Forskarna beskrev processen med radioaktiva isotoper som kommer in i vattnet som åtföljer extraktionen av skifferolja och gas. Forskarnas resultat beskrivs i två vetenskapliga artiklar som publicerades i tidskriften Chemical Geology av en grupp som leddes av Joshua Landis från Dartmouth College i USA.
Kom ihåg att produktionen av kolväten med skiffer har utvecklats snabbt de senaste åren. Tack vare denna teknik har USA redan blivit en nettoexportör av naturgas och planerar att uppnå samma status med avseende på olja under de kommande åren. Detta trots att staten med världens första BNP och världens tredje största befolkning konsumerar mycket fossila bränslen.
Generellt sett ser processen ut så här. En blandning av vatten, sand och kemiska reagenser pumpas in i brunnen med kraftfulla pumpar. När vätsketrycket blir för stort bryter den geologiska formationen och kollapsar. Figurativt utstrålar bränsle ut ur det deformerade berget som vatten från en komprimerad tvättduk.
Denna teknik utgör emellertid ett miljöhot. Använda reagens hamnar delvis i dricksvatten och kan orsaka hälsoproblem. Dessutom berikas det "förbrukade" vattnet med det radioaktiva elementet radium.
Var kommer det ifrån? Detta är vad forskarna fick reda på i det första arbetet. De placerade skifferprover i vatten berikat med kalciumsalter. Låt oss förklara att vätskan som pumpas i marken, som reser genom många sprickor, oundvikligen absorberar dessa ämnen.
Som forskarna fick reda på extraherar en sådan lösning också radium från den omgivande skifferen. Samtidigt finns det två källor till det farliga elementet, och de har ett annat förhållande mellan koncentrationerna av radium-226 och radium-228. Den första isotopen är relativt stabil med en halveringstid som överstiger tusen år. Den andra är mycket aktiv: för honom är samma period mindre än sex år. När radium sänks avges strålning och ett annat radioaktivt element, radon, frigörs.
Den första källan till den farliga metallen var den oorganiska mineraldelen av skifferen. Den innehåller en radium-228-atom för endast 250 radium-226 atomer. Detta är en ganska hög koncentration för den första isotopen. Den andra källan är den organiska delen av rasen. I det är förhållandet radium-228 till radium-226 1 av 10 000.
Experiment har visat att på bara några timmar passerar mer än 14% av det radioaktiva elementet i skifferen till lösning. Som jämförelse: rent (inte berikat med kalciumsalter) läcker vatten ut endast mindre än 0,5%.
Kampanjvideo:
Den andra artikeln beskriver en modell av denna överföring för olika koncentrationer av salter i lösning och olika mängder vatten som badar skifferen. Här använde författarna experiment, matematisk modellering och direkta mätningar av mängden radium i grundvatten på platsen för kolväteproduktion av skiffer.
Innan dessa studier var experter inte säkra på om skifferen själv var källan till den radioaktiva metallen. Det fanns en hypotes om att frågan är i de naturliga ansamlingarna av radium i grundvatten, som ibland finns.
Anatoly Glyantsev
