Um filho (seu script) pode herdar uma variável do shell pai, mas não o contrário.
Em outras palavras, você pode passar uma variável do shell em que está trabalhando para o script que está sendo executado nesse shell. No entanto, qualquer variável definida no script não funcionará no shell em que você iniciou o script.
A variável no seu script, no entanto, está definida, mas apenas para o shell aberto para o seu script. Se você, por exemplo, adicionar a linha "echo $ LD_LIBRARY_PATH" ao seu script, você receberá o resultado esperado.
Se você quiser definir uma variável para um shell que funcione sempre, coloque-a em seu arquivo .bashrc (ou .bash_profile para OSX).