米国の都市大気汚染は 減少 1970以来継続的に
連邦規制、特にニクソン大統領が通過したクリーンエア法は、有害な大気汚染物質 ベンゼン、炭化水素、および オゾンは、強力な酸化剤であり、着実に大気中のそれらの存在量を効果的に低下させた。
しかし、10年前、米国の大気汚染物質の写真が変わり始めました。 全国のいくつかの地域で発生している「腐敗ブーム」は、大気への炭化水素の新たな供給源をもたらし、以前はこのような大気汚染の影響をほとんど受けていなかった地域を含む有毒なベンゼンとオゾンの豊富さに影響を与えました。
その結果、近年、石油やガス井戸の荒れから排出量がどの程度であるかを判断する研究が盛んに行われています。 多くの議論がありますが 囲まれたメタン排出量温室効果ガスでは、空気中の有害物質にはあまり注意を払わなかった。
Upstream emissions
Frackingは、相手や支持者の間で強い感情を引き起こすことができる用語です。 これは実際には水力破砕を含む技術の組み合わせで、掘削機は鉱床から炭化水素を抜き取ることができました。
掘削機は、井戸からの炭化水素の流れを開始するために、高圧水、砂、化学物質でシェール岩の層を粉砕します。 水力破砕プロセス自体は、水需要が大きいことを除けば、炭化水素の掘削の完全な運用チェーンに沿って、環境に与える影響が最も小さい可能性があります。 おそらく、より関連した環境影響は、排水の処理と処分、ならびに石油とガスの貯蔵と流通からの蒸気の放出です。
炭化水素の製造、流通および使用は、（意図的または偶発的な）漏れを直接的に通じて、または燃料の不完全燃焼の間に、常に空気中にいくらかの排出物をもたらしている。 しかし、規制や技術革新を通じて、私たちは この情報源を減らした 最後の30年では劇的に10の倍数になります。
赤外線カメラで撮影したビデオは、石油・ガス業界で使用されている貯蔵タンク、バルブ、その他の機器から漏れたガスを示しています。
{youtube}https://youtu.be/N7tLcPQk3PA{/youtube}
それにもかかわらず、炭化水素が生産される場所であれば、 洗練されたいくつかの汚染物質の排出があります。 破砕の時代には、従来の坑井の大規模な操業が 何百ものウェルパッド 景色に点在する。 それぞれには、これらのパッドとの間の水、化学薬品および装置の輸送ならびに廃水の除去が必要であり、大きな施設と同様に規制されていない。
その結果、従来にない生産は、頁岩地域のトラック交通量や関連する排出量を増加させるだけでなく、 炭化水素の新しい供給源。 バルブ、パイプ、セパレーター、コンプレッサー、またはタンクの排気口を通って大気に漏れます。 一緒に 窒素酸化物 主にトラック、コンプレッサーおよび掘削装置のディーゼルエンジンから排出されるこれらの炭化水素は、 地上オゾン 昼間。
測定の課題
2011では、ある論文が メタン排出量 従来の石油・ガス探査と比較して、従来にない源泉からの騒音は大幅に過小評価されていた。 研究者は、本格的に粉砕作業による炭化水素の排出量を調査し始めた。 したがって、天然ガスの主成分であり強力な温室効果ガスであるメタン排出に重点を置いた2013以来、重要な文献が開発されています。
科学者たちは、石油やガス生産の分野でより高い可能性があるメタン排出量を測定する衛星やその他の方法に目を向けています。 米航空宇宙局（NASA）, CC BY
EPAは、メタン排出量を 温室効果ガスインベントリ数値は1980と1990で作成された見積もりに基づいており、業界での計算と自己報告によって作成されています。
実際には、両方 衛星 & 大気測定 EPAの見積もりは実際のメタン排出量を最大2倍まで過小評価する可能性があることを示唆している。 また、これがメタンに当てはまる場合、同時に放出される炭化水素ガスも同様に過小評価される可能性があります。
オゾン生成
このような多くの場合と同様に、ニュアンスが存在します。
NOAAによる空中測定 EPAのメタンの推定値は、天然ガス生産を中心とした、年長の成熟したシェール地域に適用可能である可能性を示唆している。 しかし、ノースダコタ州のバケン（Bakken）など、天然ガスとともに石油を大量に生産する若いシェール地区ではそうではありません。 バクケンだけからの排出量は、リニューアルの約半分 大気中のエタンの増加 北半球では、爆発のブームの始まり以来。
同様に、 イーグルフォードシェール テキサス州南部では、炭化水素の排出量が現在推定されているよりも高いことを示しています。 これは、これらの炭化水素が窒素酸化物の存在下で大気中で酸化されるので、地域オゾン形成の可能性を高める。 そして、オゾン全国大気大気標準が最近70十億分の1に引き下げられたので、 サンアントニオのオゾン 75 ppbの古い閾値に近づくEagle Fordの風下側風速では、シェール炭化水素の排出量の影響は自明ではありません。
サンアントニオのオゾンの不安はユニークではありません。 に いくつかのエリアオゾンの大気の質に関する何十年もの進歩が止まった。 特に、 ユタ州ユインタ盆地 新しいオゾン問題 激しい業界の排出ガスのために浮上した。
ベンゼン
オゾンの動向とは別に、炭化水素の排出量の増加は、過去に米国で起こった大気汚染の思想であるベンゼンの復活につながった。 広く監視されているオゾンとは異なり、ベンゼンはそうではありません。 しかし、それは既知であるため 発癌物質それは規制当局のレーダーに長年浸透してきました。
1と1970の都市部の80パーツあたりの測定値 ベンゼン濃度が低下した 最後の5から10年までの間、20-30パーセントは、他の大気汚染物質に似ています。 ベンゼンを定期的に監視している場所の1.5％以上では、ベンゼンの年間平均濃度は90 / 10億未満ですが、シェールエリア内またはその近くのモニタリングステーションはほとんどありません。
高レベルのベンゼン シェールエリアでは、 テキサス州バーネットシェールの井戸の近くは、破砕ブームの早期に記録されたが、比較可能なブームの前にデータがほとんどなく、現在までの空気監視データはほとんど利用できない。
ベンゼンは一般にレベル以下で監視されていますが、環境品質に関するテキサス委員会（TCEQ）は懸念していますが、田舎のシェールエリアでレベルが上昇しているに違いないことが明らかになっています。
私たちの指紋分析 テキサス州カーンズ市の最新のエアモニタの2015データは、Eagle Fordのシェールの中心にあり、40％以下のベンゼンはまだ以前は支配的な排出源である排気ガス排出に関係していることが示唆されています。 代わりに、60％以上は、ガスフレア排出を含む様々な石油・ガス探査活動に関連しています。
からの研究 コロラド州 & テキサス州 頁岩地域のベンゼン濃度の上昇は、石油やガスの探査から排出される他の炭化水素ガスと明らかに相関していることが示されています。
健康への影響
オゾンは地域内で比較的均一に分布していますが、ベンゼンなどの一次排出量 非メタン炭化水素は、供給源の隣の空気中でより高い濃度で存在する。 したがって、オゾンの大部分のモニタリングステーションは広い地域では非常に代表的ですが、シェール地域の支配的な供給源から遠く離れたベンゼンを監視することは、代表的な画像を提供しません。
シェール地区に住む人々のリスクは、 井戸への近さによって上昇。 進行中の健康調査では、 副鼻腔炎、片頭痛および疲労、 だけでなく 入院率 特定の 先天性欠損症より詳細な調査を必要とする、暴露のプロキシとして、地域の井戸密度または家屋から石油ガス井戸までの距離に識別可能に関連している。
結論として、シェールブームは、空気毒性レベルに悪影響を与える大規模で拡散した炭化水素放出源を新たに作り出しました。 その影響は微妙なものですが、大気汚染物質のモニタリングがまったくない地域で発生し、傾向の推定が困難になりました。
多くの場合、これらの汚染物質は常識的な排出削減対策によって削減することができ、一部の企業 置きます or 置く計画 適所での良い練習。 それにもかかわらず、荒廃産業の継続的な成長と メタン排出に関する規制を解除する 高炭化水素の排出量やそれに伴う地域的オゾン問題を緩和することはできない。
著者について
Gunnar W. Schade、大気科学准教授、 テキサスA&M大学
関連書籍：
at InnerSelfMarketとAmazon
