Analiza poluanţilor eliberaţi în urma operaţiunilor de colectare a gazelor de sist


Un impact inevitabil al extracţiei de gaze de şist şi de petrol din formaţiuni compacte este gradul ridicat de ocupare a terenurilor necesară instalaţiilor de foraj, spaţiilor de parcare şi staţionare a camioanelor, echipamentului, infrastructurilor de prelucrare şi transport al gazului, precum şi căilor de acces. Printre consecinţele posibile majore putem menţiona emisiile de poluanţi, contaminarea pânzei freatice din cauza fluxurilor necontrolate de gaz sau de fluide datorate erupţiilor sau deversărilor, scurgerile de fluid de fracturare şi evacuările necontrolate ale apelor uzate.

Fluidele de fracturare conţin substanţe periculoase, iar lichidele respinse conţin în plus metale grele şi substanţe radioactive provenite din depozit. Experienţa americană arată că accidentele sunt numeroase, ceea ce poate dăuna mediului şi sănătăţii umane. La un procent de 1-2 % din totalul permiselor de forare, s-au semnalat încălcări ale cerinţelor juridice. Multe dintre aceste accidente se datorează manipulărilor incorecte sau echipamentelor care prezintă orificii de scurgere.

De asemenea, în proximitatea puţurilor de gaz, se semnalează cazuri de contaminare a apelor subterane cu metan, care în condiţii extreme provoacă explozia unor imobile rezidenţiale, precum şi contaminări cu clorură de potasiu, care antrenează o salinizare a apei potabile.

Aceste consecinţe se acumulează odată cu densitatea puţurilor care exploatează formaţiuni şistoase (până la şase platforme de foraj pe km2).

Acum că durabilitatea este esenţială pentru generaţiile viitoare, se pune întrebarea dacă ar trebui permisă injectarea de substanţe chimice periculoase în subsol, sau dacă ar trebui interzisă pe motiv că o astfel de practică riscă să restrângă sau să împiedice orice utilizare viitoare a stratului contaminat (de exemplu, în scopuri geotermice), iar efectele sale pe termen lung nu au fost studiate. În zonele active de extracţie a gazului de şist, la fiecare metru pătrat sunt injectaţi aproximativ 0,1-0,5 litri de produse chimice.

Această constatare este cu atât mai valabilă cu cât eventualele zăcăminte de gaze de şist sunt prea mici pentru a avea un impact notabil asupra aprovizionării cu gaz în Europa. 

Actualele avantaje ale explorării şi extracţiei de petrol şi gaze ar trebui reanalizate în lumina faptului că riscurile şi sarcinile de mediu nu sunt compensate printr-un beneficiu potenţial corespunzător, deoarece producţia specifică de gaz este foarte scăzută. (sursa: Parlamentul European)

 

Exploatarea şisturilor bituminoase gazeifere necesită infrastructuri de foraj care să permită stocarea de material tehnic, de camioane cu compresoare, substanţe chimice, agenţi de susţinere, apă şi containere pentru apele uzate, în cazul în care apa nu este extrasă din puţuri locale şi colectată în bazine.

 

O centrala solara poate avea un randament mult mai buna cu riscuri minime

 

În Pennsylvania, o platformă obişnuită cu mai multe puţuri în fază de forare şi fracturare acoperă aproximativ 4-5 acri (16 200-20 250 m2). După o restaurare parţială, platforma de producţie poate acoperi o suprafaţă de 1-3 acri (4 050-12 150 m2) [SGEIS 2009].

Prin comparaţie, o suprafaţă similară (~10 000 m2) ocupată de o centrală solară ar putea să genereze aproximativ 400 000 kWh de electricitate pe an3, ceea ce corespunde unei producţii de circa 70 000 m3 de gaz natural pe an dacă ar fi transformat în electricitate la un randament de 58 %>. Producţia medie a sondelor din şistul Barnett (Texas, SUA) se ridică la aproximativ 11 mil. m3 pe sondă în primul an, dar la numai 80 000 m3 în al 9-lea an şi la aproximativ 40 000 m3 în al 10-lea an [Quicksilver 2005].

 

Spre deosebire de extracţia energiei fosile, o centrală electrică solară produce electricitate pentru o perioadă mai mare de 20 de ani. La sfârşitul vieţii sale, centrala solară poate fi înlocuită cu o nouă centrală fără a fi necesară ocuparea unui spaţiu mai mare în peisaj.

 

 

Emisiile de poluanţi atmosferici şi contaminarea solului

Emisiile pot proveni din următoarele surse:

  • Emisii de la camioane şi de la echipamentele de foraj (zgomot, particule, SO2, NOx, COVNM şi CO);
  • Emisii provenite în urma prelucrării şi transportului gazului natural (zgomot,

particule, SO2, NOx, COVNM şi CO);

  • Emisii de substanţe chimice prin evaporare provenite de la bazinele de ape uzate;
    • Emisii datorate deversărilor şi exploziilor sondelor (dispersia fluidelor de forare sau de fracturare amestecate cu particule provenite din depozit).

Funcţionarea echipamentului de foraj consumă mari cantităţi de carburant, a cărui ardere emană CO2. De asemenea, în procesul de producţie, prelucrare şi transport, se pot produce unele emisii fugitive de metan, un gaz cu efect de seră.

 

Poluanţii atmosferici eliberaţi în urma operaţiunilor normale Experienţa nord-americană

Mai multe plângeri invocând probleme de sănătate pentru oameni şi chiar decese în rândul animalelor survenite în apropierea orăşelului Dish, în Texas, l-au obligat pe primarul oraşului să angajeze un consultant independent care să studieze calitatea aerului şi impactul operaţiunilor gazifere din interiorul şi din afara oraşului [Michaels 2010 şi referinţe citate].

S-au semnalat plângeri similare cu privire la alte situri, însă studiile efectuate la Dish sunt cele mai documentate. În absenţa oricărei alte activităţi industriale în regiune, activităţile de extracţie a gazului natural în oraş şi în împrejurimile sale reprezintă cauza unică a efectelor observate.

Studiul, realizat în august 2009, a confirmat „prezenţa în concentraţii ridicate a unor compuşi cancerigeni şi neurotoxici în aerul înconjurător şi/sau în proprietăţile rezidenţiale.” Iar apoi: „O mare parte dintre aceşti compuşi analizaţi în laborator erau metaboliţi ai unor substanţe cancerigene umane demonstrate şi depăşeau nivelurile de depistare pe termen scurt şi lung în virtutea normelor TECQ. Compuşii care reprezintă un adevărat motiv de îngrijorare sunt aceia care prezintă risc de catastrofă, conform definiţiei TECQ [Texas Commission on Environmental Quality]” [Wolf 2009].

Potrivit acestui studiu, „au fost adresate municipalităţii numeroase plângeri cu privire la zgomotul constant şi vibraţiile provenite de la staţiile compresoare, precum şi mirosurile grele”. Potrivit studiului, un „motiv de îngrijorare deosebit l-au reprezentat cazurile de îmbolnăviri grave şi decese semnalate în rândul cailor tineri în perioada 2007-2008, fără să fie cunoscută etiologia” [Wolf 2009].

De asemenea, în regiunea ce înconjoară Dallas-Forth Worth, activităţile de foraj pentru gaze naturale în şistul Barnett au avut consecinţe dramatice asupra calităţii aerului, conform [Michaels 2010]. Un studiu complet, intitulat „Emissions from Natural Gas Production in the Barnett Shale Area and Opportunities for Cost-Effective Improvements” (Emisii datorate producţiei de gaze naturale din regiunea de formaţiuni de şist Barnett şi posibilităţi de îmbunătăţiri economice rentabile) a fost publicat în 2009 [Armendariz 2009]. Potrivit analizei respective, cinci din cele 21 de comitate vizate unde au loc aproape 90 % dintre activităţile petroliere şi gaziere înregistrează uşor cele mai ridicate valori ale emisiilor. De exemplu, proporţia compuşilor generatori de smog proveniţi de la cele cinci comitate a fost măsurată la 165 de tone pe zi în perioada de vârf din vara anului 2009, comparativ cu 191 de tone pe zi în perioada de vârf pentru toate sursele de petrol şi gaz (inclusiv transportul) din aceste 21 de comitate [Armendariz 2009]. Astfel, valorile medii la nivel de stat ascund faptul că, în cele mai active cinci comitate, emisiile de poluanţi atmosferici sunt cu mult mai ridicate decât valorile medii, ceea ce antrenează niveluri scăzute ale calităţii aerului.

Comisia pentru calitatea mediului din Texas (Texas Commission on Environmental Quality, TCEQ) a creat un program de control care confirmă parţial concentraţiile deosebit de ridicate în vapori de hidrocarburi proveniţi din instalaţiile de foraj şi din rezervoarele de stocare, precum şi niveluri ridicate de benzen în anumite locuri [Michaels 2009]. În ianuarie 2010, TCEQ a publicat un memorandum intern cu privire la programul său de control. Printre principalele sale observaţii, putem menţiona următoarele [TCEQ 2010]:

  •  „La un eşantion instantaneu prelevat la nivelul gurii sondei de gaz natural Devon Energy, au fost depistate 35 de substanţe chimice care depăşeau valorile de referinţă corespunzătoare pe termen scurt, cu o concentraţie a benzenului de 15 000 ppb.” Acest eşantion de aer ambiental din proximitatea gurii sondei – la 1,5 m de sursă – a fost recoltat cu titlu de referinţă.
  • Pe lângă concentraţia de benzen din eşantionul recoltat la gura sondei, la unul dintre cele 64 de situri supuse controlului s-a detectat benzen peste valoarea de referinţă pe termen scurt pentru sănătate de 180 ppb.
  • Departamentul Toxicologic este îngrijorat în legătură cu anumite zone unde s-a detectat benzen peste valoarea de referinţă pe termen scurt pentru sănătate de 1,4 ppb. „S-a detectat benzen peste valoarea de referinţă pe termen scurt pentru sănătate la 21 de situri monitorizate.”

 

Poluanţii proveniţi de la explozii ale sondelor sau accidente pe siturile de foraj Experienţa nord-americană

În Statele Unite au avut loc câteva explozii grave, majoritatea documentate în [Michaels 2010]. Această listă de referinţă prezintă pe scurt urătoarele cazuri:

  • La 3 iunie 2010, o explozie la o sondă de gaz din Clearfield County, Pennsylvania, a eliberat în atmosferă, timp de 16 ore, cel puţin 35 000 de galoane (132 m3) de ape uzate şi gaze naturale.
  • În iunie 2010, o explozie la o sondă de gaz din Marshall County, Virginia de Vest, a provocat rănirea şi spitalizarea a şapte muncitori.
  • La 1 aprilie 2010, un rezervor şi o fosă deschisă utilizată la stocarea lichidului de fracturare au luat foc pe o platformă de sonde Atlas. Flăcările au atins 33 m în înălţime şi 15 m lăţime.

În toate aceste cazuri, întreprinderile implicate au fost amendate. Se pare că aceste accidente se datorează în principal erorilor de manipulare, fie de către personalul nepregătit, fie din cauza unei manevre false. Mai mult, se pare că există diferenţe semnificative de la o companie la alta. În subcapitolele următoare sunt descrise şi alte accidente.

Global-Shale-Gas-Basins

Contaminarea apei Experienţa nord-americană

Contaminarea apei poate fi provocată de următorii factori:

  • Deversarea noroiului de foraj, a lichidului de refulare şi a fluidului sărat din bazine sau din rezervoarele de reziduuri, provocând contaminarea şi salinizarea apei.
  • Scurgeri sau accidente provocate de activităţile de suprafaţă, de exemplu scurgerile din conducte sau bazine cu lichide sau ape uzate, manipularea neprofesionistă sau echipamentul învechit.
  • Scurgeri cauzate de cimentarea incorectă a puţurilor.
  • Scurgeri prin structurile geologice, prin fisurile sau pasajele naturale sau artificiale.

De fapt, majoritatea plângerilor la adresa fracturării hidraulice se referă la riscul de contaminare a apelor subterane. Practic, pe lângă accidentele şi deversările specifice, accentul se pune pe intruziunea lichidelor de fracturare sau a metalelor provenite din structurile mai adânci.

O analiză detaliată a fost efectuată în 2008 în comitatul Garfield, Colorado. „Colorado Oil and Gas Conservation Commission” păstrează arhive ale deversărilor semnalate imputabile activităţilor petroliere şi gaziere. În perioada ianuarie 2003 – martie 2008, s-au semnalat în total 1549 de deversări. [COGCC 2007; citat în Witter 2008]. Douăzeci la sută dintre aceste deversări au provocat o contaminare a apei. De notat faptul că numărul deversărilor este în creştere. De exemplu, în comitatul Garfield s-au semnalat 5 deversări în 2003 şi 55 în 2007.

Potrivit unui studiu ulterior cu privire la contaminarea apelor subterane, se constată „o tendinţă de creştere a concentraţiilor de metan în cursul ultimilor şapte ani, creştere care coincide cu înmulţirea numărului de sonde de gaz instalate pe zăcământul Mamm Creek.

Valorile metanului din apele subterane observate înaintea forajului indică o concentraţie naturală mai mică de 1 ppm, exceptând cazurile de metan biogenic captat în eleşteie şi pe fundul cursurilor de apă. […] Datele izotopice pentru eşantioanele de metan arată că majoritatea eşantioanelor care prezintă o concentraţie ridicată de metan sunt de origine termogenă. În paralel cu creşterea concentraţiei de metan, se constată o creştere a numărului de puţuri de apă subterană cu concentraţie ridicată de cloruri, care poate fi corelată cu numărul puţurilor de gaz.” [Thyne 2008] Fireşte, există o corelaţie clară între spaţiu şi timp: nivelurile de metan sunt mai ridicate în regiunile care prezintă o densitate mai ridicată a puţurilor, iar aceste niveluri au crescut în timp, odată cu înmulţirea numărului de puţuri.

Un studiu mai recent, efectuat de [Osborne 2011] confirmă aceste rezultate în pânzele freatice situate deasupra formaţiunilor de şist Marcellus şi Utica din nord-estul Pennsylvaniei şi în nordul statului New York. În zonele active de extracţie a gazului, concentraţiile medii de metan din puţurile de apă potabilă erau de 19,2 mg/l, cu un nivel maxim de 64 mg/litru, ceea ce reprezintă un risc de explozie. În regiunile învecinate cu structură geologică similară dar fără activităţi de extracţie a gazului, concentraţia de referinţă era de 1,1 mg/litru [Osborn 2011].

În total, au fost înregistrate peste 1000 de plângeri legate de contaminarea apei potabile. Un raport care afirmă că se bazează pe datele Departamentului de protecţie a mediului din Pennsylvania (Pennsylvania Department of Environmental Protection) numără 1614 de abateri de la legislaţia de stat în materie de petrol şi gaz în cursul operaţiunilor de foraj în şistul Marcellus pe o perioadă de doi ani şi jumătate [PLTA 2010]. Două treimi dintre aceste infracţiuni au „cel mai probabil un impact negativ asupra mediului”. Unele dintre acestea sunt incluse în [Michaels 2010].

 

Shale gas

Accidentul cel mai spectaculos documentat oficial a fost explozia unui imobil de locuinţe provocată de operaţiunile de foraj şi infiltrarea ulterioară a metanului în sistemul de alimentare cu apă al locuinţei [ODNR 2008]. Raportul Departamentului de resurse naturale (Department of Natural Resources) a identificat trei factori care au condus la explozia casei: (i) cimentarea incorectă a tubajului de producţie, (ii) decizia de a începe fracturarea hidraulică a puţului fără o cimentare suficientă a coloanei de tubaj şi, cel mai important, (iii) perioada de 31 de zile de după fracturare, în cursul căreia spaţiul inelar dintre suprafaţă şi tuburile de producţie a fost „în cea mai mare parte blocată” (citat după [Michaels]).

În majoritatea cazurilor, contaminarea apei cu metan sau clorură s-a putut atesta, în schimb, infiltrarea benzenului şi a altor lichide de fracturare rareori poate fi demonstrată. Cu toate acestea, o eşantionare din 2009 a puţurilor de apă potabilă din Wyoming efectuată de Agenţia americană de protecţie a mediului (Environmental Protection Agency) a relevat prezenţa unor substanţe chimice utilizate frecvent în procesul de fracturare hidraulică: „La începutul acestei luni, Regiunea VIII şi-a publicat rezultatele eşantionării efectuate în puţurile de apă din Pavillion, WY – la cererea locuitorilor regiunii – care au demonstrat prezenţa unor contaminanţi de foraj la 11 din cele 39 de puţuri testate, inclusiv 2-butoxietanol (2-BE), o componentă cunoscută prezentă în lichidele de fracturare hidraulică, la trei puţuri testate, precum şi prezenţa metanului, a unor compuşi organici din sfera diesel şi a unui tip de hidrocarburi cunoscute sub denumirea de adamantan” [EPA 2009].

În multe cazuri, companiile responsabile au fost deja amendate pentru încălcarea legilor în vigoare în statul în cauză. De exemplu, Cabot Oil & Gas a primit o notă din partea Pennsylvania Department of

Environmental Protection, potrivit căreia: „Cabot a provocat infiltrarea gazului din formaţiunile inferioare în apa dulce subterană”. [Lobbins 2009]

Pe baza datelor istorice disponibile pentru statul New York, s-a estimat o rată a accidentelor de 1 la 2 %. [Bishop 2010] Cifra pare plauzibilă. Cu toate acestea, având în vedere cele peste 1600 de încălcări menţionate mai sus doar în partea din Pennsylvania a şistului Marcellus, se poate atinge o rată mult mai ridicată dacă se iau în considerare cele aproximativ 2300 de puţuri forate în această regiune până la finele anului 2010.

Transferabilitatea la condiţiile europene

Majoritatea accidentelor şi a infiltraţiilor în apele subterane par să se datoreze erorilor de manipulare, ceea ce ar putea fi evitat. Statele Unite au adoptat reglementări, însă controlul şi supravegherea operaţiunilor sunt insuficiente, fie din cauza constrângerilor bugetare cu care se confruntă autorităţile publice, fie din alte motive. De aceea, problema de bază nu o reprezintă o reglementare incorectă, ci execuţia sa printr-o supervizare adecvată. Trebuie să se garanteze nu numai faptul că bunele practici sunt cunoscute, ci şi aplicate într-o manieră sistematică.

În plus, continuă să existe un anumit risc ca pasajele nedetectate (de exemplu, vechi puţuri abandonate dar neînregistrate, cu cimentare incorectă, riscuri imprevizibile datorate cutremurelor de pământ etc.) să permită metanului şi substanţelor chimice să se infiltreze în apele subterane.

 

Eliminarea apelor uzate

Lichidele de fracturare sunt injectate în formaţiunile geologice sub înaltă presiune. Odată eliberată presiunea, un amestec de lichid de fracturare, metan, compuşi şi apă din depozit este împins înapoi la suprafaţă. Apa trebuie colectată şi evacuată în mod corespunzător. Potrivit anumitor surse din industrie, între 20 % şi 50 % din apa utilizată la fracturarea hidraulică a puţurilor de gaz revine la suprafaţă sub formă de reflux. O parte din această apă este reciclată pentru a servi la fracturarea altor puţuri [Questerre Energy 2010]. Potrivit altor surse, procentul lichidului care revine la suprafaţă se situează între 9 % şi

35 % [Sumi 2008].

Experienţa nord-americană

Eliminarea corectă a apelor uzate pare să fie o preocupare majoră în America de Nord. Problema principală o reprezintă cantitatea enormă de ape uzate şi configuraţia incorectă a staţiilor de tratare. Reciclarea ar fi posibilă, dar acest lucru ar genera o creştere a costurilor proiectelor. Se semnalează numeroase probleme legate eliminarea incorectă a apelor uzate. Câteva exemple:

  • În august 2010 „Talisman Energy” a fost amendată în Pennsylvania pentru o deversare din 2009 care eliberat 4200 de galoane (~16 m3) de lichid de fracturare hidraulică de reflux într-o zonă umedă şi într-un afluent al Webier Creek, care se varsă în râul Tioga, un sit de pescuit în apă rece. [Talisman 2011]
  • În ianuarie 2010, „Atlas Resources” a fost amendată pentru încălcarea legislaţiei de mediu la 13 situri de forare din sud-estul Pennsylvaniei, SUA. Atlas Resources nu luase măsuri adecvate pentru controlul eroziunii şi sedimentării, ceea ce a provocat scurgeri de nămoluri. De asemenea, Atlas Resources deversase în sol carburant diesel şi lichide de fracturare. Atlas Resources este titular a peste 250 de premise de foraj pentru formaţiunile Marcellus. [PA DEP 2010]
  • La 6 octombrie 2009, Range Resources a fost amendată pentru deversarea a 250 de barili (~40 m3) de lichid de fracturare hidraulică diluat. Motivul deversării a fost o îmbinare defectuoasă la o conductă de transmisie. Lichidul s-a scurs într-un afluent a râului Brush Run, în municipalitatea Hopewell din Pennsylvania [PA DEP 2009].
  • În august 2010, în Pennsylvania, Atlas Resources a luat o amendă pentru faptul că a permis lichidului de fracturare hidraulică să deverseze dintr-un bazin de ape uzate, contaminând un bazin hidrografic de înaltă calitate din comitatul Washington.

[Pickels 2010]

•      Pe o platformă de foraj cu trei sonde de gaz din Troy, Pennsylvania, Fortune Energy a deversat ilegal fluide de refulare într-o fosă de drenaj. Aceste fluide au traversat o zonă de vegetaţie, ajungând în final într-un afluent al Sugar Creek (citat după

[Michaels 2010]).

•      În iunie 2010, Departamentul pentru protecţia mediului din Virginia de Vest (West Virgina Department of Environmental Protection, DEP) a publicat un raport în care a ajuns la concluzia că, în august 2009, Tapo Energy a deversat o cantitate necunoscută de „substanţe pe bază de petrol” provenite din activităţi de foraj, într-un afluent al Buckeye Creek din comitatul Doddridge. Această deversare a contaminat râul pe un tronson de circa 5 km (citat după [Michaels 2010]).

Cutremurele de pământ

Este binecunoscut faptul că fracturarea hidraulică poate să provoace cutremure mici cu o magnitudine situată între 1 şi3pe scara Richter [Aduschkin 2000]. De exemplu, în Arkansas, SUA, numărul cutremurelor mici s-a înmulţit de zece ori în ultimii ani [AGS 2011]. Există temeri potrivit cărora aceste cutremure sunt rezultatul intensificării activităţilor de foraj în şistul Fayetteville. De asemenea, regiunea Fort Worth a cunoscut cel puţin 18 cutremure mici din decembrie 2008 încoace. Numai în oraşul Cleburne s-au înregistrat 7 cutremure pământ în perioada iunie-iulie 2009, într-o regiune care nu cunoscuse niciun cutremur în decurs de 140 de ani [Michaels 2010].

În aprilie 2011, în oraşul Blackpool din Marea Britanie a avut loc un cutremur mic (1,5 pe scara Richter) care a fost urmat în iunie 2001 de unul mai puternic (2,5 pe scara Richter). Întreprinderea Cuadrilla Resources, care realiza operaţiuni de fracturare hidraulică în zona lovită de seism, şi-a încetat operaţiunile şi a comandat o anchetă pe această temă. Aceasta şi-a anunţat intenţia de a pune capăt operaţiunilor în eventualitatea în care se demonstrează existenţa unei legături între cutremure şi activităţile sale de foraj [Nonnenmacher 2011].

 

Sursa: Parlamentul European

Previous Romania to enter Guinness Book with world’s biggest flag
Next În apărarea lui Valeriu Gafencu ”Sfântul Închisorilor”

No Comment

Care este opinia ta ? Ai curajul sa spui ceea ce gandesti !