«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 Дрекселя и Колледже искусств и наук, который возглавлял изучение. «Быстрый рост метана, вероятно, связан с увеличением добычи природного газа в регионе, которая значительно увеличилась за период с 2012 по 2015 годы. С повышенными фоновыми уровнями метана, относительное преимущество природного газа по сравнению с углем для производства электроэнергии с точки зрения климата уменьшен."
С тех пор, как первые скважины сланцевого газа были пробурены в сланцевом бассейне Марцеллус, регионе, который по диагонали делит штат с северо-востока на юго-запад, возникли опасения по поводу того, что разблокировать новые запасы ископаемого топлива нетрадиционным методом, называемым гидроразрывом пласта, может означать для окружающей среды. Спустя почти десять лет исследователи все еще работают над тем, чтобы понять, как выделяемые химические вещества и химические вещества, используемые для их выпуска, задерживаются в воде и воздухе.
Это исследование, опубликованное в журнале Elementa: Science of the Anthropocene, является последним из серии, проведенной ДеКарло и Drexel Air Resources Research Lab, и показывает, что уровни атмосферного метана в регионе, вероятно, связаны с увеличением добычи природного газа. , а не количество новых скважин, пробуренных в этом районе. Исследователи не наблюдали этого увеличения для других загрязнителей, таких как окись углерода.
По словам ДеКарло, это говорит о том, что разные виды деятельности по добыче газа — бурение и добыча — производят разные химические выбросы.Данные этого исследования сравнивались с выводами группы 2012 года в той же области, что было первой попыткой измерить фоновые уровни различных атмосферных загрязнителей, связанных с добычей сланцевого газа в районе Марцеллус-Шейл в Пенсильвании. Команда пересекла этот район, используя передвижную лабораторию Дрекселя, грузовой фургон Ford, оснащенный всем оборудованием, необходимым для измерения концентраций химикатов и частиц в воздухе с интервалами в 1-10 секунд во время движения.Такой вид мониторинга на уровне земли — полезный способ сбора данных, потому что проба воздуха такая же, как и жители этого района.
Команда исследовала большую часть северо-восточного региона Пенсильвании, включая части округов Брэдфорд, Клинтон, Колумбия, Люцерн, Лайкоминг, Поттер, Саскуэханна и Тиога, а также северо-восток и север центральной Пенсильвании.«Наше полевое исследование 2015 года охватывало большую территорию и было профинансировано, чтобы сосредоточиться на трубопроводах и технологиях трубопроводов», — сказал ДеКарло. «Но мы также совпали с районом исследования 2012 года и смогли провести перекрестную проверку фоновых концентраций нескольких загрязнителей и обнаружили, что уровни метана были выше, а уровни окиси углерода были ниже в перекрывающихся регионах».Первоначальные измерения в 2012 году показали, что уровень метана составляет 1960 частей на миллиард — примерно на 50 частей на миллиард выше, чем можно было бы ожидать в сельской местности без добычи природного газа. Три года спустя эта концентрация подскочила еще на 100 частей на миллиард.
По словам ДеКарло, атмосферные концентрации без добычи природного газа выросли до 6 частей на миллиард, так что это увеличение является довольно значительным по сравнению с глобальным увеличением.По словам исследователей, общая добыча природного газа из сланцевого месторождения Марцеллус выросла до 16 миллиардов кубических футов в день, что вдвое больше, чем у любого другого нетрадиционного 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 бумага.«Хотя скорость бурения и заканчивания новых скважин замедлилась, общая инфраструктура и добыча выросли», — сказал ДеКарло. «Это означает, что объем газа, движущегося по трубопроводам, компрессорным станциям и перерабатывающим предприятиям, увеличивается. Если скорость утечки метана постоянна на кубический фут газа, неудивительно, что фоновый метан увеличился так же сильно, как и раньше. в то время как другие загрязняющие вещества, такие как окись углерода, которая больше связана с бурением и грузовыми перевозками, демонстрируют снижение ".Этот вывод также может свидетельствовать о том, что меры, принятые производителями природного газа для уменьшения утечки из завершенных скважин, хотя и необходимы, недостаточны для уменьшения утечки метана в районе сланцев Марцеллус.
А поскольку основная часть нормативных актов 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 влияние конкретных выбросов на население. здоровье.Команда также использовала методологию, разработанную для этого исследования, для анализа данных из других исследований, таких как кампания SENEX, проведенная исследователями NOAA с исследовательского самолета в 2013 году.
Новая методология представляет собой дорожную карту для анализа, который может быть применен к наборам данных из других источников. групп и позволит исследователям отслеживать фоновые уровни различных загрязнителей в регионе по мере продолжения добычи природного газа.«Это исследование представляет собой снимок трехлетней разработки месторождения Marcellus Shale», — сказал ДеКарло. «Несмотря на то, что он ясно продемонстрировал тенденции в различных выбросах загрязняющих веществ и последующих уровнях атмосферного фона, необходим постоянный мониторинг в этих регионах в Пенсильвании для отслеживания продолжающегося воздействия инфраструктуры добычи и добычи природного газа на редко контролируемые районы штата».