Tiotusentals hydrauliska sprickbrunnar som borrats under de senaste åren från Pennsylvania till Texas till North Dakota har gjort okonventionell olje- och gasproduktion till en del av vardagen för många amerikaner. Detta väcker frågor om effekterna på lokala samhällen och människors hälsa. Medan vissa studier dokumenterar att hydraulisk sprickbildning kan förorena grundvattnet, nya bevis visar att praxis också kan minska ytvattenkvaliteten.

Studien, släpptes idag i tidningen Vetenskap , finner att hydraulisk sprickbildning är förknippad med små ökningar av saltkoncentrationer i ytvatten för flera skiffer och många vattendelar över hela USA. De största effekterna inträffade under de tidiga faserna av produktionen när brunnar genererar stora mängder återflöde och producerat vatten. Dock, även de högsta nivåerna låg långt under vad U.S. Environmental Protection Agency anser vara skadligt.

"Vårt arbete ger det första stora provet bevis som visar att hydraulisk sprickbildning är relaterad till kvaliteten på närliggande ytvatten för flera amerikanska skiffer, säger Christian Leuz, en medförfattare till studien och Joseph Sondheimer professor i internationell ekonomi, Ekonomi och redovisning vid University of Chicagos Booth School of Business. "Även om vi uppskattade mycket liten vattenpåverkan, man måste tänka på att de flesta mätningar gjordes i floder eller vattendrag och att den genomsnittliga sprickbrunnen i vår datauppsättning inte var särskilt nära monitorerna i vattendelaren."

Leuz och hans medförfattare, Pietro Bonetti från University of Navarra och Giovanna Michelon från University of Bristol, kombinerade ytvattenmätningar med mer än 46, 000 hydrauliska sprickbrunnar för att undersöka om nya borrnings- och utvecklingsaktiviteter är förknippade med förhöjda saltkoncentrationer (bromid, klorid, barium och strontium) i 408 vattendelar under en elvaårsperiod. De fann en mycket liten men konsekvent ökning av barium, klorid och strontium, men inte bromid, i vattendelar med nya hydrauliska sprickbrunnar.

Flera fynd stöder sambandet mellan de förhöjda saltnivåerna och de närliggande hydrauliska sprickningsaktiviteterna. Tillsammans med tidpunkten för när de högsta nivåerna inträffade, saltkoncentrationerna var också mer uttalade för brunnar i områden där de djupa formationerna uppvisade högre salthalt. Dessutom, de var högst när de observerades inom ett år vid övervakningsstationer som låg inom 15 kilometer och (sannolikt) nedströms från en brunn.

"Bättre och mer frekventa vattenmätningar behövs för att fullt ut förstå ytvatteneffekten av okonventionell olje- och gasutveckling, säger Bonetti, som konstaterar att bristen på vattenkvalitetsdata begränsade deras analys.

Hydrauliska sprickvätskor innehåller kemiska ämnen som är potentiellt farligare än salter. Men de är inte allmänt inkluderade i offentliga databaser, att göra en statistisk analys med stort urval av dessa möjligen farliga ämnen omöjlig. Också, många övervakningsstationer i en vattendelare är inte belägna nära brunnar eller kan vara uppströms från brunnen, troligtvis undertryckande omfattningen av uppskattningarna.

"Policer kan överväga mer riktade vattenmätningar, " säger Michelon. "Till exempel, Politiker skulle kunna placera övervakningsstationer på platser där de bättre kan spåra ytvattenpåverkan, öka mätfrekvensen vid tiden som nya brunnar borras, och mer systematiskt spåra de andra kemiska ämnen som finns i frackingvätskor."