我們對賓夕法尼亞州水力壓裂和健康的了解

在賓夕法尼亞州西北部的一個破碎井中燃燒。 在水力壓裂社區,健康問題(如哮喘)的一個潛在原因是空氣污染率較高。 wcn247 / flickr,CC BY-NC

水力壓裂行業一直是能源成功的故事:天然氣價格已經下降 水力壓裂已經暴漲,現在是天然氣 產生更多 電力比煤炭,這導致空氣質量的改善。 第一批通過水力壓裂開始非常規天然氣開發的州已經引用了潛力 經濟,能源和社區福利.

然而在早期,水力壓裂傳播的社區引起了懷疑。 附近的居民 報導 各種常見症狀和壓力源。 公共衛生專業人員大肆宣揚他們的關切,流行病學家發起了這種關注 健康研究 這個行業。 像賓夕法尼亞州這樣的州 幾乎是10,000已經鑽了 自2005以來,不斷發展。 但其他州,包括馬里蘭州和紐約州,由於可能對環境和健康產生影響,因此不允許進行鑽探。

經濟發展,能源政策以及環境和健康問題之間的緊張關係在公共衛生的歷史中很常見。 通常,經濟和能源發展勝過環境和健康問題,使公共健康發揮“追趕”。

實際上,最近才開始對非常規天然氣開發對健康的影響進行嚴格的健康研究。 我們發表了三項評估的研究 出生結果, 哮喘急性發作 - 症狀,包括鼻腔和鼻竇,疲勞和偏頭痛的症狀。 這些,在一起 其他研究,形成了越來越多的證據表明非常規天然氣的開發對健康產生了不利影響。 不出意外的是,石油和天然氣行業以尖銳的批評反駁了我們的調查結果。

研究哪些暴露和健康結果?

壓裂過程涉及垂直和水平鑽孔,通常在表面以下10,000英尺以上,然後在高壓下注入數百萬加侖的水,化學品和沙子。 液體產生裂縫,釋放頁岩中的天然氣。

隨著水力壓裂在商業上的可行性,石油和天然氣鑽探公司進入了頁岩氣資源社區,這可能會產生一些局部影響。 水力壓裂作業附近的社區可以體驗 噪音,光線,振動和卡車交通,以及 空氣, - 土壤 污染。 行業的快速發展也可以導致 社會混亂, 犯罪率更高 和焦慮。

這些在井開發的不同階段期間變化並且具有不同的影響範圍:振動可能僅影響非常靠近井的人,而來自例如對可能的水污染的關注的應力可能具有更廣泛的範圍。 其他壓力來源可能是臨時工人湧入,看到過去農村地區的工業發展,重卡交通以及對房價下跌的擔憂。


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我們現在已經與Geisinger健康系統合作完成了幾項健康研究,該系統為賓夕法尼亞州的450,000患者提供初級護理,包括許多居住在水力壓裂區域的患者。 自2001以來,Geisinger使用了一個電子健康記錄系統,使我們能夠獲得所有患者遭遇的詳細健康數據,包括診斷,測試,程序,藥物和其他治療,這些都是在開發水力壓裂的同一時間範圍內。

對於我們的第一個基於電子健康記錄的研究,我們選擇了不良分娩結果和哮喘急性發作。 這些是重要的,是常見的,具有短暫的延遲並且是患者尋求治療的條件,因此它們在電子健康記錄中被充分記錄。

我們研究了8,000母子對和35,000哮喘患者。 在我們的症狀研究中,我們從7,847患者獲得了關於鼻,鼻竇和其他健康症狀的問卷。 由於症狀是主觀的,它們不能被電子健康記錄很好地捕獲,並且通過問卷調查可以更好地確定。

在所有研究中,我們為患者分配了非常規天然氣開發活動的測量。 這些是使用從患者家到井的距離,井深度和產量,以及不同階段的日期和持續時間來計算的。

我們的發現以及我們對它們的信心

在出生結果研究中,我們發現,與非常規天然氣開發活動較低的女性相比,具有較高非常規天然氣開發活動的女性(更接近更多和更大的非常規井)的出生體重降低的早產機率和提示證據在懷孕期間。

在哮喘研究中,我們發現哮喘患者哮喘住院,急診就診和用於輕度哮喘發作的藥物與非活性氣體發生活動較高的患者相比,其活性較低。 最後,在我們的症狀研究中,我們發現具有較高非常規天然氣發育活動的患者與活動較低的患者相比,鼻腔和鼻竇,偏頭痛和疲勞症狀的機率更高。 在每次分析中,我們控制了結果的其他風險因素,包括吸煙,肥胖和合併症。

心理社會壓力,暴露於空氣污染,包括卡車交通,睡眠中斷和社會經濟狀況的變化,都是非常規天然氣發展影響健康的生物學合理途徑。 我們假設壓力和空氣污染是兩種主要途徑,但在我們的研究中,我們還不能確定哪些是我們觀察到的關聯的原因。

作為流行病學家,我們的數據很少能證明暴露會導致健康結果。 但是,我們會進行額外的分析,以測試我們的研究結果是否穩健,並消除了我們未包括的另一個因素是實際原因的可能性。

在我們的研究中,我們研究了各縣之間的差異,以了解居住在有和沒有水力壓裂的縣的人們是否存在差異。 我們重複研究其他健康結果,我們不希望受到水力壓裂行業的影響。 在沒有分析的情況下,我們發現的結果向我們表明我們的主要發現可能存在偏差,這使我們對結果充滿信心。

其他研究小組已發表 懷孕和分娩結果 - 症狀,有證據表明,水力壓裂行業可能以各種方式影響健康。 隨著時間的推移,證據越來越清晰,更加一致和令人關注。 但是,我們不希望所有研究都完全一致,因為,例如,鑽井實踐,潛在的健康狀況和其他因素可能在不同的研究領域有所不同。

該行業如何應對?

該行業通常表示非常規天然氣開發改善了空氣質量。 在描述整個美國的排放時,這可能是真的。 然而,這些聲明忽視了一些研究,這些研究表明水力壓裂使得正在進行非常規天然氣開發的地區的當地空氣質量惡化。

A 常見的反駁 業內人士認為 價格 所研究的健康結果 - 無論是哮喘還是早產 - 在壓裂區域比在沒有水力壓裂的區域更低,或者結果的速率隨著時間的推移而降低。

一項針對人群計算的多年來疾病發病率增加或減少的研究稱為生態學研究。 生態學研究的信息量少於有關個體數據的研究,因為關係可以存在於個體之間不存在的群體層面。 這被稱為 生態謬誤. 譬如講,生態學研究顯示,縣級平均氡水平與肺癌發病率呈負相關,但個體研究顯示,氡氣暴露與肺癌之間存在強烈的正相關關係。

我們在同行評審研究中使用個體水平數據的一個原因是為了避免生態謬誤的問題。 因此,行業強調的費率並未提供任何證據證明我們的調查結果無效。

值得注意的是,水力壓裂行業的做法有所改善。 一個例子是 燃燒井這是空氣,噪音和光污染的來源,並且近年來急劇下降。 由於天然氣價格大幅下跌,鑽探也大幅放緩。

如何考慮未來

所有能源選擇都有積極和消極的方面。 特別是馬里蘭州決定製作,作為其 暫停水力壓裂 結束於 十月2017.

我們必須通過持續的健康研究來監控行業,並通過測量噪音和空氣污染水平進行更詳細的暴露測量。 如果我們理解為什麼我們看到水力壓裂行業和健康問題之間的關聯,那麼我們可以更好地告知患者和政策制定者。

與此同時,我們建議仔細考慮未來有關行業的決策,以平衡能源需求與環境和公共衛生因素。

關於作者

Sara G. Rasmussen,博士。 環境健康科學候選人, 約翰斯·霍普金斯大學

Brian S. Schwartz,環境健康科學教授, 約翰斯·霍普金斯大學

Joan A. Casey,Robert Wood Johnson健康與社會學者, 加利福尼亞州,舊金山大學

這篇文章最初發表於 談話。 閱讀 原創文章.

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