Terwijl de dagen veranderen in nachten in Broomfield, Colorado, bewoners kunnen een witte Chevrolet Tahoe zien met een paal die uitsteekt en langzaam door buurten en door stadsstraten beweegt.

De SUV zit boordevol gevoelige apparatuur die volgt wat mensen in Broomfield inademen, die bovenop een belangrijke olie- en gasproductiezone ligt. Het is een cruciaal onderdeel van een samenwerking, meerjarig onderzoek naar de relatie tussen olie- en gasontwikkeling en lokale luchtkwaliteit.

Mobiel volgen van pluimen, onder leiding van experts op het gebied van luchtvervuiling van de Colorado State University, is een sleuteltechnologie in het doorlopende testprogramma voor luchtkwaliteit van Broomfield. En het is slechts één aspect van een driejarige, $ 1,7 miljoen contract toegekend door Broomfield vorig jaar aan het laboratorium van CSU atmosferische wetenschapper Jeff Collett, als onderaannemer van milieudatabedrijf Ajax Analytics. Samen, CSU en Ajax Analytics schetsen een uitgebreid beeld van de lucht van Broomfield, en hoe het wordt beïnvloed als nieuwe olie- en gasbronnen worden geboord, voltooid en in productie genomen.

Nachtelijke pluim volgen

Het is 11 uur. op een donderdagavond in juli, en CSU-atmosferische wetenschapper Arsineh Hecobian manoeuvreert de pluimvolgende Tahoe door een wijk in Broomfield. Ze werpt regelmatig een blik op een op het dashboard gemonteerd scherm met realtime uitlezingen van methaan- en acetyleenconcentraties in de lucht. Methaan is het hoofdbestanddeel van aardgas.

Enkele honderden meters verder, werknemers van het in Denver gevestigde energiebedrijf Extraction Oil &Gas voeren hydraulische fracturering uit op het omheinde Interchange-pad, die 12 olie- en gasbronnen bevat. De vage geur van muffe kelder komt af en toe langs. Hecobian ziet hoe de uitlezing van methaandeeltjes per miljoen van 1,8 naar 2 kruipt - wat nog steeds binnen de typische achtergrondmethaanconcentratielimieten voor Colorado ligt. Ogen op het scherm, ze zet de Tahoe in zijn achteruit, proberen de onzichtbare pluim te lokaliseren. Als ze eenmaal in de pluim is, ze zal een monster nemen met een geëvacueerde roestvrijstalen bus, terug te brengen naar het laboratorium voor analyse van maximaal 48 vluchtige organische stoffen (VOS).

"Verhoogde methaanconcentraties zijn een indicator van emissies van een actieve olie- en gassite, maar er zijn ook andere methaanbronnen in de regio, "Zei Hecobian. "Het brontype wordt bevestigd door andere VOC's die in de bus zijn gemeten."

Hoewel de wetenschappers de pluimvolger ook overdag bedienen, het volgen van methaanpluimen kan meestal het beste 's nachts worden gedaan, omdat straten stiller zijn en luchtverplaatsing wordt geminimaliseerd. Koelere nachtlucht aan het oppervlak vangt de uitgestoten verontreinigende stoffen dichter bij de grond op in wat atmosferische wetenschappers een inversielaag noemen. Wat in de lucht blijft hangen, zal eerder stagneren in de inversielaag. Dergelijke omstandigheden kunnen de maximaal mogelijke concentraties van giftige stoffen in de lucht aan het licht brengen, zoals benzeen, van olie- en gasactiviteiten.

De komende twee jaar zal wetenschappers zoals Hecobian van Collett's CSU-lab zullen dit methaan-achtervolgingsritueel uitvoeren in tijden die goed breken, flowback - de stap waarbij frackvloeistoffen terugkeren uit de put - of er wordt geboord. Naast het volgen van realtime pluimen en het nemen van periodieke canistermetingen, ze verzamelen ook wekelijks monsters van de omgevingslucht.

Ajax Analytics

De andere helft van het Broomfield-luchtkwaliteitsproject wordt geleid door Ajax Analytics, wiens Chief Scientific Officer Ken Carlson, hoogleraar civiele en milieutechniek is. Het bedrijf heeft 19 continu bewaakte sensorstations nabij en benedenwinds van olie- en gasbronnen opgezet. De stations bevatten Internet-of-Things aangesloten apparaten met sensoren die om de 15 minuten metingen doen. Ajax Analytics onderhoudt ook een gebruiksvriendelijke openbare portal met updates over het project.

Ajax Analytics en CSU leveren kwartaalrapportages aan de gemeente, samenvatten wat ze tot nu toe hebben geleerd. Volgend jaar ronden ze hun experimenten af ​​en presenteren ze een eindrapport over hun bevindingen.