wowavostok

Category:

Добыча сланцевого газа и нефти делает грунтовые воды радиоактивными

Исследователи описали процесс попадания в воду радиоактивных изотопов, который сопровождает добычу сланцевой нефти и газа. Выводы учёных описаны в двух научных статьях, опубликованных в журнале Chemical Geology группой во главе с Джошуа Лэндисом (Joshua Landis) из Дартмутского колледжа в США.

Напомним, что добыча сланцевых углеводородов бурно развивается в последние годы. Благодаря этой технологии США уже стали чистым экспортёром природного газа и в ближайшие годы планируют достичь того же статуса относительно нефти. Это притом, что государство с первым в мире размером ВВП и третьей в мире численностью населения потребляет очень много ископаемого топлива.

В общих чертах процесс выглядит так. В скважину мощными насосами закачивается смесь воды, песка и химических реактивов. Когда давление жидкости становится слишком большим, геологический пласт разрывается и сминается. Образно говоря, топливо сочится из деформированной породы, как вода из сжатой мочалки.

Однако эта технология несёт в себе экологическую угрозу. Использованные реактивы частично попадают в питьевую воду и могут вызвать проблемы со здоровьем. Кроме этого, "отработавшая своё" вода оказывается обогащена радиоактивным элементом радием.

Откуда он берётся? Это и выясняли исследователи в первой работе. Они поместили образцы сланца в воду, обогащённую солями кальция. Поясним, что закачанная под землю жидкость, путешествуя по многочисленным трещинам, неизбежно вбирает в себя эти вещества.

Как выяснили исследователи, такой раствор и извлекает радий из окружающих сланцев. При этом существует два источника опасного элемента, и они имеют разное соотношение концентраций радия-226 и радия-228. Первый изотоп относительно стабилен: его период полураспада превышает тысячу лет. Второй очень активен: для него тот же период меньше шести лет. При распаде радия излучается радиация, а также выделяется ещё один радиоактивный элемент – радон.

Первым источником опасного металла оказалась неорганическая минеральная часть сланцев. В ней один атом радия-228 приходится всего на 250 атомов радия-226. Это довольно большая концентрация для первого изотопа. Второй источник – органическая часть породы. В ней соотношение радия-228 и радия-226 составляет 1 к 10000.

Как показали эксперименты, всего за несколько часов в раствор переходит более 14% содержащегося в сланце радиоактивного элемента. Для сравнения: чистая (не обогащённая солями кальция) вода вымывает лишь менее 0,5%.

Во второй статье описана модель этого переноса для разной концентрации солей в растворе и разного количества воды, омывающей сланец. Здесь авторы использовали эксперимент, математическое моделирование и прямые измерения количества радия в грунтовых водах на месте добычи сланцевых углеводородов.

До этих исследований эксперты не были уверены, что источником радиоактивного металла являются сами сланцы. Существовала гипотеза, что дело в природных скоплениях радия в грунтовых водах, которые иногда встречаются.

"Взаимодействие между водой и скалой, происходящее в километрах от поверхности, очень трудно изучать, – поясняет Лэндис. – Наши измерения [концентрации] изотопов радия дают новое понимание этой проблемы".

ИСТОЧНИК

Buy for 10 tokens
Buy promo for minimal price.

Error

Anonymous comments are disabled in this journal

default userpic

Your reply will be screened

Your IP address will be recorded