Spild af olie og gas spildevand ændrer mikrober i farvande i West Virginia

Spildevand fra olie- og gasoperationer - herunder fracking efter skifergas - på et sted i West Virginia ændrede mikrober nedstrøms, ifølge en Rutgers-ledet undersøgelse.

Studiet, udgivet for nylig i Videnskab om det samlede miljø , viste, at spildevand udledes, herunder saltvand, der indeholdt olie og andre forurenende stoffer, ændrede mangfoldigheden, antal og funktioner af mikrober. Ændringerne i det mikrobielle samfund indikerede ændringer i deres åndedræt og næringscyklus, sammen med tegn på stress.

Undersøgelsen dokumenterede også ændringer i antibiotikaresistens i nedstrøms sedimenter, men afslørede ikke hot spots, eller områder med høj modstand. Resultaterne peger på behovet for at forstå virkningerne på mikrobielle økosystemer fra utilsigtede udslip eller forkert behandling af fracking-relateret spildevand. I øvrigt, mikrobielle ændringer i sedimenter kan have konsekvenser for behandlingen og gavnlig genbrug af spildevand, siger forskerne.

"Mit håb er, at undersøgelsen kan bruges til at begynde at lave hypoteser om spildevandets virkninger, "sagde Nicole Fahrenfeld, hovedforfatter af undersøgelsen og adjunkt i Rutgers 'afdeling for civil- og miljøteknik. Meget er stadig ukendt om virkningerne af spildevand fra fracking, tilføjede hun.

"Jeg tror, ​​vi er i begyndelsen af ​​at se, hvad virkningerne kan have, sagde Fahrenfeld, der arbejder på Ingeniørskolen. "Jeg vil lære om de reelle risici og fokusere vores indsats på, hvad der betyder noget i miljøet."

Underjordiske reservoirer af olie og naturgas indeholder vand, der forekommer naturligt eller injiceres for at øge produktionen, ifølge U.S.Geological Survey (USGS), hvis forskere bidrog til undersøgelsen. Under fracking, en fraktureringsvæske og et fast materiale injiceres i et underjordisk reservoir under meget højt tryk, skaber brud for at øge stenens porøsitet og permeabilitet.

Væske pumpet til overfladen er normalt en blanding af de injicerede væsker med saltvand fra reservoiret. Det kan indeholde opløst salt, råolie og andre organiske forbindelser, suspenderede faste stoffer sporstoffer, bakterie, naturligt forekommende radioaktive materialer og alt, hvad der injiceres i brønde, siger USGS. Sådan vand genbruges, behandlet og udskrevet spredt på veje, fordampet eller infiltreret; eller injiceres i dybe brønde.

Fracking efter naturgas og olie og spildevand er steget dramatisk i de seneste år. Og det kan overvælde den lokale infrastruktur og belaste mange dele af vandcyklussen efter fracking, herunder opbevaring, behandling, genbruge, transport eller bortskaffelse af spildevand, ifølge USGS.

For Rutgers-USGS-undersøgelsen, vand- og sedimentprøver blev indsamlet fra bifloder til Wolf Creek i West Virginia i juni 2014, herunder en navngiven biflod, der løber gennem en underjordisk injektionskontrolfacilitet.

Anlægget indeholder en bortskaffelsesbrønd, som injicerer spildevand til 2, 600 fod under overfladen, saltlage lagertanke, en adgangsvej og to foret damme (nu lukkede), der blev brugt til midlertidigt at lagre spildevand for at tillade partikler at bundfælde sig inden injektion.

Vandprøver blev sendt til Rutgers, hvor de blev analyseret. Sedimentprøver blev analyseret ved Waksman Genomics Core Facility hos Rutgers. Undersøgelsen genererede et rigt datasæt fra metagenomisk sekventering, som identificerer generne i hele mikrobielle samfund, Fahrenfeld bemærkede.

"Resultaterne viste forskydninger i det mikrobielle samfund og antibiotikaresistens, men dette websted ser ikke ud til at være et nyt sted for antibiotikaresistens, "sagde hun. Brugen af ​​biocider i nogle fraktureringsvæsker rejste spørgsmålet om, hvorvidt denne type spildevand kunne tjene som et miljø, der er gunstigt for at øge antimikrobiel resistens. Antimikrobiel resistens opdaget i disse sedimenter steg ikke til niveauerne, der findes i kommunalt spildevand. - en vigtig miljømæssig kilde til antimikrobiel resistens sammen med landbrugspladser.

Antibiotika og lignende lægemidler er blevet brugt så bredt og så længe, ​​at mikroberne, som antibiotika er designet til at dræbe, har tilpasset sig dem, gør stofferne mindre effektive, ifølge de amerikanske centre for sygdomsbekæmpelse og forebyggelse. Mindst 2 millioner mennesker bliver hvert år inficeret med antibiotikaresistente bakterier i USA, med mindst 23, 000 af dem dør af infektionerne.

"Vi har dette virkelig flotte datasæt med alle de gener og alle de mikrober, der var på stedet, "Fahrenfeld sagde." Vi håber at anvende nogle af disse teknikker til andre miljøsystemer. "