 17krát.

Podle Environment America , federace státních občanem financovaných organizací na ochranu životního prostředí, existují obavy zemědělců soutěžících s ropou a plynem o vodu. Zpráva společnosti Ceres si klade otázku, zda je růst hydraulického štěpení udržitelný v Texasu a Coloradu, protože 92% studní v Coloradu se nacházelo v regionech s extrémně vysokým tlakem vody (to znamená v regionech, kde je již více než 80% dostupné vody přiděleno pro zemědělské, průmyslové a využívání komunální vody) a 51% procent texaských studní bylo v oblastech s vysokým nebo extrémně vysokým tlakem vody. V Barnhartu v Texasu vodonosná vrstva zásobující místní komunitu vyschla kvůli intenzivnímu využití vody pro hydraulické štěpení. V roce 2013 přijala železniční komise v Texasu nová pravidla recyklace vody pro hydraulické štěpení, jejichž cílem je povzbudit texaské provozovatele hydraulického štěpení, aby šetřili vodou používanou v procesu hydraulického štěpení.

V Severní Americe již byly pozorovány důsledky pro zemědělství . V některých regionech USA, které jsou náchylné k suchu , nyní zemědělci soutěží o frakční průmysl o využívání vodních zdrojů . V oblasti Barnett Shale , v Texasu a Novém Mexiku, studny pitné vody vyschly kvůli odběru vody frakováním a voda byla odebrána z vodonosné vrstvy používané pro obytné a zemědělské účely. Zemědělci viděli, že jejich studny vyschly v Texasu a Novém Mexiku v důsledku tlaku frakcí na vodní zdroje , například v Carlsbadu v Novém Mexiku. Zemědělská společenství kvůli tomuto problému již zaznamenala růst cen vody. V okrese North Water Conservation District v Coloradu byla uspořádána aukce na přidělení vody a ceny vzrostly z 22 USD/akr stopu v roce 2010 na 28 USD na začátku roku 2012.

Vstřikovaná tekutina

Mezi kapaliny pro hydraulické štěpení patří propanty , různé chemikálie a někdy i radionuklidové stopovače . Zatímco mnoho z nich je běžných a obecně neškodných, některé přísady používané ve Spojených státech jsou známé karcinogeny . Z 2 500 produktů hydraulického štěpení více než 650 obsahovalo známé nebo možné lidské karcinogeny regulované podle zákona o nezávadné pitné vodě nebo uvedené jako nebezpečné látky znečišťující ovzduší. “V letech 2005 až 2009 mělo 279 produktů alespoň jednu složku uvedenou jako„ proprietární “nebo„ obchodní tajemství "na svém bezpečnostním a zdravotním úřadu (OSHA) požadovaném bezpečnostním listu (SDS). V mnoha případech společnosti, které nakupovaly výrobky z regálu, neznaly přísady. Bez znalosti identity patentovaných komponent nemohou regulátory testovat To brání vládním regulačním orgánům stanovit základní hladiny látek před hydraulickým štěpením a dokumentovat změny v těchto hladinách, což ztěžuje prokázání toho, že hydraulické štěpení kontaminuje životní prostředí těmito látkami.

Rada pro ochranu podzemních vod spustila FracFocus.org, online dobrovolnou informační databázi pro kapaliny hydraulického štěpení financované skupinami obchodu s ropou a plynem a ministerstvem energetiky USA (DOE). Stránka se setkala s určitou skepticismem, pokud jde o chráněné informace, které nejsou zahrnuty. Některé státy nařídily zpřístupnění tekutin a začlenily FracFocus jako nástroj pro odhalení.

Kontaminace podzemních vod

Hloubkový výzkum k určení vztahu mezi frakováním a kontaminací podzemních vod je řídký, ale důkazy naznačují, že frakování přispělo ke kontaminaci podzemních vod v důsledku chemikálií použitých při postupu vrtání do břidlic; vzhledem k tomu, že tisíce stop špíny a hornin oddělují ložiska zemního plynu a zásoby podzemní vody a další kontaminující látky by také mohly přispět, je obtížné určit absolutní vztah mezi frakcí a kontaminací podzemních vod.

V roce 2009 státní regulační orgány z celé země uvedly, že ve svých jurisdikcích neviděli žádný důkaz o hydraulickém štěpení kontaminující vody. V květnu 2011 vypověděla administrátorka EPA Lisa P. Jacksonová v senátním výboru pro slyšení, že EPA nikdy neprovedla konečné stanovení kontaminace tam, kde samotný proces hydraulického štěpení kontaminoval vodu. Do roku 2013 však Dr. Robin Ikeda, zástupce ředitele pro nepřenosné nemoci, úrazy a zdraví životního prostředí v CDC, potvrdil, že EPA zdokumentovala kontaminaci na několika místech.

Případy kontaminace

  • Již v roce 1987 byla zveřejněna zpráva EPA, která indikovala invazi zlomeniny do studny Jamese Parsona v Jackson County v Západní Virginii. Bylo zjištěno, že studna, vyvrtaná společností Kaiser Exploration and Mining Company, způsobila zlomeniny, které vytvořily cestu umožňující lomové tekutině kontaminovat podzemní vodu, ze které studna pana Parsona vyráběla. EPA, řízená Kongresem, v březnu 2010 oznámila, že prověří tvrzení o znečištění vody související s hydraulickým štěpením. Podle bývalých zaměstnanců EPA EPA v té době plánovala vyzvat k moratoriu na frakování během provádění studie, ale vláda toto doporučení z dopisu zaslaného úředníkům odstranila.
  • V roce 2006 bylo z vyfukovaného plynového vrtu v Clarku, Wyomingu a blízké podzemní vodě zjištěno, že bylo kontaminováno uhlovodíkovými sloučeninami a benzenem více než 20000 m 3 metanu .
  • Vyšetřování bylo zahájeno poté, co na Nový rok v roce 2009 vybuchla studna v Pensylvánii. Státní vyšetřování odhalilo, že společnost Cabot Oil & Gas Company „umožnila úniku hořlavého plynu do zásob podzemních vod v regionu“. Arzen, baryum, DEHP, glykolové sloučeniny, mangan, fenol, metan a sodík byly v jamkách nalezeny v nepřijatelných hladinách. V dubnu 2010 zakázal stát Pensylvánie společnosti Cabot Oil & Gas Corp. další vrtání v celém státě, dokud neucpe studny, o nichž se věří, že jsou zdrojem kontaminace pitné vody 14 domů v Dimock Township v Pensylvánii . Společnost Cabot Oil & Gas byla rovněž povinna finančně odškodnit obyvatele a poskytnout alternativní zdroje vody, dokud nebudou v postižených studních instalovány systémy pro zmírňování následků. Společnost však popírá, že by jakýkoli „problém v Dimocku měl co do činění s hydraulickým štěpením“. V květnu 2012 agentura EPA uvedla, že jejich nejnovější „soubor vzorků neukázal úrovně kontaminantů, které by EPA daly důvod podniknout další kroky“. Metan byl nalezen pouze v jedné studni. Cabot tvrdil, že metan již existoval, ale státní regulační orgány citovaly chemické otisky prstů jako důkaz, že to bylo z Cabotových aktivit hydraulického štěpení. EPA plánuje znovu odebrat vzorky ze čtyř vrtů, kde předchozí údaje společnosti a státu ukázaly úrovně kontaminantů.
  • Stížnosti na kvalitu vody od obyvatel poblíž plynového pole v Pavillionu, Wyoming, vedly k vyšetřování podzemních vod EPA. Návrh zprávy EPA ze dne 8. prosince 2011 zjistil, že kontaminující látky v povrchových vodách v blízkosti jímek jsou zdrojem kontaminace, a v době vydání zprávy již společnost začala s odstraňováním jam. Zpráva také navrhla, že podzemní voda obsahovala „sloučeniny pravděpodobně spojené s postupy výroby plynu, včetně hydraulického štěpení ... Alternativní vysvětlení byla pečlivě zvážena pro jednotlivé soubory dat. Pokud jsou však zvažována společně s dalšími důkazy, data naznačují pravděpodobný dopad do podzemní vody, což lze vysvětlit hydraulickým štěpením. “ Agentura pro toxické látky a registr nemocí doporučila, aby majitelé zkažených studní používali k pití a vaření alternativní zdroje vody a při sprchování větrání. Encana financuje alternativní zásoby vody. Čísla státu a průmyslu odmítla zjištění EPA. V roce 2012 americký geologický průzkum, který měl za úkol další odběr vzorků vrtů EPA, testoval jeden ze dvou monitorovacích vrtů EPA poblíž Pavillionu (druhý vrt považoval USGS za nevhodný pro sběr vzorků vody) a našel důkazy o metanu, ethanu, naftových sloučeninách a fenolu „V červnu 2013 EPA oznámila, že uzavírá vyšetřování v pavilonu a nedokončí ani nebude usilovat o vzájemné hodnocení své předběžné studie z roku 2011. Další vyšetřování provede stát Wyoming.
  • Dále bylo oznámeno, že skutečné laboratoře používané k testování kontaminace vzorků vody nejsou určeny k testování chemikálií používaných při hydraulickém štěpení. Laboratoře byly dříve používány pro program Superfund a pro čištění webů Superfund fungují dobře, ale nejsou určeny pro testování na frakční chemikálie, takže testy z těchto laboratoří jsou podezřelé.


Flowback a produkovaná voda



Flowback je část vstřikované štěpící tekutiny, která proudí zpět na povrch spolu s ropou, plynem a solankou během uvádění studny do provozu, což je proces, který obvykle trvá týden, i když se doba trvání liší. Odhaduje se, že 90% zpětného toku ve Spojených státech je uloženo do hlubinných úložných vrtů s licencí EPA třídy II , přičemž zbývajících méně než 10% je znovu použito, odpařeno, použito k zavlažování nebo vypuštěno do povrchových toků na základě povolení NPDES . Z devíti států produkujících ropu a plyn studovaných v roce 2012 byla podzemní likvidace injekcí zdaleka převládající metodou ve všech kromě Pensylvánie, kde bylo jen šest aktivních vrtů pro likvidaci odpadu. V Kalifornii, Virginii a Ohiu došlo k případům nezákonného ukládání zpětného toku, což je předzvěst možné kontaminace místních zásobníků podzemní a povrchové vody. Vypouštění ropy a zemního plynu do povrchových toků bez povolení NPDES je federálním zločinem. Vypouštění prostřednictvím úpraven vody musí být v souladu s federálním zákonem o čisté vodě a podmínkami jejich povolení NPDES, ale EPA poznamenala, že většina prací na čištění vody není zřízena pro úpravu zpětného toku.



V Pensylvánii byla voda vyráběná z ropy a plynu po mnoho let přijímána licencovanými úpravnami vody k úpravě a vypouštění, ale objem se značně rozšířil s rozšířením vrtů Marcellus Shale po roce 2000. V roce 2010 Pennsylvania Department of Environmental Protection (DEP) omezené vypouštění povrchových vod z nových čistíren na 250 mg/l chloridu; omezení chloridů bylo navrženo tak, aby omezovalo i další kontaminující látky, jako je radium. Stávající čistírny vody byly „děděny“ a stále umožňovaly vyšší koncentrace vypouštění, ale provozovatelům ropy a zemního plynu bylo zakázáno posílat odpadní vody do čistíren odpadních vod.



Jedna studie Duke University uvádí, že „studny Marcellus [Shale] produkují výrazně méně odpadní vody na jednotku regenerovaného plynu (~ 35%) ve srovnání s konvenčními studnami na zemní plyn“. V Coloradu se objem vypouštěných odpadních vod vypouštěných do povrchových toků od roku 2008 do roku 2011 zvýšil.



Kontaminace povrchových vod


Hydraulické štěpení může ovlivnit kvalitu povrchové vody buď náhodným rozlitím na vrtu, nebo vypuštěním zpětného toku prostřednictvím stávajících úpraven vody. EPA, řízená Kongresem, v březnu 2010 oznámila, že prověří tvrzení o znečištění vody související s hydraulickým štěpením. Christopher Portier, ředitel CDC ‚s Národní centrum pro environmentální zdraví a agentury pro toxické látky a registr nemoci , tvrdil, že kromě plánů EPA k posouzení vlivu hydraulického štěpení na pitnou vodu, další studie by měly být prováděny zjistit, zda odpadní voda ze studní může poškodit lidi nebo zvířata a zeleninu, kterou jedí. Skupina amerických lékařů požadovala moratorium na hydraulické štěpení v obydlených oblastech, dokud takové studie nebyly provedeny.



Jiní však poukazují na výjimky a výjimky pro hydraulické štěpení podle federálních zákonů USA . Výjimky činil zákon o čisté vodě , který je součástí zákona o energetické politice z roku 2005 , známého také jako „Halliburtonova mezera“. Tyto výjimky zahrnovaly odtok dešťové vody z činností spojených s výstavbou plynu a ropy, což zahrnuje „průzkum a těžbu ropy a zemního plynu, operace, zpracování nebo úpravy a přepravní zařízení“ jako součást definice stavebních činností. Změny zákona o nezávadné pitné vodě zahrnovaly definici podzemní injekce. Podzemní injekce související s hydraulickým štěpením byla vyňata ze zákona o čisté vodě, kromě případů, kdy používá motorovou naftu.



Rostoucí těžba ropy a zemního plynu využívající technologii hydraulického štěpení je v různých oblastech USA stabilní, ale údržba odpadních vod shromážděných po procesu vrtání obsahujícím kapaliny pro hydraulické štěpení zaostává. V Pensylvánii DEP oznámil, že zdroje na řádnou regulaci zařízení pro nakládání s odpadními vodami jsou nedostupné a zařízení kontrolují každých 20 let, než každé 2 roky, jak to vyžaduje nařízení.



Množství odpadních vod a nepřipravenost čistíren odpadních vod na čištění odpadních vod je v Pensylvánii problémem. Associated Press oznámila, že od roku 2011 se DEP silně bránil poskytnutí AP a další novinové organizace s informacemi o stížnosti související s vrty. Když je odpadní solanka vypouštěna do povrchových vod konvenčními čistírnami odpadních vod , bromid v solance obvykle není zachycen. Ačkoli to nepředstavuje zdravotní riziko, v západní Pensylvánii došlo v některých úpravnách pitné vody využívajících povrchovou vodu v letech 2009 a 2010 k nárůstu bromovaných trihalomethanů . Trihalomethanes, nežádoucí vedlejší produkty chloračního procesu, vzniká, když se chlor spojí s rozpuštěnou organickou hmotou v zdrojová voda, za vzniku trihalomethan chloroformu. Brom může nahradit nějaký chlor, za vzniku bromovaných trihalomethanů. Protože má brom vyšší atomovou hmotnost než chlor, zvyšuje částečná přeměna na bromované trihalometany celkovou hmotnostní koncentraci trihalomethanů.



Radioaktivita


Viz také: Radionuklidy spojené s hydraulickým štěpením



Radioaktivita spojená s hydraulicky frakturovanými vrty pochází ze dvou zdrojů: přirozeně se vyskytujícího radioaktivního materiálu a radioaktivních indikátorů zavedených do jamek. Zpětný tok z ropných a plynových vrtů se obvykle likviduje hluboko pod zemí v injektážních vrtech třídy II, ale v Pensylvánii je velká část odpadních vod z operací hydraulického štěpení zpracovávána veřejnými čistírnami odpadních vod . Mnoho čistíren říká, že nejsou schopny odstranit radioaktivní složky tohoto odpadu, který se často vypouští do velkých řek. Průmysloví představitelé však tvrdí, že tyto úrovně jsou zředěny natolik, že není ohroženo veřejné zdraví.



V roce 2011 byla naměřena hladina rozpuštěného radia v odpadních vodách z hydraulického štěpení uvolňovaných proti proudu z přívodů pitné vody až na 18 035 pCi/L (667,3 Bq/l) a naměřená hrubá hladina alfa až na 40 880 pCi/L (1513 Bq/l). The New York Times uvedl, že studie EPA a důvěrná studie vrtného průmyslu dospěly k závěru, že radioaktivitu v odpadu z vrtů nelze plně zředit v řekách a jiných vodních cestách. Nedávná studie Duke University odebrala vzorky vody po proudu od zařízení na čištění odpadních vod v Pensylvánii od roku 2010 do podzimu 2012 a zjistila, že sediment potoka obsahuje hladiny radia 200krát vyšší než pozadí. Povrchová voda měla stejný chemický podpis jako horniny ve formaci Marcellus Shale. Zařízení od roku 2011 odepřelo zpracování odpadu Marcellus. V květnu 2013 zařízení podepsalo další dohodu o tom, že nebude přijímat ani vypouštět formace odpadních vod Marcellus Shale, dokud nenainstaluje technologii pro odstranění sloučenin záření, kovů a solí. Podle výzkumů společnosti Duke „pevné látky/kaly z zpracování odpadu“ překročily americké předpisy pro ukládání radia do půdy. Studie Duke University také zjistila, že radium bylo „absorbováno a akumulováno na sedimentech lokálně při vypouštění“.



The New York Times poznamenal, že v roce 2011 Pennsylvania DEP vznesla pouze „žádost - nikoli regulaci“ plynárenských společností, aby přestaly posílat své průtokové a odpadní vody do veřejných zařízení na úpravu vody. DEP však poskytl provozovatelům ropy a zemního plynu 30 dní na dobrovolné splnění, a všichni to udělali. Bývalý pennsylvánský tajemník DEP John Hanger, který sloužil pod guvernérem Edem Rendellem , potvrdil, že obecní pitná voda v celém státě je bezpečná. „Každá jednotlivá kapka, která dnes vychází z vodovodu v Pensylvánii, splňuje standard bezpečné pitné vody,“ řekl Hanger, ale dodal, že ekologové přesně uvedli, že pensylvánské úpravny vody nejsou vybaveny na úpravu vody z hydraulického štěpení. Současný pennsylvánský tajemník DEP Michael Krancer sloužící pod guvernérem Tomem Corbettem   uvedl, že je „naprostou fikcí“, že se do státních vod vypouští neupravená odpadní voda, ačkoli bylo pozorováno, že Corbett obdržel více než milion dolarů na příspěvky plynárenství, což je více než všichni jeho konkurenti dohromady, během jeho volební kampaně. Neohlášené kontroly neprovádějí regulační orgány: společnosti hlásí vlastní úniky a vytvářejí vlastní plány náprav. Nedávná kontrola státem schválených plánů zjistila, že se zdají být v rozporu se zákonem. Čistírny stále nejsou vybaveny k odstraňování radioaktivního materiálu a nejsou povinny je testovat. Navzdory tomu byla v roce 2009 do veřejné čistírny odpadních vod Ridgway Borough v Elk County, PA, zařízení odeslána odpadní voda obsahující radium a jiné druhy záření o 275–780násobku standardu pitné vody. Voda vypouštěná z rostliny nebyla testována na úroveň radiace. Část problému spočívá v tom, že růst odpadu produkovaného průmyslem předstihl regulátory a státní zdroje. „Normy bezpečné pitné vody“ pro mnoho látek, o nichž je známo, že jsou obsaženy v hydrofrakčních kapalinách nebo jejich hladinách radioaktivity, dosud nebyly stanoveny a jejich úrovně nejsou zahrnuty do veřejných zpráv o kvalitě pitné vody.



Testy provedené v Pensylvánii v roce 2009 nenašly „žádný důkaz o zvýšené hladině radiace“ ve vodních cestách. V té době nebyly obavy z radiace považovány za naléhavý problém. V roce 2011 The New York Times oznámil, že radium v ​​odpadních vodách ze studní na zemní plyn je vypouštěno do řek Pennsylvánie , a sestavilo mapu těchto studní a jejich úrovně kontaminace odpadních vod a uvedlo, že některé zprávy EPA nebyly nikdy zveřejněny. Zprávy Times o tomto problému se dostaly pod kritiku. Studie z roku 2012 zkoumající řadu míst hydraulického štěpení v Pensylvánii a Virginii Pennsylvánskou státní univerzitou zjistila, že voda, která po hydraulickém štěpení stéká zpět z plynových vrtů, obsahuje vysoké množství radia .



Před rokem 2011 byl zpětný tok v Pensylvánii zpracováván veřejnými čistírnami odpadních vod, které nebyly vybaveny k odstraňování radioaktivního materiálu a nebyly povinny jej testovat. Průmysloví představitelé však tvrdí, že tyto úrovně jsou zředěny natolik, že není ohroženo veřejné zdraví. V roce 2010 DEP omezil vypouštění povrchových vod z nových čistíren na 250 mg/l chloridu. Toto omezení bylo navrženo tak, aby omezilo také další kontaminující látky, jako je radium. Stávajícím čistírnám vody byly povoleny vyšší koncentrace vypouštění. V dubnu 2011 požádal DEP provozovatele nekonvenčních plynů , aby dobrovolně přestali odesílat odpadní vody do čistíren odpadních vod. PADEP oznámil, že operátoři vyhověli.



Studie Duke University z roku 2013 odebírala vzorky vody po proudu od zařízení na čištění odpadních vod v Pensylvánii v letech 2010 až 2012 a zjistila, že sediment potoka obsahuje úrovně radia 200krát vyšší než pozadí. Povrchová voda měla stejný chemický podpis jako horniny ve formaci Marcellus Shale spolu s vysokými hladinami chloridů. Zařízení popřelo zpracování odpadu Marcellus po roce 2011. V květnu 2013 zařízení podepsalo další dohodu o tom, že nebude přijímat ani vypouštět odpadní vody Marcellus, dokud nenainstaluje technologii na odstranění radioaktivních materiálů, kovů a solí.



Studie vědců z National Renewable Energy Laboratory , University of Colorado a Colorado State University z roku 2012 hlásila snížení procenta zpětného toku zpracovaného vypouštěním povrchové vody v Pensylvánii od roku 2008 do roku 2011. Koncem roku 2012 koncentrace bromu klesly na předchozí úrovně v řece Monongahela, ale zůstala vysoká v Allegheny.



Přirozeně se vyskytující radioaktivní materiály


The New York Times informoval o radiaci v hydraulickém štěpení odpadních vod vypouštěných do řek v Pensylvánii . Shromáždil data z více než 200 vrtů na zemní plyn v Pensylvánii a zveřejnil mapu s názvem Toxické znečištění z vrtů na zemní plyn v Pensylvánii . The Times uvedl „nikdy nenahlášené studie“ Agentury pro ochranu životního prostředí Spojených států a „důvěrná studie vrtného průmyslu“ dospěl k závěru, že radioaktivitu v odpadu z vrtů nelze plně zředit v řekách a jiných vodních cestách. Navzdory tomu federální a státní regulační orgány počátkem roku 2011 nepožadovaly k testování radioaktivity čistírny odpadních vod, které přijímají odpad z vrtů (což je většinou voda). V Pensylvánii, kde v roce 2008 začal vrtací boom, většina zařízení na příjem pitné vody za čistírnami odpadních vod netestovala radioaktivitu od roku 2006.



Zprávy New York Times byly kritizovány a jeden vědecký spisovatel zpochybnil jednu instanci prezentace novin a vysvětlení jejích výpočtů týkajících se ředění, přičemž obvinil, že kvůli nedostatku kontextu je analýza článku neinformativní.



Podle zprávy Times z února 2011 obsahovala odpadní voda ve 116 ze 179 hlubinných plynových vrtů v Pensylvánii „vysokou úroveň radiace“, ale její účinek na veřejné dodávky pitné vody není znám, protože dodavatelé vody jsou povinni provádět testy radiace „pouze sporadicky ". The New York Post uvedl, že DEP uvedl, že všechny vzorky odebrané ze sedmi řek v listopadu a prosinci 2010 „vykazovaly hladiny na úrovni normálních přirozeně se vyskytujících hladin radioaktivity na pozadí nebo pod nimi“ a „pod federálním standardem pitné vody pro Radium 226 a 228. " Vzorky odebrané státem z alespoň jedné řeky ( Monongahela , zdroj pitné vody pro části Pittsburghu ) však byly odebrány proti proudu od čistíren odpadních vod přijímajících vrtnou odpadní vodu.



Radioaktivní stopovače


Izotopy radioaktivních stopovacích látek jsou někdy injektovány hydraulickou štěpnou kapalinou, aby se určil profil vstřikování a umístění vytvořených zlomenin. Ke sledování a měření zlomenin se používá písek obsahující sledovací izotopy emitující gama. Studie z roku 1995 zjistila, že radioaktivní stopovače byly použity ve více než 15% stimulovaných ropných a plynových vrtů. Ve Spojených státech jsou injekce radionuklidů licencovány a regulovány Komisí pro jadernou regulaci (NRC). Podle NRC mezi některé z nejčastěji používaných indikátorů patří antimon-124 , brom-82 , jód-125 , jód-131 , iridium-192 a skandium-46 . Publikace Mezinárodní agentury pro atomovou energii z roku 2003 potvrzuje časté používání většiny výše uvedených indikátorů a uvádí, že se používá také mangan-56 , sodík-24 , technecium-99m , stříbro-110m , argon-41 a xenon-133 rozsáhle, protože jsou snadno identifikovatelné a měřitelné. Podle setkání vědců z roku 2013, kteří zkoumali nízké (nikdy nepřekračující standardy pitné vody), ale trvalé detekce jódu-131 v proudu používaném pro pitnou vodu z Philadelphie: „Účastníci workshopu dospěli k závěru, že pravděpodobným zdrojem 131-I ve zdrojových vodách Philadelphie je zbytkový 131-I vyloučený z pacientů po lékařských ošetřeních, “ale navrhl, aby byly studovány i další potenciální zdroje, včetně hydraulického štěpení.



Seizmicita


Hydraulické štěpení rutinně produkuje mikroseismické jevy příliš malé na to, aby je bylo možné detekovat, kromě citlivých nástrojů. Tyto mikroseismické události se často používají k mapování horizontálního a vertikálního rozsahu fraktury. Studie US Geological Survey z roku 2012 však uvádí, že „pozoruhodné“ zvýšení rychlosti zemětřesení M ≥ 3 na středním kontinentu USA „právě probíhá“, které začalo v roce 2001 a vyvrcholilo 6násobným nárůstem oproti 20. století úrovně v roce 2011. Celkový nárůst byl spojen se zvýšením zemětřesení v několika konkrétních oblastech: v Ratonské pánvi v jižním Coloradu (naleziště metanové aktivity) a v oblastech produkujících plyn ve střední a jižní Oklahomě a v centrálním Arkansasu. Zatímco analýza naznačuje, že nárůst je „téměř jistě způsoben člověkem“, United States Geological Survey (USGS) poznamenal: „Studie USGS naznačují, že skutečný proces hydraulického štěpení je jen velmi výjimečně přímou příčinou plstěných zemětřesení.“ Zvýšená zemětřesení byla pravděpodobně způsobena zvýšeným vstřikováním odpadních vod z plynových vrtů do úložných vrtů. Vstřikování odpadních vod z ropných a plynárenských provozů, včetně hydraulického štěpení, do studní pro ukládání slané vody může způsobit větší otřesy o nízké velikosti , registrované až 3,3 (M w ).



Vyvolaná seismicita způsobená hydraulickým štěpením


Hydraulické štěpení rutinně spouští mikroseismické události, které jsou příliš malé na to, aby je bylo možné detekovat, s výjimkou citlivých nástrojů. Podle amerického geologického průzkumu: „Zprávy o hydraulickém štěpení způsobujícím dostatečně velká zemětřesení na povrchu jsou extrémně vzácná, ke konci roku 2012 byly hlášeny pouze tři případy ve Velké Británii, Oklahomě a Kanadě.“ Bill Ellsworth, geolog z amerického geologického průzkumu, nicméně řekl: „Nevidíme žádnou souvislost mezi frakováním a zemětřesením, která by společnost nějak znepokojovala.“ Národní rada pro výzkum (součást Národní akademie věd) také zjistila, že hydraulické štěpení, pokud se používá při těžbě břidlicového plynu, nepředstavuje vážné riziko způsobení zemětřesení, které je možné cítit.



Vyvolaná seismicita ze studní pro likvidaci vody


Větší obavy představují zemětřesení spojená s povolenými hlubokými studnami pro vstřikování odpadních vod třídy II, z nichž mnohé vstřikují zpětný tok a produkují vodu z ropných a plynových vrtů. USGS hlásila zemětřesení způsobená likvidací vyprodukované vody a zpětným tokem hydraulického štěpení do studní na likvidaci odpadu v několik míst.



V roce 2013 vědci z Columbia University a University of Oklahoma prokázali, že na středozápadě USA jsou některé oblasti se zvýšenou seismicitou způsobenou člověkem náchylné k dalším zemětřesením vyvolaným seismickými vlnami ze vzdálených zemětřesení. Doporučili zvýšené seismické monitorování v blízkosti míst vpichu tekutin, aby se určilo, které oblasti jsou citlivé na dálkové spouštění a kdy by měla být ukončena aktivita vstřikování.



Geofyzik Cliff Frohlich zkoumal seismickou aktivitu na Barnett Shale v Texasu v letech 2009 až 2011. Frohlich zřídil dočasné seismografy na 70 kilometrové mřížce pokrývající Barnett Shale v Texasu. Seismografy v této oblasti vycítily a lokalizovaly zemětřesení o síle 1,5 mag. Seismografy odhalily prostorovou souvislost mezi zemětřeseními a injekčními vrty třídy II, z nichž většina byla zřízena za účelem likvidace zpětného toku a produkovala vodu ze studní Barnett Shale poblíž Dallasu-Fort Worthu a Cleburne v Texasu. Některá ze zemětřesení byla větší než 3,0 magnitudy a byla pociťována lidmi na povrchu a byla hlášena v místních zprávách. Zemětřesení byla hlášena v oblastech, kde dříve nebyla zaznamenána žádná zemětřesení. Studie zjistila, že velká většina injekčních vrtů třídy II nesouvisí se zemětřesením. Injekcí vyvolaná zemětřesení byla silně spojena se studnami, do kterých bylo za měsíc vstříknuto více než 150 000 barelů vody, a zvláště poté, co tyto studny vstřikly více než rok. Většina vyvolaných zemětřesení se odehrála v Johnson County, který vypadal více náchylný k indukovaným zemětřesením než jiné části hry Barnett.



Zemětřesení dostatečně velká na to, aby je lidé pocítili, byla také spojena s některými studnami s hlubokou likvidací, které dostávají zpětný tok hydraulického štěpení a produkují vodu z hydraulicky zlomených vrtů. Flowback a solanka z ropných a plynových vrtů se vstřikují do likvidačních vrtů regulovaných EPA třídy II. Podle EPA přibližně 144 000 takovýchto studních II na odstraňování odpadů v USA dostává denně více než 2 miliardy amerických galonů (7,6 Gl) odpadních vod. Doposud nejsilnější zemětřesení vyvolaná podzemní injekcí odpadu byla tři zemětřesení v blízkosti Richterovy magnitudy 5 zaznamenaná v roce 1967 poblíž těžby v Coloradu, která dostávala odpad mimo ropná pole.



Podle USGS jen malá část zhruba 40 000 vrtů pro likvidaci odpadních tekutin pro ropné a plynové provozy ve Spojených státech vyvolala zemětřesení, která jsou dostatečně velká na to, aby mohla znepokojovat veřejnost. Ačkoli byly velikosti těchto zemětřesení malé, USGS uvádí, že neexistuje žádná záruka, že nedojde k větším zemětřesením. Kromě toho se zvyšuje frekvence zemětřesení. V roce 2009 došlo v oblasti přes Alabamu a Montanu k 50 zemětřesením větším než 3,0 a v roce 2010 došlo k 87 zemětřesením. V roce 2011 došlo ve stejné oblasti ke 134 zemětřesením, což je šestinásobný nárůst oproti úrovním 20. století. Existují také obavy, že zemětřesení mohou poškodit podzemní potrubí plynu, ropy a vody a studny, které nebyly navrženy tak, aby odolaly zemětřesení.



2011 Oklahoma zemětřesení , druhé největší zemětřesení v historii Oklahoma v rozsahu 5,7, bylo spojeno s některými výzkumníky na desetiletí trvající injekci solného roztoku. Studie z roku 2015 dospěla k závěru, že nedávná zemětřesení v centrální Oklahomě, která zahrnují zemětřesení o síle 5,7 stupně, byla vyvolána injekcí vyrobené vody z konvenčních zásobníků ropy ve skupině Hunton Group a nesouvisejí s hydraulickým štěpením.



Likvidační studny třídy II přijímající solanku z plynových vrtů Fayetteville Shale v Central Arkansas vyvolaly stovky mělkých zemětřesení, z nichž největší mělo magnitudu 4,7, a způsobily škody. V dubnu 2011 Arkansaská komise pro ropu a plyn zastavila těžbu ve dvou hlavních úložných vrtech a zemětřesení odezněla.



Několik zemětřesení v roce 2011, včetně třesu o síle 4,0 na Silvestra, které zasáhlo Youngstown v Ohiu , je podle seizmologů z Kolumbijské univerzity pravděpodobně spojeno s likvidací odpadních vod z hydraulického štěpení . Na rozkaz ministerstva přírodních zdrojů v Ohiu studna zastavila vstřikování 30. prosince 2011. Následující den, po zemětřesení 4.0, guvernér Ohia John Kasich nařídil na neurčito zastavit injekci do tří dalších hlubinných vrtů v okolí. Ministerstvo přírodních zdrojů navrhlo řadu přísnějších pravidel pro své nařízení o injekcích třídy II. Ministerstvo poznamenalo, že ve státě bylo 177 provozních likvidačních vrtů třídy II a že studna Youngstown byla první, která produkovala zaznamenaná zemětřesení, protože program Ohio's Underground Injection Control začal v roce 1983.



Od roku 2008 došlo v oblasti severního Texasu k více než 50 zemětřesením až do velikosti 3,5, kde se nachází mnoho plynových vrtů Barnett Shale, což je oblast, která dříve zemětřesení neměla. Při zemětřesení nebyla hlášena žádná zranění ani vážná poškození. Studie zemětřesení poblíž letiště Dallas-Fort Worth v letech 2008–2009 dospěla k závěru, že otřesy byly vyvolány likvidačními studnami přijímajícími solanku z plynových vrtů.



Dvouletá studie vědců University of Texas 2009–2011 dospěla k závěru, že řada zemětřesení o síle 1,5 až 2,5 stupně Richter v oblasti Barnett Shale v severním Texasu souvisela s ukládáním odpadu z ropných polí do injekčních vrtů třídy II. Se samotným hydraulickým štěpením nebyla spojena žádná zemětřesení. Výzkumníci poznamenali, že v Texasu je více než 50 000 úložných vrtů třídy II, které přijímají odpad z ropných polí, ale jen několik desítek je podezřelých ze spuštění zemětřesení.



31. května 2014 došlo v Greeley v Coloradu k zemětřesení o síle 3,4 stupně . K zemětřesení došlo poblíž dvou hydraulických štěpných studní pro vstřikování odpadních vod, které jsou údajně blízko kapacity. Jedna studna na vstřikování odpadu je 8 700 stop hluboká a 20 let stará, zatímco druhá má 10 700 stop a je stará jen dva roky. Výzkumný tým z University of Colorado Boulder umístil do oblasti seismografy, aby sledoval další aktivitu.



Opuštěné studny


Vrtání ropy a plynu probíhá v Pensylvánii od roku 1859 a odhaduje se, že vrtů bude vrtáno 300 000 až 500 000 předtím, než stát studny sledoval, nebo vyžadoval jejich řádné ucpání. Pennsylvánské ministerstvo ochrany životního prostředí (DEP) má program na lokalizaci a ucpání starých vrtů. Studie z roku 2014 zkoumala 19 opuštěných studní , z nichž 14 nebylo nikdy ucpáno a pouze jeden byl státu znám. Byly měřeny rychlosti úniku metanu a extrapolace na všechny očekávané osiřelé jamky ve stavu naznačovaly, že staré jamky tvoří významný zdroj metanu. Studie z roku 2019 zkoumá dlouhodobý (> 30 let) tok a transport štěpících tekutin do nadložních vrstev a podzemních vodních vrstev přes děravou opuštěnou studnu. Ukazuje prostorové vlastnosti opuštěné studny a také její vzdálenost od hydraulického lomu jsou nejdůležitějšími faktory ovlivňujícími vertikální tok štěpící tekutiny do podzemních vodních vrstev. Studie naznačuje, že i pro různá nastavení v terénu se může do vodonosné vrstvy v dlouhodobém období dostat pouze omezené množství štěpící tekutiny.



Zdravé efekty




Po celém světě panují obavy z možných nepříznivých důsledků činnosti hydraulického štěpení na veřejné zdraví . Probíhá intenzivní výzkum s cílem zjistit, zda existují dopady na řadu zdravotních stavů.



Mezi potenciální zdroje expozice podzemních a povrchových vod toxinům a toxickým látkám (včetně hormonů narušujících endokrinní systém, těžkých kovů, minerálů, radioaktivních látek a solí) patří 1) fáze vrtání a štěpení; 2) nesprávné čištění odpadních vod, včetně rozlití během přepravy; a 3) selhání cementových stěn.



Mnoho z výše uvedených kontaminantů bylo spojeno se špatnými zdravotními výsledky, zejména reprodukčními a vývojovými. Expozice těžkých kovů a benzenu/toluenu během těhotenství byla spojena s potratem a mrtvě narozenými dětmi. Benzen a toluen jsou spojovány s poruchami menstruačního cyklu. Rakovina, krevní poruchy, poškození nervového systému a respirační problémy byly také citovány jako potenciální komplikace expozice hydraulické štěpící tekutině.



Shrnutí EPA z roku 2014 popisuje důkazy o kontaminaci pitné vody v důsledku rozlití, nevhodných střev a jiných etiologií. Podle tohoto souhrnu se odhady frekvence pohybují od jednoho rozlití na každých 100 jamek v Coloradu až po 0,4–12,2 rozlití na každých 100 jamek v Pensylvánii. Kromě toho „nejméně 3% vrtů (600 z 23 000 vrtů) nemělo cement přes část pláště instalovaného prostřednictvím chráněného zdroje podzemní vody identifikovaného provozovateli vrtů“.



Zatímco zdravotní účinky kontaminace vody, jakož i znečištění ovzduší a další potenciální zdravotní rizika způsobená hydraulickým štěpením nejsou dobře známy, studie uvádějí zjištění. Retrospektivní kohortová studie z roku 2014 se 124 842 porody v letech 1996–2009 na venkově v Coloradu uvádí statisticky významnou pravděpodobnost vrozených srdečních chorob, včetně defektů neurální trubice, při rezidentní expozici hydraulickému štěpení.



Studie z roku 2015 odhalila nižší porodní hmotnosti a vyšší výskyt malých pro gestační věk ve srovnání většiny s nejméně exponovanými.



Přezkum z roku 2013 se zaměřením na hydraulické štěpení břidlicového plynu Marcellus a zásobování vodou v New Yorku uvedl: „Ačkoli potenciální přínosy těžby zemního plynu Marcellus jsou pro přechod na ekonomiku čisté energie velké, v současné době je regulační rámec ve státě New York nedostatečný pro zabránit potenciálně nevratným hrozbám pro místní životní prostředí a zásobování vodou v New Yorku. Aby se předešlo těmto důsledkům na životní prostředí, budou nutné velké investice do prosazování státních a federálních předpisů, a zákaz vrtání v povodích zásobování vodou v New Yorku je vhodný, i když mnohem intenzivněji regulovaná produkce plynu Marcellus je nakonec povolena jinde ve státě New York. “



Začátkem ledna 2012 Christopher Portier, ředitel amerického Národního centra pro zdraví životního prostředí CDC a Agentury pro toxické látky a registr nemocí, tvrdil, že kromě plánů EPA zkoumat dopad frakování na pitnou vodu, Měly by být provedeny studie s cílem určit, zda odpadní voda ze studní může poškodit lidi nebo zvířata a zeleninu, kterou jedí.



V květnu 2012 se Americký lékařský institut a Národní rada pro výzkum USA připravovaly na přezkoumání potenciálních lidských a environmentálních rizik hydraulického štěpení.



V roce 2011 v Garfield County, Colorado, americká agentura pro toxické látky a registr nemocí shromáždila vzorky vzduchu na 14 místech, včetně 8 ropných a plynových lokalit, 4 městských pozaďových lokalit a 2 venkovských pozaďových lokalit. a detekovaly karcinogeny, jako je benzen, tetrachlorethen a 1–4 dichlorbenzen, na všech místech, ropných i plynových, a na pozadí. Benzen byl detekován v 7 z 8 ropných a plynových lokalit, ve všech 4 městských oblastech a v jednom ze 2 venkovských lokalit pozadí. Sloučenina 1,4-dichlorbezen byla detekována ve 3 z 8 ropných a plynových lokalit, 3 ze 4 městských lokalit a 1 ze 2 venkovských lokalit pozadí. Koncentrace benzenu v jednom z osmi ropných a plynových lokalit byly identifikovány jako důvod k obavám, protože ačkoli se pohybovaly v přijatelném rozmezí, byly blízko horní hranice rozsahu. Zpráva dospěla k závěru: „S výjimkou místa Brock tyto odhady rizik nepředstavují významné teoretické riziko rakoviny na žádném z těchto míst, ani se nezdá, že by teoretické riziko rakoviny bylo v lokalitách vývoje ropy a zemního plynu zvýšené. ve srovnání s městskými nebo venkovskými lokalitami na pozadí. “



V roce 2011 vydala EPA nové směrnice o emisích, které uvádějí, že staré normy mohly vést k nepřijatelně vysokému riziku rakoviny pro osoby žijící poblíž vrtných prací.



Zdraví pracovníka


V roce 2013 vydaly Spojené státy Úřad pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (OSHA) a Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH) výstrahu o nebezpečí na základě údajů shromážděných společností NIOSH, že „pracovníci mohou být vystaveni prachu s vysokými hladinami dýchatelných krystalických látek oxid křemičitý ( oxid křemičitý ) během hydraulického štěpení. “ Společnost NIOSH informovala zástupce společnosti o těchto zjištěních a poskytla zprávy s doporučeními ke kontrole expozice krystalickému křemíku a doporučila, aby všechna místa hydraulického štěpení vyhodnotila své operace, aby určila potenciál expozice pracovníků krystalickému křemíku a zavedla kontroly nezbytné k ochraně pracovníků.



EPA ve svém studijním plánu pro hydraulické štěpení (2011) uvádí, že je třeba prozkoumat expozici chemikáliím hydraulického štěpení v pracovním prostředí, aby se určily akutní a chronické účinky na zdraví. Rizika expozice, jako je „doprava, míchání, dodávka a potenciální nehody“, nebyla řádně posouzena (str. 57).



Expozice křemíku při hydraulickém štěpení


Místa hydraulického štěpení mají viditelný výkvět prachu, který způsobuje obavy z expozice zdraví vdechnutelnému krystalickému křemíku. Silikóza je nevyléčitelné plicní onemocnění spojené s expozicí dýchatelnému krystalickému křemíku nebo lépe známému jako křemičitý prach. Kromě silikózy je expozice krystalickému křemíku spojena s rakovinou plic, plicní tuberkulózou, onemocněním ledvin, autoimunitními poruchami a onemocněním dýchacích cest, jako je astma a bronchitida. Většině těchto oslabujících a potenciálně smrtelných chorob lze předcházet pracovními kontrolními opatřeními ohledně dýchatelné krystalické expozice.



Hydraulické štěpení používá v procesu štěpení jako součást hydraulické kapaliny velké množství písku. Frakční tekutina se skládá ze základní tekutiny, propantu a chemických přísad. Většina propantu použitého při štěpení je vyrobena z oxidu křemičitého (písku). Nákladní vozy s pískem jsou dodávány na místa, poté naloženy do transportérů písku, které jsou poté přeneseny do mixéru, který míchá hydraulickou kapalinu. Hydraulická kapalina se vstřikuje pod tlakem do zlomeniny. Propant udržuje zlomeninu otevřenou, aby bylo možné extrahovat více ropy a plynu.



Oxid křemičitý (SiO2) je chemická sloučenina oxidu křemičitého, která je převládající složkou horniny, půdy a písku. Nejběžnější formou oxidu křemičitého je křemen a může se rozpadnout na prachové mikročástice, z nichž se stane dýchatelný krystalický křemík. Dýchatelný krystalický oxid křemičitý jsou částice menší než 10 mikronů (mikrometrů), které jsou dostatečně malé na to, aby se dostaly do části plic, kde by došlo k výměně kyslíku a plynného oxidu uhličitého.



Dezinfekční onemocnění silikózy, kterému lze předcházet, má tři hlavní typy, chronické, akutní a zrychlené. Chronická silikóza je nejčastější po 10–20 letech nízké až střední expozice dýchatelného krystalického křemene. Současné studie ukázaly, že u pracovníků vystavených křemíku při současných doporučených expozičních limitech (REL) během celoživotní práce dochází k rozvoji chronické silikózy. K diagnostice chronické silikózy se používá rentgen hrudníku, který má podobné příznaky jako chronická obstrukční plicní nemoc (CHOPN). Obecnými příznaky jsou dušnost, produktivní nebo neproduktivní kašel, únava a příležitostně respirační selhání. zrychlená silikóza má podobné příznaky jako chronická silikóza, ale rychle se rozvíjí za 5–10 let vysokého vystavení dýchatelnému krystalickému křemíku. A konečně, akutní silikóza je méně rozšířená než u ostatních typů, nicméně je to závažnější onemocnění s vysokým výskytem invalidity a úmrtí. Akutní silikóza se vyvíjí několik měsíců až let s extrémními hladinami oxidu křemičitého a závažné příznaky zahrnují dušnost, slabost, kašel, horečku a hubnutí. Při prevenci silikózy bude zásadní nastavení účinných úrovní kontroly a monitorování dodržování těchto úrovní.



Společnost NIOSH stanovila doporučený limit expozice (REL) pro oxid křemičitý na pevnou hodnotu 0,05 miligramů na metr krychlový jako časově vážený průměr (TWA) pro až desethodinovou směnu během čtyřicetihodinového pracovního týdne. Studie NIOSH, která získala 116 vzorků vzduchu na 11 různých místech hydraulického štěpení, zjištěných nad úrovněmi REL oxidu křemičitého v 79% vzorků. V této studii 31% vzorků uvedlo hladiny nejméně desetkrát vyšší než REL. N IOSH studoval úrovně expozice v různých částech procesu štěpení a našel sedm primárních oblastí vysoké expozice dýchatelného krystalického křemene s přenosovými pásy a přesouvači písku jako nejvyšší. Znalosti získané z těchto studií poskytly OSHA, NIOSH a oblasti štěpného průmyslu zaměření na opatření pro kontrolu oxidu křemičitého.



Podle NIOSH a OSHA je kombinace technických kontrol, ochranných osobních prostředků, bezpečnostního vzdělávání, alternativního propantu a bezpečnostních postupů na pracovišti klíčem k ochraně pracovníků před expozicí dýchatelného krystalického křemene. Jedna konkrétní technická kontrola, která se používá při testování v terénu, je mini-baghouse, který redukuje křemičitý prach produkovaný stěhováky písku. Při práci s expozicí oxidu křemičitého se běžně používají osobní ochranné prostředky, společnost NIOSH však zjistila, že byly použity nesprávné respirátory, typ s polomaskou a nesplňují úrovně expozice oxidu křemičitého. Společnosti NIOSH a OSHA doporučují celoobličejový respirátor na čištění vzduchu (PAPR) pro všechny pracovníky vystavené vysokým hladinám oxidu křemičitého. Dalším kontrolním opatřením je použití náhražky oxidu křemičitého, jako je slinutý bauxit, keramika nebo písek potažený pryskyřicí, OSHA však uvádí, že u těchto alternativ musí být provedeno testování bezpečnosti. Kromě těchto kontrolních opatření je třeba nastavit doporučené mezní hodnoty expozice (REL) a přípustné úrovně expozice (PEL) nižší než současné úrovně. Do června 2016 začnou platit nové předpisy pro oxid křemičitý, které sníží PEL na 50 mikrogramů na metr krychlový oxidu křemičitého ve vzduchu.



Studie Národního institutu pro bezpečnost a ochranu zdraví dospěla k závěru, že u pracovníků vystavených působení krystalického křemene (pískového prachu) na hodnocených místech hydraulického štěpení existuje nebezpečí vdechnutí zdraví. Společnost NIOSH informovala zástupce společnosti o těchto zjištěních a poskytla zprávy s doporučeními ke kontrole expozice krystalickému křemíku. Společnost NIOSH doporučila, aby všechna místa hydraulického štěpení vyhodnotila své operace, aby určila potenciál expozice pracovníků krystalickému křemíku a zavedla kontroly nezbytné k ochraně pracovníků. Hydraulické štěpení také postihuje blízké jedince, jako v případě dříve diskutovaném o sestře, která onemocněla po expozici ošetřením pracovníka hydraulického štěpení (Frankowski, 2008).



Jiné starosti


Článek o BOZP z roku 2012 nastínil riziko ozáření pracovníků.



Výzkum a lobování



  


Ilustrace hydraulického štěpení a souvisejících činností




The New York Times uvedl, že od 80. let 20. století vyšetřování EPA o dopadu ropného a plynárenského průmyslu na životní prostředí - včetně probíhajícího potenciálního dopadu frakování na pitnou vodu - a související zprávy byly co do rozsahu omezeny a/nebo měly negativní zjištění odstraněny kvůli tlaku průmyslu a vlády.



Studie EPA o hydraulickém štěpení v metanových vrtech z roku 2004 dospěla k závěru, že tento proces je bezpečný, a nezaručuje další studium, protože neexistují „žádné jednoznačné důkazy“ o zdravotních rizicích pro podzemní vody a tekutiny nejsou ani nezbytně nebezpečné, ani nejsou schopné cestovat daleko pod zemí. Zpráva EPA zjistila nejistotu ve znalostech o tom, jak štěpná tekutina migruje horninami, a doporučila, aby motorová nafta nebyla používána jako složka štěpící tekutiny ve stěnách metanového uhlí kvůli svému potenciálu jako zdroje benzenové kontaminace; v reakci na to společnosti poskytující servisní služby souhlasily s tím, že přestanou používat motorovou naftu v metanových vrtech. Jeden z autorů zprávy EPA z roku 2004 poznamenal, že studovala pouze hydraulické štěpení v metanových vrtech z uhlí.



The New York Times citoval Westona Wilsona, informátora agentury, že výsledky studie EPA z roku 2004 byly ovlivněny průmyslem a politickým tlakem. Počáteční návrh studie pojednával o možnosti nebezpečných úrovní kontaminace kapalinou hydraulického štěpení a zmínil „možný důkaz“kontaminace zvodnělé vrstvy . Závěrečná zpráva jednoduše dospěla k závěru, že hydraulické štěpení „představuje malou nebo žádnou hrozbu pro pitnou vodu“. Rozsah studie byl zúžen tak, aby se soustředil pouze na vstřikování kapalin hydraulického štěpení, přičemž ignoroval další aspekty procesu, jako je likvidace tekutin a environmentální problémy, jako je kvalita vody, zabíjení ryb a kyselé popáleniny. Studie byla ukončena dříve, než se začaly objevovat veřejné stížnosti na kontaminaci. Závěr studie, že vstřikování kapalin hydraulického štěpení do vrtů metanového uhlí představovalo minimální hrozbu pro podzemní zdroje pitné vody, mohl ovlivnit rozhodnutí Kongresu z roku 2005, že hydraulické štěpení by mělo být i nadále regulováno státy a nikoli podle federálního zákona o bezpečné pitné vodě .



Studie kongresových demokratů z roku 2011 a zprávy New York Times ze stejného roku zjistily, že hydraulické štěpení mělo za následek významné zvýšení radioaktivního materiálu včetně radia a karcinogenů včetně benzenu ve velkých řekách a povodích. Na jednom místě bylo množství benzenu vypouštěného do řeky Allegheny po úpravě 28krát přijatelné úrovně pro pitnou vodu. Zástupci Kongresu požadovali lepší regulaci a větší informovanost.



V červnu 2015 zveřejnila EPA zprávu s názvem „Posouzení potenciálních dopadů hydraulické štěpení ropy a plynu na zdroje pitné vody“, ve které EPA „nenalezla důkaz, že tyto mechanismy vedly k rozsáhlým systémovým dopadům na pitnou vodu zdroje ve Spojených státech “. EPA však také poznamenala, že mechanismy hodnocené ve zprávě nebyly považovány za „rozšířené“ a že hodnocení identifikovaných případů spočívá na omezujících faktorech, které zahrnují „nedostatečné údaje o kvalitě zdrojů pitné vody před a po štěpení; nedostatek dlouhodobých systematických studií; přítomnost dalších zdrojů kontaminace vylučující definitivní spojení mezi činností hydraulického štěpení a nárazem; a nedostupnost některých informací o činnostech hydraulického štěpení a potenciálních dopadech. “ Zpráva naznačila, že dva druhy odběrů vody mají potenciál kontaminace vodních zdrojů, a to odběry podzemních a povrchových vod. Možná kontroverznější je nedávné konečné pravidlo, které bylo 30. září 2015 pozastaveno americkým okresním soudcem Scottem Skavdahlem u okresního soudu ve Wyomingu. Skavdahl uvedl argumenty, že regulační orgán pro hydraulické štěpení by měl místo Úřadu pro správu půdy spočívat na EPA. Colorado, Utah (včetně indiánského kmene Ute severní oblasti státu), Wyoming, Severní Dakota, Nezávislá ropná asociace Ameriky a Západní energetická aliance zahrnovaly prohlášení, že nové pravidlo bude zasahovat do státních předpisů a způsobí propouštění, které by mohlo odebrat prostředky z jiných programů. Skavdahl dále zvážil argument, že „konečným pravidlům chybí faktická nebo vědecká podpora“ a že opozici podporuje nedávné zveřejnění zprávy EPA z června 2015.




Vybudované prostředí/infrastruktura



Účinky hydraulického štěpení na vybudovanou infrastrukturu jsou často podceňovány. Proces frakování vyžaduje těžké vybavení a obrovské množství vody, chemikálií a dalších materiálů, proto přeprava tohoto zařízení, kapalin a materiálů vyžaduje nákladní automobily s těžkými tankery. To způsobilo poškození infrastruktury na místních silnicích a mostech, které nebyly navrženy a vyrobeny tak, aby často odolávaly těžším nákladům.



Každá jednotlivá frakovací studna vyžaduje obrovské množství kamionové dopravy. Studie odhadovaly, že k rozbití (vybudování a vrtání) jediné studny je k přepravě zařízení, chemikálií, vody a dalšího materiálu zapotřebí 1 760 až 1 904 jízd kamionů; odstraňování frakčních odpadů a přeprava zemního plynu vyžadují další vyjížďky kamionů. Zhoršení infrastruktury způsobené touto těžkou kamionovou dopravou má obrovský ekonomický dopad/zátěž na místní státy. V červenci 2012 podle texaského ministerstva dopravy stály místní frakovací činnosti škody na silnicích, které spojují vrty s úložišti, odhadem 2 miliardy dolarů. V Pensylvánii provedla studie provedená v roce 2014 na základě údajů o rozložení aktivity frakovacích vrtů a typu vozovky ve státě, že náklady na rekonstrukci silnic způsobené dodatečnou těžkou nákladní dopravou z vývoje zemního plynu Marcellus Shale v roce 2011 činily asi 13 000 - 23 000 USD na studnu pro všechny typy státních vozovek.



V různých státech probíhá mnoho podobných studií, jejichž cílem je vyhodnotit potenciální dopad infrastruktury z frackingu. Existující důkazy však naznačují, že při hodnocení environmentálních a ekonomických nákladů procesu frakování je třeba vzít v úvahu zhoršení stavu silnic a mostů v důsledku přetížení infrastruktury.



Viz také




Reference



Další čtení





externí odkazy