Malgré un ralentissement du nombre de nouveaux puits de gaz naturel dans la région de Marcellus Shale au nord-est de la Pennsylvanie, Une nouvelle recherche menée par l'Université Drexel révèle que les niveaux de méthane atmosphérique dans la région continuent d'augmenter. Mesures du méthane et d'autres polluants atmosphériques prises à trois ans d'intervalle dans les zones rurales de Pennsylvanie qui ont été la cible du développement du gaz naturel au cours de la dernière décennie, a révélé une augmentation substantielle de 2012 à 2015.

"Le méthane augmente à l'échelle mondiale, mais le taux d'augmentation pour cette région est beaucoup plus rapide que les augmentations mondiales, " a déclaré Peter DeCarlo, Doctorat, un professeur assistant qui étudie la chimie de l'atmosphère au Collège d'ingénierie et au Collège des arts et des sciences de Drexel, qui a dirigé l'étude. « L'augmentation rapide du méthane est probablement due à l'augmentation de la production de gaz naturel de la région qui a considérablement augmenté au cours de la période de 2012 à 2015. Avec l'augmentation des niveaux de fond de méthane, l'avantage climatique relatif du gaz naturel par rapport au charbon pour la production d'électricité est réduit. »

Depuis que les premiers puits de gaz de schiste ont été forés dans le bassin de Marcellus Shale, une région qui coupe l'état en diagonale du nord-est au sud-ouest, il y a eu des inquiétudes quant à la possibilité de débloquer les nouvelles réserves de combustibles fossiles par une méthode non conventionnelle, appelée fracturation hydraulique, pourrait signifier pour l'environnement. Près d'une décennie plus tard, les chercheurs s'efforcent toujours de comprendre comment les produits chimiques libérés et les produits chimiques utilisés pour les libérer persistent dans l'eau et l'air.

Cette étude, qui a été publié dans la revue Elementa :science de l'anthropocène , est le dernier d'une série menée par DeCarlo et le Drexel Air Resources Research Lab, indique que les niveaux de méthane atmosphérique dans la région sont probablement liés à une augmentation de la production de gaz naturel, plutôt que le nombre de nouveaux puits forés dans la région. Les chercheurs n'ont pas observé cette augmentation pour les autres polluants, comme le monoxyde de carbone. Cela suggère que différentes activités d'extraction de gaz - forage contre production - produisent différentes émissions chimiques, selon DeCarlo.

Les données de cette étude ont été comparées aux conclusions de 2012 de l'équipe dans le même domaine, qui était le premier effort pour mesurer les niveaux de fond de divers polluants atmosphériques associés à l'extraction de gaz de schiste dans la région de Marcellus Shale en Pennsylvanie. L'équipe a traversé la zone en utilisant le laboratoire mobile de Drexel, une fourgonnette Ford équipée de tout l'équipement nécessaire pour mesurer les concentrations de produits chimiques et de particules dans l'air à des intervalles de 1 à 10 secondes pendant la conduite.

Ce type de surveillance au niveau du sol est un moyen utile de collecter des données car l'échantillon d'air est le même auquel les résidents de la zone sont exposés. L'équipe a couvert une grande partie de la région nord-est de la Pennsylvanie qui comprenait des parties de Bradford, Clinton, Colombie, Lucerne, Lycoming, Potier, les comtés de Susquehanna et de Tioga et le nord-est et le centre-nord de la Pennsylvanie.

« Notre étude de terrain de 2015 couvrait une zone spatiale plus vaste et a été financée pour se concentrer sur les pipelines et la technologie des pipelines, ", a déclaré DeCarlo. "Mais nous avons également chevauché la zone d'étude de 2012 et avons pu vérifier les concentrations de fond de plusieurs polluants et avons constaté que les niveaux de méthane étaient plus élevés tandis que les niveaux de monoxyde de carbone étaient plus faibles dans les régions de chevauchement. "

Les premières mesures en 2012 ont montré des niveaux de méthane à 1960 parties par milliard, soit environ 50 parties par milliard de plus que ce à quoi on pourrait s'attendre dans une zone rurale sans développement du gaz naturel. Trois ans plus tard, cette concentration a bondi encore de 100 parties par milliard. Les concentrations atmosphériques sans développement de gaz naturel ont augmenté de 6 parties par milliard, cette augmentation est donc assez importante par rapport à l'augmentation globale, selon DeCarlo.

La production globale de gaz naturel de la région de Marcellus Shale a grimpé à 16 milliards de pieds cubes par jour, qui est deux fois plus que toute autre ressource de gaz naturel non conventionnel dans le pays, selon les chercheurs. Au cours des trois dernières années seulement, la production de gaz naturel de la région a plus que doublé, malgré le fait qu'il y a eu environ la moitié moins de nouveaux puits forés en 2015 qu'en 2012, selon les chiffres du Département de la protection de l'environnement de Pennsylvanie cités dans le document.

« Bien que le rythme auquel les nouveaux puits sont forés et complétés ait ralenti, l'infrastructure globale, et la production a augmenté, " a déclaré DeCarlo. "Cela signifie que le volume de gaz circulant dans les pipelines, les stations de compression et les usines de traitement se multiplient. Si le taux de fuite de méthane est constant par pied cube de gaz, il ne serait pas surprenant que le méthane de fond ait augmenté autant qu'il l'a fait alors que d'autres polluants comme le monoxyde de carbone, qui est davantage associé au forage et au camionnage, montrent un déclin."

Cette constatation pourrait également suggérer que les mesures prises par les producteurs de gaz naturel pour réduire les fuites provenant des complétions de puits, tant qu'il est encore nécessaire, ne suffisent pas à réduire les fuites de méthane dans la région de Marcellus Shale. Et avec la majeure partie des réglementations de protection de l'environnement du PADEP se concentrant sur la contamination des eaux souterraines, il est possible que les émissions atmosphériques de l'infrastructure de gaz naturel persistent jusqu'à ce que la recherche puisse identifier plus clairement la source des fuites et identifier l'impact d'émissions spécifiques sur la santé publique.

L'équipe a également utilisé la méthodologie développée pour cette étude pour analyser les données d'autres études telles que la campagne SENEX, entreprise par des chercheurs de la NOAA à partir d'un avion de recherche en 2013. La nouvelle méthodologie établit une feuille de route pour l'analyse qui peut être appliquée aux ensembles de données d'autres groupes et permettra aux chercheurs de surveiller les niveaux de fond de divers polluants dans la région alors que l'extraction de gaz naturel se poursuit.

"Cette étude est un instantané de trois années de développement dans la région de Marcellus Shale, " a déclaré DeCarlo. " Bien qu'il ait clairement démontré des tendances dans diverses émissions de polluants et les niveaux de fond atmosphériques subséquents, une surveillance continue dans ces régions de Pennsylvanie est nécessaire pour suivre l'impact continu de l'infrastructure de développement et de production de gaz naturel sur les zones peu surveillées de l'État. »