Eine bahnbrechende Studie zeigt, dass verlassene Öl- und Gasquellen Karzinogene und andere schädliche Schadstoffe ausstoßen

An einem wolkigen Spätwintermorgen im Jahr 2004 babysitteten Charles und Dorothy Harper gerade ihren 17 Monate alten Enkel Baelee, als der Ofen in ihrem ländlichen Haus im Westen von Pennsylvania ansprang. Der frisch pensionierte Pfarrer und seine Frau bemerkten nicht, dass brennbares Gas in den Keller des Hauses eingedrungen war, das sie kürzlich gebaut hatten.

Gegen 9 Uhr morgens an diesem trostlosen Märzmorgen zerstörte eine gewaltige Explosion das Haus und hinterließ drei leblose Körper in den Trümmern entlang einer Landstraße etwa 80 Meilen nordöstlich von Pittsburgh begraben.

Es gab 16 bekannte Gasquellen im Umkreis von 3.000 Fuß um das Haus der Harpers. Erdgas aus einem Brunnen, der gerade gebohrt wurde, sei durch das Brunnenwasser des Paares in den Keller gelangt, sagte ein Marschall einer örtlichen Feuerwehr damals gegenüber The Pittsburgh Tribune Review. Die Beamten wussten dies, sagte der Marschall, weil sie nach der Bergung ihrer Körper Blut und Lungengewebe der Opfer untersuchten und Methan fanden – eine stark klimaerwärmende Verbindung, die den Hauptbestandteil von Erdgas darstellt.

Doch eine neue Studie deutet darauf hin, dass die Bewohner der fossilen Brennstoffe produzierenden Regionen des Landes einer anderen Bedrohung ausgesetzt sein könnten: Karzinogene und andere giftige Luftschadstoffe, die aus Millionen von Bohrlöchern austreten, die nicht mehr in Betrieb sind.

In einer Studie in der Fachzeitschrift ACS Omega haben Forscher über die Entdeckung schädlicher flüchtiger organischer Verbindungen (VOCs) berichtet, die aus 48 stillgelegten Bohrlöchern in West-Pennsylvania austreten.

Wissenschaftler wissen seit langem aus Untersuchungen aktiver Bohrstandorte, dass Öl- und Gasquellen eine Vielzahl gefährlicher Luftschadstoffe produzieren. Doch bisher hatte kein unabhängiger Forscher systematisch giftige Luftschadstoffe aus einer der mehr als 3 Millionen stillgelegten Öl- und Gasquellen im ganzen Land gemessen.

In der Studie haben Forscher des gemeinnützigen Forschungs- und Politikinstituts PSE Healthy Energy sowohl die Emissionsraten als auch die Konzentrationen schädlicher VOCs aus verlassenen Bohrlöchern im Herzen des größten Gasfeldes des Landes, dem Marcellus Shale, gemessen. „Unsere Studie ist die erste, die gründlich aufzeigt, dass mit verlassenen Bohrlöchern eine Benzolgefahr verbunden ist“, sagte der Hauptautor Seth Shonkoff, Chefredakteur des Forschungsinstituts PSE Healthy Energy.

Viele setzten Benzol frei, eine bekannte Krebsursache, zusammen mit Verbindungen, die das Nerven-, Immun- und Atmungssystem schädigen, berichteten die Forscher. Sie fanden Luftkonzentrationen von bis zu 250 Teilen pro Million – das 250.000-fache des kalifornischen Sicherheitsgrenzwerts von 0,001 Teilen pro Million, den Gesundheitsexperten als Goldstandard verwenden, weil er tendenziell die am stärksten gefährdeten Bevölkerungsgruppen wie Kinder schützt.

Die US-Umweltschutzbehörde stuft Benzol als bekanntes menschliches Karzinogen für jeden Expositionsweg ein, unabhängig davon, ob es eingeatmet, aufgenommen oder über die Haut aufgenommen wird, und die Weltgesundheitsorganisation ist zu dem Schluss gekommen, dass es keinen sicheren Grad an Benzolexposition gibt.

Vor Jahrzehnten brachten Studien Benzol mit einem erhöhten Krebsrisiko für Arbeiter in der Ölindustrie in Verbindung. VOCs, wie sie in den verlassenen Brunnen vorkommen, sind ebenfalls bekannte Vorläufer von Smog oder bodennahem Ozon. Ozonexposition ist mit verschiedenen Gesundheitsproblemen verbunden, darunter unkontrolliertes Asthma, das einen Besuch in der Notaufnahme und einen Krankenhausaufenthalt erfordert, sowie Herz-Kreislauf- und Atemwegserkrankungen, die zu vorzeitigen Todesfällen führen.

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Während einige der für die Studie untersuchten verlassenen Brunnen in abgelegenen Gebieten vergraben sind, befanden sich 93 Prozent weniger als 3.280 Fuß von Gebäuden und Häusern entfernt, stellte das Team fest. Fast ein Viertel ist nur 100 Meter von Gebäuden und Häusern entfernt – weniger als die Länge eines Fußballfeldes.

Joan Casey, eine Umweltepidemiologin an der School of Public Health der University of Washington, die nicht an der Studie beteiligt war, sagte zu den Ergebnissen des Artikels

waren enttäuschend, aber nicht überraschend.

„Aus diesen Bohrlöchern kommen gemessene VOCs, von denen wir wissen, dass sie gesundheitsschädlich sind“, sagte Casey, der zusammen mit Shonkoff in einem wissenschaftlichen Gremium sitzt, das den Bundesstaat Kalifornien zu Gesundheitsvorschriften für die Öl- und Gasindustrie berät. „Die meisten unserer bisherigen Gesundheitsstudien haben sich auf die Nähe von Wohngebieten zu aktiven Öl- und Gasquellen konzentriert und diese Untergruppe verlassener Quellen völlig ignoriert.“

Das bedeute, dass dem öffentlichen Gesundheitswesen „diese ganze andere Reihe von Risiken“ bei der Bewertung der Auswirkungen von Öl- und Gasquellen entgeht, sagte sie. „Wenn die Ergebnisse dieser Studie auf alle unsere verlassenen Brunnen übertragen werden, wollen wir auf keinen Fall, dass Menschen in der Nähe dieser Brunnen leben.“

Die Tatsache, dass einige verlassene Brunnen eine krebserregende Verbindung in sehr hohen Mengen freisetzen, wirft ernsthafte Bedenken hinsichtlich der Luftqualität, der Grundwasserqualität und der Menschen auf, die damit Problemen ausgesetzt sein könnten, sagte Shonkoff. Und es ergänzt eine umfassendere Forschung darüber, woraus Erdgas auf seinem Weg durch die Öl- und Gasversorgungskette besteht, von Bohrlöchern bis zu den Pipelines, die Häuser und Gebäude versorgen.

„Was wir in all diesen Studien herausgefunden haben, was eigentlich ziemlich überraschend war, ist, dass es sich bei all diesem Gas nicht nur um Methan handelt“, sagte er. Seine Studien ergaben, dass fast jede einzelne Gasprobe entlang der Lieferkette, einschließlich stillgelegter Bohrlöcher, krebserregendes Benzol enthält.

Industrieforschung hat bereits Emissionen von Benzol und anderen Gasen aus aktiven Öl- und Gasquellen identifiziert, stellte Kyle Ferrar, ein Experte für öffentliche Gesundheit bei der gemeinnützigen FracTracker Alliance, fest. Ferrar, der nicht an der Pennsylvania-Studie beteiligt war, dokumentiert seit langem unkontrollierte Bohrlochlecks in Kalifornien.

Für unabhängige Forscher sei es jedoch schwierig gewesen, Zugang zu alten, verlassenen Brunnen zu erhalten, um die Toxizität schädlicher Nicht-Methan-Emissionen zu messen und zu bewerten, sagte er. Daher müssen sie solche Brunnen normalerweise auf öffentlichen Grundstücken errichten. „Das gibt es an vielen Orten nicht, aber in Pennsylvania schon“, sagte Ferrar.

Die Aufsichtsbehörden von Pennsylvania gehen davon aus, dass etwa 200.000 Brunnen, die seit der ersten Bohrung in den 1850er Jahren aufgegeben wurden, in den staatlichen Datenbanken fehlen. Einige bleiben vermisst, weil sie älter sind als die modernen Genehmigungs- und Verstopfungsanforderungen für Bohrlöcher.

Für andere deuten historische Aufzeichnungen darauf hin, dass die Brunnen existierten, aber es fehle an Koordinaten, die zeigen, wo sie sich befanden, sagte Neil Shader, ein Sprecher des Pennsylvania Department of Environmental Protection (DEP). „Wir können mit Sicherheit etwa 27.000 ausmachen“, sagte er. „Aber der Rest ist der Geschichte verloren gegangen, in toten Blättern und Dreck begraben, zugepflastert und so weiter.“

Manchmal, so Shonkoff, bleibe nur ein Loch im Boden übrig.

Mitarbeiter des DEP halfen den Forschern von Shonkoff dabei, die 48 Bohrlöcher zu lokalisieren, damit sie Gas sammeln und analysieren konnten. Da sich die meisten auf öffentlichem Grund befanden, benötigte das Team keine Genehmigung, um Zutritt zu den Standorten zu erhalten.

Shonkoff sagte, er hätte gerne jeden bekannten verlassenen Brunnen in Pennsylvania beprobt. Aber da allein die Laboranalyse 500 US-Dollar pro Probe kostete, wäre der Zeit- und Geldaufwand für die Untersuchung Tausender Bohrlöcher unerschwinglich gewesen. Also konzentrierte sich das Team auf 48.

Die Ergebnisse zeigen, dass die den Bohrlöchern zugrunde liegende Geologie Einfluss darauf hat, was aus ihnen herauskommt. Als die Forscher ihre Messwerte aus Pennsylvania mit punktuellen Proben aus anderen Öl- und Gasformationen im ganzen Land verglichen, stellten sie fest, dass die Benzolkonzentrationen je nach Standort erheblich schwankten.

Nicht alle verlassenen Brunnen bergen die gleichen Risiken, sagte Shonkoff. Einige lecken mehr als andere. Einige liegen ganz in der Nähe der Orte, an denen Menschen leben, arbeiten und spielen. Andere könnten nahegelegene Trinkwasserquellen verunreinigen.

„Diese Informationen sollten berücksichtigt werden, wenn wir darüber nachdenken, welche Bohrlöcher wir zuerst verstopfen sollten, da uns nur begrenzte Ressourcen zur Verfügung stehen, um dieses massive Problem anzugehen“, sagte er. Das würde bedeuten, die verlassenen Brunnen mit den höchsten Schadstoffemissionen zu identifizieren und dann zu bestimmen, welche den Gemeinden und ihren Trinkwasserquellen am nächsten liegen.

Im Verlauf der Untersuchung erließen die Aufsichtsbehörden von Pennsylvania eine Notanordnung zum Verstopfen eines Bohrlochs südöstlich von Pittsburgh, nachdem das Team Methan- und Benzolkonzentrationen in der höchsten in der Studie gemessenen Konzentration festgestellt hatte, die 250.000-fache des kalifornischen Sicherheitsstandards betrug. Bewohner einer drei Fünftel Meile entfernten Neubausiedlung hatten sich über Gerüche beschwert. Die Emissionen waren so stechend und irritierend, dass die Forscher jeden, der künftig vor Ort Luftproben entnimmt, dazu aufforderten, Atemschutzausrüstung zu tragen.

In einem anderen Fall entdeckten die Forscher, dass ein nicht angeschlossener, verlassener Brunnen nur 10 Meter vom gemieteten Haus einer Familie entfernt stand, die keine Ahnung hatte, dass es sich bei dem Rohr im Hinterhof um einen alten Gasbrunnen handelte. Das Team konnte am Standort kein Benzol feststellen, verzeichnete jedoch tägliche Methanemissionen, die so hoch waren, dass die Gefahr eines Brandes und einer Explosion bestand.

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Viele Wohnhäuser und Gebäude in Öl- und Gasförderregionen im ganzen Land seien auf verlassenen Brunnen errichtet worden, ohne dass der Eigentümer oder Bauherr davon wisse, sagte Shonkoff. Aus diesem Grund verlangen die Bauvorschriften im Los Angeles Basin, einer weiteren wichtigen Ölförderregion, die Installation von Methan- und VOC-Minderungssystemen in allen Gebäuden innerhalb bestimmter Zonen.

Die Systeme blasen Gas aus einem Haus, um dessen Ansammlung zu verhindern. Ein solches Gerät hätte die Familie Harper retten können.

„Vor dieser Studie würden wir darüber nachdenken, dass die großen Risiken nur mit Explosionsgefahren verbunden sind“, sagte Shonkoff. Die Forschung zeige, dass sich Regierungen auch auf die Belastung durch Luftschadstoffe konzentrieren müssten, fügte er hinzu.

Letztes Jahr kündigte die Biden-Regierung ein 4,7-Milliarden-Dollar-Programm zur Sanierung verlassener Brunnen im Rahmen des Infrastructure Investment and Jobs Act 2021 an. Shader von der Pennsylvania DEP sagte, die Behörde habe bisher 25 Millionen US-Dollar an Bundesmitteln erhalten, um stillgelegte Brunnen zu verstopfen, und hoffe, insgesamt fast 400 Millionen US-Dollar zu sichern. Aber das Verstopfen Tausender stillgelegter Brunnen im Bundesstaat würde wahrscheinlich Milliarden kosten.

Betreiber in Pennsylvania müssen eine Kaution in Höhe von 2.500 US-Dollar hinterlegen, um ein neues Bohrloch zu bohren (und bis zu 25.000 US-Dollar für die Deckung aller von ihnen gebohrten Bohrlöcher). Sie verlieren das Geld an den Staat, wenn sie den Brunnen verlassen, ohne ihn zu verstopfen, sagte Shader. Aber Staatsbeamte schätzen, dass es durchschnittlich 33.000 US-Dollar kostet, einen Brunnen zu verstopfen, und bis zu 800.000 US-Dollar, wenn dafür jahrelange Trümmer beseitigt werden müssen.

Ein im Staatsparlament vorgeschlagener neuer Gesetzentwurf würde es den Regulierungsbehörden ermöglichen, die Anleihepreise zu erhöhen, um die Sanierungsbemühungen zu unterstützen. Die Pennsylvania Independent Oil and Gas Association erhob kürzlich Einspruch gegen die Gesetzgebung und argumentierte, dass es keine Beweise dafür gebe, dass Betreiber Bohrlöcher aufgegeben hätten und die Kosten für die Sanierung den Steuerzahlern überlassen würden. Der Verband, der rund 400 Betreiber im Bundesstaat vertritt, reagierte nicht auf Anfragen zur Stellungnahme zu der Studie.

Shonkoff sagt, er schätze es, dass Bundesmittel in die Sanierung investiert würden. Aber bei so vielen verlassenen Brunnen im ganzen Land und weiteren, die im Zuge der Bohrungen noch hinzukommen, sei es tatsächlich ein nationales Problem von mehreren Billionen Dollar, fügt er hinzu. Vorerst „müssen wir uns sehr darüber im Klaren sein, wie wir Bohrlöcher priorisieren, die saniert werden müssen, angesichts der Milliarden von Dollar, die derzeit auf dem Tisch liegen“, sagte er.

In Kalifornien hat Ferrar Hunderte von undichten stillgelegten Bohrlöchern und Infrastruktur in Bakersfield und anderen Ölförderregionen des Bundesstaates identifiziert, ist jedoch der Meinung, dass dies nur ein Bruchteil der tatsächlichen Zahl ist. Obwohl die kalifornischen Aufsichtsbehörden von den Betreibern verlangt haben, viele von ihnen zu verstopfen, seien die Reparaturen nur vorübergehend, weil alte Brunnen so anfällig für Lecks seien, fügte er hinzu.

Aufgrund eindeutiger Beweise dafür, dass das Leben, Spielen und Arbeiten in der Nähe aktiver Öl- und Gasbetriebe ernsthafte Gesundheitsprobleme verursachen, haben die kalifornischen Gesetzgeber im vergangenen Jahr das stärkste Rückschlagsgesetz des Landes verabschiedet. Die Regulierungsbehörden stellten die Umsetzung von Schutzmaßnahmen ein, nachdem ein Versuch der Ölindustrie, das Gesetz rückgängig zu machen, für ein Referendum über die Parlamentswahlen 2024 qualifiziert war, obwohl Rechtsexperten sagen, dass der Staat die Erteilung von Bohrgenehmigungen in der Nähe von Stadtteilen einfach einstellen könnte.

„Diese Forschung unterstreicht, dass wir jetzt mehr denn je einen Rückschlag brauchen“, sagte Ferrar.

Nach der Ermordung der Harpers im Jahr 2004 warnte die DEP die Anwohner, dass hohe Methankonzentrationen in Brunnen und geschlossenen Räumen Explosionen verursachen können. Nun bleibt die Frage offen, ob Sicherheitsrichtlinien für Staatsbürger herausgegeben werden sollten, die in der Nähe vernachlässigter Brunnen leben.

Angesichts der Tatsache, dass viele der beprobten Bohrlöcher in der Nähe von Häusern schädliche Gase ausstießen, manchmal in sehr hohen Mengen, schrieben die Autoren der Studie: „Weitere Untersuchungen sind erforderlich, um festzustellen, ob Gasemissionen ein Inhalationsrisiko für Menschen darstellen, die in der Nähe von verlassenen Häusern leben, arbeiten oder sich dort versammeln.“ Brunnen.“

Für Shonkoff unterstreichen die neuen Beweise, dass Karzinogene und andere giftige Luftschadstoffe freigesetzt werden, auch die dringende Notwendigkeit, von Erdgas auf saubere Energiequellen umzusteigen.

Bis dahin, so argumentiert er, sollten staatliche Regulierungsbehörden die Überwachung und Offenlegung der Gaszusammensetzung in den gesamten Lieferketten des Landes vorschreiben. Auf diese Weise hätten die Beamten die Informationen, die sie benötigen, um möglicherweise gefährdete Menschen zu schützen – und sie umzusiedeln, bevor es zu spät ist.

Liza Gross ist Reporterin für Inside Climate News mit Sitz in Nordkalifornien. Sie ist Autorin des Science Writers' Investigative Reporting Handbook und Mitwirkende des Science Writers' Handbook, beide finanziert durch die Peggy Girshman Idea Grants der National Association of Science Writers. Sie befasst sich seit langem mit Wissenschaft, Naturschutz, Landwirtschaft, öffentlicher und ökologischer Gesundheit und Justiz, wobei ihr Schwerpunkt auf dem Missbrauch der Wissenschaft zum privaten Vorteil liegt. Bevor sie zu ICN kam, arbeitete sie als Teilzeit-Magazinredakteurin für die Open-Access-Zeitschrift PLOS Biology, als Reporterin für das Food & Environment Reporting Network und produzierte freiberufliche Geschichten für zahlreiche nationale Medien, darunter die New York Times und die Washington Post , Discover und Mother Jones. Ihre Arbeit wurde von der Association of Health Care Journalists, der American Society of Journalists and Authors, der Society of Professional Journalists NorCal und der Association of Food Journalists ausgezeichnet.