Einsatz von Datenloggern zur Erfassung von Daten vor der Gasförderung ein
Die Erschließung der Erdgasvorkommen im Marcellus Shale, einer Gesteinsformation mit geringer Dichte, die unter Teilen des Delaware River Basin in Pennsylvania und New York liegt, hat sich rasch ausgeweitet.
Obwohl die Bohrungen für Erdgas bisher außerhalb des Einzugsgebiets geblieben sind, hat die Delaware River Basin Commission (DRBC) im Vorgriff auf die künftige Gaserschließung 2010 mit der Überwachung der Flüsse im Einzugsgebiet begonnen, um grundlegende Wasserqualitätsmessungen für Vergleiche der Wasserqualität nach der Erschließung zu erhalten.
Hydraulic Fracturing, oder Fracking, ist die vorgeschlagene Methode zur Gewinnung von Erdgas aus dem Muttergestein im Delaware River Basin. Bei diesem Verfahren werden Bohrungen durchgeführt, um tiefe Schieferformationen zu erreichen, und Wasser und Chemikalien in die Schichten injiziert, um das Gas freizusetzen. Das bei diesem Verfahren entstehende Rückflusswasser enthält potenziell giftige Chemikalien, und das Abwasser wird in der Regel am Bohrlochstandort zur späteren Behandlung oder Entsorgung gelagert.
Fracking ist ein kontroverses Thema. Viele Umweltschützer befürchten, dass das Verfahren negative ökologische Auswirkungen haben könnte. Andere hingegen sehen die Schaffung von einer Viertelmillion Arbeitsplätzen, die Möglichkeit, bis zu 14 Jahre des Erdgasverbrauchs des Landes zu decken, und den zusätzlichen Vorteil, einen Brennstoff zu gewinnen, der sauberer verbrennt als Kohle oder Öl.
Umfassende Überwachung ist der Schlüssel zum Verständnis der Umweltauswirkungen, die durch Hydraulic Fracturing verursacht werden könnten. Daher hat das DRBC ein neues Überwachungsprogramm eingeführt, das verschiedene Parameter untersucht, die typischerweise durch die Erschließung von Erdgasvorkommen beeinflusst werden, darunter auch die elektrische Leitfähigkeit von Flusswasser, die ein Indikator für Verunreinigungen sein kann. Im August 2009 wurden beispielsweise im Dunkard Creek in West Virginia hohe Leitfähigkeitswerte festgestellt, und im Laufe des nächsten Monats waren fast alle aquatischen Arten entlang eines 35 Meilen langen Abschnitts der Wasserstraße verschwunden, möglicherweise aufgrund der nahe gelegenen hydraulischen Fracking-Aktivitäten.
Einsatz des Datenlogger
Im Rahmen des Programms "Monitoring for Natural Gas Development" hat die Abteilung Monitoring, Modeling & Assessment des DRBC Leitfähigkeits- und Temperaturlogger des Typs HOBO® U24 in den Flüssen Delaware und Lackawaxen sowie in zwei weiteren Bächen in Pennsylvania installiert, in denen wahrscheinlich zuerst gebohrt werden wird. Für die Installation der Logger wurden flache Betonsockel hergestellt, indem ein Untersetzer mit Beton ausgegossen wurde. Zwei kurze Aluminiumrohre ragen aus dem Betonsockel heraus, und ein horizontales PVC-Rohr mit Löchern ist am Sockel befestigt, um den Sensor aufzunehmen, der mit Kabelbindern gesichert ist. Durch die Platzierung des Sensors im PVC-Rohr werden Blasen und Sedimente, die sich sonst auf dem Sensor ablagern könnten, minimiert.
Vor dem Einsatz der Logger testeten die DRBC-Mitarbeiter die Genauigkeit der Geräte im Vergleich zu anderen Messgeräten, wobei sie eine Vielzahl von Wässern mit niedriger und hoher Leitfähigkeit, wie z. B. ultrareines Laborwasser, Leitungswasser und Salzwasser, maßen und feststellten, dass sie übereinstimmten. Die Mitarbeiter holen die Logger regelmäßig ab und laden die Messwerte mit einem wasserdichten HOBO-Datenshuttle herunter, das, wie John Yagecic, Umweltingenieur und Abteilungsleiter des DRBC, anmerkt, "... es uns ermöglicht, die Daten einfach vor Ort herunterzuladen." Nachdem die Daten heruntergeladen wurden, werden die Logger mit destilliertem Wasser gereinigt und erneut eingesetzt.
Die Vorteile von HOBO-Datenloggern
Das DRBC entschied sich für HOBO-Datenlogger, weil es Geräte benötigte, die schnell eingerichtet werden konnten und einen problemlosen Start des Projekts garantierten. Die Zeit war von entscheidender Bedeutung, da nicht bekannt war, wann die Gasunternehmen mit den Bohrungen beginnen würden, und ohne umfangreiche Daten über die Wasserqualität vor den Bohrungen würde das Ausmaß der Veränderungen in den Flüssen für immer ein Geheimnis bleiben.
Datenlogger, die rauen Witterungsbedingungen standhalten können, waren ebenfalls eine Voraussetzung für das Überwachungsprogramm, da die Einsatzorte der Logger kalten Temperaturen und periodisch auftretenden hohen Wasserständen ausgesetzt sind. Das DRBC war erfreut zu erfahren, dass HOBO-Datenlogger, die unter ähnlichen Bedingungen eingesetzt wurden, vom Hurrikan Irene, der im Sommer 2011 im Nordosten des Landes wütete, nicht beeinträchtigt wurden. Yagecic ist auch erfreut zu berichten, dass die Logger seit ihrem Einsatz im Januar 2011 weiterhin stromabwärts bewegtes Geröll tolerieren und sich als kostengünstige Lösung für den Einsatz in Hochrisikosituationen erwiesen haben.
Durch die Festlegung des Bereichs und der Variabilität spezifischer Leitfähigkeitsmessungen vor Erdgasbohrungen wird dieses Überwachungsprogramm dem DRBC helfen, wertvolle Wasserressourcen im Delaware River Basin zu schützen.