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美国采油注入井大肆排放有毒物 甚至多次引发地震

创新资讯网 2018-02-21 17:11 出处:科学探索 编辑:@科技资讯网
米歇尔·加曼(MicheleGarman)与丈夫汤姆(Tom)以及他们十几岁的儿子多米尼克(Dominic),住在美国俄亥俄州维也纳的乡村社区。在离他家60多米远的地方,有个十分狭窄的竖井,它就是注入井。注入井是在油田开发过程

米歇尔·加曼(Michele Garman)与丈夫汤姆(Tom)以及他们十几岁的儿子多米尼克(Dominic),住在美国俄亥俄州维也纳的乡村社区。在离他家60多米远的地方,有个十分狭窄的竖井,它就是注入井。注入井是在油田开发过程中,为保持或恢复油层压力,在油田边缘或内部钻凿的、往油层中注水或注气的井。

美国采油注入井大肆排放有毒物 甚至多次引发地震

在美国俄亥俄州的维也纳,米歇尔·加曼(Michele Garman)家附近的采油注入井

这些注入井通过泵将充满有毒化学物质的废弃物注入地下,而加曼家附近的井是俄亥俄州217个最活跃的二类注入井之一。加曼说:“我仍喜欢坐在门廊上,在风景改变之前,待在这里更令人感到愉快。”可是现在,这一切都变了!

加曼称,运送垃圾的白色和栗色小卡车经常在晚上来。它们运送在水力压裂过程中产生的废水,里面含有超过1100种化学物质,具有致癌、易燃性和放射性。加曼说她和儿子偶尔会闻到“空气中有一种甜甜的气味,就像防冻剂一样。”去年冬天的一个晚上,警报响了。外面亮着红灯,低沉的警报声呜咽着,但没有人打电话来看看到底发生了什么。

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卡车在俄亥俄州的K&H注入井设施前排队

早晨上班之前,加曼端着咖啡杯回到门廊前,眼睛继续盯着房子前面各种各样的储罐箱,这是废水通过注入井注入地下前临时存放它们的工具。加曼叹息着说:“最重要的是,这些东西都令人感到担忧。我没有听到什么?我没有看见什么?什么东西被释放到空气、水亦或土壤中?这对我们未来的健康意味着什么?这就是不断侵蚀我的东西。”

并非只有加曼和她的家人有这样的担忧。在她家往南300多公里、距离俄亥俄河不远的地方,66岁的菲丽丝·莱因哈特(Phyllis Rienhart)和她78岁的丈夫罗恩(Ron)共同生活在那里。他们所在的城镇Torch没有任何商店。但对于莱因哈特夫妇来说,那就是他们的家。菲丽丝称:“我家大部分人都沿着这条路居住,可是那座山上有个怪物。”

莱因哈特夫妇的房子距离注入井这个庞然大物有近550米远。与加曼不同,菲丽丝从未听到过警报声,但她却为注入井的巨大噪音感到不安。菲丽丝说:“有一天,在外面的门廊上,我想可能要下雨,因为石制鸟池在震动。我进了屋子,但仍能听到嘈杂的铿锵声,而且声音越来越大。”

2016年,菲丽丝和部分邻居24小时监视注入井的运作。他们观察到108辆储罐车来来往往,这些卡车将水力压裂废水排入贮水池。废物中的碳氢化合物会释放出可燃气体,这些气体会积聚在储罐中,并从顶部排放出去。

据当地报纸报道,2016年4月份,闪电击中了科罗拉多州格里利(Greeley)的一处注入井废水储罐,将金属加热至数千度,点燃了内部的蒸汽。随后储罐发生爆炸,被卷入数百米空中。一想到类似的火球可能在她的后院爆发,菲丽丝就整晚睡不着觉,她担心雷暴。最后,她患上了焦虑症,不得不去向神经学家求助。

菲丽丝想把储罐里的东西弄清楚,但它比她高大得多。她想知道:“如果他们(采油方)弄错了呢?它对我们的地球有什么影响?它对我们赖以生存的水、赖以呼吸的空气有什么负面作用?他们运来的不仅仅是废品,而是化学品。我曾问他们,你们有足够的防护服来保护我的所有孙子吗?这些人在处理报告和统计数据,而我要为家人着想。他们说这对经济有好处,但我找不到对我们有好处的东西。这些东西到处都是,而且越来越多。”

俄亥俄州环保活动家、Buckeye Environmental Network的执行董事特蕾莎·米尔斯(Teresa Mills)说:“这是一场人道主义危机,俄亥俄州正处于紧急状态。”

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在俄亥俄州的雅典县,示威者抗议金斯伯格的注入井

美国曾有过淘金热、白银繁荣以及铀繁荣,但如今发生在俄亥俄州乡村地区的注入井经济繁荣却在冲击着人们的良知。在这个州的地下深处,层层的砂岩和石灰岩里面填满了相互连通的小洞,使之成为掩埋液体有毒废物的理想场所。

2016年,俄亥俄州州长约翰·卡西奇(John Kasich)、俄亥俄州自然资源局以及环保署(EPA)联合批准,向地下注入1342561206加仑的水力压裂废水。人们的期望似乎是,这些有毒废物将在人类持续生存的时间内,静静地待在目标层内。俄亥俄州并不是唯一这样做的州,而且它注入地下的也不仅仅是水力压裂废水。

在整个美国,注入井行业已经将地下部分变成了一个巨大的有毒废物储存柜。过去,这个行业直接将垃圾倾倒入河流,俄亥俄州的Cuyahoga河多次因20世纪污染物过多而着火,最著名的就是1969年。但在1972年,《清洁水法案》禁止了这一行为。1980年,EPA正式推出了“地下注入控制项目”。

美国环保署在网站上写道:“注入法被证明是一种安全而廉价的选择,可被用于处理不需要以及经常有害的工业副产品。”注入井的废水通常保存在多孔岩石层,如砂岩或石灰石,它们的上下被认为是不透水岩层。而废水被泵入通往目标层的孔洞中,溢出到我们知之甚少的深层地下环境中。俄亥俄州一位地质学家2014年时曾说:“与俄亥俄州的地下深处相比,我们对月球表面的了解更多。”

普林斯顿大学地球微生物学家、《深度生命:寻找地球、火星和其他隐藏生物学》(Deep Life: The Hunt for the Hidden Biology of Earth,Mars,and Beyond)一书的作者图里斯·沃斯托特(Tullis Onstott)已经发现,地表以下数千米处生活着细菌和蠕虫。更令人不安的是,可能还有其他东西生存在那里。沃斯托特和他的同事们相信,深层地下的原始隔离环境使其成为所谓“自然发生说”的最佳场所。他说:“我们认为那里的生命确实在进化,然而美国却干扰了它们。”

1950年时,美国只有4口工业废料注入井。1967年有110口。如今,仅仅是处理工业废料(包括石油和天然气工业)的注入井,全美至少有199332口。如果你驾车从纽约到洛杉矶,沿着高速公路可以看到许多注入井,它们相隔的距离仅22米。2009年,美国健康、环境与司法中心发布报告称:“经过40多年的爆发性增长,深井注入危险废物仍然是美国最常用的废物处理方法。”而且,我们始终认为人类在治理环境方面取得了长足进步。然而事实并非如此,我们只是狡猾地改变了我们破坏的方式。

到底是什么原因导致美国的注入井激增?

矿业废物、来自钢铁生产过程中的高酸性废物、焚烧炉洗涤器水、垃圾渗滤液、盐酸、硝酸、热酸,农用化学品、屠宰场垃圾、电池固体废物、金属电镀废物、自助洗衣店废物、三氯乙烯污泥、酚醛垃圾、酸性工业废物、有害油田废物、除草剂废物、杂酚油井废物、来自从工业报废发电机的废液、有机溶剂、农药、多氯联苯、橙剂、二恶英、苯、氰化物、甲苯、铅、钡、丙酮、二甲苯、焦散线、有害溶剂、腐蚀性化学废酸,以及每天高达二十亿加仑的压裂废水。

以上的许多化合物和材料都是致癌的,有些仅仅通过触摸就能让你生病,你的咖啡杯绝对不想粘上它们。1984年的《资源保护与恢复法案》等善意的法律使得工业更难处理垃圾填埋场中的危险废物,而在河流中倾倒垃圾是非法的,为此注入井的油然而生并不令人感到意外。

美国环保署在注入井培训文件中称:“注入到地下是美国处理液体废物的主要手段之一。”美国健康、环境与司法中心在报告的第14至22页列出了部分地区名称,该机构认为这些地方的注入井“安全且不昂贵”。此外,海洋中也有注入井。

但是在俄亥俄州发生的事情有些特殊,该地区正处于能源热潮之中。在西维吉尼亚州西部和北部、俄亥俄州东部、纽约州西南部以及马里兰州的大部分地区地表之下,是一层有着3.89亿年历史的灰黑色岩石,它被称为马塞勒斯页岩(Marcellus Shale),形成于该地区靠近赤道、并被内陆海淹没的时候。

宾夕法尼亚州立大学地质学家特里·英格尔德(Terry Engelder)说,这里蕴含着庞大的财富。他的研究帮助向世界展示了马塞勒斯的财富,即225万亿立方英尺可供开采的天然气。仅马塞勒斯的天然气就可以满足美国需求达十年之久。它的下面身处是另一个富含天然气的页岩层,叫做Utica。

要得到这种气体需要使用水力压裂法。这种方法通常是将400万到500万加仑含化学物质的水和沙子在高压条件下泵入地下,以裂解页岩中的天然气,并将其输送到地表。后来出现的液体被称为回流,或者是水力压裂废水,必须加以处理。尽管石油行业可能吹嘘要重新利用废水来压裂新井,但最终在油井被压裂后上升到表面的液态废水必须在某处存放,而这些地方通常是注入井中。

由于西维吉尼亚州和宾夕法尼亚州的环境法律比较严格,且在那里注入的地质条件并不理想,为此大部分的水力压裂废水最终都存在俄亥俄州。问问住在注入井旁的人们,比如加曼和菲丽丝,她们会告诉你,在他们小镇上行驶的污水罐车,车牌通常是宾夕法尼亚州或西弗吉尼亚州的。尽管俄亥俄州自然资源部(ODNR)在接受这份礼物时获得了慷慨的补偿,即该州每向地下注入一桶来自外州的压裂废水,该机构就会得到20美分补偿,然而这笔钱甚至连买一包口香糖都不够。

令人惊讶的是,ODNR并没有实时记录储罐车运送水力压裂废水的来源,也没有在卡车将废水泵入地下之前,对卡车中的东西进行采样。米尔斯解释说:“他们把垃圾注入井中,不知道里面有什么,也不知道它来自哪里来。人们说ODNR能保护公民的健康和安全,但我要说:‘很遗憾,请告诉我谁在ODNR有健康和安全简历。’那里有毒理学家吗?那里有医生吗?不!它甚至没有被考虑这些安排。”

2012年发表在科学期刊《风险分析》(Risk Analysis)上的一篇论文,分析了使用水力压裂法开采马塞勒斯页岩所涉及的整个操作过程,发现最大的污染潜力在于废水注入地下过程的多个步骤。论文中引用了储罐车溢出、井套管泄漏、地下泄漏以及钻井现场排放等问题。

另一项于2016年发表在《环境科学与技术》(Environmental Science & Technology)上的研究,由美国地质勘探局(USGS)的科学家共同撰写,它研究了西弗吉尼亚州的一处注入井现场,并且确定了一件事:“这个处置设施正在影响流经该地区的河流。”类似的研究发现了内分泌干扰化学物质(可降低精子数量、导致不孕不育),并称在注入井和下游地区污染“显著增加”。

2015年,俄亥俄州维也纳的一口注入井(不是加曼家附近的那口)向湿地中泄漏了数千加仑被称为“注气”的石油衍生品,并隐瞒了泄露报告。附近有池塘的居民报告说,他们看到“橙色的泥”,还有几十条死鱼、麝鼠和乌龟等。在此1年前,Youngstown Ohio公司的老版本尼迪克特·卢波(Benedict Lupo)曾指示员工将2万加仑的水力压裂废水排入下水道,并将其排入当地的一条河流中。卢波因此被判28个月监禁。而这种故意排放发生在33个不同的场合。

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在俄亥俄州扬斯敦,科学家们将2011年4级地震与注入井联系起来

2年前,在俄亥俄州的Barnesville镇,一辆装满水力压裂废水的储罐车在附近的水库上游翻倒,大约4300加仑废水流入镇上的主要饮用水源。毫不奇怪,这类事件会让当地居民感到胆战心惊。

Tupper Plains Chester Water District总经理唐纳德·普勒(Donald Poole)曾于2015年6月写给ODNR主任詹姆斯·泽赫灵格(James Zehringer)的信中写道:“我正在写关于注入井和盐水处理的问题,这些问题现在越来越接近居民住宅。这些废水中含有上百种化学物质,其中许多都有毒或有害健康。我们认为自,我们和所有公众有权知道注入材料是什么。”

此外,当地相关机构也对注入井的科学思路提出了质疑。信中写道:“有很多人说,这种材料永远不会回到地面,而且在注入之后,再也不会回到我们的蓄水层中。可是,我们发现这种说法有些缺陷。”

ODNR还没有回答以下三个问题:

1.从地质学、水文或其他科学方面来看,ODNR如何知道注入到俄亥俄地下废物液体将会留在注入目标区域内?

2.通过俄亥俄州注入井注入地下的液体是否会永远停留在目标区域内?或者在某些情况下,ODNR预计这些液体会泄漏或从其目标区域溢出吗?如果这种情况发生,ODNR预期液体何时会渗出,在10000年后?100000年后?亦或是100万年后?

3.ODNR或注入井操作人员有什么方法来跟踪液体在地下的运动和最终位置?

杨斯敦州立大学地质学家雷蒙德·拜尔斯多弗(Raymond Beiersdorfer)提供了几种方法,可以应对有毒废水从目标区域渗出。

注入井的下半部分是由水泥砌成的,这些水泥会随着时间推移而自然裂开,甚至崩塌。有些注入井已经使用了几十年,因此不仅有毒废物可能泄漏到其他地层中,用来填井的水泥帽最终也会失效,是废水通过水泥帽涌出“永恒之家”。更何况,许多注入井都没有水泥帽。就像拜尔斯多弗所指出的那样,在俄亥俄州有大约50万口活跃或废弃的石油和天然气井。他说,对于那些被注入到岩层中的废物,只需要到达废弃的油井,就能通过它重新回到污染地下水和地表水的位置。这种情况曾在西弗吉尼亚州真的发生过。

拜尔斯多弗还称:“地面上的地质裂缝也会导致废物重新涌出,导致地震发生。”自2011年以来,俄亥俄州的10个不同地区发生了至少1157次地震。拜尔斯多弗解释称:“所有地震都是人为引发的,因为使用水力压裂法或液体压裂法开采页岩气。”

美国地质调查局(USGS)已将阿肯色州、堪萨斯州和俄克拉何马州的地震与注入井联系起来。在深井注入技术出现之前,这些州很少经历过3级以上的地震,但仅2016年就记录了623次地震。2011年12月31日,北星一号注入井引发了里氏4级地震,扬斯敦的居民有震感。

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图5:Torch CAN DO联合创始人费利西娅·梅特勒(Felicia Mettler)与丈夫和2个女儿

当被问及注入井工业的简单操作程序时,来自俄亥俄州Coolville的环保人士、Torch CAN DO联合创始人费利西娅·梅特勒(Felicia Mettler)说:“我有些无法分享的信息。但我可以告诉你:这个行业对所有工人说的都是谎言,他们被告知注入地下的只是盐水。然而,有些人生病了,甚至患上癌症,工人们受到了欺骗。”

梅特勒还透露了上次总统选举时美国各地的情况,俄亥俄州陷入了经济衰退。她说:“我们没有任何工作,我把这归咎于我们的立法者,因为这是他们允许创造的工作,我的意思是找个更好的工作。”

罗瑞·瓦格纳(Lorry Wagner)相信他在创造工作。他是伊利湖能源开发公司(LEEDCo)的工程师兼总裁,该公司正计划在伊利湖(Lake Erie)的克利夫兰(Cleveland)附近建造小型风力发电场。瓦格纳说:“我们有很好的海运行业,大型造船厂,钢铁供应,重型制造,以及合格的劳动力。”

伊利湖的海岸线接近500公里长,那里有丰富的风力资源,周围都是能源需求很大的城镇。瓦格纳称:“俄亥俄州和五大湖真的是建立海上风力发电站的理想之地。”如果该产业能在俄亥俄州成功,可以提供8000个州内就业机会。但瓦格纳的风力涡轮机尚未建成,而且俄亥俄州也没有风力发电,相反那里向地下深处注入有毒废料的热潮正在兴起。

瓦格纳说:“在俄亥俄州,众议院和参议院唯一关注的事情就是与石油和天然气有关的问题。但令人感到沮丧的是,仅仅拥有石油和天然气资源,并不意味着你不应该去追求风力资源。在欧洲,海上风力发电已经成为每年收入160亿美元的产业,并创造了超过10万个工作岗位。现在,美国俄亥俄州正处于成为新兴产业的理想位置,问题很简单,俄亥俄州想成为领导者吗?”

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