伴隨著頁巖氣探測在美國的開展，工業界的官員和環保人士就頁巖氣開采是否會污染地下水的問題爭執不下。目前，研究人員對一處頁巖氣源——不規則伸展的馬塞勒斯頁巖，其主要分布在紐約州、賓夕法尼亞州、西弗吉尼亞州和俄亥俄州——進行了追蹤研究。
這一研究由北卡羅來那州達勒姆市杜克大學的研究人員開展，并在先前的一項賓夕法尼亞州東北部飲用水分析的基礎上進行了拓展研究。在賓夕法尼亞州東北部，能源公司的水力壓裂工程使馬塞勒斯頁巖破裂，釋放出氣體。研究人員發現，越接近井口，污染程度越高。他們于6月24日發表的最新研究結果又向前邁進了一步，把地下水污染物的化學指紋圖譜和2000~3000米地下被虹吸管抽吸出的頁巖氣聯系起來。
杜克大學氣候變化中心主任兼該論文的首席作者 Rob Jackson說：“我們發現的問題可能比人們意識到的更常見。”Jackson強調，污染可能是不當的鉆井施工而非水力壓裂法本身造成的。但他表示，對于相關行業來說，最終的結果敲響了警鐘——鉆井作業需要在今后得到改善。
近期，開采頁巖氣造成環境影響這一問題存在著廣泛的爭論。頁巖氣開采已改變了美國的能源格局，并正在向國外轉移。這項開采行動也引發了一些擔心——主要圍繞空氣污染和甲烷排放，這可能會抵消用天然氣取代煤炭而產生的氣候效益。但是在科學家、監管者和工業界之間展開的一系列引人關注的爭論中，頁巖氣開采對地下水資源可能造成的潛在影響已經成為一項中心議題。
上周，在一份引起爭議的報告(指出水力壓裂法是引起地下水污染的罪魁禍首)發布兩年多之后，美國環境保護署(EPA)取消了一項位于懷俄明州的探測地下水污染的行動。這一決定使相關調查由州政府官員接手(當地官員曾批評EPA的這份評定)。賓夕法尼亞州的Dimock是杜克大學團隊的研究區域，2009年，針對地下水污染的指控使州監管機構暫停了一些鉆井作業，并處罰了主要的操作方——卡伯特石油與天然氣公司。這一訴訟在庭外得到了解決，但該公司并未承認自身的過錯。
杜克大學的團隊提供了進一步的證據表明，發展頁巖氣確實會對某些地區的地下水質量造成負面影響。在飲用水中經常能發現微量的甲烷，盡管Jackson團隊所查明的甲烷水平并不能說明一定存在健康威脅。但在一些極端案例中，甲烷污染非常危險：居民有時能點燃水龍頭中流出的氣體。
在 141個飲用水樣本中，Jackson的團隊在其中的115個樣本內發現了甲烷。為了追查甲烷的來源，Jackson的團隊檢測了甲烷分子的碳同位素比值 ——甲烷來源不同會導致碳同位素比值不同(有的產生于相對較淺的水中微生物，有的產生于地球深處的熱量和壓力)。該團隊還分別觀察了乙烷、丙烷和氦的濃度，其他頁巖氣開采的常見副產品沒有在淺層地下水中被發現。
卡伯特石油與天然氣公司是這一地區大部分天然氣鉆探井的運營商，該公司的行政人員拒絕評論這項研究。總部設在華盛頓的美國石油獨立協會的研究和宣傳部門發言人Steve Everley表示，杜克大學的這項研究不具有決定性意義。
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