Ett nytt testprotokoll som använder befintliga, prisvärda vattenkemitester kan hjälpa forskare och tillsynsmyndigheter att upptäcka platser som visar bevis på nya metangasläckor orsakade av olje- och gasborrning, enligt forskare från Penn State.

Forskarna tog ett testprotokoll som de hade beskrivit i ett papper förra året i Förfaranden från National Academy of Sciences och tillämpade den på en mycket större datauppsättning med hushållsvattenbrunnar i tre regioner i Pennsylvania påverkade av fossila bränsleindustrin. De letade efter vissa kemiska beståndsdelar i testresultaten för att avgöra om metan kan ha påverkat platserna när proverna samlades in. De publicerade sina fynd i tidningen Miljövetenskap och teknik och för första gången offentliggjorde datamängderna.

Forskarna ville se hur stor andel av vattenbrunnarna som visade vissa kemiska förändringar som kan indikera ny metankontaminering, som det som kan uppstå vid borrning och utvinning av fossila bränslen, och inte redan existerande metan som vanligtvis finns i Pennsylvania-vatten.

"Vi förväntade oss att få få platser, mindre än 1%, visar bevis på ny metan, "sa Tao Wen, en postdoktor vid Earth and Environmental Systems Institute i Penn State. "Vi hittade 17 av 20, 751 prover, eller cirka 0,08 %, som visade möjliga tecken på metankontaminering när dessa prover samlades in. "

Okonventionella skiffergasbrunnar dominerar nordöstra Pennsylvania, Konventionella olje- och gasbrunnar. inklusive den första kommersiella oljebrunnen i USA, dominerar nordväst. Sydväst har både konventionella och okonventionella olje- och gasbrunnar och en betydande kolbrytningshistoria.

Forskarna delade in vattenproverna i fem typer. De två typer som forskarna definierade som prover som sannolikt påverkas av ny metan innehöll höga metan- och sulfatnivåer och antingen låga eller höga järnhalter.

"Det är inte ovanligt att se metan i grundvattnet i Marcellus -skiffern och andra skifferlekar, "Sa Wen." Dessutom, om metan hade legat i grundvattnet länge bakterier skulle ha reducerat järnet och sulfatet. De reducerade formerna skulle ha fällts ut som järnsulfid, eller pyrit. "

Forskarna klassificerade lågmetanprover, där metan mätte mindre än 10 delar per miljon, som prov med låg prioritet. De andra två typerna som inte påverkades av ny metan innehöll stora mängder metan och antingen höga salter, indikerar naturligt förekommande metan som inte orsakas av energiutvinning, eller sötvatten och låga sulfathalter, vilket betyder att metanen hade varit där en tid.

Av de 17 proverna som kom tillbaka positivt för ny metan, 13 kom från nordost. Ingen kom från webbplatser inom 2, 500 fot kända problematiska gasbrunnar. Statlig lag håller olje- och gasföretag ansvariga för metanläckor som påverkar brunnar inom dessa 2, 500 fot område. Forskarnas resultat tyder på att metan kan vandra längre än man tidigare trott om den nya metanen härstammar från dessa kända problematiska gasbrunnar. Endast intensiva fältundersökningar kunde visa om detta hände.

Testprotokollet kan fungera som ett effektivt screeningsverktyg för metankontaminering och begränsa fönstret för en mer ingående analys, som att använda kolstabila eller ädelgasisotoper, enligt Wen.

"Vi fokuserar på Marcellus -skiffern, men detta testprotokoll har potential att appliceras på andra skifferlekar i USA och andra länder, "sa han." Det kan gynna det globala samhället. "