Il fracking per il gas naturale in alcune parti della Pennsylvania con un'eredità di estrazione di energia può aumentare il rischio di contaminazione delle acque sotterranee, secondo un team guidato dagli scienziati della Penn State.

I ricercatori hanno trovato un potenziale collegamento tra livelli elevati di cloruro nelle acque sotterranee e aree in cui la perforazione orizzontale e il fracking per il gas di scisto si sovrappongono con un'alta densità di pozzi di petrolio e gas convenzionali più vecchi e l'estrazione del carbone nella Pennsylvania sudoccidentale. Il collegamento non è stato osservato in campioni della Pennsylvania nord-orientale, che ha anche subito il boom del Marcellus Shale, ma che non ha la stessa lunga storia di estrazione intensiva di energia.

Livelli elevati di cloruro nel sud-ovest della Pennsylvania sono stati trovati in alcuni punti caldi regionali situati vicino ad alta densità di pozzi non convenzionali, hanno affermato gli scienziati. Sebbene questi livelli non superino gli standard di sicurezza, se sono causati da perdite o fuoriuscite da trivellazioni non convenzionali, le sostanze presenti anche nei fluidi di scarto del gas di scisto, come il tallio, possono superare i limiti EPA negli hotspot più densamente sviluppati.

"I nostri risultati indicano un aumento regionale del cloruro nelle acque sotterranee vicino a pozzi non convenzionali nella Pennsylvania sudoccidentale, dove il gioco Marcellus Shale si sovrappone a una lunga eredità di estrazione di petrolio, gas e carbone", ha affermato Samuel Shaheen, uno studente laureato della Penn State e autore principale di la carta. "Tuttavia, piuttosto che ogni pozzo che produce cloruro più elevato, questo impatto regionale è probabilmente determinato da punti caldi in cui le salamoie raggiungono le acque sotterranee attraverso perdite o sversamenti, o forse dove le caratteristiche del sottosuolo o l'integrità del pozzo consentono perdite."

Gli scienziati hanno affermato che sono necessari ulteriori studi per determinare se ci sono potenziali impatti sull'acqua potabile. Lo studio, tuttavia, può guidare dove si svolgerà quel lavoro futuro.

"Una delle sfide dello studio della contaminazione delle acque sotterranee dovuta allo sviluppo non convenzionale è che abbiamo perforato oltre 10.000 di questi pozzi in Pennsylvania", ha affermato Shaheen. "Il numero di quelli che hanno probabilmente contaminato il pozzo di acqua potabile di qualcuno è piuttosto piccolo rispetto al numero di pozzi che sono stati perforati."

Lo studio, intitolato "Geochemical Evidence of Groundwater Contamination and Potential Human Health Risks Where Hydraulic Fracturing Overlaps with Extensive Legacy Hydrocarbon Extraction", appare in Environmental Science &Technology .

Il team ha concentrato le proprie indagini sulla Pennsylvania sud-occidentale, un'area che ha sperimentato vaste attività di estrazione di carbone e perforazioni di petrolio e gas risalenti al 1800 e che più recentemente ha sperimentato il boom di Marcellus Shale, comprese la perforazione orizzontale e la fratturazione idraulica per estrarre gas naturale.

Il fracking per il gas di scisto utilizza grandi volumi di acqua, iniettata ad alta pressione, per aprire fessure sotterranee ed esporre il gas intrappolato. Di conseguenza, le acque reflue generate da questo processo contengono spesso grandi quantità e altamente concentrate di sali di salamoia profondi, come cloruro, bario e stronzio, nonché oligoelementi come tallio e arsenico. Alcune di queste sostanze presentano potenziali rischi per la salute umana.

Il team ha riscontrato aumenti delle concentrazioni di cloruro, bario e stronzio localizzate nei punti caldi regionali. Questi piccoli, ma statisticamente significativi, incrementi sono stati riscontrati più vicino ai pozzi non convenzionali e in aree in cui più pozzi non convenzionali si trovavano a meno di un miglio dai campioni d'acqua.

"Non è che tutti i pozzi di gas rilascino i sali, è più che c'è una manciata di queste aree problematiche in cui osserviamo concentrazioni crescenti nelle vicinanze e lo stiamo rilevando in tutta la regione", ha detto Shaheen. "Il numero di pozzi non convenzionali che pensiamo stiano causando problemi è davvero basso."

Il cloruro può provenire da altre fonti come il sale stradale e il team utilizza approcci per identificare tali effetti. Alcuni dei campioni nel set di dati del team sono stati raccolti in un periodo in cui le normative relative allo stoccaggio delle acque reflue di perforazione erano meno rigide. Ora, le acque reflue devono essere conservate in serbatoi anziché in serbatoi rivestiti.

In contrasto con l'aumento del cloruro, il team ha riscontrato frequenze più basse di contaminazione da metano nel sud-ovest della Pennsylvania rispetto alle parti nord-orientali dello stato. Il metano può fuoriuscire da pozzi costruiti in modo improprio o danneggiati. 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. + Esplora ulteriormente

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