水力压裂产生的污染物在水力压裂结束后仍会长期留在水道中

根据《环境科学与技术》杂志最近的一项研究，将水力压裂水排入河流、湖泊和溪流会造成持久的环境损害——即使你先对其进行处理。该研究利用湖泊沉积物重建了宾夕法尼亚州流域采出水（水力压裂的副产品）的历史，并评估了由此产生的污染的长期影响。在一个水力压裂废物合法排放到地表水生态系统的地区，他们能够在一定距离内检测到高浓度的盐和放射性化学物质。

“在石油和天然气废水管理方面，对水质和沉积物质量的影响可能比我们之前想象的要大得多，”该研究的主要作者、宾夕法尼亚州立大学土木与环境工程教授威廉·布尔戈斯 (William Burgos) 表示。“这项研究记录了这些污染物至少传播了几十公里，而且五到十年后它们仍然埋在那里。”

每年有超过 1000 亿加仑的液体被注入美国水力压裂井（俗称压裂井）。这种液体是水、杀菌剂（杀虫剂以及杀菌剂和杀真菌剂）和沙子等剥落剂的复杂混合物，是水力压裂开采石油和天然气的关键。化石燃料公司在极高的压力下将液体注入地下，用它来打开隐藏的石油和/或天然气储层。在打开裂缝后，液体被泵送到地面，在那里被称为采出水。问题是，采出水从地下流出时比进入时更脏。

“你正在接入一个含石油的装置，所以那里有碳氢化合物，”布尔戈斯说。换句话说，从井中抽出的部分石油和天然气最终会进入采出水中。其他污染物也会进入液体中。

马塞勒斯页岩是宾夕法尼亚州大部分地区地下的天然气层，布尔戈斯正是在这里进行研究的。页岩中的一些污染物包括放射性镭、铀和钍。此外，采出水中还含有砷和汞等重金属，这些物质即使含量很少也会引起中毒。盐可能没那么可怕，但危害却丝毫不减：采出水非常咸，因此人们通常简称其为“盐水”。

Burgos 解释说，人们通常根据水中盐的重量百分比来测量盐度。例如，海水中溶解固体总量 (tds) 通常约为每升 35,000 毫克。换句话说，如果你取一升海水并让其蒸发，就会剩下 35,000 毫克盐。这大约是 0.07 磅，或大约是标准高尔夫球重量的四分之三。

采出水有三种处理方法。你可以把它储存在地下的注入井中——这是俄克拉荷马州地震的罪魁祸首。你可以在现场对它进行一些清理，然后在另一口井中重复使用。或者你可以把它送到第三方处理器，也就是排放设施，他们会帮你清理干净，然后再把它排放到地表水环境中。

“我们从排放设施中抽取的废水中，总溶解固体含量高达每升 20 万到 30 万毫克，”布尔戈斯说。“那不仅仅是咸水，那是浓盐水。”

盐水可能非常适合用来烹饪感恩节火鸡，但对环境却不利。随着水变咸，进化为在淡水生态系统中生存的鱼类和植物会相继死亡。即使是在咸水生态系统中繁衍生息的动物也有一个阈值，超过这个阈值，海水就会变得太咸。死海的盐度大约是标准海洋的十倍，因此没有多少海洋生物可以生存，这是有原因的。很少有动物和植物能承受这种极度的咸度。

然而，Burgos 和他的同事们不仅仅关注排放设施产生的废水，因为水力压裂储量遍布整个空间，而且活动随时间而变化。你可能在某一天测量了溪流水的化学成分，却得不到任何相关数据，因为该设施没有排放，或者因为他们当天处理的采出水比其他地方的采出水更干净。

相反，他们从两个水力压裂排放设施下游的一个水库中采集了沉积物岩心样本——一个位于 6.2 英里之外，另一个位于 12 英里之外。沉积物样本不仅显示了排放设施随时间的影响，还让研究人员能够了解设施开始运行之前的污染负荷情况。Burgos 和他的同事发现，尽管工业活动的高峰期发生在 5 到 10 年前，但与这些年份相对应的沉积层仍然含有较高浓度的盐、有机化学物质，甚至镭和锶。

由于水力压裂井操作员自愿遵守禁令，禁止将马塞勒斯的采出水送往这些集中式废物处理厂，该水平有所下降。需要进一步研究来确定水力压裂对水生系统的长期影响，但证据并不乐观。在 2011 年的一项研究中，林务局将 75,000 加仑的采出水洒在西弗吉尼亚州 Fernow 实验森林的四分之一英亩土地上。两周内，该地区的所有地面植物都死了。

“我们所在的州拥有丰富的碳氢化合物资源，并且有着悠久的化石燃料开采历史，”布尔戈斯说。“因此，这个问题只是想向人们强调在开发这些资源过程中出现的一些环境问题。”

*7/19 更正：该报道的早期版本列出的废水排放量为 200 至 300 毫克以上，而不是 20 万至 30 万毫克。*