تلوث الهواء في المناطق الحضرية في الولايات المتحدة تقليل بالقرب بشكل مستمر منذ 1970s.
اللوائح الفيدرالية ، ولا سيما قانون الهواء النظيف الذي أقره الرئيس نيكسون ، للحد من ملوثات الهواء السامة مثل البنزين، الهيدروكربونية ، و الأوزون، وهو مؤكسد قوي ، خفض بفعالية وفرة في الهواء المحيط مع تقدم مطرد.
ولكن منذ حوالي 10 ، بدأت الصورة حول ملوثات الهواء في الولايات المتحدة تتغير. أدت "طفرة التكسير" في عدة أجزاء مختلفة من البلاد إلى مصدر جديد للهيدروكربونات في الجو ، مما أثر على وفرة كل من البنزين والأوزون السام ، بما في ذلك في المناطق التي لم تتأثر سابقًا كثيرًا بتلوث الهواء.
ونتيجة لذلك ، حدث في السنوات الأخيرة ارتفاع في البحث لتحديد مدى الانبعاثات الناتجة عن آبار النفط والغاز المكسورة - والتي تسمى المصادر "غير التقليدية" في الصناعة. في حين أن الكثير من المناقشة لديها تحيط انبعاثات الميثان، وهو غازات الدفيئة ، وقد تم إيلاء اهتمام أقل إلى السموم الهواء.
الانبعاثات المنبع
Fracking هو مصطلح يمكن أن يثير مشاعر قوية بين خصومها وأنصارها. إنها في الواقع مجموعة من التقنيات ، بما في ذلك التكسير الهيدروليكي ، والتي سمحت للحفارات بسحب الهيدروكربونات من التكوينات الصخرية التي لم تكن مربحة في السابق.
تحطم الحفارات طبقات من الصخر الزيتي بالماء عالي الضغط والرمل والمواد الكيميائية لبدء تدفق الهيدروكربونات من البئر. إن عملية التكسير الهيدروليكي نفسها ، بصرف النظر عن الطلب الكبير على المياه ، قد تكون أقل الخطوات البيئية تأثيرًا على طول السلسلة التشغيلية الكاملة لحفر الهيدروكربونات. يمكن القول إن الآثار البيئية الأكثر صلة هي معالجة مياه الصرف الصحي والتخلص منها ، وكذلك إطلاق الأبخرة من تخزين النفط والغاز وتوزيعهما.
أدى إنتاج وتوزيع واستخدام المواد الهيدروكربونية دائمًا إلى حدوث بعض الانبعاثات في الهواء ، إما مباشرة عن طريق التسريبات (المقصودة أو العرضية) ، أو أثناء الاحتراق غير الكامل للوقود. ومع ذلك ، من خلال اللوائح والابتكار التكنولوجي ، لدينا خفض هذا المصدر بشكل كبير في السنوات الأخيرة من 30 ، تقريبًا بعامل 10.
يُظهر الفيديو الذي تم التقاطه باستخدام كاميرا تعمل بالأشعة تحت الحمراء الغازات المتسربة من صهاريج التخزين والصمامات وغيرها من المعدات المستخدمة في صناعة النفط والغاز.
{youtube} https://youtu.be/N7tLcPQk3PA {/ youtube}
ومع ذلك ، أينما يتم إنتاج الهيدروكربونات ، المكرر أو المخزنة، سيكون هناك بعض انبعاثات الملوثات. في عصر التكسير ، تم استبدال العمليات الكبيرة في مواقع البئر التقليدية مئات منصات جيدا تنقيط المشهد. يتطلب كل منها نقل المياه والمواد الكيميائية والمعدات من وإلى هذه الفوط وكذلك إزالة مياه الصرف الصحي ، ولا يتم تنظيم أي منها مثل أي منشأة أكبر ستكون.
نتيجة لذلك ، لم يؤد الإنتاج غير التقليدي إلى زيادة حركة الشاحنات والانبعاثات ذات الصلة في المناطق الصخرية فحسب ، بل أنشأ أيضًا أ مصدر متجدد للهيدروكربونات. يدخلون الغلاف الجوي من التسربات في الصمامات والأنابيب والفواصل والضواغط ، أو من خلال فتحات العادم على الخزانات. معا مع أكاسيد النيتروجين الانبعاثات ، إلى حد كبير من محركات الديزل في الشاحنات والضواغط وأجهزة الحفر ، يمكن أن تشكل هذه الهيدروكربونات كميات كبيرة من المواد الضارة ، الأوزون على مستوى الأرض خلال النهار.
تحديات القياس
في 2011 ، ناقشت ورقة ذلك انبعاثات الميثان من مصادر غير تقليدية مقارنة بالتنقيب عن النفط والغاز التقليدي تم التقليل من شأنهما. بدأ الباحثون في دراسة انبعاثات الهيدروكربون من عمليات التكسير بشكل جدي. وبالتالي تطورت مجموعة كبيرة من الأدبيات منذ 2013 ، حيث يركز معظمها على انبعاثات الميثان ، والمكون الرئيسي للغاز الطبيعي وغازات الدفيئة القوية.
لقد تحول العلماء إلى أقمار صناعية وطرق أخرى لقياس انبعاثات الميثان التي يمكن أن تكون أعلى في مناطق إنتاج النفط والغاز. وكالة ناسا, CC BY
وكالة حماية البيئة بتتبع انبعاثات الميثان في جرد غازات الدفيئة، ولكن الأرقام تستند إلى تقديرات تم تطويرها في 1980s و 1990s ويتم تجميعها من خلال الحسابات والتقارير الذاتية من قبل الصناعة.
في الواقع ، على حد سواء الأقمار الصناعية و القياسات الجوية تشير إلى أن تقديرات وكالة حماية البيئة يمكن أن تقلل من انبعاثات الميثان في العالم الحقيقي بما يصل إلى عامل اثنين. وإذا كان هذا صحيحًا بالنسبة للميثان ، فمن المحتمل أن يتم تقدير غازات الهيدروكربونات المنبعثة بشكل مشترك أيضًا.
تشكيل الأوزون
كما هو الحال في العديد من هذه الحالات ، توجد فروق دقيقة.
القياسات المحمولة جوا بواسطة NOAA تشير إلى أن تقديرات الميثان EPA قد تكون قابلة للتطبيق على المناطق الصخرية القديمة الناضجة مع إنتاج الغاز الطبيعي في الغالب. ولكن هذا ليس هو الحال في المناطق الصخرية الأصغر سنا والتي تنتج أيضا كميات كبيرة من النفط جنبا إلى جنب مع الغاز الطبيعي ، مثل Bakken في داكوتا الشمالية. قد تكون الانبعاثات الصادرة من Bakken كبيرة جدًا بحيث تكون مسؤولة عن نصف التجديد تقريبًا زيادة الايثان في الغلاف الجوي في نصف الكرة الشمالي منذ بداية طفرة التكسير.
وبالمثل ، لدينا دراسات خاصة ل النسر فورد الصخر الزيتي في جنوب وسط ولاية تكساس تشير إلى أن انبعاثات الهيدروكربون أعلى من المقدرة حاليا. وهذا يزيد من احتمال تكوين الأوزون الإقليمي حيث تتأكسد هذه الهيدروكربونات في الجو بوجود أكاسيد النيتروجين. وبما أن معيار جودة الهواء المحيط بالأوزون تم تخفيضه مؤخرًا إلى 70 أجزاء لكل مليار ، مع الأوزون في سان أنطونيو اتجاه الريح في اتجاه Eagle Ford بالقرب من العتبة القديمة لـ 75 ppb ، تأثير انبعاثات الهيدروكربون الصخري ليس تافهاً.
مشاكل الأوزون في سان أنطونيو ليست فريدة من نوعها. في بعض المناطقتوقف التقدم المستمر منذ عقود في نوعية هواء الأوزون ؛ في الآخرين ، لا سيما حوض Uintah في ولاية يوتاأو المعلم مشكلة الأوزون الجديدة ظهرت بسبب انبعاثات صناعة fracking.
البنزين
بصرف النظر عن الآثار المترتبة على اتجاهات الأوزون ، أدت زيادة انبعاثات الهيدروكربون أيضًا إلى عودة ظهور فكرة سامة للهواء لتكون قصة الماضي في الولايات المتحدة: البنزين. على عكس الأوزون ، الذي يتم رصده على نطاق واسع ، فإن البنزين ليس كذلك. ومع ذلك ، لأنه معروف مادة مسرطنة، منذ فترة طويلة على رادار الوكالات التنظيمية.
يقاس بشكل روتيني 1 جزء لكل مليار في المناطق الحضرية في 1970s و '80s ، المحيطة الحضرية انخفضت تركيزات البنزين 5-10 في المئة سنويا ، على غرار ملوثات الهواء الأخرى ، طوال سنوات 20 الأخيرة إلى 30. يقل الآن متوسط مستويات البنزين السنوية عن أجزاء 1.5 لكل مليار في أكثر من 90 في المئة من المواقع التي تراقب البنزين بانتظام ، ولكن القليل من محطات المراقبة هذه توجد في مناطق الصخر الزيتي أو بالقرب منها.
مستويات عالية من البنزين في المناطق الصخرية ، مثل بالقرب من منصات جيدة في بارنيت الصخر الزيتي في ولاية تكساس، تم تسجيله مبكرًا في طفرة التكسير ، لكن القليل من بيانات المراقبة الجوية المستمرة متاحة حتى يومنا هذا ، مع عدم وجود بيانات تقريبًا قبل طفرة التكسير للمقارنة.
بينما يتم مراقبة البنزين عمومًا دون المستويات التي ستشعر بها لجنة تكساس للجودة البيئية (TCEQ) بالقلق ، فقد أصبح من الواضح أن المستويات يجب أن تكون قد ازدادت في مواقع المناطق الصخرية الريفية.
تحليل البصمات لدينا تشير بيانات 2015 المستمدة من أحدث شاشة مراقبة هواء في مدينة كارنس ، تكساس ، في مركز صخر النسر فورد ، إلى أن أقل من 40 من البنزين لا يزال مرتبطًا بانبعاثات عوادم الذنب ، وهو مصدر انبعاثها المهيمن سابقًا. بدلاً من ذلك ، يرتبط الآن أكثر من 60 في المئة بأنشطة استكشاف النفط والغاز المختلفة ، بما في ذلك انبعاثات حرق الغاز.
دراسات من كولورادو و تكساس تبين أن المستويات المرتفعة من البنزين في المناطق الصخرية ترتبط بوضوح مع غازات الهيدروكربون الأخرى المنبعثة من التنقيب عن النفط والغاز.
الآثار الصحية
بينما يتم توزيع الأوزون بشكل موحد نسبيا في منطقة ما ، فإن الانبعاثات الأولية من البنزين وغيرها ستكون الهيدروكربونات غير الميثانية بتركيزات أعلى في الهواء بجوار المصادر. لذلك ، في حين أن معظم محطات مراقبة الأوزون ممثلة تمامًا لمساحة أكبر ، فإن مراقبة البنزين بعيدًا عن المصادر المهيمنة في المناطق الصخرية لا يوفر صورة تمثيلية.
المخاطر التي يتعرض لها الأشخاص الذين يعيشون في المناطق الصخرية مرتفعة من قربهم من منصات جيدا. كشفت البحوث الصحية الجارية أن بعض الآثار الصحية البسيطة مثل التهاب الجيوب الأنفية والصداع النصفي والتعب، لكن أيضا معدلات دخول المستشفى و معينة العيوب الخلقية، ترتبط بشكل محدد بكثافة بئر المنطقة أو مسافة المنزل إلى آبار النفط والغاز كدليل للتعرض ، مما يستدعي إجراء المزيد من البحوث التفصيلية.
في الختام ، خلقت طفرة الصخر الزيتي مصدرًا جديدًا لانبعاثات الهيدروكربونات الواسعة النطاق التي تؤثر سلبًا على مستويات سمية الهواء. على الرغم من أن الآثار دقيقة ، إلا أنها حدثت في المناطق عمومًا دون أي مراقبة لملوثات الهواء ، مما يجعل تقديرات الاتجاهات صعبة.
في كثير من الحالات ، يمكن تقليل هذه الملوثات من خلال تدابير الحد من الانبعاثات السليمة ، وبعض الشركات وضع or تخطط لوضع ممارسة جيدة في المكان. ومع ذلك ، استمرار نمو صناعة fracking وكذلك خطط ل إزالة اللوائح الخاصة بانبعاثات الميثان لن تخفف من انبعاثات الهيدروكربون العالية ومشاكل الأوزون الإقليمية المرتبطة بها.
نبذة عن الكاتب
غونار و. شادي ، أستاذ مشارك في علوم الغلاف الجوي ، جامعة تكساس ايه اند ام
تم نشر هذه المقالة في الأصل المحادثة. إقرأ ال المقال الأصلي.
كتب ذات صلة:
at سوق InnerSelf و Amazon
