经济实惠、强度较低的甲烷检测方案

据宾夕法尼亚州立大学的研究人员称，使用现有的、负担得起的水化学测试的新测试协议可以帮助科学家和监管机构检测显示石油和天然气钻探导致新的甲烷气体泄漏证据的地点。

研究人员采用了他们去年在《美国国家科学院院刊》上的一篇论文中描述的测试协议，并将其应用于受化石燃料行业影响的宾夕法尼亚州三个地区的更大的家用水井数据集。他们在测试结果中寻找某些化学成分，以确定在收集样本时甲烷是否可能影响了这些地点。他们在《环境科学与技术》杂志上发表了他们的发现，并首次公开了数据集。

科学家们想看看有多少百分比的水井显示出某些化学变化，这些变化可能表明新的甲烷污染，就像在化石燃料的钻探和提取过程中可能发生的那样，而不是宾夕法尼亚州水中常见的预先存在的甲烷。

宾夕法尼亚州立大学地球与环境系统研究所的博士后学者陶文说：“我们预计很少有地点，不到 1% 的地点显示出新甲烷的证据。”“我们在 20,751 个样本中发现了 17 个，即约 0.08%，在收集这些样本时显示出可能存在甲烷污染的迹象。”

非常规页岩气井在宾夕法尼亚州东北部占主导地位，而常规油气井，包括美国第一口商业油井，则在西北部占主导地位。西南地区既有常规油气井，也有非常规油气井和重要的煤炭开采历史。

研究人员将水样分为五类。科学家定义为最有可能受到新甲烷影响的样品的两种类型含有高甲烷和硫酸盐含量以及低或高铁含量。

“在马塞勒斯页岩和其他页岩区的地下水中看到甲烷并不少见，”温说。“此外，如果甲烷长期存在于地下水中，细菌会还原铁和硫酸盐。还原后的形式会沉淀为硫化铁或黄铁矿。”

研究人员将甲烷含量低于百万分之十的低甲烷样品分类为低优先级样品。其他两种不受新甲烷影响的类型含有大量甲烷和高盐，表明天然存在的甲烷不是由能源提取引起的，或者淡水和低硫酸盐含量，这意味着甲烷已经存在了一段时间。

在新甲烷检测结果呈阳性的 17 个样本中，有 13 个来自东北部。没有一个来自已知有问题的气井 2,500 英尺范围内的地点。州法律规定石油和天然气公司应对影响该 2,500 英尺区域内的井的甲烷泄漏负责。研究人员的研究结果表明，如果新的甲烷来自这些已知的有问题的气井，那么甲烷可能会迁移得比以前认为的更远。只有深入的实地调查才能证明这是否发生了。

Wen表示，该测试协议可以作为一种有效的甲烷污染筛查工具，并缩小进行更深入分析的窗口，例如使用碳稳定或惰性气体同位素。

“我们专注于 Marcellus 页岩，但该测试协议有可能应用于美国和其他国家的其他页岩区，”他说。“它可以使全球社会受益。”