El fracking para gas natural en partes de Pensilvania con un legado de extracción de energía puede aumentar el riesgo de contaminación de las aguas subterráneas, según un equipo dirigido por científicos de Penn State.

Los investigadores encontraron un vínculo potencial entre los niveles elevados de cloruro en las aguas subterráneas y las áreas donde la perforación horizontal y el fracking para gas de esquisto se superponen con una alta densidad de pozos de petróleo y gas convencionales más antiguos y minería de carbón en el suroeste de Pensilvania. El vínculo no se observó en muestras del noreste de Pensilvania, que también experimentó el auge de Marcellus Shale, pero que no tiene la misma larga historia de extracción intensiva de energía.

Se encontraron niveles elevados de cloruro en el suroeste de Pensilvania en algunos puntos críticos regionales ubicados cerca de altas densidades de pozos no convencionales, dijeron los científicos. Aunque estos niveles no exceden los estándares de seguridad, si son causados ​​por fugas o derrames de perforaciones no convencionales, entonces las sustancias también presentes en los fluidos de desecho de gas de esquisto, como el talio, pueden exceder los límites de la EPA en los puntos críticos más densamente desarrollados.

"Nuestros resultados apuntan a un aumento regional en el cloruro de agua subterránea cerca de los pozos no convencionales en el suroeste de Pensilvania, donde Marcellus Shale se superpone con un largo legado de extracción de petróleo, gas y carbón", dijo Samuel Shaheen, estudiante graduado de Penn State y autor principal de el papel. "Sin embargo, en lugar de que todos los pozos produzcan una mayor cantidad de cloruro, es probable que este impacto regional se deba a puntos críticos donde las salmueras llegan al agua subterránea a través de fugas o derrames, o posiblemente, donde las características del subsuelo o la integridad del pozo permiten fugas".

Los científicos dijeron que se necesitan más estudios para determinar si hay impactos potenciales en el agua potable. Sin embargo, el estudio puede guiar dónde se llevará a cabo ese trabajo futuro.

"Uno de los desafíos de estudiar la contaminación del agua subterránea por el desarrollo no convencional es que hemos perforado más de 10.000 de estos pozos en Pensilvania", dijo Shaheen. "La cantidad de pozos que probablemente contaminaron el pozo de agua potable de alguien es bastante pequeña en relación con la gran cantidad de pozos que se perforaron".

El estudio, titulado "Evidencia geoquímica de contaminación de aguas subterráneas y riesgos potenciales para la salud humana donde la fracturación hidráulica se superpone con la extracción extensiva de hidrocarburos heredados", aparece en Environmental Science &Technology .

El equipo centró su investigación en el suroeste de Pensilvania, un área que ha experimentado una extensa extracción de carbón y perforación de petróleo y gas desde el siglo XIX, y que más recientemente experimentó el auge de Marcellus Shale, incluida la perforación horizontal y la fracturación hidráulica para extraer gas natural.

El fracking para gas de esquisto utiliza grandes volúmenes de agua, inyectados a alta presión, para abrir fisuras subterráneas y exponer el gas atrapado. Como resultado, las aguas residuales generadas por este proceso a menudo contienen cantidades grandes y altamente concentradas de sales de salmuera profunda, como cloruro, bario y estroncio, así como oligoelementos como talio y arsénico. Algunas de estas sustancias presentan riesgos potenciales para la salud humana.

El equipo encontró aumentos en las concentraciones de cloruro, bario y estroncio localizados en puntos críticos regionales. Estos aumentos pequeños, pero estadísticamente significativos, se encontraron más cerca de los pozos no convencionales y en áreas donde se ubicaron más pozos no convencionales a menos de una milla de las muestras de agua.

"No es que todos los pozos de gas estén liberando sales, es más que hay un puñado de estas áreas problemáticas donde observamos concentraciones crecientes cercanas, y lo estamos detectando en toda la región", dijo Shaheen. "La cantidad de pozos no convencionales que creemos que están causando problemas es realmente baja".

El cloruro puede provenir de otras fuentes, como la sal para carreteras, y el equipo utiliza enfoques para identificar tales efectos. Algunas de las muestras en el conjunto de datos del equipo se recopilaron durante una época en que las regulaciones sobre el almacenamiento de aguas residuales de perforación eran menos estrictas. Ahora, se requiere que las aguas residuales se almacenen en tanques en lugar de depósitos revestidos.

In contrast to the increase in chloride, the team found lower frequencies of methane contamination in southwestern Pennsylvania as compared to northeastern parts of the state. Methane can leak from wells that were improperly constructed or damaged. Methane itself is non-toxic, but it poses an explosion hazard in high concentrations in enclosed areas and can lead to conditions that produce toxic elements like arsenic in water.

"We as geochemists have paid a lot of attention to the methane issue because of the potential for explosions or fire, but here we saw potentially bigger issues on the salt side of things," Shaheen said.

The lower frequency of methane contamination initially surprised Shaheen and the rest of the team because of coal's significant emission of methane and the high incidence of coal extraction within the region. But due to the region's long history of conventional energy extraction, methane may have previously been extracted via conventional drilling or leaked out through coal mines or oil and gas infrastructure into the atmosphere, the scientists said.

"Even though we thought it would cause more issues, this overlap with conventional oil and gas drilling, and coal mining, might have actually released some of the methane that normally causes these issues and reduced the frequency of methane migration during unconventional drilling," Shaheen said.

The team utilized a data set that consisted of 6,991 groundwater samples, with 4,325 collected from domestic wells and 2,666 from springs. They also used advanced data mining techniques, such as machine learning, to find contamination that is usually infrequent across large data sets. + Explora más

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