Photo: Dale Shank, courtesy of Newpark Drilling FluidsTraduction libre d'un texte publié dans "New Solutions", volume 22, dans la rubrique "Scientific Solutions", écrit par Michelle Bamberger et Robert E. Oswald
Lien (pdf de 27 pages): http://slopefarms.com/blog/wp-content/uploads/2012/01/Bamberger_Oswald_NS22_in_press.pdf
2e partie:
Dans certains cas, l'exposition est dû à un accident ou de la négligence, mais à d'autres occasions, c'est une conséquence d'opérations normales. Une exposition directe à des fluides de fracturation hydraulique s'est produite dans 2 cas: dans l'un de ces 2 cas, un employé a fermé un mélangeur de produits chimiques durant le procédé de fracturation, à la suite desquels des fluides de fracturation hydraulique se sont rendus dans un pré pour les vaches, en tuant 17 en dedans d'une heure; dans l'autre cas, il s'agissait d'une soupape (valve) défectueuse d'une citerne pleine de fluides de fracturation, ce qui a causé une fuite de plusieurs centaines de barils de fluides hydrauliques dans un champs où des chèvres ont été exposées et ensuite souffert de problèmes de leur système de reproduction pendant les 2 années suivantes. L'exposition aux produits chimiques de forage pendant un blowout, quand les liquides ont coulé dans un pâturage et étang où des vaches porteuses broutaient; la plupart des vaches ont ensuite eues des veaux morts-nés avec des déformations congénitales. L'exposition aux eaux usées s'est produite à la suite d'une fuite ou des bassins mal clôturés, des toiles d'imperméabilité présumément défectueuses de bassins de décantation, des applications directes d'eaux usées sur la route, et des déversements d'eaux usées dans des ruisseaux ou sur le sol. L'exposition qui se répète le plus souvent implique des contaminations de puits d'eau potable et des sources d'eau; l'exposition la plus fréquente en deuxième lieu se retrouve dans les étangs ou les ruisseaux. Finalement, les expositions sont aussi associées avec une station de compression défectueuse, un tuyau qui fuit, et les torchères. En plus des humains, les animaux impactés sont: des vaches, des chevaux, des chèvres, des lamas, des poules, des chiens, des chats et des poissons koi. À part de prendre des photos et des notes sur la présence d'animaux sauvages morts ou agonisants (chevreuils, oiseaux, poissons, salamandres et grenouilles) dans le voisinage des prés, ruisseaux et étangs impactés, les impacts sur la vie sauvage n'ont pas été bien documentés.
Parce que les animaux d'élevage ont été exposés à l'environnement pour des périodes de temps plus longues et en plus grand nombre que les animaux de compagnie, et parce que la plupart des fermes que nous avons documenté faisaient l'élevage de bovins de boucherie, les vaches sont représentées davantage que les autres animaux. Les expositions à cause de l'eau de puits, d'étangs, de sources, à cause de déversements d'eaux usées dans des ruisseaux, et des déversements accidentels ou des fuites d'eaux usées des bassins de décantation ont été la cause de mortalité sur une période de temps habituellement entre 1 à 3 jours, selon les fermiers, et les vaches s'affaissant et incapables de se relever malgré des traitements symptomatiques. Les symptômes les plus souvents observés et rapportés sont ceux associés avec la reproduction. Le bétail qui avait été exposé aux eaux usées (reflux et - ou des eaux usées), ou à de l'eau de puits contaminé ou d'étang, pourrait avoir des problèmes de reproduction. Quand des vaches porteuses (enceintes) ont été exposées de façon similaire, les fermiers ont rapporté des incidences plus fréquentes de veaux morts-nés avec ou sans de déformations congénitales (des palais fendus, des yeux blancs et bleus). Dans chaque cas, les fermiers ont rapporté que durant les années précédentes, les veaux morts-nés étaient rares (moins qu'un par année). Dans la plupart des cas lors du suivi des diagnostiques, aucun diagnostic final n'a été émis; dans d'autres cas, des hématites fulminantes (foie) ou d'insuffisances rénales aiguës étaient les plus courantes. Des 7 fermes d'élevage de bovins les plus étudiées en détails, 50% du cheptel, en moyenne, étaient victime de mortalité et incapacité des survivants à se reproduire. Dans un des cas, l'exposition aux eaux usées de forage a provoqué une quarantaine du troupeau de bovins et une perte financière importante et non compensée pour le fermier.
Le cas le plus dramatique était le cas o`17 vaches sont mortes en dedans d'une heure d'être exposées directement à des fluides de fracturation hydraulique. Le rapport final de nécropsie cite que la cause la plus probable du décès était une insuffisance respiratoire avec un affaissement circulatoire. Le fluide de fracturation hydraulique contenait, parmi d'autres toxiques, des hydrocarbures de pétrole et des composés d'ammonium quaternaires (tétraméthylammonium et hexaméthylènetétramine). Bien que des hydrocarbures de pétrole ont été rapportés trouvés dans le petit intestin, dans des lésions dans les poumons, la trachée, le foie et les reins qui laissent croire à une exposition à d'autres produits toxiques également, et des composés d'ammonium quaternaires ont été reconnus pour causer des lésions semblables.
Deux cas impliquant des fermes de bovins qui ont, bien malgré elles, fourni des groupes de contrôle et des groupes soumis à une expérience. Dans l'un des cas, un ruisseau dans lequel des eaux usées auraient été déversées a été la source d'eau pour abreuvoir 60 bêtes, et la balance du troupeau de 36 bêtes gardé dans d'autres prés sans accès au ruisseau. Des 60 bêtes qui ont été exposées à l'eau du ruisseau, 21 sont mortes et 16 n'ont pas pu vêler au printemps suivant. Des 36 bêtes qui n'ont pas été exposées aux eaux usées, il n'y a pas eu de problèmes de santé observés, et seulement une vache est restée stérile. Dans une autre ferme, 140 bêtes ont été exposées quand la toile imperméabilisante d'un bassin de décantation aurait fendu, selon le fermier, et les fluides ont coulé dans le pré et l'étang qui sert de source d'eau potable pour les vaches. De ces 140 bêtes exposées aux eaux usées, environ 70 en sont mortes et il y a eu un taux élevé de morts-nés avec des malformations. Le restant du troupeau (60 bêtes) était gardé dans un autre pré et n'avait pas accès aux eaux usées; ces bêtes n'ont pas eu de problèmes de santé ni de croissance. Ces cas sont très semblables à une expérience de laboratoire contrôlée, et impliquent fortement des expositions aux eaux usées à des décès, des difficultés de reproduction et des taux amoindris de prises de poids chez le bétail.
Des animaux de compagnie sont des animaux qui sont gardés pour le plaisir, et incluent des chevaux, des chiens, des chats, des lamas, des chèvres et des poissons koï. Les expositions des animaux de compagnie se produisent lorsque les animaux ingèrent de l'eau contaminée d'un puits, d'une source, d'un ruisseau ou d'un étang. Des problèmes de reproduction (des cycles irréguliers, impossibilité de se reproduire, des avortements et des morts-nés), ainsi que des problèmes neurologiques (des convulsions, manque de coordination, ataxie) étaient les problèmes les plus souvent rapportés. D'autres symptômes souvent rapportés étaient d'origines gastro-intestinales (vomissements, diarrhées) et dermatologiques (perte de poil, cheveux ou plumes, irritations cutanées).
Dans la majorité des cas, les propriétaires d'animaux étaient exposés en buvant l'eau ou en l'utilisant pour préparer leur repas, en prenant leur douche ou en se lavant avec l'eau de leur puits ou de leur source. Des symptômes de problèmes respiratoires (dont des sensations de brûlements dans le nez et dans la gorge) et des sensations de brûlements dans les yeux étaient les plus souvent rapportés. Des maux de tête et des symptômes associés avec les systèmes gastro-intestinaux (vomissements, diarrhées), dermatologiques (éruptions cutanées) et vasculaires (saignements de nez) étaient souvent rapportés.
CAS DÉMONTRANT LES IMPACTS DES FORAGES GAZIERS SUR LES ANIMAUX D'ÉLEVAGE ET DE COMPAGNIE ET LEURS PROPRIÉTAIRES
Cas 1
Deux demeures (A et B) sont situées à l'intérieur d'un périmètre de 2 milles de 25 puits de gaz de schiste. Le site de forage le plus près, des bassins de boues de forage et un bassin de décantation d'eaux usées de forage et de fracturation sont à moins d'un mille des 2 maisons; le bassin de décantation est d'environ 4,5 acres de surface et est plus élevé en altitude que les 2 maisons. Deux stations de compression sont situées à moins d'un mille des 2 maisons. Les propriétaires ont plusieurs animaux d'élevage et de compagnie, et n'ont pas rapporté de cas de mortalité ou de morbidité d'animaux de compagnie avant le début des opérations de forage. Des tests fait sur les sources d'eau avant le début des forages n'avaient pas été faits aux 2 résidences. Un peu après le début des forages, la propriétaire de la maison B a remarqué que son eau de puits avait une odeur et des sédiments noirs, et le propriétaire de la maison A a noté une diminution de quantité d'eau disponible dans ses sources d'eau (un puits et une source). Une fois le bassin de décantation érigé, les propriétaires de la maison A ont remarqué une diminution importante de la quantité et une pauvre qualité de l'eau du puits et de la source d'eau. La source était la seule source d'eau pour leurs animaux de ferme. Environ 9 mois après le début des forages, les propriétaires de la maison A ont commencé à transporter de l'eau d'un ruisseau avoisinant pour combler leurs besoins en eau de source.
Depuis que les opérations de forage ont commencé, les deux propriétaires ont remarqué que des eaux usées avaient été épandues sur les chemins, peu importe les conditions météorologiques, et ont remarqué que les chiens et les chats dans leur voisinage se léchaient les pattes après avoir marché sur le chemin, et buvaient aussi dans les flaques d'eaux usées; certains de ces animaux sont tombés gravement malades et sont morts sur une période de 1 à 3 jours après avoir été exposés de cette façon. Selon le propriétaire de la maison B, le bassin de décantation n'était pas clôturé au début et les animaux avaient un accès direct aux eaux usées. Un accident impliquant le bassin de décantation avait été remarqué par les 2 propriétaires; après avoir fait le plein, un camion transportant des eaux usées a quitté les lieux avec un robinet ouvert, ce qui a laissé couler environ 20 gallons d'eaux usées sur le chemin d'accès et sur le chemin public près de la propriété de la maison A. Dernièrement, la compagnie de forage et l'agence de réglementation environnementale de l'état ont été avisés d'un déversement accidentel du bassin de décantation, le liquide s'échappant des barrières temporaires et se déversant dans un ruisseau; en se basant sur les signes d'érosion des sols, les propriétaires des maisons A et B ont rapporté que ce déversement s'est déroulé pendant plusieurs mois. Peu après cet accident, une défectuosité s'est produite dans le système d'aération du bassin de décantation, ce qui a généré une odeur d’égout qui a perduré dans l'air ambiant des maisons A et B pendant plusieurs journées et rendu malades les membres des familles des 2 maisons. Quand le propriétaire de la maison A a placé une plainte, la compagnie de forage a offert de payer les frais de logement dans un hôtel pour elle et sa famille; elle n'a pas accepté cette offre parce qu'elle ne voulait pas laisser ses animaux.
Environ 1 an après le début des forages, une jument entière de 18 ans de race Quarter Horse sur la propriété de la maison A a souffert d'une attaque soudaine d'anorexie, de malaises, de perte de poids accélérée, et de légère incoordination après avoir passé sans problèmes un examen vétérinaire quelques semaines plus tôt. Les symptômes du cheval ont été traités avec un antibiotique, un stéroïde et un antihistaminique. Quelques jours plus tard, le cheval est devenu ataxique, et a reçu des soins pour une myeloencéphalite protozoaire équine, bien qu'un diagnostique n'avait pas été fait. L'état de santé du cheval ne s'est pas amélioré après 3 à 4 jours et a reçu un autre traitement. En dedans de quelques jours, les symptômes neurologiques du cheval ont empirés à un point tel que le cheval ne pouvait plus se relever. Les paramètres sanguins et de chimie clinique indiquaient une hépatite fulgurante à cause de toxicité. Le vétérinaire se doutait qu'il s'agissait d'empoisonnement aux métaux lourds à cause de la maladie si soudaine du cheval; ceci n'a pas été confirmé, parce que des tests de toxicologie n'ont pas été faits. Le cheval a été euthanasié 2 semaines après le début des symptômes à cause d'un prognostique erroné et manque de traitement. Des signes neurologiques semblables ont été rapportés dans un autre cas de cette étude qui implique 2 chevaux élevés tout près d'une opération de puits gazier vertical profond.
De plus, les 2 propriétaires s'occupaient d'animaux qu'on avait accouplés pour fin de reproduction à ce moment-là: le propriétaire de la maison B avait une chèvre entière de race Boer qui a avorté de deux poulains dans le 2e trimestre, et les propriétaires de la maison A avait une chienne entière de race Boxer qui a eu une mise bas anormale et difficile après avoir eu 3 mises bas sans problèmes auparavant, cette fois-ci accouchant d'un chiot mort-né et un chiot avec un palais fendu qui est mort un peu après sa naissance. Cette même chienne a eu une 5e mise bas de 15 chiots dans laquelle 7 chiots étaient morts-nés et 8 chiots sont morts en moins de 24 heures de leur naissance. Tous les chiots souffraient d'hypotrichose congénitale (manque de poils); c'est-à-dire qu'ils sont nés avec un manque complet ou partiel de poils.
Un peu après les débuts des forages et des fracturations hydrauliques sur le premier puits, un enfant vivant dans la maison B a commencé à montrer des signes de fatigue, des douleurs graves à l'abdomen, maux de gorge et maux de dos. Six mois plus tard, l'enfant fut hospitalisé, souffrant de problèmes de confusion et de délires, et a reçu des traitement de morphine pour les douleurs abdominales. Après le décès de plusieurs animaux comme décrit plus haut, le docteur de l'enfant s'est douté que les symptômes de l'enfant étaient d'origine toxicologiques. Des tests toxicologiques ont démontré un empoissonnement à l’arsenic expliquant la maladie de l'enfant. La famille a donc arrêté d'utiliser leur eau de puits, bien que des résultats de tests indiquant que leur eau était bonne à boire, et l'enfant s'est rétabli après avoir manqué une année de scolarité.
Pendant la fracturation hydraulique à grands volumes, les substances qui se retrouvent naturellement dans le schiste, dont l'arsenic, reviennent à la surface avec les eaux usées. Dans ce cas-ci, les eaux usées avaient été entreposées dans un bassin où des aérateurs giclaient les chimiques dans les aires, augmentant ainsi la possibilité que les animaux et les humains les respirent; aussi, des déversements accidentels d'eaux usées, comme mentionnés ci-haut, pourraient avoir contaminé l'eau souterraine. Des tests de l'eau des puits des maisons A et B et de la source de la maison A n'ont pas indiqué des concentrations élevées d'arsenic; toutefois, c'est possible qu'à cause des variations de niveau de la nappe phréatique et de sa qualité, des niveaux élevés d'arsenic pourraient avoir provoqué des symptômes de l'enfant dans la maison B pour ensuite redescendre avant les tests d'eau qui se sont fait 1 an plus tard. Aussi, des concentrations d'arsenic rapportées pourraient être très faibles parce que l'arsenic peut se transformer en trihydrure d’arsenic, un gaz toxique qui se dissipe rapidement. Chez les humains, être exposé à l'arsenic inorganique de façon grave ou chronique oralement provoque des effets gastro-intestinaux ainsi que des impacts sur le système nerveux: les effets à court terme sont des maux de tête, manque d'énergie et délires, tandis que les effets à long terme peuvent consister en neuropathie périphérique. Chez les humains, une exposition importante au trihydrure d’arsenic peut provoquer beaucoup de symptômes comme une démarche titubante, une léthargie extrême et des maux de tête. Les animaux gravement exposés au trihydrure d’arsenic peuvent avoir plusieurs symptômes comme une démarche titubante, une léthargie extrême et d'importantes douleurs abdominales, tandis que les animaux exposés sur une longue période peuvent avoir des signes d'anorexie, de dépression et de paralysie partielle des membres antérieurs. Des études d'animaux indiquent que l'arsénic peut aussi provoquer des malformations du fétus et des mortalités de fétus.
Puisque la famille de la maison B continuait de se faire suivre pour les produits toxiques, des tests d'urine fait au hasard sur tous les membres de la famille étaient positifs pour le phénol, un métabolite du benzène, avec des augmentations importantes sur une période de quelques mois. En se fiant sur des études de santé au travail, le laboratoire qui a fait les tests estimait que ces résultats étaient consistants avec une exposition chronique de 0,5 à 4,0 de ppm de benzène dans l'air. Les plus récents symptômes observés par les 2 familles dans les 2 maisons étaient une fatigue extrême, des maux de tête, des saignements de nez, des éruptions cutanées et des problèmes des sens (odorat et ouïe). L'enfant dans la maison B avait aussi des problèmes à respirer, et a dû encore manquer des journées en classe. Les médecins de famille des 2 maisons les ont conseillées de partir de leur maison pour au moins 30 jours, sinon elles souffriraient de conséquences sévères à leur santé. Le propriétaire de la maison A a décidé de rester dans sa maison afin de prendre soin de ses animaux. Après un mois d'absence, les niveaux de phénol ainsi que les symptômes des enfants de la maison B ont diminués, tandis que le propriétaire de la maison B, qui retournait à la maison pour quelques heures chaque jour, a vu ses niveaux de phénol augmenter et ses symptômes empirer. L'un des propriétaires dans la maison A, qui travaille de la maison, a vu ses symptômes empirer.
Ce cas illustre bien l'importance de regarder à la fois la santé humaine et animale. Les animaux vivent parmi nous et sont exposés aux mêmes influences environnementales; toutefois, ils tendent à être exposés davantage et ont une vie plus courte, ainsi que des cycles de reproduction plus courts que les humains. Si ce n'était pas des mortalités nombreuses d'animaux peu après le début des opérations de gaz de schiste dans ce voisinage, le médecin de l'enfant pourrait ne pas avoir demandé de tests de toxicologie, puisque que l'empoisonnement à l'arsenic n'est pas un diagnostique courant.
Bientôt, la traduction du cas #2.
Photo: marcellus-shale.usNEW SOLUTIONS, Vol. 22(1) 51-77, 2012
Scientific Solutions
IMPACTS OF GAS DRILLING ON HUMAN AND ANIMAL HEALTH
MICHELLE BAMBERGER
ROBERT E. OSWALD
ABSTRACT
Part 2
In some cases, exposure was due to accidents or negligence, but at other times, it was a consequence of normal operations. Direct exposure to hydraulic fracturing fluid occurred in two cases: in one, a worker shut down a chemical blender during the fracturing process, allowing the release of fracturing fluids into an adjacent cow pasture, killing 17 cows in one hour; the other was a result of a defective valve on a fracturing fluid tank, which caused hundreds of barrels of hydraulic fracturing fluid to leak into a pasture where goats were exposed and suffered from reproductive problems over the following two years. Exposure to drilling chemicals occurred during a blowout when liquids ran into a pasture and pond
where bred cows were grazing; most of the cows later produced stillborn calves with congenital defects. Exposure to wastewater occurred through leakage or improper fencing of impoundments, alleged compromise of a liner in an
impoundment to drain fluid, direct application of the wastewater to roads, and dumping of the wastewater on creeks and land. The most common exposure by far was to affected water wells and/or springs; the next most common exposure
was to affected ponds or creeks. Finally, exposures also were associated with compressor station malfunction, pipeline leaks, and well flaring. In addition to humans, the animals affected were: cows, horses, goats, llamas, chickens, dogs,
cats, and koi. Other than photographing and recording the presence of dead and dying wildlife (deer, songbirds, fish, sala manders, and frogs) in the vicinity of affected pastures, creeks and ponds, the effect on wildlife has not been well
documented.
Because production animals were exposed to the environment for longer periods and in greater numbers than companion animals, and because most of the farms we documented raised beef cattle, cows were represented to a greater extent
than other animals. Exposures through well water, ponds, springs, dumping of wastewater into creeks, and spills or leakage of wastewater from impoundments were believed by farmers to result in deaths over time periods typically ranging from one to three days, with cows going down and unable to rise despite symptomatic treatment. The most commonly reported symptoms were associated with reproduction. Cattle that have been exposed to wastewater (flowback and/or produced water) or affected well or pond water may have trouble breeding. When bred cows were likewise exposed, farmers reported an increased incidence of stillborn calves with and without congenital abnormalities (cleft palate, white and blue eyes). In each case, farmers reported that in previous years stillborn calves were rare (fewer than one per year). In most cases where diagnostics were pursued, no final diagnosis was made; in other cases, acute liver or kidney failure was most commonly found. Of the seven cattle farms studied in the most detail, 50 percent of the herd, on average, was affected by death and failure of survivors to breed. In one case, exposure to drilling wastewater led to a quarantine of beef cattle and significant uncompensated economic loss to the farmers.
The most dramatic case was the death of 17 cows within one hour from direct exposure to hydraulic fracturing fluid. The final necropsy report listed the most likely cause of death as respiratory failure with circulatory collapse. The hydraulic fracturing fluid contained, among other toxicants, petroleum hydro-carbons and quaternary ammonium compounds (tetramethylammonium and hexamethylenetetramine). Although petroleum hydrocarbons were reported to be found in the small intestine, lesions in the lung, trachea, liver and kidneys suggested exposure to other toxicants as well, and quaternary ammonium compounds have been described as producing similar lesions.
Two cases involving beef cattle farms inadvertently provided control and experimental groups. In one case, a creek into which wastewater was allegedly dumped was the source of water for 60 head, with the remaining 36 head in the herd kept in other pastures without access to the creek. Of the 60 head that were exposed to the creek water, 21 died and 16 failed to produce calves the following spring. Of the 36 that were not exposed, no health problems were observed, and only one cow failed to breed. At another farm, 140 head were exposed when the liner of a wastewater impoundment was allegedly slit, as
reported by the farmer, and the fluid drained into the pasture and the pond used as a source of water for the cows. Of those 140 head exposed to the wastewater, approximately 70 died and there was a high incidence of stillborn and stunted calves. The remainder of the herd (60 head) was held in another pasture and did not have access to the wastewater; they showed no health or growth problems. These cases approach the design of a controlled experiment, and strongly implicate wastewater exposure in the death, failure to breed, and reduced growth rate of cattle.
Companion animals were defined as those animals that were kept as pets, and included horses, dogs, cats, llamas, goats, and koi. Companion animal exposures typically occurred when animals ingested affected water from a well, spring, creek or pond. Reproductive problems (irregular cycles, failure to breed, abortions, and stillbirths) and neurological problems (seizures, incoordination, ataxia) were the most commonly reported. Other commonly reported symptoms included those of gastrointestinal (vomiting, diarrhea) and dermatological (hair and feather loss, rashes) origin.
In the majority of cases, owners of animals were exposed upon using their well or spring water for drinking, cooking, showering and bathing. Upper respiratory symptoms (including burning of the nose and throat) and burning of the eyes were the most commonly reported. Headaches and symptoms associated with the gastrointestinal (vomiting, diarrhea), dermatological (rashes), and vascular (nosebleeds) systems were commonly reported.
CASES ILLUSTRATING THE EFFECTS OF GAS DRILLING ON PRODUCTION AND COMPANION ANIMALS AND THEIR OWNERS
Case 1
Two homes (A and B) are located within two miles of approximately 25 shale gas wells. The closest pad, drilling muds pit, and wastewater impoundment are within one mile of both homes; the impoundment is approximately 4.5 acres in area and is at a higher elevation than either home. Two compressor stations are located within one mile of both homes. The owners have a variety of companion and farm animals, and reported no unusual pet morbidity or mortality preceding drilling operations. Predrilling tests on water sources were not done for either home. Soon after drilling began, the owner of Home B noted that her well water had an odor and black sediment, and the owners of Home A observed a decreased quantity of their water sources (a well and a spring). Once the wastewater impoundment was constructed, the owners of Home A noted a dramatic decrease in quantity, as well as poor quality, of both the well and spring water. The spring served as the sole source of water for the owners' farm animals. Approximately nine months after drilling began, the owners of Home A began hauling water from a nearby creek, to supplement the spring water.
Since drilling operations began, both owners have observed wastewater being spread on the roads during all weather conditions, and noted that cats and dogs in their neighborhood licked their paws after walking on the road, and also drank from wastewater puddles; some of these animals became severely ill and died over a period of one to three days following these exposures. According to the owner of Home B, the wastewater impoundment was not initially fenced and animals had direct access to the wastewater. An accident involving the wastewater impoundment was noted by both owners; after filling, a truck carrying wastewater drove away from the impoundment site with an open valve, releasing approximately 20 gallons of wastewater onto the impoundment access road and onto the road near the property of Home A. Most recently, both the
drilling company and the state environmental regulatory agency were notified of a spill from the wastewater impoundment that flowed past temporary barriers and into a creek; based on soil erosion patterns, the owners of Homes A and B reported that this spill had been ongoing for months. Soon after this accident, a malfunction occurred in the wastewater impoundment aeration system, producing a raw sewage smell that persisted in the air around Homes A and B for days and sickened the families in both homes. When the owner of Home A complained, the drilling company offered to pay motel expenses for her and her family; this offer was declined because the owner refused to leave her animals.
Approximately a year after drilling began, an 18-year-old intact female American Quarter Horse in Home A had an acute onset of anorexia, malaise, rapid weight loss, and mild incoordination after testing normal on a physical examination a few weeks earlier. The horse was treated symptomatically with an antibiotic, steroid, and antihistamine. A few days later, the horse had become ataxic, and was treated for equine protozoal myeloencephalitis, although no diagnosis was made. The horse did not improve after three to four days and was treated again. Within a few days, the horse's neurological symptoms had progressed such that the horse was unable to rise. Blood and clinical chemistry parameters indicated acute liver failure due to toxicity. The veterinarian suspected heavy metal poisoning as a cause of the horse’s sudden illness; this was
not confirmed, as toxicology tests were not done. The horse was euthanized two weeks after onset due to poor prognosis and failure to respond. Similar neurologic signs were reported in another case in this study that involved two horses living
adjacent to a deep, vertical gas well operation.
In addition, both homeowners were caring for animals that were bred at this time: the owner of Home B had a three-year-old intact female Boer goat that aborted two kids in the second trimester, and the owners of Home A had a five-year-old intact female Boxer that experienced dystocia with a fourth litter (after previously whelping three normal litters), producing one stillborn pup and one pup with cleft palate that died soon after birth. This same dog subsequently whelped a fifth litter of 15 pups in which seven pups were stillborn and eight pups died within 24 hours. All the pups were afflicted with congenital hypotrichosis; that is, they were born with the complete or partial absence of normal hair.
Soon after drilling and hydraulic fracturing began for the first well, a child living in Home B began showing signs of fatigue, severe abdominal pain, sore throat, and backache. Six months later, the child was hospitalized with confusion and delirium and was given morphine for abdominal pain. After the deaths of several animals as cited above, the child's physician suspected that the child’s symptoms were of toxicological origin. A toxicology test revealed arsenic poisoning as the cause of the child’s sickness. The family stopped using their well water despite test results indicating that the water was safe to drink, and the child gradually recovered after losing one year of school.
During high-volume hydraulic fracturing, substances that occur naturally in the shale, including arsenic, come to the surface in wastewater. In this case, the wastewater was stored in the impoundment, where aerators misted the chemicals
into the air, increasing the chances of inhalation by animals and people; also, surface spillage of wastewater, as noted above, could have contaminated the ground water. Tests on well water from both Homes A and B, and the spring from
Home A, did not show elevated levels of arsenic; however, it is possible that, given fluctuations in the water table and water quality, high levels of arsenic may have initiated symptoms in the child in Home B and then dropped to low levels before water testing was done more than one year later. Also, reported arsenic levels may be deceptively low because arsenic can be converted to arsine-a toxic gas that dissipates rapidly. In people, both acute and chronic oral exposure to inorganic arsenic causes gastrointestinal effects as well as effects on the nervous system: short-term effects include headaches, weakness, and delirium, while long-term effects include peripheral neuropathy. Acute exposure of people to arsine can produce many effects including abdominal pain and headaches. Animals exposed acutely to inorganic arsenic may show many symptoms including staggering gait, extreme lethargy, and intense abdominal pain, while animals exposed over a longer period of time may manifest signs including anorexia, depression, and partial paralysis of the rear limbs. Animal studies show that arsenic can also cause fetal malformations and fetal death.
As the family in Home B continued to be screened for toxicants, random urine tests on all family members were positive for phenol, a metabolite of benzene, with dramatic increases over a period of a few months. Based on occupational health studies [e.g., 42], the testing laboratory judged these results to be consistent with chronic exposure to 0.5 to 4.0 ppm benzene in the air. The most recent symptoms observed by families in both homes include extreme fatigue, headaches, nosebleeds, rashes, and sensory deficits (smell and hearing). The child in Home B also had difficulty breathing, and again had to be taken out of school. Doctors of the families in both homes warned them to leave their homes for at least 30 days or suffer more severe health consequences. The owner of Home B followed her doctor's advice, and moved her children out of her home, returning each day to care for her animals; the owners of Home A elected to remain at their home to care for their animals. After one month of being away, the phenol levels as well as the symptoms of the children in Home B decreased, while the owner of Home B, who returns to the home for a few hours each day, has increased phenol levels and worsening of symptoms. One of the owners in Home A, who works at home, has experienced worsening of symptoms.
This case illustrates the importance of considering both animal and human health. Animals live among us and are exposed to the same environmental influences; however, they tend to suffer more direct exposure and have shorter life and reproductive cycles. If it were not for the numerous deaths of animals soon after shale gas operations began in this neighborhood, the child’s doctor might not have ordered toxicology tests, as arsenic poisoning is not a common diagnosis.
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