由于使用水力压裂钻探石油和天然气的公司考虑回收和再利用在压裂过程中从井中浮出的废水，托莱多大学的化学家发现，新的和未开发的废物含有许多环境污染物，包括有机化学物质和金属元素。

UToledo 的 Nina McClelland 博士水化学和环境分析实验室的研究科学家与德克萨斯大学阿灵顿分校合作，对德克萨斯州提取的采出水样品的化学成分进行了全面表征，表明未经处理的样品中存在有毒和致癌污染物，这可能对野生动物和人类健康构成威胁。

通过专门的提取方法揭示采出水的复杂成分，发表在《环境科学与技术》上的结果提供了关键信息，可帮助监管机构微调与压裂废水安全处理和处置相关的拟议指南，以保护饮用水源。

“在采出水中发现这些化学物质表明需要进行更大的监测和补救工作，因为其中许多被世界卫生组织列为对人类健康有害，”分析化学助理教授 Emanuela Gionfriddo 博士说。 UToledo化学与生物化学系，绿色化学与工程学院。“我们的综合表征揭示了水力压裂过程中发生的过程以及每个井场地质构造的性质。”

钻井作业通常是通过将处理过的水注入地下，其中含有各种未公开的添加剂以协助钻井过程。注入的水与地下水混合，然后作为废物副产品重新浮出水面，其中含有来自钻井现场和所用添加剂的污染物。

化学家使用 Gionfriddo 的研究团队在 2020 年开发的一种称为薄膜固相微萃取的方法，从德克萨斯州二叠纪盆地和鹰福特地层的八个采出水样品中提取有机可溶物。

分析发现总共有 266 种不同的溶解有机化合物，包括一种叫做阿特拉津的农药;1,4-二恶烷，一种对眼睛和呼吸道有刺激性的有机化合物;吡啶，一种可能损害肝脏的化学物质;和多环芳烃 (PAH)，它们与皮肤癌、肺癌、膀胱癌、肝癌和胃癌有关。

使用 UToledo 于 2021 年开发的一种新聚合物，该团队还确认了 29 种元素的存在，包括稀土元素、硒和铬、镉、铅和铀等有害金属。

研究人员还建议，用于对采出水进行综合分析的技术对于石油和天然气生产商的适当再利用或处置至关重要。

“与涉及高分辨率质谱的更昂贵的工作流程相比，我们找到了一种在分析此类复杂样品时使用更易于使用的仪器的方法，”杰出大学教授兼 UToledo 化学与生物化学系主任 Jon Kirchhoff 博士说。