Качество воды в округе Брэдфорд улучшается; воздействие на районы у газовых скважин редко

Новое исследование подземных вод в сельском округе Пенсильвании показывает лишь редкие случаи возможного загрязнения газом на фоне общей тенденции к улучшению качества воды, несмотря на интенсивную разработку сланца Марцеллус.

Проанализировав данные от газовых компаний, штата и Геологической службы США (USGS), исследователи обнаружили возможное загрязнение природным газом вблизи не более чем семи из 1385 изученных сланцевых скважин в интенсивно разрабатываемом округе Брэдфорд. Остальные данные по химическому составу воды показали, что подземные воды либо улучшились, либо остались на прежнем уровне по сравнению с пробами, взятыми до 1990-х годов.

"Самое интересное, что мы обнаружили — это то, что химический состав подземных вод в одном из районов с наиболее интенсивной разработкой сланцевого газа — районе с 1400 новыми газовыми скважинами — не ухудшается со временем и, возможно, даже улучшается", — сказала Сьюзан Брантли, директор Института систем Земли и окружающей среды Пенсильванского университета. "Но с помощью анализа данных мы также смогли увидеть редкие участки, которые требуют дополнительного изучения на предмет возможных газовых аномалий".

Брантли и междисциплинарная команда геологов и специалистов по информатике использовала новые методы интеллектуального анализа данных для изучения большого набора данных из 11 000 проб подземных вод 2010-х годов, взятых после начала бурения в округе Брэдфорд.

Исследователи недавно сообщили о своих выводах в журнале Environmental Science & Technology.

"В отличие от предыдущих исследований, наши результаты показывают, что качество подземных вод может даже улучшаться в районе, интенсивно эксплуатируемом для добычи сланцевого газа — северо-восточном Брэдфорде", — сказал Тао Вэнь, научный сотрудник Института систем Земли и окружающей среды Пенсильванского университета и ведущий автор статьи.

Используя методы интеллектуального анализа данных и модели машинного обучения, команда искала закономерности в концентрациях метана — возможного индикатора загрязнения от сланцевых скважин, использующих гидроразрыв пласта (фрекинг). Метан также естественным образом встречается вблизи геологических особенностей, таких как разломы и долины. Методы анализа данных помогают исследователям находить повышенные уровни метана в больших массивах данных и определять их возможные источники.

"Мы смотрим на метан в этих данных по подземным водам и фактически можем видеть геологию в данных", — сказала Брантли. "Я могу сказать вам, где есть разломы, где есть большие складки в породе, основываясь на данных по подземным водам. Затем мы ищем места, где химический состав воды не соответствует геологии и выглядит как нечто, чего мы не понимаем. Наша гипотеза заключается в том, что иногда это показывает влияние человеческой деятельности, такой как разработка сланцев".

Команда обнаружила слегка повышенные уровни метана вблизи семи из 1385 сланцевых газовых скважин в исследуемом районе, которые не могли быть объяснены только геологическими особенностями. Команда также проанализировала другие показатели во всех пробах воды — железо, марганец, общее количество растворенных твердых веществ, сульфаты, pH — и обнаружила, что они либо улучшились, либо остались на прежнем уровне по сравнению с участками, отобранными в 1980-х годах.

"Интеллектуальный анализ данных выявил несколько редких участков возможного загрязнения метаном вблизи семи сланцевых и нескольких обычных скважин", — сказал Вэнь. "Такие участки должны быть отобраны и изучены в полевых условиях. Редкие случаи загрязнения метаном согласуются с общим наблюдением, что добыча сланцевого газа в целом не ухудшила среднее качество подземных вод с течением времени".

Как отмечают исследователи в статье, это улучшение качества подземных вод может быть связано с уменьшением кислотных дождей, особенно после введения Закона о чистом воздухе (Clean Air Act), или со снижением производства стали или сжигания угля.

"Я думаю, что это действительно история о том, что было сделано с 1970-х годов, после Закона о чистом воздухе и его поправок, которые снизили атмосферные выпадения", — сказала Брантли. "Если такие выпадения положительно влияют на химический состав подземных вод, это важно — но это нужно изучить подробнее".