La fracturación hidráulica, un método ampliamente utilizado para extraer petróleo y gas de las formaciones de lutitas y rocas de otro modo impenetrables, implica no solo inyecciones subterráneas compuestas principalmente de agua, sino también una mezcla de aditivos químicos. Estos productos químicos van desde biocidas tóxicos y tensioactivos, hastainhibidores de corrosión y agentes deslizantes, y muchos también son utilizados por otras industrias.
Un equipo de investigación de la Universidad del Estado de Colorado deseaba una comprensión más profunda del destino de estos químicos cuando se derraman accidentalmente durante el transporte o la producción en operaciones de petróleo y gas. Estos derrames, especialmente en Colorado, a menudo ocurren en o cerca de tierras agrícolas.
Los investigadores se propusieron descubrir si la degradación de estos productos químicos en el suelo agrícola se ve afectada por la contaminación conjunta. El equipo estaba formado por Thomas Borch, profesor del Departamento de Ciencias del Suelo y Cultivos de la Facultad de Ciencias Agrícolas, concitas en ingeniería civil y ambiental y química; Jens Blotevogel, profesor asistente de investigación en ingeniería civil y ambiental; y su estudiante graduada Molly McLaughlin.
Sus resultados están en línea en la revista Ciencia y tecnología ambiental , publicado por la American Chemical Society ACS.
En el documento, Borch, Blotevogel y McLaughlin citan 838 derrames totales de fluidos por fracturación hidráulica en Colorado, informaron a la Comisión de Conservación de Petróleo y Gas de Colorado en 2014. Estos derrames solo incluyen aquellos de más de cinco barriles de fluido cuando ocurren dentro de un pozoalmohadilla, y más grande que un barril cuando está fuera de una almohadilla de pozo.
Para sus experimentos de prueba de concepto, los investigadores utilizaron reactores para simular reacciones químicas y biodegradación de aditivos de fracturación hidráulica derramados en el suelo agrícola. Más tarde, planean probar sus conclusiones en los sitios de derrames reales.
Probaron tres productos químicos orgánicos bien conocidos: polietilenglicol PEG, un tensioactivo de uso común; glutaraldehído, un biocida que evita la corrosión de la tubería por la actividad microbiana; y poliacrilamida, un agente deslizante que permite que el fluido de fracturación hidráulica penetre mejor en el esquisto.Observaron cómo estos productos químicos interactúan entre sí y con las sales naturales que se encuentran bajo tierra.
Descubrieron que el PEG surfactante por sí solo se biodegrada por completo en aproximadamente 70 días, pero que en combinación con glutaraldehído biocida, el PEG permaneció en el suelo por mucho más tiempo. Esa biodegradación fue inhibida por las concentraciones de sal típicas del aceite yactividades de extracción de gas.
"Nuestra motivación para hacer esto es porque los químicos a menudo aparecen como mezclas", dijo Borch. "Si bien puede ver la biodegradación de un surfactante en circunstancias normales, si lo derrama junto con un biocida que mata las bacterias, tal vez nono descomponga ese surfactante tan rápido. Y eso es exactamente lo que vemos. Si los productos químicos no se degradan tan rápido, les da más tiempo para ser transportados al agua subterránea o al agua superficial sensible ".
También observaron el ciclo de degradación del glutaraldehído biocida, que ocurrió en aproximadamente dos meses. Mientras que la poliacrilamida permaneció en el suelo durante seis meses, se unió covalentemente con el glutaraldehído, disminuyendo efectivamente la toxicidad del biocida.
La conclusión es que se necesita más ciencia sobre cómo interactúan los químicos derramados entre sí y el ambiente químico subterráneo, y esto se aplica no solo a la extracción de petróleo y gas, sino a muchos procesos industriales, dicen los investigadores.Estos estudios podrían conducir a una mejor comprensión de la posible absorción de contaminantes en los cultivos, o la contaminación de las aguas subterráneas y superficiales, con el objetivo final de ayudar a mejorar la evaluación de los riesgos para la salud humana de los derrames.
"No podemos decir que nuestros hallazgos son válidos para todos los diferentes productos químicos utilizados en todo el mundo en la fracturación hidráulica", dijo Blotevogel. "Probablemente hay 1.000 productos químicos diferentes utilizados en todo el mundo, y todos se comportan de manera muy diferente con respecto a cómo se descomponen."
Borch y Blotevogel publicaron previamente una revisión exhaustiva de la toxicidad biocida en fluidos de fracturación hidráulica y han trabajado juntos durante casi nueve años. El estudio de ES&T fue apoyado principalmente por la Escuela de Sostenibilidad Global y Ambiental SoGES de CSU, una subvención de la CSUWater Center, y por el Fondo Borch-Hoppess para la Investigación de Contaminantes Ambientales.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Colorado . Original escrito por Anne Ju Manning. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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