Nonostante un rallentamento del numero di nuovi pozzi di gas naturale nella regione di Marcellus Shale nel nord-est della Pennsylvania, una nuova ricerca condotta dalla Drexel University rileva che i livelli di metano atmosferico nell'area sono ancora in aumento. Misure di metano e altri inquinanti atmosferici prese a tre anni di distanza nelle aree rurali della Pennsylvania che sono state l'obiettivo dello sviluppo del gas naturale nell'ultimo decennio, ha evidenziato un sostanziale aumento dal 2012 al 2015.

"Il metano è in aumento a livello globale, ma il tasso di crescita per questa regione è molto più rapido degli aumenti globali, " ha detto Pietro DeCarlo, dottorato di ricerca, un assistente professore che studia chimica atmosferica al Drexel's College of Engineering e al College of Arts and Sciences, che ha condotto lo studio. "Il rapido aumento del metano è probabilmente dovuto all'aumento della produzione di gas naturale dalla regione, che è aumentata in modo significativo nel periodo dal 2012 al 2015. Con l'aumento dei livelli di fondo di metano, il relativo beneficio climatico del gas naturale rispetto al carbone per la produzione di energia è ridotto".

Da quando sono stati perforati i primi pozzi di shale gas nel Marcellus Shale Basin, una regione che divide in due diagonalmente lo stato da nord-est a sud-ovest, ci sono state preoccupazioni su cosa sbloccare i nuovi depositi di combustibili fossili con un metodo non convenzionale, chiamata fratturazione idraulica, potrebbe significare per l'ambiente. Quasi un decennio dopo, i ricercatori stanno ancora lavorando per capire come le sostanze chimiche rilasciate e le sostanze chimiche utilizzate per rilasciarle persistano nell'acqua e nell'aria.

Questo studio, che è stato pubblicato sulla rivista Elementa:Scienza dell'Antropocene , è l'ultimo di una serie condotta da DeCarlo e dal Drexel Air Resources Research Lab, indica che i livelli di metano atmosferico nella regione sono probabilmente legati all'aumento della produzione di gas naturale, piuttosto che il numero di nuovi pozzi perforati nell'area. I ricercatori non hanno osservato questo aumento per altri inquinanti, come il monossido di carbonio. Ciò suggerisce che le diverse attività di estrazione del gas - perforazione rispetto alla produzione - producono emissioni chimiche diverse, secondo De Carlo.

I dati di questo studio sono stati confrontati con i risultati del team del 2012 nella stessa area, che è stato il primo tentativo di misurare i livelli di fondo di vari inquinanti atmosferici associati all'estrazione del gas di scisto nella regione di Marcellus Shale in Pennsylvania. Il team ha attraversato l'area utilizzando il laboratorio mobile di Drexel, un furgone Ford dotato di tutte le attrezzature necessarie per misurare le concentrazioni di sostanze chimiche e particelle nell'aria a intervalli di 1-10 secondi durante la guida.

Questo tipo di monitoraggio a livello del suolo è un modo utile per raccogliere dati perché l'aria campione è la stessa a cui sono esposti i residenti dell'area. Il team ha coperto gran parte della regione nord-orientale della Pennsylvania che includeva parti di Bradford, Clinton, Colombia, Lucerna, Lycoming, Vasaio, Contee di Susquehanna e Tioga e Pennsylvania centro-orientale e settentrionale.

"Il nostro studio sul campo del 2015 ha coperto un'area spaziale più ampia ed è stato finanziato per concentrarsi sulla tecnologia di condutture e condutture, " Ha detto DeCarlo. "Ma ci siamo anche sovrapposti con l'area di studio del 2012 e siamo stati in grado di controllare le concentrazioni di fondo di diversi inquinanti e abbiamo scoperto che i livelli di metano erano più alti mentre i livelli di monossido di carbonio erano più bassi nelle regioni di sovrapposizione".

Le misurazioni iniziali nel 2012 hanno mostrato livelli di metano a 1960 parti per miliardo, circa 50 parti per miliardo in più di quanto ci si aspetterebbe in un'area rurale senza sviluppo di gas naturale. Tre anni dopo quella concentrazione è aumentata di altre 100 parti per miliardo. Le concentrazioni atmosferiche senza sviluppo di gas naturale sono aumentate di 6 parti per miliardo, quindi questo aumento è abbastanza consistente rispetto all'aumento globale, secondo De Carlo.

La produzione complessiva di gas naturale dalla regione di Marcellus Shale è salita a 16 miliardi di piedi cubi al giorno, che è il doppio di qualsiasi altra risorsa di gas naturale non convenzionale nel paese, secondo i ricercatori. Solo negli ultimi tre anni, la produzione di gas naturale della regione è più che raddoppiata, nonostante nel 2015 siano stati perforati circa la metà dei nuovi pozzi rispetto al 2012 secondo i dati del Dipartimento della protezione ambientale della Pennsylvania citati nel documento.

"Anche se la velocità con cui vengono perforati e completati nuovi pozzi è rallentata, l'infrastruttura complessiva, e la produzione è aumentata, " Ha detto DeCarlo. "Ciò significa che il volume di gas che si muove attraverso le condutture, le stazioni di compressione e gli impianti di lavorazione sono in aumento. Se il tasso di perdita di metano è costante per piede cubo di gas, non sarebbe sorprendente che il metano di fondo sia aumentato tanto quanto è aumentato mentre altri inquinanti come il monossido di carbonio, che è più associato alla perforazione e all'autotrasporto, mostrano un calo".

Questa scoperta potrebbe anche suggerire che le misure adottate dai produttori di gas naturale per ridurre le perdite dai pozzi completati, mentre è ancora necessario, non sono sufficienti per ridurre le perdite di metano nella regione di Marcellus Shale. E con la maggior parte delle normative sulla protezione ambientale del PADEP che si concentrano sulla contaminazione delle acque sotterranee, è possibile che le emissioni in atmosfera dell'infrastruttura del gas naturale possano persistere fino a quando la ricerca non sarà in grado di identificare più chiaramente la fonte delle perdite e identificare l'impatto delle emissioni specifiche sulla salute pubblica.

Il team ha anche utilizzato la metodologia sviluppata per questo studio per analizzare i dati di altri studi come la campagna SENEX, intrapresa dai ricercatori NOAA da un aereo di ricerca nel 2013. La nuova metodologia definisce una tabella di marcia per l'analisi che può essere applicata a set di dati di altri gruppi e consentirà ai ricercatori di monitorare i livelli di fondo di vari inquinanti nella regione mentre l'estrazione di gas naturale continua.

"Questo studio è un'istantanea di tre anni di sviluppo nella regione di Marcellus Shale, " Ha detto DeCarlo. "Mentre ha chiaramente dimostrato le tendenze nelle varie emissioni di inquinanti e nei successivi livelli di fondo atmosferico, il monitoraggio continuo in queste regioni della Pennsylvania è necessario per monitorare l'impatto continuo dello sviluppo del gas naturale e delle infrastrutture di produzione su aree dello stato scarsamente monitorate".