對阿巴拉契亞俄亥俄州飲用水的研究發現，最近的石油和天然氣鉆探沒有發現天然氣污染的證據。辛辛那提大學的地質學家研究了俄亥俄州東北部農村地區Carroll，Stark和Harrison縣的飲用水，許多居民依賴私人地下水井的水。

時間序列研究是俄亥俄州首次研究與天然氣鉆井相關的地下水中的甲烷。結果發表在“ 環境監測與評估 ”期刊上。

“有些人的地下水中甲烷濃度升高，但同位素組成顯示它不是來自天然氣”，加州大學麥克米肯藝術與科學學院地質學副教授Amy Townsend-Small說。

“我們發現在大多數情況下，它可能來自該地區的地下煤炭或地下水中產生的生物甲烷。”

加州大學的研究人員在三個縣的家中共收集了180份地下水樣本。一些站點被多次采樣。特別是，研究人員尋找天然氣中主要化合物甲烷的證據。他們還研究了水的酸度或pH值的變化，并改變了其電導率。

盡管在研究區域鉆了新的頁巖氣井，但他們發現，在研究的四年中，地下水中的甲烷濃度或成分沒有增加。同樣，他們沒有發現更接近頁巖鉆井的更高甲烷含量。

研究人員確實發現飲用水中甲烷濃度存在很大差異，從每升0.2微克到每升25.3毫克，這足以在封閉空間內著火。但研究人員發現飲用水中觀察到的甲烷與新氣井之間沒有任何關系。

“顯然，需要進行額外的監測，以確定該地區的甲烷濃度和源信號是否隨著油氣井數量的持續增加而變化，”該研究得出結論。

研究人員使用氣相色譜，同位素比質譜和UC地質實驗室的放射性碳測年來確定水的化學成分。了解化學成分有助于確定飲用水中甲烷的來源：天然氣提取，有機物分解甚至是附近奶牛的消化系統。

主要作者和加州大學畢業生克萊爾博特納說，該研究征求了愿意讓研究人員測試他們的水井的房主的參與。

近年來，研究領域對天然氣公司越來越感興趣。它位于一個名為Utica頁巖地層的地質特征之上，該地層以含有石油和天然氣而聞名。當UC于2012年啟動甲烷研究時，俄亥俄州已經為該地區頒發了115份鉆井許可證。截至2015年研究結束時，已發放近1,600份許可證，主要用于卡羅爾縣。

水力壓裂是將加壓水，沙子和化學品泵入超過一英里深的天然氣井以破碎頁巖以釋放油和天然氣的過程。

研究人員假設他們采樣的飲用水井中的甲烷濃度會隨著該地區天然氣鉆探的增長而逐漸增加。這是研究人員在賓夕法尼亞州馬塞勒斯頁巖區觀察到的相關性。

但這不是UC的水測試所揭示的。該研究的結論是，在地下水中觀察到的甲烷是“生物成因的”，或者是天然存在的，并且與天然氣鉆井無關。

“賓夕法尼亞州的研究人員認為污染問題是水力壓裂井井筒失效，”Townsend-Small說。

“希望，這種情況不會經常發生。顯然，我們為研究工作的房主的水井并沒有發生這種情況。”

Townsend-Small的大部分職業生涯都在研究地下水和甲烷。她和其他加州大學的地質學家正在研究大邁阿密河對俄亥俄州西南部地下水在加州大學CV的Theis地下水天文臺的影響。她還研究了大湖中藻類大氣中的大氣甲烷和阿拉斯加北極湖泊中的甲烷。

“有些人的地下水中甲烷濃度升高，但同位素組成顯示它不是來自天然氣。來自不同來源，”Townsend-Small說。“我們發現在大多數情況下，它可能來自該地區的地下煤炭或地下水中產生的生物甲烷。”

研究合著者包括UC名譽教授David Nash和UC助理教授Joshua Miller。

博特納表示，如果研究人員要復制這項研究，她可能會建議將其擴大到包括其他碳氫化合物(如丙烷)或尋找與天然氣鉆探相關的碳酸鹽同位素。

“這是一個有爭議的話題，”博特納說。“但這就是為什么科學是如此有價值的原因。也許另一項研究可以證實我們的研究結果，也許他們會找到其他的東西。無論如何，我們都歡迎更好的測試。”

卡羅爾縣專員羅伯特威克納說，這些調查結果對居民來說是個好消息。像他的許多鄰居一樣，他從他家的一口私人井里取水。

Wirkner說，天然氣公司在鉆井前后測試附近房屋的飲用水，以觀察水質的變化。

“我的水經過多次測試，”他說。“所以我們很高興聽到這些調查結果。”

Townsend-Small表示，保護水井免受污染在農村地區尤為重要，因為清潔飲用水的替代品很少。挖掘新井或更深井是昂貴的，并不一定能解決污染問題。農村地區很少有機會連接公共供水線。