Een nieuwe studie van grondwater in een landelijke provincie van Pennsylvania toont slechts zeldzame gevallen van mogelijke gasverontreiniging te midden van een algemene trend van verbetering van de waterkwaliteit ondanks de zware ontwikkeling van Marcellus Shale.

Door gegevens van gasbedrijven te onderzoeken, de staat, en de U.S. Geological Survey, onderzoekers zagen mogelijke besmetting door aardgas bij niet meer dan zeven op de 1, 385 schaliebronnen onderzocht in zwaar geboorde Bradford County. De rest van de waterchemiegegevens toonden aan dat het grondwater was verbeterd of gelijk was gebleven uit monsters die vóór de jaren negentig waren genomen.

"Het meest interessante dat we ontdekten, was dat de grondwaterchemie in een van de gebieden die het meest ontwikkeld zijn voor schaliegas - een gebied met 1400 nieuwe gasbronnen - met de tijd niet slechter lijkt te worden, en misschien zelfs beter wordt, " zei Susan Brantley, directeur van Penn State's Earth and Environmental Systems Institute en vooraanstaand hoogleraar geowetenschappen. "Maar met behulp van data-analyse kunnen we ook zeldzame sites zien die meer onderzoek naar mogelijke gasafwijkingen rechtvaardigen."

Brantley en een interdisciplinair team van geowetenschappers en computerwetenschappers gebruikten nieuwe dataminingtechnieken om een ​​grote dataset van 11, 000 grondwatermonsters uit de jaren 2010 genomen na het boren in Bradford County.

Het team rapporteerde onlangs hun bevindingen in het tijdschrift Milieuwetenschap en -technologie .

"In tegenstelling tot eerdere onderzoeken, onze bevindingen tonen aan dat de grondwaterkwaliteit zelfs kan verbeteren in een gebied dat zwaar wordt geëxploiteerd voor schaliegas - het noordoosten van Bradford, " zei Tao Wen, een postdoctoraal onderzoeker in Penn State's Earth and Environmental Systems Institute en hoofdauteur van het papier.

Met behulp van dataminingtechnieken en het leren van computermodellen, het team zocht naar patronen in methaanconcentraties, een mogelijke indicator van verontreiniging door schaliegasbronnen die fracking gebruiken om schaliegas te winnen.

Methaan komt van nature ook voor rond geologische kenmerken zoals breuklijnen en valleien. Dataminingtechnieken helpen onderzoekers bij het doorzoeken van grote hoeveelheden gegevens om verhoogde methaanniveaus te vinden en mogelijke bronnen te bepalen.

"We kijken naar methaan in deze grondwatergegevens en we kunnen geologie in de gegevens zien, "Zei Brantley. "Ik kan je vertellen waar er fouten zijn, waar er grote plooien in de rots zijn op basis van het grondwater. Dan zoeken we waar de waterchemie niet lijkt op de geologie en lijkt op iets dat we niet begrijpen. Onze hypothese is dat je soms iets laat zien over menselijke activiteiten, zoals schalieontwikkeling."

Het team vond licht verhoogde niveaus van methaan in de buurt van zeven op 1. 385 schaliegasputten in het studiegebied die niet alleen door geologische kenmerken werden verklaard. Het team analyseerde ook andere indicatoren in alle watermonsters:ijzer, mangaan, hoeveelheid opgeloste stoffen, sulfaat, pH - en ontdekten dat ze ofwel verbeterd waren of gelijk bleven in vergelijking met locaties die in de jaren tachtig werden bemonsterd.

"Datamining bracht een paar aan het licht, zeldzame locaties met mogelijke methaanverontreiniging in de buurt van zeven schaliegasbronnen en enkele conventionele bronnen, " zei Wen. "Zulke plaatsen zouden in het gebied moeten worden bemonsterd en bestudeerd. Zeldzame gevallen van methaanverontreiniging komen overeen met de algemene observatie dat de productie van schaliegas de gemiddelde grondwaterkwaliteit in de loop van de tijd niet heeft verlaagd."

Dit onderzoek zou een verbeterde grondwaterkwaliteit kunnen documenteren als gevolg van verminderde zure regen, vooral sinds de invoering van de Clean Air Act, of verminderde staalproductie of kolenverbranding, zeiden onderzoekers in de krant.

"Ik denk dat dat echt een verhaal is van wat er is gedaan sinds de jaren zeventig en de Clean Air Act en de wijzigingen die de atmosferische depositie hebben verminderd, "Zei Brantley. "Als een dergelijke afzetting een positieve invloed heeft op de grondwaterchemie, is dat belangrijk, maar het moet meer worden onderzocht."