Khí độc cao trong nước do khai thác khí đá phiến

(khoahoc.tv) - Một số hộ dân sống gần các giếng khí đá phiến sét sẽ có nguy cơ bị ảnh hưởng sức khỏe do sự ô nhiễm nước uống bởi các khí từ quá trình khai thác khí đá phiến sét, theo một nghiên cứu mới dẫn đầu bởi trường đại học Duke.

Các nhà khoa học đã phân tích 141 mẫu nước của các hộ gia đình trên toàn lưu vực phía Đông Bắc của vùng đá phiến sét giàu khí Marcellus của bang Pennsyvania.

Kết quả phân tích cho thấy nồng độ khí metan cao hơn gấp 6 lần và nồng độ etan cao hơn gấp 23 lần tại giếng của các gia đình nằm trong phạm vi 1km của một giếng khí đá phiến sét. Propane cũng được phát hiện thấy trong 10 mẫu, tất cả các mẫu này đều từ các hộ gia đình nằm trong vòng 1km của lỗ khoan.

"Dữ liệu về metan, etan và propan, và bằng chứng mới từ thành phần hydrocarbon và heli, tất cả đã cho thấy các lỗ khoan đang gây ảnh hưởng lên nguồn nước của các hộ gia đình”, tiến sĩ Robert B.Jackson, giáo sư khoa học môi trường tại trường Nicholas của Duke cho biết. “Trong một số ít tường hợp, khí gas thậm chí giống như của Marcellus – có thể nguyên nhân do xây dựng giếng kém”.

”Số liệu của etan và propan là đáng chú ý”, Jackson nhấn mạnh, “vì không có nguồn sinh học của khí etan và propan trong khu vực này và khí đá phiến sét Marcellus chứa nồng độ cao cả hai khí này, và cao hơn về nồng độ so với các khí của Đề vôn thượng” được tìm thấy trong các khu vực phủ đá phiến sét Marcellus.

Các nhà khoa học đã tiến hành kiểm tra để tìm hiểu các yếu tố dẫn đến tình trạng trên là gì, bao gồm các yếu tố như địa hình, khoảng cách đến các giếng mỏ và khoảng cách tới các tầng địa chất. “Khoảng cách tới các giếng khí là yếu tố quan trọng nhất gây ảnh hưởng đến nồng độ khí trong nước uống mà chúng tôi đã lấy mẫu”, Jackson nói.

Ảnh: nbcnews.com

Nhóm nghiên cứu đã công bố phát hiện trực tuyến trên tạp chí Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia (Proceedings of the National Academy of Sciences).

Khai thác khí đá phiến - một quá trình bao gồm khoan ngang và nứt vỉa thủy lực - đã thúc đẩy mối quan tâm trong những năm gần đây về việc gây ô nhiễm nguồn nước uống gần khu vực khai thác.

Hai nghiên cứu trước do Duke dẫn đầu đã đưa ra bằng chứng trực tiếp của sự ô nhiễm metan trong các giếng nước nằm gần các lỗ khoan khí đá phiến sét tại phía đông bắc Pennsylvania, cũng như liên kết thủy lực có thể có giữa nước biển dưới sâu và tầng ngậm nước nông. Nghiên cứu thứ ba được tiến hành cùng với các nhà khoa học khảo sát địa chất Mỹ, đã không tìm thấy bằng chứng nước uống bị ô nhiễm do sản xuất khí đá phiến tại Arkansas. Không có nghiên cứu nào tìm thấy bằng chứng về sự ô nhiễm hiện tại do chất lỏng đứt gãy thủy lực.

Nghiên cứu mới này là nghiên cứu đầu tiên đưa ra bằng chứng trực tiếp về sự ô nhiễm khí etan và propan.

“Các nghiên cứu của chúng tôi chứng minh rằng tình trạng nguyên vẹn của các giếng khí, cũng như sự thay đổi về địa chất địa phương và khu vực đóng các vai trò quan trọng trong việc xác định các nguy cơ tác động ngầm từ sự phát triển của khí đá phiến sét. Do vậy cần phải xem xét kĩ trước khi quá trình khoan bắt đầu", Avner Vengosh, giáo sư hóa học địa chất và chất lượng nước tại trường Nicholas của Duke cảnh báo.

“Các dữ liệu mới này củng cố thêm cho các quan sát trước đây của chúng tôi về tình trạng các khí rò rỉ gây ô nhiễm các giếng nước sinh hoạt tại một số vùng khai thác khí đá phiến sét thuộc Marcellus. Câu hỏi đặt ra là điều gì đang xảy ra tại các lưu vực khí đá phiến sét khác”, Vengosh nói.

"Dữ liệu về heli trong nghiên cứu này là công cụ mới chúng tôi đã phát triển để xác định sự ô nhiễm sử dụng địa hóa khí hiếm”, Thomas H. Darrah, một nhà khoa học nghiên cứu địa chất, cũng từ trường Nicholas của Duke nói. "Những công cụ mới cho phép chúng tôi xác định và theo dõi chất gây ô nhiễm với độ chắc chắn cao thông qua nhiều dòng bằng chứng”.

Đồng tác giả của nghiên cứu mới này là Nathaniel Warner, Adrian Down, Kaiguang Zhao và Jonathan Karr, tất cả các nhà khoa học này đều thuộctrường đại học Duke; Robert Poreda của Đại học Rochester, và Stephen Osborn của Đại học bách khoa bang California. Trường Nicholas về Môi trường của Duke và Trung tâm biến đổi toàn cầu của trường đại học Duke đã tài trợ cho nghiên cứu này.

Đá phiến sét là đá trầm tích hạt mịn mà các thành nguyên gốc của nó là các khoáng vật sét hay bùn. Nó được đặc trưng bằng các phiến mỏng bị phá vỡ bằng nếp đứt gãy cong không theo quy luật, thường dễ vỡ vụn và nói chung là song song với mặt phẳng đáy khó phân biệt được.

Từ những năm 70 của thế kỷ XX, để đảm bảo an ninh năng lượng, chính phủ Mỹ ngày càng quan tâm nhiều đến việc tìm kiếm khí trong đá phiến. Chính phủ Mỹ đã tiến hành công tác thăm dò và đã phát hiện bốn cấu tạo đá phiến lớn gồm Barnett, Haynesville, Fayetteville và Marcellus phân bố trên hàng chục nghìn km² với dự báo trữ lượng khí rất lớn.