تقييم المخاطر البيئية الكائنات العضوية في التكتلات الهيدروليكية الثلوج

مقدمة: المحركات البيئية للاختلال الهيدروليكي

وقد أدى الكسور الهيدروليكي أو الكسر إلى تحول مشهد الطاقة العالمي عن طريق التمكين من استخراج النفط والغاز الطبيعي من تشكيلات الصخور المنخفضة القدرة على الاستمرار مثل الشلالات، وقد أدى هذا الانتكاس التكنولوجي إلى فتح احتياطيات واسعة، وانخفاض الاعتماد على استيراد الطاقة في بلدان كثيرة، وانخفاض أسعار الغاز الطبيعي، غير أن التوسع السريع في عمليات كسر قد أدى أيضاً إلى تدقيق شديد في الآثار البيئية والصحية العامة المحتملة.

وهذه المركبات العضوية، مع تحسين كفاءة استخراجها، يمكن أن تتحول إلى البيئة من خلال الانسكابات، أو الفشل في التأجير، أو التخلص من المياه المستعملة بطريقة غير سليمة، وتشمل المخاطر التي تنطوي عليها تلوث المياه الجوفية، وتدهور التربة، وتلوث الهواء الناجم عن المركبات العضوية المتقلبة، وفهم تكوين هذه السوائل، والملوثات العضوية المحددة المعنية، ومسارات الإطلاق البيئي، هي أمور حاسمة لتقييم المخاطر ووضع استراتيجيات فعالة للتخفيف من آثارها.

وتوفر هذه المادة تقييما شاملا للمخاطر البيئية المرتبطة بالملوثات العضوية في سوائل الكسور الهيدروليكية، وتشمل أنواع وخواص هذه المواد الكيميائية، وطرق التعرض، وأساليب تقييم المخاطر، والأطر التنظيمية، وأفضل الممارسات للتقليل إلى أدنى حد من الضرر، والهدف هو تقديم لمحة عامة شاملة تستند إلى العلم للمهنيين البيئيين وصانعي السياسات والمواطنين المعنيين.

ما هي الثلوج الهيدروليكية؟

أما السائل المسبب للكسر الهيدروليكي الذي يُسمى " سوائل العجلات " فهو خليط مصمم بعناية لخلق ودفع الكسور في تشكيل الصخور المستهدف، ويتألف التركيب الأساسي من نحو 90 في المائة من المياه و 9.5% من البروبات (عادة الرمل أو الخزف) و 0.5 في المائة من المواد الكيميائية المضافة، وفي حين أن حجم المواد المضافة صغير، فإن تأثيرها البيئي المحتمل كبير بشكل غير متناسب.

وتخدم المواد الكيميائية مهام متعددة: الحد من الاحتكاك، وتثبيت المقياس، والسيطرة على البكتيريا، ومنع التآكل، وحمل البروبات في أعماق الكسور، ومن بين هذه المواد المضافة، تكون الملوثات العضوية مشتركة، بما في ذلك المواد المؤثرة، والمواد الحيوية، ومسببات التآكل، ووكلاء المجوهرات، والكثير منها مؤمنة الملكية، مما يعني أن هوياتها التنظيمية غير مفصح عنها علنا.

ويمكن تصنيف الجزء العضوي من سوائل الكسور تصنيفاً واسعاً إلى مجموعتين: (1) المواد الكيميائية العضوية المضافة عمداً، و(2) المركبات العضوية التي تحدث بصورة طبيعية والتي يتم تعبئتها من التكوين وتُجلب إلى السطح بمياه منتجة، وكلا الفئتين يمثلان تحديات بيئية متميزة.

العناصر الأساسية في العناصر الأساسية للزراعة

المواد المؤثرة والمصدرة

وتخفف المواد السائلة من حدة التوتر السطحي للسائل، وتحسن قدرتها على حمل البروبات والاختراقات الدقيقة، وتشمل المواد العضوية المشتركة للتزلج ألكسيل، وأكسيدات الكحول، وكبريتات الآلكيل، وفي حين أن الكثير منها قابل للتحلل الأحيائي، فإن بعضها يمكن أن يستمر في ظروف الأيروسوبيكي وقد تكون سامة لل الكائنات الحية المائية.

Biocides

كما أن المواد الأحيائية تُضاف لمنع النمو الميكروبي، الذي يمكن أن يُسدّد التكوين، ويُنتج الكبريتيد الهيدروجيني ويسبب التآكل، كما أن المواد الأحيائية العضوية مثل غلوتارالديهيدي، والكبريتات (هيدروكسيم الميثيل) هي مادة سامة، كما أن المادة الكيميائية المميتة هي مادة مُستخدمة على نطاق واسع.

موانع الموانع

ويحمي مسببات التآكل الأنابيب المعدنية والعناصر الجيدة من السوائل الحمضية، وكثيرا ما تحتوي مثبطات التآكل العضوية على الأمينات والآيدز والآيدي، والكثير من هذه المركبات هي منشطة للسكان ويمكن أن تتراكم أحيائيا في الأنسجة الدهونية للكائنات الحية، مما يؤدي إلى سمية مزمنة على مر الزمن، ولا يُفهم مصيرها البيئي جيدا بسبب بيانات الرصد المحدودة.

أجهزة خفض الخصوم

وتسمح أجهزة خفض الارتطام، التي عادة ما تكون عالية الوزن الجزيئي، بضخ السوائل المكسورة عند ضغطات منخفضة، وتعتبر البولياكرامايد نفسها سمية منخفضة، ولكن الأحاديث المتبقية مثل الأكراميد هي سمية عصبية وسرطانية، ويمكن للمناولة أو التحلل غير السليمة أن تطلق الكريسلاميد في البيئة.

وكلاء الجيل وشركات الصليب

وكثيرا ما تستخدم عوامل الجيل العضوي الطبيعي مثل علكة الضباب ومشتقات الخلايا، إلى جانب البوليمرات الاصطناعية، وهي أقل سمية، ولكن الموصلات المتقاطعة مثل الأورام الخشنة أو الفلزية يمكن أن تزيد من الثبات، ويمكن أن تسهم منتجات التحلل من هذه البوليمرات العضوية في الطلب على الأكسجين الكيميائي في أجساد المياه.

(ب) المركبات العضوية الثابتة بصورة طبيعية

وأثناء عملية الكسر، تعود المياه الجوفية إلى السطح على أنها " تدفق " أو " مياه منتجة " ، وتحتوي هذه المياه على مركبات عضوية تحدث طبيعياً من التكوين، بما في ذلك الهيدروكربونات (البنزين، والتولوين، وثيل البنزين، وزيلينات الديوكسين - BTEX)، والهيدروكربونات العطرية المتعددة الحلقات، والأحماض العضوية المتجانسة.

المخاطر البيئية: الطرق والآثار

تلوث المياه

وتلوث المياه هو أكثر المخاطر انتشاراً من الملوثات العضوية في سوائل كسر، وهناك عدة مسارات: الانسكابات السطحية أثناء النقل الكيميائي أو الخلط، والتسرب من الفشل في غلاف الآبار، والهجرة من خلال الكسور إلى طبقات المياه الجوفية، والتصريف غير السليم للمياه المنتجة غير المعالجة، وقد وثقت الدراسات التفصيلية، بما فيها الدراسات التي أجرتها وكالة حماية البيئة في الولايات المتحدة، تلوثاً مثل آبار مياه الشرب الخاصة في المناطق

وبمجرد أن تكون المياه الجوفية، يمكن أن تستمر الملوثات العضوية لعقود بسبب تدهور بيولوجي محدود في طبقات المياه الجوفية العميقة، والهوائية، ويمكن أن يؤدي وجود هذه المركبات إلى جعل المياه غير صالحة للاستهلاك البشري، مما يتطلب معالجة مكلفة أو التخلي عن الآبار، بل إن مستويات التتبع من مركبات الاندوك المسببة للاضطرابات مثل ثاني أكسيد الكبريت غير الفينول (المستخدمة كمواثيق) قد تتسبب في حدوث شذوفات في الإنجاب.

وعلاوة على ذلك، فإن تفاعل الملوثات العضوية مع المواد الكيميائية الأخرى في المياه الجوفية يمكن أن ينتج منتجات تحول أكثر سمية من المركبات الأم، وعلى سبيل المثال، يمكن أن يؤدي كلورين المياه المنتجة (لمكافحة البكتيريا) إلى توليد مسببات السرطان المعروفة بالثالثوميثان.

التربة

وتشكل تسربات وتسرب السطح مصدراً رئيسياً لتلوث التربة، وعندما تسرب السوائل المكسورة إلى التربة، يمكن للمركّبات العضوية أن تغرق في المواد العضوية وجسيمات الطين، مما يؤدي إلى تراكمها، ويمكن أن يؤدي التلوث الثقيل إلى قتل الكائنات المجهرية للتربة، وتعطيل التدوير المغذي، والحد من نمو النباتات، وقد وجدت الدراسات في المناطق التي تعاني من كسور مكثف، مثل شلال باكين، مستويات مرتفعة من التربة في التربة.

كما يخلق تلوث التربة مخاطر ثانوية من خلال القفز إلى المياه الجوفية أو الركض إلى المياه السطحية، ويمكن أن تظل المركبات العضوية التي تربط بشدة بالتربة، مثل الهيدروكربونات الطويلة السلسلة والمبيدات الأحيائية، في منطقة الزهرية لسنوات، ويمكن أن يعيد تآكل الرياح توزيع جسيمات التربة الملوثة، مما ينشر الملوثات إلى المناطق المتاخمة.

وأفاد المزارعون والمجتمعات الريفية في المناطق المزروعة بأن المحاصيل المزروعة قد انخفضت، وأن المشاكل الصحية للماشية بالقرب من المواقع الملوثة، رغم صعوبة إقامة روابط سببية بسبب عوامل الإجهاد المتعددة.

قضايا نوعية الهواء

وتشكل المركبات العضوية الفولطية مصدر قلق كبير لأنها تفلت بسهولة من السوائل المكسورة أثناء المزج والضخ والتدفقات، ومن المعروف أن المركبات مثل البنزين والتولوين وثيلبينزين وسيلين تسبب آثارا صحية حادة ومزمنة، بما في ذلك الالتهاب الرئوي والضرر العصبي والسرطان.

وبالإضافة إلى المخاطر الصحية المباشرة، تساهم الأورام الخماسية في تكوين الأوزون على المستوى الأرضي (الزنوج) من خلال ردود الفعل الكيميائية الضوئية بأكسيد النيتروجين، ويمكن أن يؤدي تعرض الأوزون إلى تفاقم الربو وأمراض الرئة الأخرى، وقد ربطت الدراسات التي أجريت في حوض دينفر - جولسبرغ ومؤسسة إيغل فورد شالي أنشطة ترمي إلى ارتفاع مستويات الأوزون إلى انخفاض العمليات.

وتشمل الملوثات العضوية الأخرى المحمولة جواً الهيدروكربونات المتطايرة التي يتم إطلاقها من خزانات المياه المنتجة، وكذلك الانبعاثات الهاربة من الصمامات والأختام، وقد كشف رصد التعرض الشخصي للعمال والمقيمين القريبين عن مستويات أعلى من حدود التعرض المهني، مما يزيد من قلق المجتمع المحلي.

Ecosystem and Wildlife Effects

ويمكن أن تترتب على الآثار التراكمية للمياه والتربة وتلوث الهواء الناجم عن الملوثات العضوية عواقب بعيدة المدى على النظم الإيكولوجية، فالحيوانات المائية ضعيفة بشكل خاص لأن العديد من المركبات العضوية سامة بشكل مباشر بتركيزات منخفضة ويمكن أن تعطل الإنجاب والنمو والسلوك، فعلى سبيل المثال، يمكن أن يسبب الغلوتارالديهيدي الرئوي في الأسماك عند التركيزات التي توجد في المياه القريبة من نقاط التصريف.

وقد تتعرض الحياة البرية الأرضية من خلال ابتلاع المياه الملوثة أو التربة، أو من خلال استنشاق الأوعية الحية، وقد أظهرت الطيور والثدييات التي تكثر فيها كميات المياه من المياه المنتجة علامات سمية، بما في ذلك الضرر الذي لحق بالكبد وإغلاق النظام المناعي، وعلاوة على ذلك، فإن فقدان التنوع البيولوجي والتحولات في تكوين الأنواع في النظم الإيكولوجية المتأثرة يمكن أن يتلاشى من خلال شبكات الأغذية.

تقييم المخاطر: الطرائق والتحديات

التحليل والرصد الكيميائيان

ويعتمد تقييم المخاطر على التحديد الدقيق للملوثات العضوية وتحديد كميتها في سوائل كسرية ووسائط بيئية، وقد أمكن للتقنيات التحليلية الحديثة مثل قياسات الكروماتوغرافيا - الكتلة الغازية، والكيمياء السائلة - المطياف الكتلة الكترومية كشف مئات المركبات على مستويات التجزئة لكل مليار، غير أن عدد شركات الكشف عن المواد الكيميائية المستخدمة قد بلغ 200 1 مادة.

وتشمل برامج الرصد البيئي عادة أخذ عينات من المياه الجوفية من آبار الرسل، والمياه السطحية من مجاري مجاورة، والتربة من المناطق المعرضة للانسكاب، والهواء المحيط بالقرب من آباد جيدة، ويجب أن يكون تواتر وموقع أخذ العينات مصممين بعناية لالتقاط أحداث ملحمية مثل الانسكابات أو عمليات التدفق، كما أن أجهزة الاستشعار في الوقت الحقيقي لمركبات العضوية ومركباتها العضوية آخذة في الظهور ولكنها تظل باهظة التكلفة ومحدودة الحساسية.

التقييمات السمية والسمية الإيكولوجية

ويتطلب فهم الآثار الصحية المحتملة للملوثات العضوية دراسات سمية، وبالنسبة للعديد من المركبات المستخدمة في سد السوائل المسببة للكسر، فإن بيانات السمية هي بيانات متفرقة، ولا سيما بالنسبة للتعرض المزمن، والضعيف الجرعات، والسمية المختلطة هي تعقيد آخر: فالأثر المشترك للمواد الكيميائية المتعددة يمكن أن يكون إضافة أو تآزرياً أو معاداً، ويستخدم الباحثون في الظواهر الحيوية من حيث السمية الطبيعية والنماذج الحيوانية.

وتركز تقييمات السمية الإيكولوجية على تمثيل الأنواع في النظام الإيكولوجي المحلي، مثل مينوز الرؤوس الدهنية، وبرغوث التربة، وتساعد هذه الاختبارات على تحديد تركيزات الحد الأدنى التي لا ينبغي تجاوزها لحماية صحة النظام الإيكولوجي، وقد وضعت وكالة حماية البيئة في الولايات المتحدة إطارا لتقييم سمية المواد الكيميائية المسببة للكسر، ولكن التنفيذ لا يتفق في جميع الولايات.

نموذج البوابة والنقل

وتتوقع النماذج الرياضية كيف تنتقل الملوثات العضوية عبر البيئة بعد الإفراج عنها، وتنظر النماذج في عمليات الفرز والتشتت والاستيعاب والتحلل، وفي المياه الجوفية، تتأثر حركة الملوثات بالسلوك الهيدروليكي، والسخرية، ومحتويات الكربون العضوية في طبقة المياه الجوفية، ويمكن أن تساعد النماذج على تحديد المناطق الضعيفة وتحديد مواقع الرصد حسب الأولوية.

وتواجه نماذج الهجرة دون السطحية تحديات خاصة بسبب عدم اليقين بشأن قياسات هندسة الكسور والمسارات الموصلة، وتحسنت التنبؤات مؤخراً أوجه التقدم في نماذج الطاقة المائية المتكاملة ونماذج النقل التفاعلية، ولكن القيود على البيانات لا تزال قائمة.

التحديات في مجال تقييم المخاطر

ومن التحديات الرئيسية عدم الكشف العام عن المكونات الكيميائية (التي غالبا ما تكون محمية بوصفها أسرارا تجارية)، وعدم كفاية بيانات رصد خط الأساس قبل بدء الحفر، وارتفاع تكلفة أخذ العينات الشاملة، وعلاوة على ذلك، يوجد الكثير من الملوثات العضوية في مستويات مؤثرة قد لا تزال تشكل مخاطر بسبب التراكم الأحيائي أو الآثار المضافة، وكثيرا ما تعتمد الوكالات التنظيمية على تقييمات المخاطر التي تنطوي على التعرض الكيميائي الواحد بدلا من أن تكون مخلاط واقعية.

استراتيجيات التخفيف وأفضل الممارسات

استبدال المواد الكيميائية الخضراء

ومن أكثر الطرق فعالية للحد من المخاطر البيئية الاستعاضة عن المركبات العضوية الخطرة ببدائل أكثر أماناً، أما برنامج " اختيارات الاختراق " التابع لوكالة حماية البيئة في الولايات المتحدة، ومنظمة فراكوكس غير الربحية، فيوفران قواعد بيانات لبدائل أقل سمية، فعلى سبيل المثال، يستخدم بعض المشغلين الآن مواد بيولوجية مرتكزة على الهيدروجين بدلاً من بدائل عن مادة غلوتارالديهايد، ومواد بديلة قائمة على النباتات بدلاً من مادة الأد النفط.

معايير النزاهة والصيد

ومن الأمور الحاسمة منع التسرب من الآبار، وهو ما يتحقق من خلال طبقات متعددة من التموين الفولاذي والأسمنت التي تعزل البئر عن التكوينات المحيطة، ويمكن أن يكشف الاختبار المنتظم للنزاهة باستخدام اختبارات الضغط وسجلات سندات الأسمنت الفشل في وقت مبكر، وتحتاج أنظمة الدولة المترية في ولايات مثل بنسلفانيا وكولورادو إلى تقنيات متطورة للسموم وعمليات تفتيش أكثر تواترا، والهدف هو منع أي مسار للملوثات العضوية في المياه الجوفية.

إدارة مياه الفضلات وعلاجها

وتتطلب المياه المنتجة والتدفقات معالجة دقيقة، وتشمل خيارات المعالجة إعادة استخدام عمليات كسر جديدة، وحقن عميق، أو معالجة في مرافق مياه الصرف الصناعية، ويمكن إزالة العديد من الملوثات العضوية باستخدام أساليب مثل امتصاص الكربون المنشط، والأوسموز العكسي، وعمليات التكديس المتقدمة، والعلاج البيولوجي، غير أن ارتفاع التكاليف ومتطلبات الطاقة يحد من العلاج لعمليات جدول أقل بروية.

وتدابير الوقاية من الحلق - مثل الاحتواء الثانوي، والدبابات ذات الركود المزدوج، والصمامات الآلية المغلقة - ضرورية أثناء مناولة السوائل، ويجب وضع خطط للاستجابة السريعة وممارستها، بما في ذلك ازدهار الاحتواء والمواد المتمتصة وحفر التربة.

الرصد والإبلاغ البيئيان

وتقوم الشركات المتدرجة بتنفيذ اختبارات خط الأساس للمياه قبل الحفر، وأخذ العينات الجارية للمياه الجوفية والمياه السطحية أثناء العمليات، والرصد بعد إغلاقها، ويضيف الرصد المستقل من جانب أطراف ثالثة المصداقية ويتيح المشاركة المجتمعية، ويمكن أن توفر التطورات في الاستشعار عن بعد والعينات السلبية بيانات مستمرة بتكلفة أقل.

وتبني الشفافية المؤسسية في الكشف عن التركيبات الكيميائية، والأحداث التي تُسرب، ورصد النتائج الثقة مع المجتمعات المحلية والجهات التنظيمية، وتصدر بعض الدول الآن تكليفاً بالكشف عن المعلومات العامة من خلال منابر مثل فراكوس، ولكن هناك مجال لتحسين التوقيت واكتمالها.

الأطر التنظيمية: وضع قواعد

الولايات المتحدة

وفي الولايات المتحدة، ينظم الكسور الهيدروليكي أساسا على مستوى الولايات، مع رقابة اتحادية من وكالة حماية البيئة بموجب قانون المياه النظيفة، وقانون مياه الشرب المأمونة (بما في ذلك مراقبة الحقن تحت الأرض)، وقانون الهواء النظيف، غير أن قانون سياسة الطاقة لعام 2005 يعفي السوائل من بعض متطلبات النهضة ( " حفرة هاليبرتون " )، مما أدى إلى تطبيق غير متسق للأنظمة في جميع الولايات.

وقد حظرت بعض الولايات، مثل نيويورك وميريلاند، التصدع كليا، وقامت دول أخرى، مثل كاليفورنيا وكولورادو، بتنفيذ كشف كيميائي صارم، وبحسن البناء، وبشروط الرصد، كما تقوم وكالة حماية البيئة باستكشاف تحديث الأنظمة المتعلقة بتصريف المياه المنتجة في المياه السطحية.

الاتحاد الأوروبي ومناطق أخرى

وفي الاتحاد الأوروبي، يخضع الكسور الهيدروليكي للتوجيه الإطاري للمياه والتوجيه المتعلق بتقييم الأثر البيئي، وقد حظرت بعض الدول الأعضاء )مثل بلغاريا وفرنسا( الإكرام، بينما سمحت دول أخرى )مثل المملكة المتحدة وبولندا( بذلك في ظروف صارمة، وتقتضي لائحة الاتحاد الأوروبي المتعلقة بمكافحة التصحر وتدهور المواد الكيميائية تسجيل المواد الكيميائية وتقييمها، ولكن كثيرا من المواد المضافة المضروبة تخضع لإعفاءات " المواد الوسيطة المحتملة " .

وهناك بلدان أخرى ذات أنشطة مُثَلَّة مثل كندا والأرجنتين والصين - لديها نظمها التنظيمية الخاصة بها، التي كثيراً ما تكون مصممة على أنظمة الولايات المتحدة ولكنها مُكيَّفة مع السياقات الجيولوجية والاجتماعية المحلية.() ويمكن أن يساعد التعاون الدولي وتبادل البيانات بشأن أفضل الممارسات على تحسين إدارة المخاطر على الصعيد العالمي.

دراسات الحالات: دروس من الحوادث الحقيقية في العالم

The Pavilion, Wyoming, Groundwater Contamination

وفي عام 2009، وجدت تحقيقات وكالة حماية البيئة في بافيلون، ويومينغ، مستويات مرتفعة من الملوثات العضوية - بما في ذلك البنزين واثنين من البوتوكسين - في آبار المياه المحلية بالقرب من مواقع التعبئة، وخلص مشروع تقرير وكالة حماية البيئة إلى أن التلوث يرتبط على الأرجح بعمليات الإغراق، وقد أصبحت القضية معلماً بارزاً وأثارت قوانين كشف البيانات في بعض الولايات، غير أن التقرير النهائي عن تفسير الشراكة الاقتصادية قد سُحب في عام 2016.

Marcellus Shale: Surface Spills and Cumulative Effects

وفي منطقة مارسيليوس شايل في بنسلفانيا، حدثت آلاف الانسكابات السطحية، وشمل الكثير منها سوائل فاسدة وإنتاج المياه، وقد تبين من دراسة أجريت في عام 2017 باستخدام البيانات العامة أن 20 في المائة من الانسكابات قد أسفرت عن حوادث تلوث المياه، وقد قامت إدارة حماية البيئة في بنسلفانيا منذ ذلك الحين بتعزيز بروتوكولات التفتيش والعقوبات، وتبرز هذه الحالة الحاجة إلى الاحتواء الاستباقي والاستجابة السريعة.

حقل إنجليوود، كاليفورنيا: الدعاوى القانونية والإجراءات المجتمعية

وفي عام 2020، تم التوصل إلى تسوية في دعوى قضائية بشأن التلوث من حقل النفط في إنجليوود في كاليفورنيا، وهو أحد أطول حقول النفط في المناطق الحضرية، حيث ادعى السكان أن أنشطة القذف والحقن تُطلق من الأوعية العضوية وغيرها من المركبات العضوية، مما تسبب في مشاكل صحية، وشملت هذه التسوية تمويلاً لإجراء دراسات مستقلة للرصد والصحة، وتؤكد هذه الحالة أهمية مشاركة المجتمع المحلي ودور الإجراءات القانونية في إحداث تغيير في القيادة.

المستقبل: البحوث والتكنولوجيا والسياسات

الكيمياء الخضراء والثعابين البديلة

ولا يزال تطوير سوائل كسور مسببة للكسر البيئي حقاً من المحن المقدسة، وتركز البحوث الجارية على استخدام البوليمرات القابلة للتحلل الأحيائي، والمبيدات الأحيائية غير السمية المستمدة من مصادر طبيعية، والمفاعلات الأمومة التي تتدهور بسرعة في البيئة، وقد يؤدي الكسور الكهربائي أو البلازما (استخدام نبضات عالية التأثير) إلى إزالة الحاجة إلى مواد كيميائية متماثلة في بعض التطبيقات، غير أن هذه التجارب لا تزال في مراحل مبكرة.

أدوات الرصد والتنبؤ المتقدمة

فالتكنولوجيات الناشئة مثل أجهزة الاستشعار التي تستخدم الطائرات بدون طيار لكشف الأوعية الحية، والأسونديس الآلية لنوعية المياه التي تستخدم في كشف المركبات العضوية، والاستشعار عن بعد بواسطة السواتل لتلوث التربة، تعد بالرصد الفعال من حيث التكلفة، ويمكن أن تحلل الخوارزميات التعليمية الآلاتية مجموعات بيانات كبيرة للتنبؤ بالتصورات العالية المخاطر واستراتيجيات أخذ العينات على النحو الأمثل، ويمكن أن يؤدي زيادة إدماج البيانات في حالة الامتثال التنظيمي إلى زيادة سرعة التدخلات.

تعزيز الأنظمة والمعايير الطوعية

وتشمل توصيات السياسة العامة سد الثغرات التنظيمية في مجال الكشف عن المواد الكيميائية، ووضع اختبارات مرجعية إلزامية لجميع الآبار الجديدة، مما يتطلب إجراء مراجعة حسابات من طرف ثالث بشأن السلامة الجيدة، ووضع حدود أشد صرامة على انبعاثات المركبات العضوية الثابتة، ويمكن أن تكون المعايير الطوعية مثل الممارسات الموصى بها من قبل منظمة التعاون والتنمية في الميدان الاقتصادي 100-1 (التشييد البري) و100-2 (الإدارة البيئية) بمثابة نقاط بداية ولكن تحتاج إلى إنفاذ أقوى.

الصحة العامة والمشاركة المجتمعية

ومن الضروري إجراء دراسات وبائية طويلة الأجل لتقييم الآثار الصحية للتعرض المزمن المنخفض المستوى للملوثات العضوية من الكسر، وهذه الدراسات تتطلب التعاون بين الباحثين والصناعة والمجتمعات المحلية، ويمكن لبرامج الرصد التشاركية التي يشارك فيها السكان في جمع البيانات وتفسيرها أن تبني الثقة وأن تسترشد بالقرارات المحلية، والشفافية في الإبلاغ عن البيانات الصحية أساسية بالنسبة للسياسة القائمة على الأدلة.

الاستنتاج: نحو تحقيق استقلالية مسؤولة عن الموارد

إن المخاطر البيئية التي تشكلها الملوثات العضوية في سوائل الكسور الهيدروليكية كبيرة ولكنها يمكن إدارتها بعلم صارم، وتنظيم قوي، والابتكار المستمر، وقد تعززت قاعدة الأدلة على الآثار الحادة والمزمنة على المياه والتربة والهواء والنظم الإيكولوجية على مدى العقد الماضي، ومع ذلك لا تزال هناك ثغرات كبيرة في المعرفة تتعلق بشكل خاص بسمية المخلوط الكيميائية ومصير منتجات التحول والعواقب الطويلة الأجل للتلوث الواسع النطاق.

ولا يمكن لأي حل بمفرده أن يزيل جميع المخاطر، بل يلزم اتباع نهج متعدد الجوانب: الاستعاضة عن المواد الكيميائية الخطرة ببدائل أكثر أمانا، وحواجز هندسية أقوى، وتنفيذ برامج الرصد الشاملة، وسن لوائح واضحة وإنفاذية، ويجب على الصناعة والحكومة والمجتمعات المحلية العمل معاً من أجل تحقيق التوازن بين فوائد الطاقة الناجمة عن كسر الهيدروليكي والضرورة لحماية البيئة والصحة العامة.

وفي نهاية المطاف، فإن القرارات المتخذة اليوم بشأن إدارة الملوثات العضوية ستشكل تراث الكسور الهيدروليكي لسنوات قادمة، مع تقييم دقيق للمخاطر والتخفيف من آثارها بصورة استباقية، ويمكن تجنب أسوأ الآثار، ويمكن لاستخراج الموارد أن يتجه نحو مسار أكثر استدامة.

For further reading, consult the hydraulic fracturing research page, ] FracFocus Chemical Disclosure Registry, and peer-reviewed studies such as Vengosh et al. (2014) “A Risknviment from