Photo: HudsonRiverkeeperTraduction 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
Les pratiques suivantes devraient faire parti d'un protocole de tests:
1- Les prélèvements d'échantillons doivent être fait par une tierce partie indépendante avec un clair droit de garde continu entre les prélèvements et les tests. Un laboratoire certifié indépendant doit faire les tests, et les résultats doivent être disponibles pour tous les partis intéressés.
2- Tous les produits chimiques (avec leurs noms de l'IUPAC et leurs numéros de CAS) utilisés dans les fluides de fracturation hydraulique doivent être dévoilés aux propriétaires terriens en dedans d'un rayon de 5 milles, aux laboratoires qui font des tests, aux gouvernements locaux et aux agences de l'état. Les fiches de données de sécurité (FDS) pour chaque produit chimique et chaque mélange chimique doit venir avec cette divulgation. En suivant cette procédure, cela permettra aux tests avant le début des travaux de viser les produits chimiques spécifiques qui seront utilisés durant les procédés de forage pour chaque puits, ainsi que fournir de l'information précieuse aux premiers répondants et au personnel hospitalier en cas d'un accident.
3- En cas de doute d'effets négatifs sur la santé, les tests doivent inclure l'air, les sols, les eaux usées, toutes les sources d'eau potable, et du sang, de l'urine et des spécimens de tissus des animaux et humains affectés. Si le méthane est présent dans l'eau potable, des analyses isotopiques doivent être faites pour en déterminer l'origine (thermogénique ou biogénique).
4- Comme on vu dans plusieurs cas que nous avons documenté, les tests d'air par cartouches (canister) sont essentiels. Cela doit être fait pour établir des niveaux de référence (baseline) avant les débuts des forages, durant et après les torchères. Cela doit être fait aussi après la construction d'un bassin d'eaux usées et d'une station de compression.
5- N'importe quel produit chimique des fluides de fracturation et des produits chimiques venant du schiste qui sont connus ou que l'on suspecte être cancérigènes pour les humains sont règlementés par la loi Safe Drinking Water Act, ou sont sur la liste des polluants de l'air selon la loi Clean Air Act doivent avoir leur MCL qui sont donnés par l'EPA. Plusieurs des produits chimiques auxquels sont exposés les humains et les animaux à cause des fracturations hydrauliques à grand volume ne sont pas sur la liste des contaminants primaires, et donc ne sont pas soumis au MCL. Plus de la moitié des produits chimiques sont toxiques selon un rapport émis dernièrement du U.S. House of Representatives n'ont pas de MCL.
6- Toutes les dépenses encourues pour faire les tests doivent faire parti des coûts pour faire des affaires assumées par les compagnies de forage à la recherche du gaz.
Les tests fait avant et pendant les opérations de forage sont une partie importante de la documentation des impacts sur la santé. Si les impacts sur la santé sont liés à un produit chimique déjà présent dans un étant ou un puits, cela pourrait éviter un lien faussé entre les forages et la contamination de l'eau. Par contre, si un changement dans la composition chimique est lié à des changements de l'état de santé, alors il y a une justification importante pour qu'on offre une compensation. Dans plusieurs cas que nous avons documenté, aucune compensation n'a été fournie parce que des tests adéquats n'avaient pas été faits au préalable. En faisant des tests complets à des moments propices, une justification scientifique claire peut être fournie pour obtenir ou refuser une compensation. Encore mieux, on peut obtenir une meilleure compréhension des pratiques qui mènent à des contaminations de l'eau. Cela bénéficiera aux gens qui vivent au milieu des forages de gaz de schiste ainsi qu'à l'industrie en leur fournissant des données cohérentes et utiles pour guider leurs opérations. La pratique courante de faire peu de tests et nier les liens entre les forages et l'eau, l'air ou les contaminations de sol n'aide ni le public ni l'industrie.
Des pratiques pour éviter d'exposer les animaux et les humains aux produits toxiques environnementaux
Puisque les forages gaziers dans le schiste prennent de l'ampleur dans le nord-est des États-Unis, l'exposition des humains et des animaux aux produits toxiques dans l'environnement est suite à de la négligence, des actions illégales, des accidents catastrophiques (sur les sites de forage ou aux stations de compression), ou durant des opérations normales. La négligence et les actions illégales sont difficiles à éviter et peuvent avoir contribué à causer des problèmes de santé que nous avons documenté. Des présumés déversements illégaux d'eaux usées et les prétendues défaillances des toiles imperméabilisantes d'un bassin d'eaux usées étaient probablement responsables des mortalités du bétail dans 2 cas que nous avons étudié. Ces cas présumés de malfaisance illustrent bien la vulnérabilité des opérations agricoles avoisinant d'importants volumes de déchets toxiques. Les déversements volontaires et autres infractions faites délibérément sont difficiles à prévenir ou réglementer vu l'importante quantité de petites compagnies qui sont fournisseurs des opérations de forage et le manque de bonne volonté et de financement de la part des agences de règlementation environnementale des états d'enquêter et de percevoir des amendes de l'industrie gazière. Le phénomène fréquent d'avoir affaire avec des sous-contracteurs augmente les chances que les meilleures pratiques ne sont pas respectées à cause du manque de formation et de surveillance.
Bien qu'on puisse garder au minimum le nombre d'accidents grâce à des normes de sécurité sévères et des inspections rigoureuses, les agences de règlementation ont besoin d'un personnel suffisant pour faire le monitorage des opérations. Cela n'est pas seulement évident pour la Pennsylvanie, où il y a eu 666 infractions de santé environnementale et de sécurité publique rapportées en 2011 avant juin. Avec une équipe de 37 inspecteurs et 64,939 puits en production (en date de décembre 2010), la surveillance de l'agence de régulation est basiquement impossible. La situation est encore pire dans l'état de New York, où il y a seulement 16 inspecteurs en ce moment au département de conservation de l'environnement (DEC - Department of Environmental Conservation). Bien que le nombre de postes nécessaires pour surveiller cette industrie de façon adéquate seraient nécessairement très nombreux, l'embauche de nouveaux inspecteurs est nécessaire si l'on veut que les dommages environnementaux et de santé publique soient gardés à un strict minimum. Les états de New York, la Pennsylvanie et l'Iowa sont les seuls états où il y a du forage et où il n'y a pas de taxes d'indemnité (severance tax) sur les opérations de forage. Une telle taxe pourrait aider à financer les inspecteurs de plus et aider à s'assurer que l'on respecte les règlements actuels, bien que cela exigerait une volonté politique de percevoir des taxes suffisantes pour financer le nombre requis d'inspecteurs. Vu la haute probabilité que des accidents se produiront, en augmentant les distances séparatrices entre les résidences, les granges, les écoles, les étangs et les cours d'eau permettrait une sécurité additionnelle. Les règlements actuels en Pennsylvanie exigent une distance séparatrice de 200 pieds des puits d'eau potable et des sources d'eau potable, et 100 pieds des plans d'eau de surface, ainsi que 200 pieds des milieux humides. Dans New York, le projet de loi en préparation mentionne une distance de 500 pieds des puits d'eau potable privés. En augmentant ces distances de 5 à 10 fois augmenterait mais n'éliminerait pas les impacts des accidents comme le déversement du 20 avril 2011 à Bradford County, en Pennsylvanie. La contamination de l'air par une explosion d'une station de compression ou une contamination de ruisseau laissent une emprunte qui ne peut pas facilement être mitigée par même les distances les plus strictes.
Les pratiques normales peuvent être changées afin de réduire mais pas éliminer l'exposition des humains et des animaux aux produits toxiques qui viennent avec les forages gaziers. L'un des problèmes importants liés avec le forage pour le gaz de schiste est la grande quantité d'eaux usées générées. Ces eaux usées, dont le reflux et les eaux contaminées, contiennent à différentes étapes du procédé des produits chimiques utilisés dans les fluides de fracturation hydraulique ainsi que des composés chimiques et des minéraux extraits ajoutés aux fluides qui reviennent à la surface avec le gaz. Les matériaux extraits du sous-sol peuvent être également ou encore plus toxiques que les fluides de fracturation hydraulique, et peuvent aussi contenir des matériaux radioactifs ( comme le radium-226, le radon-222 et l'uranium-238), de l'arsenic, du plomb, du strontium, du baryum, du benzène, du chrome et du 4-nitroquinoline-1- oxyde. Toutefois, malgré la toxicité réelle de ce matériau, selon l'EPA, "les fluides de fracturation hydraulique, les eaux usées, et les autres déchets qui viennent avec l'exploration, le développement ou la production du gaz naturel sont perçus comme des déchets solides qui ne sont pas des déchets dangereux. Ceci permet l'épandage de ces substances sur les routes comme déglaçants et comme solution pour diminuer la poussière, tout en étant une menace mortelle potentielle, surtout pour les animaux de compagnie, les animaux sauvages et les enfants. Typiquement, ces solutions contiennent des concentrations élevées de sel et attirent les chiens et les chats, comme on l'a vu dans le cas #1. Ce danger peut être atténué facilement en ne permettant pas que ces eaux usées soient épandues ou arrosées sur les routes.
Avant qu'on enlève les eaux usées d'un site de forage, elles sont souvent entreposées dans de vastes bassins (parfois qui desservent plusieurs sites de forage) où le volume diminue à cause de l'évaporation. Cela augmente la concentration de certaines substances toxiques dans le bassin (les sels, les métaux lourds) et ce qui ajoute d'autres produits toxiques dans l'atmosphère (par exemple les organiques volatils comme le benzène et le toluène). De plus, les bassins sont liés avec des mortalités de bovins et d'animaux sauvages. Ces impacts soulèvent la question à savoir si les eaux usées devraient être stockées dans des bassins à ciel ouvert. Bien qu'ils sont économiquement avantageux pour les compagnies de forage, les impacts sur l'environnement et l'agriculture sont trop importants pour laisser continuer cette pratique. En Pennsylvanie, il y a eu du progrès dans le recyclage d'une certaine partie de ces eaux usées. Cela diminue le volume total d'eaux usées mais augmente leur toxicité à cause de l'augmentation répétée des concentrations du total des solides dissous. L'alternative serait de stocker les eaux usées dans des contenants métalliques sur le site de forage jusqu'à leur traitement ou leur disposition finale.
Finalement, la disposition des eaux usées présente elle aussi des dangers environnementaux importants. Des cas présumés de déversements volontaires d'eaux usées non traitées dans des ruisseaux ont été documentés par les médias. Dans le sud-ouest des États-Unis, les eaux usées sont injectées dans des puits d'injection à grande profondeur; toutefois, les grès imperméables et les schistes qui sont les formations en majorité trouvées sous la Pennsylvanie et l'état de New York empêchent l'usage des puits d'injection pour se débarrasser des eaux usées des forages et de fracturations. Un séisme de 3,2 a été lié à des injections dans un puits vertical fracturé hydrauliquement le 3 février 2001 près de Avoca, dans New York, suggérant que des considérations sismiques pourraient limiter encore plus le développement de la pratique des puits d'injection dans l'état de New York. Des évènements sismiques semblables dans d'autres coins du pays, les plus récents dans l'Ohio, pourraient vouloir dire que les états de New York et de la Pennsylvanie auront moins d'alternatives sous la main pour disposer des eaux usées générées par les forages pour le gaz de schiste. Au mois de mai en 2011, un moratoire volontaire a été déclaré sur les eaux usées des fracturations hydrauliques acceptées aux usines de traitement des eaux d’égouts en Pennsylvanie. Ces usines ne sont pas conçues pour traiter ni les composés radioactifs ni les composés toxiques, ou la tenure élevée en sels de ces déchets, et l'augmentation de l'habitude de recycler ces eaux ne fait qu'accentuer le problème. Les décharges de ces usines de traitement d'eaux usées dans la rivière Monongahela ont causées la contamination de l'eau potable de la ville de Pittsburgh en 2010. Les usines de traitement d'eaux usées ne sont clairement pas une alternative viable pour disposer des eaux usées, et malgré les progrès en recyclage de l'industrie, les puits d'injection à grande profondeur adéquats ne seront probablement pas situés pour recevoir l'amplitude de ce génèrera les forages projetés en Pennsylvanie et possiblement New York.
CONCLUSION
Les animaux, surtout le bétail, sont sensibles aux contaminants relâchés dans l'environnement par les forages et par leurs impacts cumulatifs. La documentation de cas de 6 états impliquent fortement l'exposition aux opérations de forages gaziers aux impacts sur la santé des humains, leurs animaux de compagnie, le bétail, les chevaux et les animaux sauvages. Bien que le manque de tests complets de l'air, de l'eau, des sols et des tissus des animaux entrave une analyse complète des liens entre les forages gaziers et la santé, des changements de politique pourraient aider dans le ramassage de données plus complètes et aussi mitiger partiellement les dangers pour les humains et les animaux. Sans études complètes, vu les impacts négatifs apparents sur la santé humaine et animale, une interdiction de forer pour le gaz de schiste est essentielle pour protéger la santé publique. Dans les états qui permettent tout de même ce procédé, l'adoption de mesures de gros bon sens pour réduire les impacts sur les humains et les animaux doivent être requis en plus de la divulgation complète et des tests d'air, d'eau, de sols, d'animaux et d'humains.
Remerciements:
Nous voulons remercier Sandra Podulka de Cornell University et la docteur Sandra Steingraber du Ithaca College pour leurs commentaires d'une copie ébauche de ce manuscrit.
Références: (voir ci-dessous)
Photo: Ted Jackson The Times-Picayune1. The sampling must be done by a disinterested third party with a clear chain of custody between sampling and testing. A certified independent laboratory must do the testing, and the results must be available to all interested parties.
2. All chemicals (with IUPAC names and CAS numbers) used in the hydraulic fracturing fluid at any concentration for each well must be disclosed to the property owners within a five-mile radius, testing laboratories, local governments, and state agencies. Material Safety Data Sheets (MSDSs) for each chemical and chemical mixture must accompany this disclosure.
Following this procedure will allow prior testing to be targeted to specific chemicals to be used in the drilling process for a specific well, as well as providing valuable information to first responders and hospital personnel in the case of an accident.
3. Upon suspicion of adverse health effects, testing must include air, soil, wastewater, all sources of drinking water, and blood, urine and tissue samples from affected animals and humans. If methane is present in drinking water, isotopic analysis to determine the origin (thermogenic vs. biogenic) must be done.
4. As illustrated by several cases we documented, air canister tests are essential. This must be done as a baseline before drilling begins and during and after well flaring. It must also be done after a wastewater impoundment and a compressor station have been established.
5. Any fracturing fluid chemicals and chemicals released from the shale that are known or possible human carcinogens, are regulated under the Safe Drinking Water Act, or are listed as hazardous air pollutants under the Clean Air Act must have MCLs, which are set by the EPA. Many of the chemicals to which both people and animals are exposed as a result of
high-volume hydraulic fracturing are not listed as primary contaminants, and thus have no enforceable MCL. More than half of the chemicals listed as toxic chemicals in a recently released U.S. House of Representatives report have no MCL.
6. All testing expenses must be a part of the cost of doing business for gas drilling companies.
Testing before and during drilling operations is an important part of documenting health effects. If health effects are related to a chemical pre-existing in a pond or well, this would prevent a false association between drilling and water contamination. Alternatively, if a change in chemical composition is correlated to health changes, then a strong justification for compensation is provided. In numerous cases that we documented, compensation was not provided because adequate prior testing had not been done. By doing complete testing, at the proper times, a clear scientific justification can be made for providing or denying compensation. Beyond that, a better understanding of what practices lead to water contamination can be obtained. This will be a benefit to people living in the midst of shale gas drilling and will, in fact, benefit the industry by providing consistent and useful data to guide operations. The current practice of undertesting and denying any link between drilling and water, air, or soil contamination is beneficial to neither the public nor the industry.
Practices for Avoiding Animal and Human Exposure to Environmental Toxicants
As shale gas drilling expands across the northeastern United States, exposure of animals and humans to environmental toxicants can result from negligence, illegal actions, catastrophic accidents (at drilling pads or compressor stations), or normal operations. Negligence and illegal actions are difficult to prevent and may have contributed to the health problems we documented. Suspected illegal dumping of wastewater and the alleged compromise of the liner of a wastewater impoundment were most likely responsible for cattle deaths in two instances that we studied. Cases of alleged wrongdoing illustrate the vulnerability of agricultural operations in the midst of large volumes of toxic waste. Dumping and other intentional violations are difficult to prevent or regulate given the large numbers of small companies involved in servicing
drilling operations and the lack of willingness and funding on the part of state environmental regulatory agencies to investigate and fine the gas industry. The prevalence of small subcontractors increases the possibility that best practices
will not be followed due to inadequate training and supervision.
Although accidents might be minimized with strict safety standards and careful inspection, regulatory agencies would require sufficient staff to monitor operations. This is obviously not the case in Pennsylvania, where 666 environmental health and safety violations have been reported in 2011 as of June. With a staff of 37 inspectors and 64,939 active wells (as of December, 2010), regulatory oversight is essentially impossible. The situation is even worse in New York State, where only 16 inspectors are currently on the staff of the Department of Environmental Conservation. Although the number of staff
positions required to police this industry adequately would necessarily be very large, hiring of new inspectors is essential if environmental and health damages are to be minimized. New York, Pennsylvania, and Iowa are the only active drilling states that have no severance tax for drilling operations. A severance tax could fund additional inspectors and help insure compliance with existing regulations, although this will require the political will to levy a tax sufficient to fund the required number of inspectors. Given the high probability that accidents will happen, increasing setbacks between homes, barns, schools, ponds, and streams would provide some additional security. The current regulation in Pennsylvania is a setback of 200 feet from water supply springs and wells, 100 feet from surface water bodies, and 200 feet from wetlands. The revised draft supplemental generic environmental impact statement in New York indicates a 500-foot setback from private water wells. Increasing these setbacks 5- to 10-fold would decrease but not eliminate the impacts of accidents such as the April 20, 2011 spill in Bradford County, PA. Contamination of the air by compressor station blowouts and contamination of streams leave an imprint that cannot be easily mitigated by even the most stringent setbacks.
Normal practices can be modified to reduce but not eliminate exposure of humans and animals to toxicants associated with gas drilling. One of the important problems associated with shale gas drilling is the huge volume of wastewater generated. This wastewater, which includes flowback and produced water, contains at different times in the process the chemicals used in the hydraulic fracturing fluid as well as compounds and minerals extracted in the fluid flowing back with hydrocarbon gas. The materials extracted from underground can be equally or more toxic than the hydraulic fracturing fluid, and include radioactive material (e.g., radium-226, radon-222, and uranium-238), arsenic, lead, strontium, barium, benzene, chromium and 4-nitroquinoline-1- oxide . However, despite the actual toxicity of this material, according to the EPA, “drilling fluids, produced waters, and other wastes associated with the exploration, development, or production of . . . natural gas” are considered “solid wastes which are not hazardous wastes”. This allows the substances to be spread on roads as deicing solutions and as solutions to minimize dust and sets up a potentially lethal threat, particularly to companion animals, wildlife, and children. Typically these solutions contain high salt concentrations and attract dogs and cats, as was illustrated in Case 1. This hazard can be easily mitigated by not allowing wastewater to be spread or sprayed on roads.
Before wastewater is removed from a drilling site, it is often stored in large impoundments (sometimes serving multiple well pads) where the volume is decreased by evaporation. This increases the concentration of some toxic substances in the impoundment (salts, heavy metals) and also introduces other toxicants into the atmosphere (e.g., volatile organics such as benzene and toluene). In addition, impoundments are associated with a number of deaths of both cattle and wildlife. These effects raise the question of whether wastewater should be stored in open impoundments. Whereas this may be economically advantageous to the drilling company, the environmental and agricultural impacts are too great to allow this practice to continue. In Pennsylvania, some progress has been made in recycling increasing fractions of the wastewater. This decreases the total volume of wastewater but increases its toxicity due to the successive increase in the concentrations of total dissolved solids. The alternative is to store wastewater in metal containers at the drilling site before it is removed for disposal.
Finally, the disposal of wastewater presents significant environmental risks. Cases of alleged dumping of untreated wastewater in streams have been documented in the press. In the southwestern United States, wastewater is disposed of in injection wells; however, the prevalence of nonporous sandstones and shales in Pennsylvania and New York State largely precludes the use of disposal wells. An earthquake of magnitude 3.2 was associated with injection into a hydraulically fractured vertical well on February 3, 2001 near Avoca, New York, suggesting that seismic considerations may further
limit the development of injection wells in New York State. Similar seismic occurrences in other parts of the country, most recently in Ohio, may mean that New York and Pennsylvania will have fewer options for disposal of wastewater due to shale gas drilling. In May 2011, a voluntary moratorium was placed on the acceptance of hydraulic fracturing wastewater at sewage treatment plants in Pennsylvania. These plants are not equipped to handle either the radioactive and toxic com pounds or the high salt content of this waste, and the increased use of recycling has magnified the problem. Discharge of water treatment plants into the Monongahela River led to the contamination of drinking water in Pittsburgh in 2010. Sewage treatment plants clearly are not a viable option for disposal of wastewater, and despite the industry's progress in
recycling, suitable injection wells are unlikely to be located to support the scale of drilling planned in Pennsylvania and possibly New York State.
CONCLUSION
Animals, especially livestock, are sensitive to the contaminants released into the environment by drilling and by its cumulative impacts. Documentation of cases in six states strongly implicates exposure to gas drilling operations in serious health effects on humans, companion animals, livestock, horses, and wildlife. Although the lack of complete testing of water, air, soil and animal tissues hampers thorough analysis of the connection between gas drilling and health, policy changes could assist in the collection of more complete data sets and also partially mitigate the risk to humans and animals. Without complete studies, given the many apparent adverse impacts on human and animal health, a ban on shale gas drilling is essential for the pro tection of public health. In states that nevertheless allow this process, the use of commonsense measures to reduce the impact on human and animals must be required in addition to full disclosure and testing of air, water, soil, animals, and humans.
ACKNOWLEDGMENTS
We would like to thank Sandra Podulka (Cornell University) and Dr. Sandra
Steingraber (Ithaca College) for comments on an early draft of the manuscript.
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NOTES
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Department of Molecular Medicine
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Photo: Scott Goldsmith National Geographic
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