Prima che l'acqua prodotta durante la fratturazione idraulica venga smaltita nei corsi d'acqua o riutilizzata nell'agricoltura e in altre industrie, i chimici dell'Università di Toledo si stanno concentrando sulla qualità dell'acqua e sulle preoccupazioni ambientali del fracking delle acque reflue per determinare se è sicuro per il riutilizzo.

I ricercatori del nuovo Dr. Nina McClelland Laboratory for Water Chemistry and Environmental Analysis presso UToledo hanno creato un nuovo metodo che ha identificato simultaneamente 201 composti chimici nelle acque reflue di fracking, chiamata acqua prodotta.

La ricerca, che è pubblicato nel Journal of Separation Science ed è stato condotto in collaborazione con scienziati dell'Università del Texas ad Arlington, mostra che molte delle sostanze chimiche presenti nell'acqua prodotta sono cancerogene, solventi e distillati di petrolio che possono contaminare direttamente le fonti di acqua potabile.

"Il problema con l'acqua prodotta è che questa è una fonte di inquinamento molto nuova e trascurata, e le pratiche di smaltimento e depurazione non sono ancora del tutto ottimizzate per garantire la totale rimozione degli inquinanti ambientali, " ha detto la Dott.ssa Emanuela Gionfriddo, assistente professore di chimica analitica presso il Dipartimento di Chimica e Biochimica UToledo e la Scuola di Chimica e Ingegneria Verde. "Il nostro lavoro mirava a fornire un nuovo, metodo semplice ed economico per la caratterizzazione completa delle sostanze chimiche e colmare il vuoto di conoscenza attualmente esistente sulla composizione chimica di questo prodotto di scarto dell'industria petrolifera e del gas naturale."

Scienziati e aziende di gas naturale stanno cercando modi creativi per utilizzare l'acqua prodotta perché gli attuali processi di trattamento per rimuovere sali e sostanze radioattive, processi che includono l'osmosi inversa e la distillazione, sono costosi.

"I metodi attuali per la caratterizzazione chimica dell'acqua prodotta possono fornire una stima della quantità totale di contaminazione ma non forniscono informazioni sul tipo di contaminazione presente, " ha detto Gionfriddo. "Potrebbe essere che una molecola possa essere ancora molto tossica anche se presente a bassissime concentrazioni, o ha il potenziale di accumularsi nel corpo nel tempo, quindi il punto è sapere esattamente cosa c'è nell'acqua prodotta, non solo quanto."

La ricerca di Gionfriddo delinea come i chimici hanno sviluppato e ottimizzato un film sottile, approccio di microestrazione in fase solida per caratterizzare i composti organici nell'acqua prodotta.

Il team ha identificato molte sostanze chimiche, compreso un pesticida chiamato atrazina; 1, 4-diossano, un composto organico irritante per gli occhi e le vie respiratorie; toluene, che a bassa esposizione ha effetti sulla salute come confusione, debolezza, e perdita della vista e dell'udito; e idrocarburi policiclici aromatici, che sono stati collegati alla pelle, polmone, Vescica urinaria, tumori del fegato e dello stomaco.

"Ci sono molte sostanze chimiche che devono ancora essere identificate in questo momento, "ha detto Ronald Emmons, UToledo Ph.D. candidato. "Sono necessarie ulteriori ricerche anche per testare l'assorbimento di queste sostanze chimiche nelle colture quando l'acqua prodotta viene riciclata per l'agricoltura. Dobbiamo studiare se e come queste sostanze chimiche dall'acqua prodotta possono accumularsi nel terreno innaffiato con l'acqua prodotta e se queste sostanze chimiche possono trasferimento dal suolo alle colture».

La ricerca in collaborazione tra UToledo e UT Arlington continuerà utilizzando il nuovo metodo per lo screening della presenza di molecole tossiche nei campioni di acqua prodotta da vari siti di campionamento in Texas.

Gli scienziati di UToledo stanno inoltre sviluppando nuovi metodi per l'estrazione di metalli pesanti ed elementi delle terre rare che aiuteranno la completa caratterizzazione dei campioni di acqua prodotta.