根据《环境科学与技术》杂志上的一项最新研究，将水力压裂（fracking）产生的废水排入河流、湖泊和溪流可能造成持久的环境损害，即使你事先进行了处理。该研究利用湖泊沉积物重建了宾夕法尼亚州一个流域中采出水（fracking的副产品）的历史，并评估了由此产生的污染的长期影响。在一个将fracking废物合法排入地表水生态系统的地区，研究人员能够检测到远离排放点的一些区域存在高含量的盐和放射性化学物质。
“就石油和天然气废水的管理而言，对水质和沉积物质量的影响可能比我们之前认为的要大得多，”该研究的主要作者、宾夕法尼亚州立大学土木与环境工程教授 William Burgos 表示。“这项研究表明，这些污染物至少传播了几十公里，并且在五年到十年后仍然埋在那里。”
每年，美国有超过1000亿加仑的液体被注入水力压裂井（即fracking井）。这种液体是水、生物杀灭剂（杀虫剂以及杀灭细菌和真菌的制剂）以及沙子等剥离剂的复杂混合物，是利用水力压裂技术提取石油和天然气的关键。化石燃料公司在高压下将这种液体注入地下，以打破隐藏的石油和/或天然气储层。在产生裂缝后，液体会被泵到地表，此时被称为采出水。问题在于，采出水从地下出来时比进入时更脏。
“你正在开采一个含石油的单元，所以那里有碳氢化合物，”Burgos说。换句话说，一些从井中抽出的石油和天然气会在采出水出来时一同带出。其他污染物也会进入这种液体中。
在Marcellus页岩层，一个覆盖宾夕法尼亚州大部分地区的天然气地层，Burgos在其中进行了研究。其中一些污染物包括放射性镭、铀和钍。此外，采出水还含有砷和汞等重金属，这些重金属即使在少量时也是有毒的。也许不那么令人担忧但同样有害的是盐：采出水出来时含盐量极高，通常被简单地称为“盐水”。
Burgos解释说，人们通常根据水中盐的重量百分比来衡量盐度。例如，海水通常每升含有约35,000毫克的总溶解固体（TDS）。换句话说，如果你取一升海水并让它蒸发，你将剩下35,000毫克的盐。这大约是0.07磅，或大约是你标准高尔夫球重量的三分之四。
采出水有三种处理方式。你可以将其储存在地下的注水井中——这是俄克拉荷马州地震的罪魁祸首。你可以对其进行一些现场处理，然后在另一个井中重复使用。或者你可以将其送到第三方处理厂（排放设施），在那里进行处理后再将其排入地表水环境。
“我们从处理厂抽出的废水排放物的总溶解固体高达每升20万到30万毫克，”Burgos说。“那不仅仅是咸水；那是卤水。”
卤水可能很适合腌制感恩节火鸡，但对环境来说却不怎么好。生活在淡水生态系统中的鱼类和植物会因为水变咸而死亡。即使是适应咸水生态系统的动物，也有一个临界点，超出这个点就会变得过于咸。死海之所以比普通海洋的盐度高出约十倍，并且海洋生物稀少，是有原因的。很少有动物和植物能够适应极高的盐度。
然而，Burgos和他的同事们并不仅仅关注处理厂的废水，因为fracking矿藏分布广泛，而且活动会随时间变化。你可能某天测量溪水化学成分，却得不到任何相关数据，因为处理厂没有在排放，或者当天处理的采出水比其他地方的更干净。
相反，他们从一个位于两个fracking排放设施下游的水库中采集了沉积物岩芯样本——一个距离6.2英里，另一个距离12英里。沉积物样本不仅显示了处理设施随时间的排放影响，还能让研究人员了解在设施开始运行之前污染物的含量。Burgos和他的同事们发现，尽管工业活动的高峰期发生在五到十年前，但对应这些年份的沉积物层仍然含有更高浓度的盐、有机化学物质，甚至是镭和锶。
随着fracking井运营商选择遵守一项自愿性禁令，不再将Marcellus的采出水送往这些集中式废物处理厂，污染水平有所下降。需要进一步研究来确定fracking对水生系统的长期影响，但证据并不乐观。在2011年的一项研究中，美国林务局在西弗吉尼亚州的Fernow实验林四分之一英亩的土地上泼洒了75,000加仑的采出水。两周内，该区域的所有地表植物全部死亡。
“我们居住在一个拥有丰富碳氢化合物资源并有着悠久化石燃料开采历史的州，”Burgos说。“所以，这个问题就是试图向人们强调，在开发这些资源的过程中会发生一些环境问题。”
*更正 7/19：本文早期版本将抽取的废水排放量错误地列为20万到30万毫克，而非20万到30万毫克。*
