Флюид гидроразрыва может загрязнять грунтовые воды тяжелыми металлами

Химический состав сточных вод от гидроразрыва пласта (ГРП) может вызывать высвобождение мельчайших частиц в почвах, которые обычно прочно связывают тяжелые металлы и загрязнители. Это усугубляет экологические риски при случайных разливах, как установили исследователи Корнеллского университета.

От 10 до 40% водно-химической смеси, закачиваемой под высоким давлением в глубокие горные породы, возвращается на поверхность при освоении скважины. Ученые обнаружили, что свойства этого флюида обратного потока, делающие его эффективным для добычи газа из сланцев, также могут вытеснять естественно связанные с почвой коллоидные частицы. Это приводит к вымыванию связанных с ними загрязнителей, таких как тяжелые металлы. Механизмы этого процесса описаны в статье в журнале Environmental Science & Technology.

В экспериментах колонны с песком и синтетическими полистирольными коллоидами промывали разными жидкостями. При использоваю деионизированной воды высвобождалось менее 5% коллоидов, а при промывке флюидом обратного потока с месторождения Марселлус — уже 32–36%. Увеличение скорости потока мобилизовало дополнительные 36% частиц. Ученые полагают, что химический состав флюида ослабляет силы, удерживающие коллоиды в песке.

«Это первый шаг к пониманию воздействия флюида обратного потока на транспорт коллоидов в почвах», — отметила соавтор работы, научный сотрудник Кателин Стооф. Осознание этого явления и понимание его механизмов поможет оценить риски и разработать стратегии снижения ущерба.