在这个项目中，科学家们将开发建模工具来描述水是如何从钻井地点流向饮用水供应的，将在数百个私人家庭测试饮用水，并最终将结果与该地区的不良出生结果进行比较。

这项研究的共同负责人是妮可·德泽尔他是耶鲁大学公共卫生学院的助理教授詹姆斯·摩尔庄园，耶鲁林业与环境研究学院的克里夫顿·R·穆瑟水文学教授。该项目还将有耶鲁大学工程与应用科学学院的科学家参与。这项耗资200万美元的研究由环保署资助。

在一次采访中，塞尔斯描述了历史上与水力压裂相关的健康问题，为什么公众对非常规技术的关注近年来有所减弱，以及这项新研究如何为潜在风险提供重要见解。

您能描述一下您将在这项研究中考察的石油和天然气钻探过程吗?在美国，尤其是在阿巴拉契亚地区，它们有多普遍?

詹姆斯·塞尔斯：水力压裂和水平钻井是备受关注的技术。它们都是一种从渗透率很低的地下储层中提取石油或天然气的方法。因此，为了释放石油和天然气，需要对它们进行压裂，让它们流出油井，以便在地面回收。

人们很早就知道，整个北美地区都有某些含有大量碳氢化合物的油气藏。但在很长一段时间里，没有技术可以把它们取出来;它们被认为是“非常规”油藏或低渗透油藏。在20世纪90年代，当他们想出了如何将大容量滑溜水压裂与水平钻井结合起来从德克萨斯州巴奈特页岩中开采天然气时，这种情况开始真正改变。在那之后，这些技术获得了巨大的成功，并在90年代和2000年代推广到北美的其他盆地，包括位于宾夕法尼亚州、西弗吉尼亚州和俄亥俄州的马塞勒斯页岩。

现在，美国和加拿大的几十个储层都在进行水力压裂，英国和中国也在进行水平钻井试验。我认为，在未来几年，这种趋势还会继续。

这些技术对邻近水域的水有哪些影响?

摩尔庄园:这些问题大致可分为供水问题和水质问题。水平气井或油井水力压裂所需的大量水导致供水问题。分支——这些油井的水平部分——大约一英里长，有时更长。用液压方法使这些一英里长的分支断裂需要400多万加仑的水。淡水可以从溪流中提取——通常是在东北部——也可以从地下水中提取，这在更干旱的西部各州更为常见。

然而，它是水质量备受关注的问题，主要是由于人们饮用水中的甲烷污染而进入国家舞台。甲烷是天然气的最大组成部分；这是我们在发电厂里燃烧来发电的东西。但突然有人在电视上放火烧自来水。甲烷不是特别有毒，但它是一种爆炸性危险，理应引起关注。通常情况下，甲烷可能不是水力压裂过程本身造成的，而是水力压裂后完成的气井施工失误造成的。

但是地下发生的事情是一个问题，也许更大的关注的是表面上可能发生的事情。我提到过，在水力压裂过程中，大量的水被注入井中。水不会停留在那里，而是被排出井外。这些废水——含高盐，含有有机化学物质和来自压裂液的残留物——需要被处理。而废水处理可能是油气行业最大的挑战，除了油气回收本身。有时这些废水溢出到表面。事实上，举例来说，在宾夕法尼亚州已经记录了1000多起泄漏事故。如果不加以适当控制，溢出的液体会渗入地面，流入地表水或流入人们的饮用水。

在这项研究中，你们将特别关注潜在的健康影响和风险脆弱性。

摩尔庄园:这项研究有几个方面。我将领导的一项工作是评估人们对地下水污染的脆弱性。这种脆弱性可能取决于他们从哪里取水以及气井的位置。它还取决于一些水文因素，这些因素影响化学品从源头向人类的潜在运输和扩散。因此，我们将尝试开发一种工具，可以让您在空间上明确了解风险，或者如果发生泄漏，饮用水将被污染的可能性。

然后我们会对阿巴拉契亚盆地的500多户家庭进行测试，对他们的饮用水进行取样，并分析其中的一整套化学物质。如果我们的模型是合理的，我们预计在被指定为高度脆弱的地区会发现更频繁的饮用水损害。饮用水分析是由拿破仑情史银，耶鲁大学工程与应用科学学院的化学家。

最后，我们将使用这个饮用水脆弱性模型作为暴露的替代，看看是否有不良出生结果和暴露之间的相关性，正如这个脆弱性模型预测的那样。在非常规油气藏开发中使用的一些化学物质是致癌物质或内分泌干扰物。所以有人担心，如果有人类接触的途径，这些化学物质可能会影响人类健康。Nicole Deziel(公共卫生学院的)在健康方面的研究中处于领先地位，重点是分娩结果。

你将如何确定和接近你将要合作的人？

摩尔庄园:我们已经确定了宾夕法尼亚州和俄亥俄州的两个县，这两个州位于阿巴拉契亚盆地，那里有大量的石油和天然气钻探。我们将开始通过邮件联系人们，我们将有公共论坛。一旦我们确定了感兴趣的人，我们就会回去找他们。妮可将利用她在俄亥俄州已经建立的社区参与的联系。我会利用我在宾夕法尼亚的人脉。

至少对于其中的一部分，我们会希望在几个月的时间内拜访这些家庭几次。通过这样做，我们可以在页岩气开发的多个阶段对这些房子进行调查。时间因素很重要。如果有潜在的问题，如果污染物被释放到环境中，在它们被释放到环境中和它们与受体结合之间可能有一个时间间隔。

去年12月，美国环保署发现，水力压裂已经污染了一些地方的饮用水供应。你的研究如何适应这种不断增长的对潜在影响的理解?

摩尔庄园:尽管该研究发现，人们的饮用水受到石油和天然气相关活动影响的情况相对较少——例如，与天然气钻井的数量有关——但他们发现，当这些影响发生时做他们可能相当严重。但在这项研究中也发现，确实缺乏数据。很少有系统的研究，我认为环保署试图填补这一知识空白，并为决策者和监管者提供工具，帮助他们做出有关页岩气开发的明智决策。

很长一段时间以来，你一直在观察这个地区的影响。你学到了什么?这些社区的人们对风险有多担心?

摩尔庄园:即使在一个地区内，人们的关注程度也是相当不稳定的。Nicole[Deziel]会告诉你，与她交谈的许多居民都非常关心水质、空气质量、对过程的不了解以及由此产生的担忧。

你可能会注意到，在过去几年中，公众对这个问题的关注总体上有所减弱。当然，它仍然在地图上，但过去有一个纽约时报每周都有关于水力压裂的文章。我认为，这种兴趣的减弱有几个原因。当这些技术转移到没有石油和天然气开发历史的地区，例如科罗拉多州的部分地区和宾夕法尼亚州东北部（他们在宾夕法尼亚州西南部钻探了100年）时，引起了许多最初的关注。但另一件事是，自2012年以来，钻探活动的水平确实有所下降。它的数量少了，也不那么引人注目。道路上运输废水的卡车越来越少，移动和安置的钻机也越来越少。