Загрязнение воздуха в городах в США было убывающий рядом постоянно, так как 1970s.

Федеральные правила, в частности, Закон о чистом воздухе, принятый президентом Никсоном, для снижения токсичных загрязнителей воздуха, таких как бензолуглеводород и озон, сильный окислитель, эффективно снижал их содержание в окружающем воздухе с постоянным прогрессом.

Но около 10 лет назад картина о загрязнителях воздуха в США начала меняться. «Бум трещиноватости» в нескольких разных частях страны привел к появлению в атмосфере нового источника углеводородов, что сказалось на содержании как токсичного бензола, так и озона, в том числе в районах, которые ранее не подвергались такому загрязнению воздуха.

В результате в последние годы был проведен всплеск исследований, чтобы определить, каковы объемы выбросов из разорванных нефтяных и газовых скважин - так называемых «нетрадиционных» источников в отрасли. Хотя много дискуссий выбросы метана в окружениипарниковый газ, меньше внимания было уделено токсинам воздуха.

Выбросы в разведке и добыче

Фрекинг - это термин, который может вызвать сильные эмоции у его противников и сторонников. Это на самом деле комбинация методов, в том числе гидравлического разрыва пласта, которая позволила бурильщикам добывать углеводороды из горных пород, которые когда-то было невыгодно добывать.

Бурильщики разбивают слои сланцевой породы водой под высоким давлением, песком и химикатами, чтобы запустить поток углеводородов из скважины. Сам процесс гидравлического разрыва пласта, помимо его большой потребности в воде, является, возможно, наименее вредным для окружающей среды шагом по всей производственной цепочке бурения на углеводороды. Можно утверждать, что более уместным воздействием на окружающую среду являются обработка и удаление сточных вод, а также выброс паров из хранилищ и распределения нефти и газа.

Добыча, распределение и использование углеводородов всегда приводили к некоторым выбросам в воздух, либо непосредственно через (умышленные или случайные) утечки, либо при неполном сгорании топлива. Тем не менее, благодаря правилам и технологическим инновациям, мы имеем уменьшил этот источник резко в последние годы 30, примерно в 10.

На видео, снятом инфракрасной камерой, видно, как газы вытекают из резервуаров, клапанов и другого оборудования, используемого в нефтяной и газовой промышленности.

{youtube}https://youtu.be/N7tLcPQk3PA{/youtube}

Тем не менее, везде, где добываются углеводороды, очищенный или сохраненныйБудут некоторые выбросы загрязняющих веществ. В эпоху фрекинга крупные операции на обычных скважинных площадках были заменены сотни колодцев расставить точки Каждый из них требует транспортировки воды, химикатов и оборудования к этим площадкам и от них, а также удаления сточных вод, и ни один из них не регулируется, как это могло бы быть на любом более крупном объекте.

В результате нетрадиционное производство не только увеличило движение грузовиков и связанные с этим выбросы в сланцевых районах, но и создало возобновленный источник углеводородов, Они попадают в атмосферу из-за утечек в клапанах, трубах, сепараторах и компрессорах или через выпускные отверстия в резервуарах. Вместе с оксиды азота Выбросы, в основном от дизельных двигателей грузовых автомобилей, компрессоров и буровых установок, эти углеводороды могут образовывать значительные количества вредных, приземный озон в дневное время

Проблемы измерения

В 2011 газета утверждала, что выбросы метана из нетрадиционных источников по сравнению с обычными поисками нефти и газа были значительно недооценены. Исследователи всерьез начали исследовать выбросы углеводородов от операций по добыче. Таким образом, после 2013 было разработано значительное количество литературы, большая часть которой посвящена выбросам метана, основной составляющей природного газа и мощного парникового газа.

Ученые обратились к спутникам и другим способам измерения выбросов метана, которые могут быть выше в областях добычи нефти и газа. НАСА, CC BY

EPA отслеживает выбросы метана в своем инвентаризация парниковых газов, но цифры основаны на оценках, разработанных в 1980 и 1990, и составляются путем расчетов и самостоятельной отчетности в отрасли.

На самом деле, оба спутник и атмосферные измерения предположить, что оценки EPA могут быть недооценкой реальных выбросов метана в два раза. И если это верно для метана, то со-испускаемые углеводородные газы, вероятно, также недооценены.

Образование озона

Как и во многих подобных случаях, существуют нюансы.

Воздушные измерения NOAA предположить, что оценки метана EPA могут быть применимы к более старым, зрелым сланцевым районам, где добывается в основном природный газ. Но это не относится к более молодым сланцевым районам, которые также добывают большое количество нефти наряду с природным газом, таким как Баккен в Северной Дакоте. Выбросы только от Баккена могут быть настолько большими, что они будут ответственны примерно за половину увеличение атмосферного этана в северном полушарии с начала фракционного бума.

Точно так же наши собственные исследования для Игл Форд сланцы на юге центральной части Техаса предполагают, что выбросы углеводородов выше, чем в настоящее время оценивается. Это увеличивает потенциал регионального образования озона, так как эти углеводороды окисляются в атмосфере в присутствии оксидов азота. А так как национальный стандарт качества атмосферного воздуха для озона был недавно снижен до 70 частей на миллиард, с озон в Сан-Антонио с подветренной стороны Eagle Ford, близкого к старому порогу 75 ppb, влияние выбросов сланцевых углеводородов не является тривиальным.

Озоновые проблемы Сан-Антонио не уникальны. В некоторые районымноголетний прогресс в области качества озонового воздуха затормозился; в других, особенно Бассейн Уинты в Юте, чтобы новая проблема озона возникла из-за выбросов в добывающей промышленности.

Бензол

Помимо воздействия на тенденции в отношении озона, увеличение выбросов углеводородов также привело к возрождению токсического воздействия воздуха, которое, как считается, является историей прошлого в США: бензол. В отличие от озона, который широко контролируется, бензола нет. Тем не менее, так как это известно канцерогендавно уже на радаре регулирующих органов.

Обычно измеряется выше доли 1 на миллиард в городских районах в 1970 и 80, городских условиях концентрация бензола снизилась Процент 5-10 в год, аналогично другим загрязнителям воздуха, в течение последних 20-30 лет. Среднегодовые уровни бензола в настоящее время ниже 1.5 частей на миллиард в более чем 90 процентах мест, регулярно отслеживающих бензол, но лишь немногие такие станции мониторинга находятся в сланцевых районах или вблизи них.

Высокий уровень бензола в сланцевых районах, таких как возле колодца в сланце Барнетт в Техасебыли зарегистрированы на ранней стадии брекера, но по сей день доступно немного данных непрерывного мониторинга воздуха, и данных для сравнения до брикета практически нет.

Несмотря на то, что уровень содержания бензола в целом контролируется на уровне ниже уровня, которого обеспокоила бы Техасская комиссия по качеству окружающей среды (TCEQ), становится ясно, что уровни должны быть увеличены в сельских районах сланцевой области.

Наш анализ отпечатков пальцев данные 2015 с новейшего воздушного монитора в Карнс-Сити, штат Техас, в центре сланца Игл-Форд, свидетельствуют о том, что менее 40 процентов бензола по-прежнему связано с выбросами в выхлопной трубе, бывшим основным источником выбросов. Вместо этого более 60 процентов в настоящее время связано с различными видами деятельности по разведке нефти и газа, включая выбросы от сжигания попутного газа.

Исследования из Колорадо и Техас показывают, что повышенные уровни бензола в сланцевых районах четко коррелируют с другими углеводородными газами, выделяемыми при разведке нефти и газа.

Влияние на здоровье

В то время как озон распределен в регионе относительно равномерно, первичные выбросы бензола и других неметановые углеводороды будут в более высоких концентрациях в воздухе рядом с источниками, Следовательно, в то время как большинство станций мониторинга озона достаточно репрезентативно для большей площади, мониторинг бензола вдали от его основных источников в сланцевых районах не дает репрезентативной картины.

Риски для людей, живущих в сланцевых районах повышенный их близостью к колодезным колодцам, Продолжающиеся исследования в области здравоохранения показали, что некоторые незначительные последствия для здоровья, такие как синусит, мигрень и усталость, Но и показатели госпитализации и определенные врожденных дефектов, явно связаны с плотностью участка или расстоянием между домом и нефтяными и газовыми скважинами в качестве показателя воздействия, что требует более детального исследования.

В заключение, сланцевый бум создал новый источник крупномасштабных, диффузных выбросов углеводородов, которые отрицательно влияют на уровень токсичности воздуха. Хотя последствия незначительны, они произошли в районах, где, как правило, не проводится мониторинг загрязнения воздуха, что затрудняет оценку тенденций.

Во многих случаях эти загрязняющие вещества могут быть уменьшены с помощью мер по сокращению выбросов, основанных на здравом смысле, и некоторые компании положил or планирую поставить хорошая практика на месте. Тем не менее, продолжающийся рост фракционной промышленности, а также планы удалить правила о выбросах метана не уменьшит высокие выбросы углеводородов и связанные с этим региональные проблемы с озоном.

Об авторе

Гуннар В. Шаде, доцент кафедры атмосферных наук, Техасский университет A & M

Эта статья изначально была опубликована в Беседа, Прочтите оригинал статьи.

Похожие книги:

at Внутренний рынок самовыражения и Amazon