Voordat water geproduceerd tijdens hydrofracturering wordt afgevoerd in waterwegen of hergebruikt in de landbouw en andere industrieën, scheikundigen van de Universiteit van Toledo onderzoeken de waterkwaliteit en milieuproblemen van het fracken van afvalwater om te bepalen of het veilig is voor hergebruik.

De onderzoekswetenschappers van het nieuwe Dr. Nina McClelland Laboratory for Water Chemistry and Environmental Analysis bij UToledo hebben een nieuwe methode ontwikkeld die gelijktijdig 201 chemische verbindingen in het fracking-afvalwater identificeerde, geproduceerd water genoemd.

Het onderzoek, die is gepubliceerd in de Tijdschrift voor scheidingswetenschap en werd uitgevoerd in samenwerking met wetenschappers van de Universiteit van Texas in Arlington, toont aan dat veel van de chemicaliën in geproduceerd water kankerverwekkend zijn, oplosmiddelen en petroleumdestillaten die rechtstreeks drinkwaterbronnen kunnen verontreinigen.

"Het probleem met geproduceerd water is dat dit een heel nieuwe en over het hoofd geziene bron van vervuiling is, en verwijderings- en zuiveringspraktijken zijn nog niet volledig geoptimaliseerd om de totale verwijdering van milieuverontreinigende stoffen te garanderen, " zei dr. Emanuela Gionfriddo, assistent-professor analytische chemie aan de UToledo-afdeling Chemie en Biochemie en de School of Green Chemistry and Engineering. "Ons werk was gericht op het bieden van een nieuwe, eenvoudige en kosteneffectieve methode voor de uitgebreide karakterisering van chemicaliën en het opvullen van de kennis die momenteel bestaat over de chemische samenstelling van dit afvalproduct van de olie- en aardgasindustrie."

Wetenschappers en aardgasbedrijven zoeken naar creatieve manieren om geproduceerd water te gebruiken, omdat de huidige behandelingsprocessen om zouten en radioactieve stoffen te verwijderen - processen zoals omgekeerde osmose en distillatie - duur zijn.

"De huidige methoden voor chemische karakterisering van geproduceerd water kunnen een schatting geven van de totale hoeveelheid verontreiniging, maar geven geen informatie over welk type verontreiniging aanwezig is, " zei Gionfriddo. "Het kan zijn dat een molecuul nog steeds erg giftig kan zijn, zelfs als het in een zeer lage concentratie aanwezig is, of het kan zich in de loop van de tijd in het lichaam ophopen, dus het gaat erom precies te weten wat er in geproduceerd water zit, niet alleen hoeveel."

Het onderzoek van Gionfriddo schetst hoe de chemici een dunne film ontwikkelden en optimaliseerden, vaste-fase micro-extractiebenadering om de organische verbindingen in het geproduceerde water te karakteriseren.

Het team identificeerde veel chemicaliën, inclusief een pesticide genaamd atrazin; 1, 4-dioxaan, een organische verbinding die irriterend is voor de ogen en de luchtwegen; tolueen, die bij lage blootstelling gezondheidseffecten heeft zoals verwardheid, zwakheid, en verlies van gezichtsvermogen en gehoor; en polycyclische aromatische koolwaterstoffen, die in verband zijn gebracht met de huid, long, blaas, lever- en maagkanker.

"Er zijn veel chemicaliën die op dit moment nog moeten worden geïdentificeerd, " zei Ronald Emmons, UToledo Ph.D. kandidaat. "Er is ook meer onderzoek nodig om de opname van deze chemicaliën in gewassen te testen wanneer geproduceerd water wordt gerecycled voor de landbouw. ​​We moeten onderzoeken of en hoe deze chemicaliën uit het geproduceerde water zich kunnen ophopen in de bodem die wordt bewaterd met geproduceerd water en of deze chemicaliën kunnen overdracht van de grond naar de gewassen."

Het gezamenlijke onderzoek tussen UToledo en UT Arlington zal doorgaan met het gebruik van de nieuwe methode voor het screenen van de aanwezigheid van giftige moleculen in geproduceerde watermonsters van verschillende bemonsteringslocaties in Texas.

Wetenschappers van UToledo ontwikkelen ook nieuwe methoden voor de extractie van zware metalen en zeldzame aardelementen die de volledige karakterisering van geproduceerde watermonsters zullen ondersteunen.