Een nieuw testprotocol dat gebruikmaakt van bestaande, betaalbare waterchemietests kunnen wetenschappers en regelgevers helpen bij het opsporen van locaties die sporen vertonen van nieuwe methaangaslekken veroorzaakt door olie- en gasboringen, volgens onderzoekers van Penn State.

De onderzoekers namen een testprotocol dat ze vorig jaar in een paper hadden beschreven in de Proceedings van de National Academy of Sciences en paste het toe op een veel grotere dataset van huishoudelijke waterbronnen in drie regio's van Pennsylvania die werden getroffen door de fossiele brandstofindustrie. Ze zochten naar bepaalde chemische bestanddelen in de testresultaten om te bepalen of methaan de locaties kan hebben beïnvloed toen de monsters werden verzameld. Ze publiceerden hun bevindingen in het tijdschrift Milieuwetenschap en -technologie en voor het eerst de datasets openbaar gemaakt.

De wetenschappers wilden zien welk percentage van de waterputten bepaalde chemische veranderingen vertoonde die zouden kunnen wijzen op nieuwe methaanverontreiniging, zoals dat wat kan gebeuren bij het boren en winnen van fossiele brandstoffen, en niet bestaand methaan dat vaak wordt aangetroffen in het water van Pennsylvania.

"We hadden verwacht weinig sites te zien, minder dan 1%, met bewijs van nieuw methaan, " zei Tao Wen, een postdoctoraal onderzoeker aan het Earth and Environmental Systems Institute in Penn State. "We vonden 17 van de 20, 751 monsters, of ongeveer 0,08%, die mogelijke tekenen van methaanverontreiniging vertoonden toen die monsters werden verzameld."

Onconventionele schaliegasbronnen domineren het noordoosten van Pennsylvania, overwegende dat conventionele olie- en gasbronnen, waaronder de eerste commerciële oliebron in de Verenigde Staten, het noordwesten domineren. Het zuidwesten heeft zowel conventionele als onconventionele olie- en gasbronnen en een belangrijke geschiedenis van steenkoolwinning.

De onderzoekers verdeelden de watermonsters in vijf typen. De twee soorten die de wetenschappers definieerden als monsters die hoogstwaarschijnlijk werden beïnvloed door nieuw methaan, bevatten hoge methaan- en sulfaatgehalten en ofwel lage of hoge ijzergehalten.

"Het is niet ongewoon om methaan in het grondwater te zien in de Marcellus-schalie en andere schaliespelen, "Zei Wen. "Ook, als methaan lange tijd in het grondwater had gezeten, bacteriën zouden het ijzer en sulfaat hebben verminderd. De gereduceerde vormen zouden zijn neergeslagen als ijzersulfide, of pyriet."

De onderzoekers classificeerden methaanarme monsters, waar methaan minder dan 10 delen per miljoen gemeten, als monsters met lage prioriteit. De andere twee typen die niet werden beïnvloed door nieuw methaan, bevatten grote hoeveelheden methaan en ofwel hoge zouten, met vermelding van natuurlijk voorkomend methaan dat niet wordt veroorzaakt door energiewinning, of zoet water en lage sulfaatgehaltes, wat betekent dat het methaan er al een tijdje was.

Van de 17 monsters die positief terugkwamen voor nieuw methaan, 13 kwamen uit het noordoosten. Geen kwam van sites binnen 2, 500 voet bekende problematische gasbronnen. Staatswet houdt olie- en gasbedrijven verantwoordelijk voor methaanlekken die putten binnen die 2 aantasten, 500 voet gebied. De bevindingen van de onderzoekers suggereren dat methaan verder kan migreren dan eerder werd gedacht als het nieuwe methaan afkomstig was uit deze bekende problematische gasbronnen. Alleen intensief veldonderzoek kon uitwijzen of dit is gebeurd.

Het testprotocol kan fungeren als een effectief screeningsinstrument voor methaanverontreiniging en het venster verkleinen voor een meer diepgaande analyse, zoals het gebruik van koolstofstabiele of edelgasisotopen, volgens Wen.

"We richten ons op de Marcellus-schalie, maar dit testprotocol heeft het potentieel om te worden toegepast op andere schaliespelen in de Verenigde Staten en andere landen, " zei hij. "Het kan de wereldgemeenschap ten goede komen."