W jaki sposób szczelinowanie zagraża naszej wodzie pitnej?

Gasland-faucet-fireJeden obraz płonącej wody z kranu w domostwie w Pensylwanii dotarł do ludzi na całym świecie. Demonstruje on w sposób działający na wyobraźnię fakt, że na terenach, gdzie  znajdują się duże złoża gazu naturalnego  metan w prywatnych instalacjach wodociągowych  może osiągnąć poziomy zagrażające wybuchem. Żadna inna ilustracja nie zrobiła więcej dla ostrzeżenia ludzi przed zagrożeniem skażeniem wody pitnej na skutek szczelinowania (technologia stosowana przy wydobyciu gazu i ropy łupkowej –  przyp.tłum.), niż ten symboliczny obraz.  Międzynarodowy przemysł wydobywczy oszacował[1], że sam ten wizerunek i spowodowane przezeń oburzenie opinii publicznej stały się przyczyną kilku lat opóźnień i  miliardów dolarów straconego dochodu, jak również dodatkowych kosztów poniesionych w celu odzyskania zaufania.  Po jego publikacji w filmie dokumentalnym “Gasland”, przemysł uruchomił potężną maszynerię public relations.[2] Prawdopodobnie więcej jest stanowisk pracy w reklamie i “zazielenianiu” przemysłu wydobywczego, niż w faktycznej produkcji. Zalew pseudonaukowych artykułów  z pretensjonalnymi, kolorowymi ilustracjami i efekciarskich stron internetowych próbuje nam sprzedać tylko jedną wiadomość:  Wydobycie gazu niekonwencjonalnego jest bezpieczne i nie wyrządzi szkody naszym zasobom wody pitnej. Lecz wielu ludzi sądzi inaczej.

Jak to sami  przyznają przedstawiciele  wielomiliardowego  przemysłu wydobycia gazu łupkowego i ropy łupkowej, pytanie o bezpieczeństwo wody pitnej ma kluczowe znaczenie dla jego dalszej  przyszłości  w USA. Nigdzie indziej szczelinowanie nie jest prowadzone na tak olbrzymią skalę, że skutki ekologiczne można zaobserwować na przestrzeni wielkich obszarów. Boom łupkowy wspomagany jest nieograniczonymi funduszami wydawanymi na kształtowanie opinii publicznej, a także na dyskredytację przeciwników, często poprzez uciekanie się do zatrudniania byłych wojskowych –  specjalistów od “wojny psychologicznej” [3] w celu przezwyciężenia opozycji.

Jak więc możemy dowiedzieć się prawdy? Jaki jest rzeczywisty wpływ szczelinowania na naszą wodę do picia?[4] Czy naukowcy są w stanie wyjaśnić tę kontrowersję? Czy nauka jest na tyle niezależna, by móc pełnić rolę arbitra?

Istnieje pięć etapów szczelinowania, które wpływają zazwyczaj na wodę:

 1. Pobór wody,  2. Mieszanie z chemikaliami, 3. Wtryskiwanie do odwiertów,   4. Płyn zwrotny (flowback) i ścieki,  5. Oczyszczanie ścieków i składowanie odpadów

1. Pobór wody, 2. Mieszanie z chemikaliami, 3. Wtryskiwanie do odwiertów, 4. Płyn zwrotny (flowback) i ścieki, 5. Oczyszczanie ścieków i składowanie odpadów

 

1.Ogromne zużycie wody –  w świecie, w którym już występują jej niedobory

Szczelinowanie hydrauliczne z definicji wiąże się ze  zużyciem ogromnych ilości wody, która wraz z piaskiem i chemikaliami, pod olbrzymim ciśnieniem wtłaczana jest pod ziemię, aby rozkruszyć skały i uwolnić zawarte w nich gaz lub ropę.  Całkowita ilość wody potrzebna do jednego szczelinowania i liczba operacji szczelinowania  wykonywanych na jednym odwiercie bardzo się różnią. Zapotrzebowanie na wodę zależy przede wszystkim  od głębokości i długości szybu wiertniczego, która może wynosić 6 kilometrów na odwiert, włączając w to jego część horyzontalną, szerokości otworu, typowo 20 cm lub więcej, oraz wielu innych czynników związanych ze specyfiką środowiska geologicznego. Konsumpcja wody jest jak do tej pory najbardziej krytyczną kwestią w związku ze szczelinowaniem.[5] Ogólnie rzecz biorąc typowy otwór wiertniczy na złożu Marcellus Shale w USA może zużyć do 20 milionów litrów.[6] Stanowi to często poważne zagrożenie dla lokalnych zasobów wody.  Na terenach ubogich w wodę, takich jak Texas[7] lub Kalifornia[8] podniosło to temperaturę debaty. Szczególnie rolnicy walczą o szybko zmniejszające się jej zasoby . W południowoafrykańskim Karoo woda w takich ilościach jest w ogóle niedostępna.  Z tego powodu musi być dowożona z odległych obszarów, ze wszystkimi towarzyszącymi temu kosztami i zagrożeniami dla infrastruktury i zasobów.

2. Transport i magazynowanie ogromnych ilości substancji chemicznych zagraża zasobom wody pitnej.

Miliony litrów toksycznych płynów do szczelinowania, nawet zanim zostaną  wtłoczone do otworów wiertniczych, stanowią poważne zagrożenie dla zasobów wody pitnej. Większość odnotowanych do tej pory przypadków skażenia[9] miało związek z nieodpowiednim obchodzeniem się z tymi płynami przez dostawców.

3. Skażenie wód gruntowych podczas wtłaczania płynu do szybu w procesie szczelinowania –  pomimo zapewnień przemysłu: tak, to się zdarza.

Pomimo, że szczelinowanie jako technologia używana w celu zwiększenia wydajności odwiertów konwencjonalnej ropy i gazu stosowane jest od 65 lat, dostępnych jest zaskakująco niewiele danych, na których można by się oprzeć.  Amerykańska Agencja Ochrony Środowiska (Environmental Protection Agency –  EPA) przygotowuje obecnie studium zatytułowane “Potencjalny Wpływ Szczelinowania Hydraulicznego na Zasoby Wody Pitnej”[10], jednakże jego rezultaty będą znane najwcześniej w 2016 roku.  Należy zwrócić uwagę na to, że odwierty horyzontalne z zastosowaniem szczelinowania hydraulicznego zaczęły się mniej niż 10 lat temu w Teksasie. Lecz rozpoczęto je z takim rozmachem,  że do dzisiejszego dnia nie ma nawet jednego, pojedynczego obszaru wydobycia gazu, dla którego przeprowadzono by  odpowiednie badania podstawowe (analizy stanu wyjściowego) dotyczące jakości wody przed pojawieniem się przemysłu gazowego. Pomimo zapewnień przemysłu, że otwory wiertnicze są całkowicie nieprzepuszczalne, ostatnie badania pokazują, że w rzeczywistości wiele z nich zawodzi i zaczyna przeciekać.[9] Dlatego nie budzi zdziwienia fakt, ze odnotowano liczne przypadki skażenia wody metanem w całej Pensylwanii.[11] Kolorado ma długą historię słabych i dość nieodpowiedzialnych  uregulowań  prawnych  dotyczących szczelinowania na wrażliwych obszarach  działów wodnych i w regionach, w których znajdują się rezerwuary wody pitnej. Badacze nie  zdziwili się, gdy znaleźli hormony zmieniające płeć (estrogeny i androgeny) w ciekach (wodnych) spływających z pól gazowych w Kolorado.[13] Istnieje wiele anegdotycznych relacji  dotyczących kwestii zdrowia publicznego. Lekarze w Pensylwanii byli wściekli, gdy początkowo zabroniono im nawet poinformowania pacjentów, jakie substancje chemiczne znajdujące się w płynie do szczelinowania mogli wchłonąć.[14] Niedawno, bardzo starannie przeprowadzone badania wykazały związek pomiędzy  szczelinowaniem,  a odkrytymi w górskich strumieniach w całej Pensylwanii radioaktywnymi minerałami zawierającymi uran.[15] Do strumieni i zbiorników wody pitnej przedostały się również inne toksyczne substancje zawarte w płynie do szczelinowania, takie jak biocydy.[16] Analiza tysięcy przypadków naruszenia przepisów[17] ochrony wody w USA pokazuje, że większość z nich spowodowana była niewłaściwym wykonaniem obudowy szybów wiertniczych.[18] Są to podwójne lub nawet potrójne rury wypełnione wodoodpornym cementem. Najbardziej krytyczną częścią jest odcinek  przecinający płytki zbiornik z którego pobierana jest woda pitna. Zwykle te odcinki są bezpieczne, lecz –  jak to zawsze w życiu –  sprawy mogą nie potoczyć się po naszej myśli. Jeszcze bardziej niepokojąca jest perspektywa tysięcy i tysięcy  opuszczonych otworów wiertniczych, które w końcu zaczną przeciekać, czasem zaledwie za kilka dziesięcioleci. Ostatecznie popsuje się większość z nich. W samej Pensylwanii znamy lokalizacje 8 257 opuszczonych   szybów naftowych i gazowych –  szacuje się, że jest to 2 do 4 procent wszystkich  opuszczonych szybów w tym stanie.  Szczególnie te skutki długoterminowe, których jeszcze nigdzie i nigdy przedtem  nie widziano, powinny niepokoić nas najbardziej.

4. Płyn zwrotny (flowback) i ścieki –  większość z tego co wtłaczamy pod ziemię, wraca z powrotem, z pewnymi dodatkowymi niespodziankami

Większość płynów do szczelinowania wypłynie z powrotem[19] pod ciśnieniem gazu naturalnego lub będzie musiała być wypompowana, aby pozwolić na przepływ gazu. Te ogromne ilości płynów, często 80% tego co zostało wtłoczone pod ziemię, muszą być oczyszczone, przetworzone lub w bezpieczny sposób usunięte. Również w tym przypadku przyczyną największych zagrożeń  są ludzkie błędy, lecz błędy są nieuniknione w przemyśle, który działa w warunkach zaciekłej konkurencji, zatrudnia tysiące wykonawców i podwykonawców, a także przy słabym nadzorze państwowym.

Większość złóż gazu naturalnego zawiera płyny (formation lub “produced-water”), które w końcu przedostaną się do otworu wiertniczego, i będą musiały zostać usunięte. Podczas gdy można dokładnie wiedzieć co zawiera sam płyn do szczelinowania,  skład płynu zwrotnego jest często nieznany, i może on przynieść nam nieprzyjemne niespodzianki[20], takie jak arszenik, bor, lub nawet uran.  Proces szczelinowania –  w sposób niezamierzony –  uwalnia substancje chemiczne, które przez miliony lat były bezpieczne zmagazynowane w minerałach pod ziemią. W rezultacie, rzeki w Pensylwanii zawierają teraz substancje radioaktywne,  z potencjalnie katastroficznymi skutkami zdrowotnymi. Nawet niewielkie ilości substancji radioaktywnych mogą spowodować raka, jeśli zostaną wchłonięte.

5. Oczyszczanie ścieków i usuwanie odpadów

Podczas gdy prawdą jest, że w interesie przemysłu leży  przetworzenie tak dużej ilości ścieków jak to tylko możliwe, zawsze pozostaną ogromne ilości wody, która jest zbyt zanieczyszczona, by można ją było dalej używać w procesie produkcyjnym, i musi ona zostać usunięta. W Niemczech[21] na przykład, płyn po szczelinowaniu był transportowany rurociągami do oczyszczalni lub do szybów wiertniczych w innych miejscach.  Nikt nie zauważył, gdy w 2006 roku pękł rurociąg w pobliżu wsi Söhlingen i jego toksyczna zawartość rozlała się do miejscowego zbiornika wodnego. Musiano w wielkiej tajemnicy wymienić miliony metrów sześciennych cennej ziemi. Do dzisiejszego dnia, całkowite rozmiary tego poważnego wypadku nie zostały w pełni ujawnione. O wiele więcej podobnych zdarzeń zostało bardzo dobrze udokumentowanych.[22] Kiedy ścieki są ponownie wtłaczane do otworów wiertniczych zwiększa się ryzyko wstrząsów sejsmicznych. Doprowadziło to ostatnio do setek dodatkowych trzęsień ziemi w Oklahomie. W tym przypadku również, odpowiednie obchodzenie się z tymi płynami  może pozwolić na uniknięcie dużej części  zagrożeń, lecz pomimo to ścieki stanowią końcowe i bardzo poważne obciążenia dla środowiska. W Kolorado, płyn po szczelinowaniu jest po prostu wpompowywany do specjalnych stawów dla wyparowania (evaporation ponds), często niezabezpieczonych, a parowanie jest często wspomagane przez armatki wodne. Część osadu ostatecznie  trafia do cieków (wodnych) –  przerażający koktajl toksycznych chemikaliów.

Zużycie wody i jej zanieczyszczanie pozostają piętą achillesową przemysłu wydobycia niekonwencjonalnych paliw kopalnych.  Pomimo tego, że nastąpił postęp technologiczny pozwalający zmniejszyć zużycie wody i zastąpić toksyczne chemikalia substancjami mniej niebezpiecznymi, nie znaleziono jak do tej pory prawdziwego rozwiązania problemu, i prawdopodobnie nie zostanie ono nigdy znalezione, w każdym bądź razie nie za życia  obecnego przemysłu wydobycia gazu łupkowego. Nowe materiały, takie jak propan [23] lub dwutlenek węgla [24], są albo zbyt drogie albo po prostu niemożliwe do zastosowania. “Zielone szczelinowanie”, jak to przemysł lubi nazywać, to jeszcze kwestia odległej przyszłość i na pewno nie znajdzie zastosowania w obecnej pogoni za łatwym gazem.

Stefan Cramer

Tłumaczenie: Jan Skoczylas

Stefan Cramer napisał ten artykuł dla Zielonych Wiadomości.

Stefan Cramer jest niemieckim doktorem hydrogeologii i działaczem ekologicznym, przez 32 lata pracował w  różnych krajach w całej Afryce –  był m in. dyrektorem  południowoafrykańskiego oddziału Organizacji Bread for the World, dyrektorem   Fundacji Heinricha Bölla w Nigerii i dyrektorem grupy afrykańskiej tej fundacji (Head of Africa Group). Od marca  tego roku, wraz z żona Eriką, mieszka w Południowej Afryce,  gdzie jest konsultantem  naukowym organizacji  Southern African Faith Communities’ Environment Institute (SAFCEI), i  pomaga mieszkańcom regionu Karru w ich walce przeciwko wydobyciu gazu łupkowego.

[1] Jonathan Wood, 2011: The global anti-fracking movement –  what it wants, how it operates and what’s next – CONTROL RISKS Cottons Centre, London

[2]  Robbie Moore, 2013: Fracking, PR, and the Greening of Gas – The International, Friday March 15, 2013

[3]   Brenden Demelle, 2011: Gas Fracking Industry Using Military Psychological Warfare Tactics and Personnel In U.S. Communities –  Desmogblog.com

[4] Vidic, Brantley, Vandenbossche, Yoxtheimer, Abad, 2013: Impact of Shale Gas Development on Regional Water Quality – Science 340, 1235009 (2013). DOI: 10.1126/science.1235009

[5]  Environmental Protection Agency (EPA), 2011: Draft Plan to Study the Potential Impacts of Hydraulic Fracturing on Drinking Water Resources

[6]  Hansen, Mulvaney, Betcher, 2013: Water Resource Reporting and Water Footprint from Marcellus Shale Development in West Virginia and Pennsylvania – San Jose State University (nieopublikowany raport)

[7] Nicot, Scanlon, 2013: Water Use for Shale-Gas Production in Texas, U.S. –  Environmental Science & Technology – Bureau of Economic Geology, Jackson School of Geosciences, The University of Texas at Austin

[8] Suzanne Goldenberg, US environment correspondent, THE GUARDIAN, 2014: Fracking is depleting water supplies in America’s driest areas, report shows

[9]  Stephen Goss, 2013: Fracking Fluids Spill Caused Kentucky Fish Kill –  Environmental Monitoring Group, USA

[10]   EPA’s Study of Hydraulic Fracturing and Its Potential Impact on Drinking Water Resources

[11]  Davies, Almond, Ward, Jackson, Adams, Worrall, Herringshaw, Gluyas, Whitehead (2014) “Oil and gas wells and their integrity: implications for shale and unconventional resource exploitation – Marine and petroleum geology (http://dx.doi.org/10.1016/j.marp etgeo.2014.03.001)

[12] [1]  Osborn, Vengosh, Warner, Jackson (2011): Methane Contamination of Drinking Water Accompanying Gas-Well Drilling and Hydraulic Fracturing  – Proceedings of the National Academy of Sciences in the United States of America, Environmental Sciences: May 17, 2011,

[13]  Kassotis, Tillitt, Davis, Hormann, Nagel (2014): Estrogen and Androgen Receptor Activities of Hydraulic Fracturing Chemicals and Surface and Ground Water in a Drilling-Dense Region – Endocrinology 2014 Volume 155 Issue 3 | March 2014, p. 897-907

[14]  Pennsylvania Supreme Court Rules Major Provisions of Fracking Law are UnconstitutionalThe Pittsburgh Post-Gazette, Dec 19, 2013

[15]  Warner, Christie, Jackson, Vengosh (2013): Impacts of Shale Gas Wastewater Disposal on Water Quality in Western Pennsylvania  –  Environ. Sci. Technol., 2013, 47 (20), pp 11849?11857, DOI: 10.1021/es402165b, American Chemical Society

[16]  Gordalla, Ewers, Frimmel, 2013:  Hydraulic fracturing: a toxicological threat for groundwater and drinking-water? – Environmental Earth Sciences, December 2013, Volume 70, Issue 8, pp 3875-3893

[17]  The Center for Media & Democracy SourceWatch: Pennsylvania and fracking, website accessed on April 13, 2014

[18]  Bernhard Debatin, 2011: Cement Casing: The Weak Link of Fracking

[19]  Haluszczak, Rose, Kump, 2013: Geochemical evaluation of flowback brine from Marcellus gas wells in Pennsylvania, USA –  Applied Geochemistry, Volume 28, January 2013, Pages 55?61

[20]  Vengosha, Warnera, Jacksona, Darraha , 2013: The effects of shale gas exploration and hydraulic fracturing on the quality of water resources in the United States – Procedia Earth and Planetary Science 7 (2013) 863 ? 866

[21]  Fracking Research and Information Centre, Sligo, Ireland, 2012: Fracking history in Europe)

[22]  Kein Fracking in Harburg und anderswo, List of accidents in Northern Germany (only in German, accessed on April 13, 2014)

[23]RIGZONE, Sept26, 2013: Fracking Goes Waterless: Gas Fracking Could Silence Critics 

[24]  REUTERS, April 7, 2014: Fracking with CO2 to replace water a distant goal, GE says