จาก การวิจัยใหม่ของ CSIROน้ำที่ผลิตขึ้นเมื่อสกัดก๊าซถ่านหิน (CSG) จากใต้พื้นดินสามารถฉีดซ้ำได้อย่างปลอดภัยใต้ดินลึกหลายร้อยเมตร น้ำถูกสูบออกจากตะเข็บถ่านหินเพื่อเข้าถึงก๊าซที่อยู่ภายใน CSG ในลุ่มน้ำสุราษฏร์ ประเทศออสเตรเลีย ผลิตน้ำได้โดยเฉลี่ย 70 กิกะลิตรต่อปี ซึ่งเป็นหนึ่งในเจ็ดของน้ำที่กักเก็บในอ่าวซิดนีย์ จะทำอย่างไรกับน้ำนี้เป็นหนึ่งในข้อกังวลหลายประการที่ชุมชนรอบ ๆ CSG เปล่งออกมา
การวิจัยของเราแสดงให้เห็นว่าการฉีดน้ำที่ผลิตโดย CSG ที่ผ่าน
การบำบัดแล้วในปริมาณมากในสถานที่ที่เหมาะสมภายในลุ่มน้ำสุราษฎร์ไม่น่าจะก่อให้เกิดอันตรายต่อคุณภาพน้ำใต้ดิน
อย่างไรก็ตาม เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ น้ำต้องได้รับการบำบัดอย่างเพียงพอเพื่อขจัดความเสี่ยงในการทำให้น้ำใต้ดินเป็นมลพิษด้วยสารหนู ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่เป็นพิษซึ่งโดยทั่วไปไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ ซึ่งเกิดขึ้นตามธรรมชาติในชั้นหินบางส่วนที่กำลังพิจารณาให้ฉีดซ้ำ ในรัฐควีนส์แลนด์นโยบายของรัฐบาลของรัฐเกี่ยวกับการจัดการ “น้ำที่ผลิตได้” หรือที่เรียกกันทั่วไปว่า “น้ำ CSG” คือการ “สนับสนุนการใช้น้ำ CSG ให้เกิดประโยชน์ในลักษณะที่ปกป้องสิ่งแวดล้อมและเพิ่มการใช้อย่างมีประสิทธิผลสูงสุดในฐานะทรัพยากรที่มีค่า” .
ในหลายกรณี ตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดและเป็นที่ยอมรับของสังคมคือการบำบัดน้ำโดยใช้เทคโนโลยีรีเวอร์สออสโมซิส แล้วฉีดเข้าไปในชั้นหินอุ้มน้ำลึก น้ำที่ฉีดซ้ำสามารถใช้เติมชั้นหินอุ้มน้ำที่เครียดอยู่แล้วได้
อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาโครงการที่คล้ายคลึงกันทั่วโลก โดยเฉพาะจากฟลอริดา แสดงให้เห็นว่าการฉีดน้ำสะอาดลงใต้ดินบางครั้งสามารถระดมสารปนเปื้อนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ เช่น สารหนู
เมื่อน้ำฝนซึมลงใต้ดินและกลายเป็นน้ำใต้ดิน องค์ประกอบของน้ำจะเปลี่ยนไป ในระหว่างทางเดินใต้ผิวดินซึ่งอาจใช้เวลาหลายพันปี องค์ประกอบของน้ำใต้ดินจะเปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆ เพื่อให้ได้ลักษณะของหินอย่างต่อเนื่อง
เมื่อน้ำที่มีองค์ประกอบไม่เข้ากันถูกฉีดเข้าไปในชั้นหินอุ้มน้ำลึก
โดยตรง น้ำที่ฉีดเข้าไปจะทำปฏิกิริยากับหินด้วย และดังนั้นจึงเปลี่ยนลักษณะเป็นน้ำที่เข้ากันได้กับหินเจ้าบ้านใหม่ สิ่งนี้เกิดขึ้นจากการปล่อยธาตุออกจากหิน ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการละลายของแร่
นอกจากนี้ การเคลื่อนตัวของสารหนูยังสามารถเกิดขึ้นได้จากกระบวนการที่เรียกว่าการดูดซับ ซึ่งในกรณีนี้ ไอออนที่ติดอยู่อย่างหลวมๆ จะถูกปล่อยออกมาจากพื้นผิวแร่ กระบวนการทั้งสองอาจดำเนินต่อไปจนกว่าจะมีการสร้างสมดุลใหม่หรือ “สมดุลธรณีเคมี” และทั้งคู่มีศักยภาพในการระดมธาตุที่เป็นพิษ เช่น สารหนู
การทดสอบน้ำ
ในการวิจัยใหม่ของเรา เราวิเคราะห์ผลลัพธ์จากการทดลองฉีดที่ Reedy Creek และที่ Condabri ซึ่งทั้งสองแห่งตั้งอยู่ในลุ่มน้ำสุราษฎร์ในรัฐควีนส์แลนด์ ผ่านแบบจำลองคอมพิวเตอร์ที่จำลองการไหลของน้ำใต้ดินและคุณภาพ
การวิเคราะห์นี้แสดงให้เห็นว่าสารหนูจะถูกระดมหรือไม่ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของน้ำที่ฉีดเข้าไป เราสรุปได้ว่าการลดการปล่อยสารหนูที่สำคัญที่สุดนั้นขึ้นอยู่กับออกซิเจนที่ถูกดึงออกจากน้ำก่อนที่จะฉีดเข้าไป
ในระหว่างการวิจัย พบสารหนูในระดับสูงระหว่างการทดลองภาคสนามที่ไซต์แห่งหนึ่ง (Reedy Creek) ซึ่งทั้งการทดลองและการสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์แนะนำว่าการปล่อยสารหนูนั้นเกิดจากน้ำที่ฉีดเข้าไป
อย่างไรก็ตาม การสร้างแบบจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ยังแสดงให้เห็นว่าการระดมสารหนูประเภทนี้สามารถป้องกันได้อย่างสมบูรณ์โดยการปรับค่า pH ของน้ำที่ฉีดเข้าไปให้เท่ากับค่าของน้ำใต้ดินที่อาศัยอยู่ตามธรรมชาติ
การทดลองที่ศูนย์วิจัยแห่งที่สองที่เมือง Condabri ภายใต้เงื่อนไขการทดลองที่แตกต่างกัน แสดงให้เห็นว่าความเข้มข้นของสารหนูในน้ำใต้ดินเพิ่มขึ้นอย่างมากหากน้ำที่ฉีดเข้าไปไม่ได้ทำให้ออกซิเจนหายไป
เมื่อออกซิเจนไม่ได้ถูกกำจัดออกจากน้ำที่ฉีดเข้าไป ทำให้เกิดการละลายของแร่ไพไรต์ที่มีอยู่ตามธรรมชาติหรือ “ทองคำของคนโง่” สารหนูมักฝังอยู่ในแร่ธาตุนี้ในปริมาณเล็กน้อย
พวกเราทำอะไรได้บ้าง?
การค้นพบจากงานวิจัยนี้ถูกนำมาใช้เพื่อเป็นแนวทางในการออกแบบสำหรับการติดตั้งระบบฉีดน้ำ CSG ขนาดใหญ่เข้าไปในชั้นน้ำแข็ง Precipice ในระหว่างกระบวนการบำบัด น้ำทั้งหมดจะถูกกำจัดออกซิเจนก่อนการฉีด และค่า pH ของน้ำที่ฉีดออกมาจะใกล้เคียงกับน้ำใต้ดินตามธรรมชาติ
โครงการ Reedy Creek re-injection ประสบความสำเร็จในการดำเนินงานและฉีดน้ำ CSG ที่บำบัดแล้ว นับตั้งแต่เริ่มฉีดในปี 2558 มีการฉีดสารมากกว่า 10 กิกะลิตรเข้าไปในชั้นน้ำแข็ง Precipice และปัจจุบันโครงการนี้เป็นโครงการอัดฉีดน้ำที่ผ่านการบำบัดแล้วที่ใหญ่ที่สุดในออสเตรเลีย
ส่งผลให้ระดับน้ำใต้ดินในชั้นหินน้ำแข็ง Precipice เริ่มสูงขึ้นเป็นครั้งแรกในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา
บทความนี้ได้รับการปรับปรุงเมื่อวันที่ 2 ธันวาคม 2016 เพื่อให้รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับ GISERA ในคำแถลงการเปิดเผยข้อมูล
