Les eaux usées provenant des opérations pétrolières et gazières, y compris la fracturation hydraulique pour le gaz de schiste, sur un site de Virginie-Occidentale ont modifié les microbes en aval, selon une étude menée par Rutgers.

L'étude, publié récemment dans Science de l'environnement total , a montré que les rejets d'eaux usées, y compris l'eau saumâtre qui contenait du pétrole et d'autres polluants, modifié la diversité, nombres et fonctions des microbes. Les changements dans la communauté microbienne ont indiqué des changements dans leur respiration et le cycle des nutriments, avec des signes de stress.

L'étude a également documenté des changements dans la résistance aux antibiotiques dans les sédiments en aval, mais n'a pas découvert de points chauds, ou des zones avec des niveaux élevés de résistance. Les résultats soulignent la nécessité de comprendre les impacts sur les écosystèmes microbiens des rejets accidentels ou du traitement inapproprié des eaux usées liées à la fracturation hydraulique. De plus, les changements microbiens dans les sédiments peuvent avoir des implications pour le traitement et la réutilisation bénéfique des eaux usées, disent les chercheurs.

« Mon espoir est que l'étude puisse être utilisée pour commencer à faire des hypothèses sur les impacts des eaux usées, " a déclaré Nicole Fahrenfeld, auteur principal de l'étude et professeur adjoint au Département de génie civil et environnemental de Rutgers. Beaucoup de choses restent inconnues sur les impacts des eaux usées provenant de la fracturation hydraulique, elle a ajouté.

"Je pense que nous sommes au début de voir quels pourraient être les impacts, " dit Fahrenfeld, qui travaille à l'école d'ingénieurs. "Je veux en savoir plus sur les risques réels et concentrer nos efforts sur ce qui compte dans l'environnement."

Les réservoirs souterrains de pétrole et de gaz naturel contiennent de l'eau naturelle ou injectée pour augmenter la production, selon le U.S. Geological Survey (USGS), dont les scientifiques ont contribué à l'étude. Pendant la fracturation, un fluide de fracturation et un matériau solide sont injectés dans un réservoir souterrain sous très haute pression, créer des fractures pour augmenter la porosité et la perméabilité des roches.

Le liquide pompé à la surface est généralement un mélange des fluides injectés avec de l'eau saumâtre du réservoir. Il peut contenir du sel dissous, pétrole et autres composés organiques, matières solides en suspension, oligo-éléments, bactéries, matières radioactives naturelles et tout ce qui est injecté dans les puits, dit l'USGS. Cette eau est recyclée, traités et déchargés ; répandu sur les routes, évaporé ou infiltré; ou injecté dans des puits profonds.

La fracturation hydraulique pour le gaz naturel et le pétrole et ses eaux usées a considérablement augmenté ces dernières années. Et cela pourrait submerger les infrastructures locales et mettre à rude épreuve de nombreuses parties du cycle de l'eau après la fracturation, y compris le stockage, traitement, réutilisation, le transport ou l'élimination des eaux usées, selon l'USGS.

Pour l'étude Rutgers-USGS, des échantillons d'eau et de sédiments ont été prélevés dans les affluents du ruisseau Wolf en Virginie-Occidentale en juin 2014, y compris un affluent sans nom qui traverse une installation de contrôle d'injection souterraine.

L'installation comprend un puits d'élimination, qui injecte les eaux usées à 2, 600 pieds sous la surface, réservoirs de stockage de saumure, une route d'accès et deux étangs bordés (désormais fermés) qui servaient à stocker temporairement les eaux usées pour permettre aux particules de se déposer avant injection.

Des échantillons d'eau ont été expédiés à Rutgers, où ils ont été analysés. Des échantillons de sédiments ont été analysés au Waksman Genomics Core Facility à Rutgers. L'étude a généré un riche ensemble de données à partir du séquençage métagénomique, qui localise les gènes dans des communautés microbiennes entières, Fahrenfeld a noté.

"Les résultats ont montré des changements dans la communauté microbienne et la résistance aux antibiotiques, mais ce site ne semble pas être un nouveau point chaud pour la résistance aux antibiotiques, ", a-t-elle déclaré. L'utilisation de biocides dans certains fluides de fracturation a soulevé la question de savoir si ce type d'eaux usées pourrait servir d'environnement favorable à l'augmentation de la résistance aux antimicrobiens. La résistance aux antimicrobiens détectée dans ces sédiments n'a pas atteint les niveaux trouvés dans les eaux usées municipales. - une importante source environnementale de résistance aux antimicrobiens avec les sites agricoles.

Les antibiotiques et les médicaments similaires ont été utilisés si largement et pendant si longtemps que les microbes que les antibiotiques sont conçus pour tuer se sont adaptés à eux, rendre les médicaments moins efficaces, selon les Centers for Disease Control and Prevention des États-Unis. Au moins 2 millions de personnes sont infectées par des bactéries résistantes aux antibiotiques chaque année aux États-Unis, avec au moins 23 ans, 000 d'entre eux meurent des infections.

"Nous avons ce très bel ensemble de données avec tous les gènes et tous les microbes qui étaient sur le site, " Fahrenfeld a déclaré. "Nous espérons appliquer certaines de ces techniques à d'autres systèmes environnementaux."