Несмотря на замедление роста числа новых газовых скважин в сланцевом районе Марцеллус на северо-востоке Пенсильвании, новое исследование, проведенное Университетом Дрекселя, показало, что уровень метана в атмосфере в этом районе продолжает расти. Измерения метана и других загрязнителей воздуха, проведенные с интервалом в три года в сельских районах Пенсильвании, которые в последнее десятилетие были объектом разработки природного газа, показали значительное увеличение с 2012 по 2015 год.
«Метан растет во всем мире, но темпы роста в этом регионе намного выше, чем в глобальном масштабе», - сказал Питер ДеКарло, доктор философии, доцент, изучающий химию атмосферы в Инженерном колледже и Колледже искусств Дрекселя. и наук, который руководил исследованием. «Быстрый рост метана, вероятно, связан с увеличением добычи природного газа в регионе, которая значительно увеличилась за период с 2012 по 2015 год. При повышенных фоновых уровнях метана относительная климатическая выгода природного газа по сравнению с углем для производства электроэнергии уменьшается."
С тех пор, как первые скважины для добычи сланцевого газа были пробурены в сланцевом бассейне Марцеллус, регионе, который по диагонали делит штат пополам с северо-востока на юго-запад, возникли опасения по поводу того, что новые запасы ископаемого топлива могут быть обнаружены нетрадиционным методом., называемый гидравлическим разрывом пласта, может означать для окружающей среды. Спустя почти десятилетие исследователи все еще работают над тем, чтобы понять, как высвобождаемые химические вещества и химические вещества, используемые для их высвобождения, задерживаются в воде и воздухе.
Это исследование, опубликованное в журнале Elementa: Science of the Anthropocene, является последним в серии, проведенной ДеКарло и Исследовательской лабораторией воздушных ресурсов Дрекселя, и показывает, что уровни атмосферного метана в регионе, вероятно, связаны на увеличение добычи природного газа, а не на количество новых скважин, пробуренных в этом районе. Исследователи не наблюдали такого увеличения для других загрязняющих веществ, таких как окись углерода. Это говорит о том, что разные виды деятельности по добыче газа - бурение и добыча - производят разные химические выбросы, согласно ДеКарло.
Данные этого исследования сравнивались с выводами, сделанными группой в 2012 году в том же районе, что стало первой попыткой измерить фоновые уровни различных атмосферных загрязнителей, связанных с добычей сланцевого газа в сланцевом районе Марселлус в Пенсильвании. Команда пересекла территорию, используя мобильную лабораторию Дрекселя, грузовой фургон Ford, оснащенный всем оборудованием, необходимым для измерения концентрации химических веществ и частиц в воздухе с интервалом 1-10 секунд во время вождения.
Такого рода наземный мониторинг является полезным способом сбора данных, потому что пробы воздуха такие же, как и у местных жителей. Группа охватила большую часть северо-восточного региона Пенсильвании, в том числе округа Брэдфорд, Клинтон, Колумбия, Люцерн, Лайкоминг, Поттер, Саскуэханна и Тиога, а также северо-восток и север центральной части Пенсильвании.
«Наше полевое исследование 2015 года охватывало большую пространственную территорию и финансировалось, чтобы сосредоточиться на трубопроводе и технологии трубопровода», - сказал ДеКарло. «Но мы также пересеклись с областью исследования 2012 года и смогли перекрестно проверить фоновые концентрации нескольких загрязняющих веществ и обнаружили, что уровни метана были выше, а уровни окиси углерода были ниже в областях перекрытия».
Первоначальные измерения в 2012 году показали уровень метана на уровне 1960 частей на миллиард, что примерно на 50 частей на миллиард выше, чем можно было бы ожидать в сельской местности без разработки природного газа. Три года спустя эта концентрация подскочила еще на 100 частей на миллиард. По словам ДеКарло, концентрация в атмосфере без разработки природного газа выросла на 6 частей на миллиард, так что это увеличение весьма существенно по сравнению с глобальным увеличением..
По данным исследователей, общая добыча природного газа из сланцевого региона Марцеллус выросла до 16 миллиардов кубических футов в день, что в два раза больше, чем из любого другого нетрадиционного источника природного газа в стране. Только за последние три года добыча природного газа в регионе увеличилась более чем вдвое, несмотря на то, что в 2015 году было пробурено примерно вдвое меньше новых скважин, чем в 2012 году, согласно данным Департамента охраны окружающей среды Пенсильвании, приведенным в отчете. бумага.
«Хотя темпы бурения и завершения строительства новых скважин замедлились, общая инфраструктура и добыча выросли», - сказал ДеКарло. «Это означает, что увеличивается объем газа, перемещаемого по трубопроводам, компрессорным станциям и перерабатывающим предприятиям. Если скорость утечки метана постоянна на кубический фут газа, неудивительно, что фоновый уровень метана увеличился настолько же, насколько он увеличился, в то время как другие загрязняющие вещества, такие как угарный газ, который в большей степени связан с бурением и автоперевозками, демонстрируют снижение.."
Этот вывод может также свидетельствовать о том, что меры, принимаемые производителями природного газа для уменьшения утечек при заканчивании скважин, хотя и необходимы, но недостаточны для сокращения утечек метана в районе сланцев Марцеллус. А поскольку большая часть правил по охране окружающей среды от PADEP сосредоточена на загрязнении грунтовых вод, вполне возможно, что выбросы в атмосферу от инфраструктуры природного газа могут сохраняться до тех пор, пока исследования не смогут более четко определить источник утечек и определить воздействие конкретных выбросов на население. здоровье.
Команда также использовала методологию, разработанную для этого исследования, для анализа данных других исследований, таких как кампания SENEX, проведенная исследователями NOAA с исследовательского самолета в 2013 году. Новая методология представляет собой дорожную карту для анализа, которую можно применить к наборам данных из других групп и позволит исследователям отслеживать фоновые уровни различных загрязняющих веществ в регионе по мере продолжения добычи природного газа..
«Это исследование представляет собой снимок трехлетней разработки в регионе Marcellus Shale», - сказал ДеКарло. «Хотя он ясно продемонстрировал тенденции в выбросах различных загрязняющих веществ и последующих фоновых уровнях атмосферы, необходим постоянный мониторинг в этих регионах в Пенсильвании для отслеживания продолжающегося воздействия инфраструктуры разработки и производства природного газа на редко отслеживаемые районы штата».