Υποπροϊόντα απόβλητων υδάτων για τη διάνοιξη και τη διαστρωμάτωση αερίου σχιστολιθικού

Το φυσικό αέριο ανακτάται από υπόγειες αποθέσεις σχιστόλιθου μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται υδραυλική ρωγμή - επίσης γνωστή ως υδροκεντρίωση, υδροσπάκωση, fracking ή απλά fracking. Κατά τη διάρκεια της υδρογονοπυρόλυσης, εκατομμύρια γαλόνια νερού αναμεμειγμένα με βιομηχανικές χημικές ουσίες και με προπάνιο - άμμο ή κεραμικά σωματίδια - εκτοξεύονται στην οπή φρέατος για να απελευθερώσουν φυσικό αέριο. Στον σχηματισμό του Marcellus σχιστόλιθου στις βορειοανατολικές Ηνωμένες Πολιτείες, για παράδειγμα, η αποκοπή ενός φρεατίου μπορεί να απαιτήσει 1 έως 5 εκατομμύρια γαλόνια αυτού του μείγματος νερού.

Τύποι απορριπτόμενου νερού

Τα απόβλητα από τη διάνοιξη σχιστολιθικού αερίου πηγαίνουν από δύο ονόματα: ροή και νερό. Αυτοί οι όροι χρησιμοποιούνται συχνά εναλλακτικά, αλλά έχουν διαφορετικές σημασίες.

Η ποσότητα της ροής και του παραγόμενου νερού ποικίλλει σημαντικά μεταξύ των πηγαδιών, και όχι όλοι οι σχηματισμοί σχιστόλιθου παράγουν πολύ νερό. Δύο που παράγουν λίγο ή και καθόλου νερό είναι το σχιστόλιθο Lewis, που βρίσκεται στη λεκάνη του Σαν Χουάν του Νέου Μεξικού και το Κολοράντο, και το σχιστόλιθο Fayetteville στο Αρκάνσας.

Επιστροφή

Μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας υδραυλικής θραύσης, απελευθερώνεται πίεση στο φρεάτιο. Η κατεύθυνση της ροής του ρευστού αναστρέφεται και το νερό και η περίσσεια του προωθητικού υλικού ρέουν πίσω μέσω του γεωτρήματος στην επιφάνεια. Τόσο η διαδικασία όσο και το επιστρεφόμενο νερό αναφέρονται συνήθως ως "ροή".

Παραγόμενο νερό

Μετά τη διάτρηση και τη διάσπαση πηγάδιου, μπορεί να βγει νερό μαζί με το φυσικό αέριο. Κάποια από τα ύδατα επιστρέφονται στο ρευστό ρίψης και μερικά από αυτά συμβαίνουν φυσικά στο γεωλογικό σχηματισμό. Αυτά τα παραγόμενα νερά μετακινούνται πίσω από το φρεάτιο με το αέριο.

Απορρίμματα απορριπτόμενων αποβλήτων σε λεπτομερή περιεκτικότητα

Η ανάφλεξη και το παραγόμενο νερό θεωρούνται επικίνδυνα απόβλητα και πρέπει να απορρίπτονται με ασφάλεια. Σύμφωνα με τον Οργανισμό Προστασίας του Περιβάλλοντος (EPA), τα παραγόμενα ύδατα συνήθως απορρίπτονται σε βαθιά πηγάδια ή σε «μη πόσιμα παράκτια ύδατα». Η ροή και το παραγόμενο νερό περιέχουν άλατα, βιομηχανικά χημικά, υδρογονάνθρακες και ραδιενεργά υλικά.

• Αλας.Η ροή και το παραγόμενο νερό είναι εξαιρετικά αλμυρά. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα άλατα προστίθενται στο υγρό θραύσης και επίσης απελευθερώνονται από τον γεωλογικό σχηματισμό. Το παραγόμενο νερό είναι τόσο γνωστό για την αλατότητα ότι η βιομηχανία υδρογονανθράκων συχνά αναφέρεται σε αυτό απλώς ως «αλμυρό νερό» ή «άλμη». Στο Martelus Shale, το νερό ροής έχει μετρηθεί σε 32.300 mg ανά λίτρο νάτριο. Για λόγους σύγκρισης, οι κατευθυντήριες γραμμές EPA απαιτούν μέγιστο όριο 20 mg / L σε πόσιμο νερό.
• Βιομηχανικά χημικά. Η ροή και το παραγόμενο νερό περιέχουν χημικά που έχουν εγχυθεί στο φρεάτιο για να διευκολύνουν τη διάτρηση. Για παράδειγμα, στο Marcellus Shale, το νερό ροής περιέχει υψηλές συγκεντρώσεις νατρίου, μαγνησίου, σιδήρου, βαρίου, στροντίου, μαγγανίου, μεθανόλης, χλωριούχου, θειικού και άλλων ουσιών.
• Υδρογονάνθρακες. Το παραγόμενο νερό μπορεί να περιέχει υδρογονάνθρακες - συμπεριλαμβανομένων των τοξικών ουσιών βενζόλιο, τολουόλιο, αιθυλοβενζόλιο και ξυλόλιο - τα οποία μπορούν να απελευθερωθούν κατά τη διάρκεια της διαδικασίας γεώτρησης.
• Ραδιενεργά υλικά. Το νερό που επιστρέφει στην επιφάνεια κατά τη διάρκεια της γεώτρησης μπορεί να μεταφέρει φυσικά απαντώμενα ραδιενεργά υλικά, τα οποία αναφέρει η βιομηχανία ως "NORM". Η ροή και το παραγόμενο νερό από διάφορους μεγάλους σχηματισμούς σχιστολιθικών από τις ΗΠΑ έχουν βρεθεί ότι περιέχουν το ραδιενεργό ραδιενεργό στοιχείο.Όταν το παραγόμενο νερό είναι αλμυρό και πλούσιο σε χλωρίδια, το ράδιο τείνει να υπάρχει σε υψηλότερες συγκεντρώσεις.

Η ΣΟΕΣ επιτρέπει μέγιστο αριθμό 5 picocuries ραδίου ανά λίτρο πόσιμου νερού. Το παραγόμενο νερό έχει βρεθεί ότι περιέχει επίπεδα ράμματος μέχρι 9.000 picocuries ανά λίτρο (pCi / g).