Home » Analize »Energie » Citesti:

Cât de radioactivă este fracturarea hidraulică?

Constantin Cranganu mai 20, 2014 Analize, Energie
10 comentarii 835 Vizualizari

O întrebare care revine adesea atunci când se vorbește despre aditivii chimici folosiți în operațiunile de fracturare hidraulică este următoarea: Care este conținutul lor radioactiv? Urmată de alta: Dacă au conținut radioactiv, cât este el de periculos pentru sănătatea oamenilor din zona fracturărilor? Și, în general vorbind, cât de radioactivă este fracturarea hidraulică?

Răspunsurile la aceste întrebări necesită prezentarea celor două tipuri de radionuclizi (substanțe radioactive), artificiali și naturali, posibil asociați cu fracturarea hidraulică.

Radionuclizii artificiali sunt folosiți ca trasori radioactivi. Injectați o dată cu fluidul de fracturare în rocile supuse exploatării, acești radionuclizi permit determinarea profilului de injecție al sondei, a locației, distribuției și arhitecturii fracturilor create. Este, se poate spune, o radiografie cu raze X a zonei de fracturare. Așa cum doctorul are nevoie de investigația cu raze X (sau, mai nou, cu MRI) pentru a investiga în mare detaliul interiorul corpului omenesc, tot la fel, geologul utilizează trasorii radioactivi pentru a ști în detaliu câte fracturi au fost create pe unitatea de lungime, care sunt formele lor geometrice, unde sunt mai dense sau mai rare, cât fluid de fracturare a intrat în acele fracturi și multe alte detalii care conduc la creșterea eficienței operațiunii de fracturare hidraulică.

Reglementările internaționale prevăd pentru expunerile profesionale (de exemplu, în medicină) o limită de 50 mSv pe an cu un maximum de 100 mSv într-o perioadă de cinci ani consecutivi. Pentru publicul care nu lucrează în domeniu, se acceptă ca ne-dăunătoare o iradiere cu o doză de 1 mSv pe an. O iradiere cu o doză de 1 mSv pe an crește șansele de îmbolnăvire de cancer cu 0,0055%1. Pentru exemplificare, nivelele de radiație din cadrul clădirii unde funcționează Congresul SUA (Capitol Building) ajung până la 0,85 mSv/an datorită conținutului natural de uraniu al granitului din structura clădirii. Aplicând modelul conservativ descris de International Commission on Radiological Protection1, rezultă că cineva care a petrecut 20 de ani în interiorul clădirii Capitol ar putea avea o șansă suplimentară de 1 la 1000 de a dezvolta un cancer, peste și dincolo de orice alt risc existent.

Radionuclizii artificiali se prezintă într-o gamă largă în forme solide, lichide sau gazoase, iar utilizarea lor ca trasori radioactivi în gaura de sondă este strict reglementată2 de guvernul SUA (U.S. Nuclear Regulatory Commission, Office of Nuclear Material Safety and Safeguards). Este recomandat ca trasorul ales să aibă un nivel de radiație suficient de mare pentru a fi ușor de detectat, să aibă proprietățile chimice necesare pentru a-și îndeplini „misiunea” sa în gaura de sondă, iar perioada de înjumătățire (half-life) și nivelul de toxicitate să permită minimalizarea contaminării inițiale și remanente3. Operatorii care manipulează materialul radioactiv au obligația de a-l utiliza, transporta și depozita într-o manieră care să asigure că populația nu va fi expusă unei radiații mai intense de 1 mSv (1 milliSievert = 100 mrem), iar doza în orice arie de lucru nerestricționată să nu depășească 0,02 mSv (2 mrem) în orice oră. Pentru comparație, o radiografie X a oaselor bazinului pune în corpul dv. 70 mrem, iar un CT (Computed Tomography) scan vă expune la 1,000 mrem.

Pe lângă aceste obligații, operatorii mai trebuie să asigure că materialul radioactiv nu este accesibil, nu poate fi îndepărtat și nu poate fi utilizat de personal ne-autorizat. De asemenea, trebuie să existe o permanentă supraveghere în timpul folosirii lui pentru a preveni orice înstrăinare accidentală sau intenționată.

În industria petrolului , pentru că sunt ușor de identificat și măsurat, cei mai utilizați trasori radioactivi sunt următorii izotopi: Mangan-56, Sodiu-24, Technețiu-99 metastabil, Argint-110 metastabil, Argon-41 și Xenon-133[2]. În plus, se mai folosesc izotopii de Stibiu-124,Brom-82, Iod-125, Iod-131, Iridiu-192 și Scandiu-46 [1]. Tabelul următor prezintă cei mai folosiți radionuclizi în fracturarea hidraulică, împreună cu cantitatea de radioactivitate maximă acceptată de standardele în vigoare:

Exemple de radionuclizi artificiali și cantitățile utilizate în fracturarea hidraulică [1]

Nuclid Formă Activitate radioactivă
Iod-131 Gaz 100 milicurie (3.7 GBq) total, fără să depășească 20 mCi (0.74 GBq) per injecție
Iod131 Lichid 50 milicurie (1.9 GBq) total, fără să depășească 10 mCi (0.37 GBq) per injecție
Iridiu-192 Nisip „marcat” pentru fracturare 200 milicurie (7.4 GBq) total, fără să depășească 15 mCi (0.56 GBq) per injecție
Argint-110m Lichid 200 milicurie (7.4 GBq) total, fără să depășească 10 mCi (0.37 GBq) per injecție

1 milicurie=3.7×107 dezintegrări/secundă=3.7×107 Bq.

Curie (Ci) și Becquerel (Bq) măsoară radioactivitatea unei substanțe.

Sievert (Sv) și roentgen equivalent man (rem) măsoară doza echivalentă (sau doza efectivă) care combină cantitatea de radiație absorbită și efectele medicale ale acelui tip de radiație.

Radionuclizii naturali sunt cei prezenți în roci din timpuri geologice. Cunoscuți sub numele de Naturally Occuring Radioactive Materials (NORM) (Materiale Radioactive cu Apariție Naturală), izotopii de radiu, radon, uraniu și toriu se găsesc răspândiți în multe roci având diverse concentrații. Când izotopii NORM sunt concentrați sau expuși datorită activităților umane (gen fracturarea hidraulică), atunci se numesc TENORM (Technologically Enhanced Naturally Occuring Radioactive Materials).

Fracturarea hidraulică poate elibera o parte din acești radionuclizi naturali aflați în depozitele de șisturi argiloase. O dată eliberați din roci, ei se vor regăsi, cel mai probabil, dizolvați în apa sărată de zăcământ. Când sonda produce țiței sau gaze, o parte din apa de zăcământ ajunge la suprafață sub formă de apă de retur care poate elibera conținutul ei radioactiv.

Radionuclizii naturali prezintă o doză de radioactivitate mică dar măsurabilă. În ultimul timp, o dată cu intensificarea activităților de fracturare hidraulică, ei au devenit un subiect des discutat de opinia publică. Perioadele lor de înjumătățire sunt mai mari decât ale radionuclizilor artificiali și, în consecință, rămân pentru mai multă vreme în mediul înconjurător.

Analiza probelor de țiței și gaze din multe și diferite foraje a arătat că izotopii cu viaţă lungă (uraniu și toriu) nu sunt extrași din roci. Pe de altă parte, izotopii de radiu (Ra-226, Ra-224, Ra-228 ) sunt îndepărtați din rocile care îi conțin și de regulă apar în apa de zăcământ co-produsă cu țițeiul și gazul în timpul extracției. Acești izotopi și descendenții lor pot precipita din solutie, împreuna cu depuneri de sulfați și carbonați, sub formă de cruste sau mâl în țevi și pe echipamentul de foraj. Radonul-222 este descendentul imediat al izotopului de Radium-226 și de regulă se întâlnește în conductele de gaz. El se descompune rapid în Pb-210 care apoi se regăsește ca film subțire depus pe echipamentele de extracție.

Argila Marcellus, care se întâlnește în mai multe state (Pennsylvania, New York, Virginia de Vest, Ohio) este notorie pentru cantitățile mari de radon natural pe care le emană (fără a fi fracturată). Când mi-am cumpărat actuala casă din Pennsylvania (construită deasupra unui strat gros de argilă Marcellus), am fost șocat să constat că nivelul de radon din subsol depășea de peste două ori nivelul maxim admis de EPA (4 pCi/litru). Pentru că mi-a plăcut casa și locația ei, nu am renunțat: constructorul a instalat o pompă care ventilează permanent subsolul, scăzând astfel concentrația de radon mult sub pragul recomandat de autorități.

Nivelul raportat de radioactivitate naturală variază semnificativ în functia de radioactivitatea rocii rezervor și de salinitatea apei de zăcământ care este co-produsă din foraj. Cu cât este mai mare salinitatea, cu atât mai mulți izotopi NORM pot fi potențial mobilizați din roci. Întrucât salinitatea adesea crește o dată cu vârsta forajului, puțurile vechi tind să aibă nivele NORM mai mari decât cele tinere.

Pentru a exemplifica cât de radioactivă este fracturarea hidraulică, citez două studii de specialitate.

United States Geological Survey (USGS) a întreprins în anul 2009 un studiu al radioactivității naturale legate de fracturarea hidraulică a argilei Marcellus din statul Pennsylvania.4 Concluziile experților americani au fost că apa produsă din forajele fracturate hidraulic prezintă nivele scăzute de radiații alfa și beta (foarte puțin deasupra nivelului de radiații ale apei potabile), iar radiațiile gama nu apar deloc.

Un studiu similar, efectuat în Noua Zeelandă5 în 2013, la cererea Ministerului Sănătății din acea țară, a conchis sec:

Nici trasorii radioactivi utilizați în fracturarea hidraulică și nici izotopii NORM care sunt prezenți în regiunea Taranaki nu sunt „radioactivi” în sensul definițiilor legale. În realitate, ei conțin nivele de radioactivitate care sunt cu ordine de mărime sub cele pentru care controalele devin necesare.

Impactul potențial asupra mediului

Date oficiale, publicate în 2012 de către United States Government Accountability Office (GOA)6 estimează că 90% din apa sărată de zăcământ (cea încărcată cu radionuclizi naturali) este injectată în foraje adânci aprobate de EPA, iar cele 10% rămase sunt reutilizate, evaporate, utilizate pentru irigații sau deversate în apele de suprafață.

În Statele Unite, conform EPA, deversarea în apele de suprafață se poate face numai cu permise speciale eliberat de National Pollutant Discharge Elimination System (NPDES). Deversarea de apă de zăcământ în apele de suprafață fără permise NPDES este o crimă federală. Există, totuși, unele excepții pentru fracturarea hidraulică stipulate în legile în vigoare. De exemplu, scurgerile și infiltrările de apă de ploaie de la locul activităților de construcție din industria de petrol și gaze sunt exceptate de Clean Water Act. Un Amendament la Safe Drinking Water Act implică definiția injectării subterane. Injecția subterană legată de fracturarea hidraulică este exceptată, în afară de cazul când se folosește motorină. O altă excepție apare în legea Emergency Planning and Community Right to Know Act (EPCRA), potrivit căreia EPA și statele au dreptul să colecteze și să raporteze public date referitoare la folosirea și transferul chimicalelor toxice listate de utilizatori aflați pe o listă federală. Pentru că companiile prestatoare de servicii din domeniul petrolului și gazelor (cele care se ocupă de aditivii chimici) nu se regăsesc pe lista federală, ele sunt exceptate de la obligațiile impuse de EPCRA.

Impactul potențial asupra sănătății

EPA reglementează următorii radionuclizi întâlniți în apa de băut: emițătorii de particule alfa, emițătorii de particulele beta și fotoni (radiații gamma), radiu-226 și radiu-220 (combinat) și uraniu[4]. Tabelul de mai jos prezintă principalele riscuri potențiale asupra sănătății asociate cu radionuclizii amintiți:

Contaminant Efectul asupra sănătății
Radiu-226/228 combinat Unii oameni care, de-a lungul a multor ani, beau apă conținând radiu-226 sau radiu-228 în concentrații mai mari decât nivelul maxim acceptat prezintă un risc crescut de cancer.
Emițători particule alfa Unii oameni care, de-a lungul a multor ani, beau apă conținând emițători alfa în concentrații mai mari decât nivelul maxim acceptat prezintă un risc crescut de cancer.
Particule beta și radioactivitate fotonică Unii oameni care, de-a lungul a multor ani, beau apă conținând emițători de particule beta și fotoni în concentrații mai mari decât nivelul maxim acceptat prezintă un risc crescut de cancer.
Uraniu Expunerea la uraniul din apa de băut poate rezulta în efecte toxice asupra rinichilor. Unii oameni care, de-a lungul a multor ani, beau apă conținând emițători alfa, ca uraniul, în concentrații mai mari decât nivelul maxim acceptat prezintă un risc crescut de cancer.

EPA și legiuitorii din statul Dakota de Nord consideră că materialul radioactiv din apa de retur prezintă un risc potențial pentru cei care lucrează în locurile cu activități de fracturare hidraulică și stocare a reziduurilor, ca și pentru cei care trăiesc în apropriere, dacă nu se respectă procedurile corecte de manipulare a apei de retur.

Reglementările din SUA

National Regulatory Commission (Comisia de Reglementare Națională) și agențiile statale acreditate reglementează utilizarea radionuclizilor injectați în cursul operațiunilor de fracturare hidraulică din SUA.7

Agenția de Protecția Mediului a Statelor Unite stabilește standardele radioactive pentru apa de băut8. Agenții federali și statali nu obligă stațiile de tratare a apelor uzate care acceptă apă de retur să o testeze pentru radioactivitate. În Pennsylvania, de exemplu, EPA a cerut Departamentului de Protecția Mediului să convingă proprietarii stațiilor de tratare a apelor reziduale din anumite locații să efectueze testări de radioactivitate pentru apă. Deși furnizorii de apă potabilă sunt obligați să informeze consumatorii despre prezența radonului și a altor radionuclizi, datele respective nu ajung întotdeauna la cei interesați.

În 2011, ziarul The New York Times a descoperit ceea ce ei a numit „studii niciodată raportate” de EPA, precum și un „studiu confidențial al industriei extractive” concluzionând că radionuclizii din apa de retur nu pot fi niciodată diluați complet înainte de a fi deversați în apele de suprafață9. Ziarul a raportat de asemenea că Departamentul de Protecția Mediului din statul Pennsylvania a închis ochii în fața acestor situații și doar a atras atenția, fără să oblige companiile de extragere a gazului să trateze pe cont propriu apa de retur în loc s-o trimită la stații publice de tratare a apei.

1The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection, ICRP Publication 103

Ann. ICRP 37 (2-4), 2007 http://www.icrp.org/publication.asp?id=ICRP%20Publication%20103

2 U.S. Nuclear Regulatory Commission, Office of Nuclear Material Safety and Safeguards, Consolidated Guidance About Materials Licenses Program-Specific Guidance About Well Logging, Tracer, and Field Flood Study Licenses 2000 http://pbadupws.nrc.gov/docs/ML0037/ML003729920.pdf

3IAEA International Atomic Energy Agency, Radiation Protection and the Management of Radioactive Waste in the Oil and Gas Industry, Safety Reports Series No.34, 2012, http://www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/Pub1171_web.pdf

4Characterization, Geochemical Modeling, and Membrane Treatment of “Frac Water” related to Horizontal Hydraulic Fracturing of Marcellus Shale, http://water.usgs.gov/wrri/09grants/progress/2009PA95B.pdf

5 Radioactivity in hydrocarbon exploration (including fracturing activities), http://www.trc.govt.nz/assets/Publications/guidelines-procedures-and-publications/hydraulic-fracturing/radioactivity-feb2013.pdf

6 US GOA, Information on the Quantity, Quality, and Management of Water Produced during Oil and Gas Production, 2012, http://www.gao.gov/assets/590/587522.pdf

7 Jack E. Whitten, Steven R. Courtemanche, Andrea R. Jones, Richard E. Penrod, and David B. Fogl (Division of Industrial and Medical Nuclear Safety, Office of Nuclear Material Safety and Safeguards (June 2000). “Consolidated Guidance About Materials Licenses: Program-Specific Guidance About Well Logging, Tracer, and Field Flood Study Licenses (NUREG-1556, Volume 14)“. US Nuclear Regulatory Commission. http://www.nrc.gov/reading-rm/doc-collections/nuregs/staff/sr1556/v14/

8Basic Information about Radionuclides in Drinking Water http://water.epa.gov/drink/contaminants/basicinformation/radionuclides.cfm#What

9 Regulation Lax as Gas Wells’ Tainted Water Hits Rivers

http://www.nytimes.com/2011/02/27/us/27gas.html?pagewanted=all&action=click&module=Search&region=searchResults&mabReward=relbias%3Ar&url=http%3A%2F%2Fquery.nytimes.com%2Fsearch%2Fsitesearch%2F%23%2Fian%2Burbina%2F

O întrebare care revine adesea atunci când se vorbește despre aditivii chimici folosiți în operațiunile de fracturare hidraulică este următoarea: Care este conținutul lor radioactiv? Urmată de alta: Dacă au conținut radioactiv, cât este el de periculos pentru sănătatea oamenilor din zona fracturărilor? Și, în general vorbind, cât de radioactivă este fracturarea hidraulică?

Răspunsurile la aceste întrebări necesită prezentarea celor două tipuri de radionuclizi (substanțe radioactive), artificiali și naturali, posibil asociați cu fracturarea hidraulică.

Radionuclizii artificiali sunt folosiți ca trasori radioactivi. Injectați o dată cu fluidul de fracturare în rocile supuse exploatării, acești radionuclizi permit determinarea profilului de injecție al sondei, a locației, distribuției și arhitecturii fracturilor create. Este, se poate spune, o radiografie cu raze X a zonei de fracturare. Așa cum doctorul are nevoie de investigația cu raze X (sau, mai nou, cu MRI) pentru a investiga în mare detaliul interiorul corpului omenesc, tot la fel, geologul utilizează trasorii radioactivi pentru a ști în detaliu câte fracturi au fost create pe unitatea de lungime, care sunt formele lor geometrice, unde sunt mai dense sau mai rare, cât fluid de fracturare a intrat în acele fracturi și multe alte detalii care conduc la creșterea eficienței operațiunii de fracturare hidraulică.
Reglementările internaționale prevăd pentru expunerile profesionale (de exemplu, în medicină) o limită de 50 mSv pe an cu un maximum de 100 mSv într-o perioadă de cinci ani consecutivi. Pentru publicul care nu lucrează în domeniu, se acceptă ca ne-dăunătoare o iradiere cu o doză de 1 mSv pe an. O iradiere cu o doză de 1 mSv pe an crește șansele de îmbolnăvire de cancer cu 0,0055%. Pentru exemplificare, nivelele de radiație din cadrul clădirii unde funcționează Congresul SUA (Capitol Building) ajung până la 0,85 mSv/an datorită conținutului natural de uraniu al granitului din structura clădirii. Aplicând modelul conservativ descris de International Commission on Radiological Protection1, rezultă că cineva care a petrecut 20 de ani în interiorul clădirii Capitol ar putea avea o șansă suplimentară de 1 la 1000 de a dezvolta un cancer, peste și dincolo de orice alt risc existent.

Radionuclizii artificiali se prezintă într-o gamă largă în forme solide, lichide sau gazoase, iar utilizarea lor ca trasori radioactivi în gaura de sondă este strict reglementată de guvernul SUA (U.S. Nuclear Regulatory Commission, Office of Nuclear Material Safety and Safeguards). Este recomandat ca trasorul ales să aibă un nivel de radiație suficient de mare pentru a fi ușor de detectat, să aibă proprietățile chimice necesare pentru a-și îndeplini „misiunea” sa în gaura de sondă, iar perioada de înjumătățire (half-life) și nivelul de toxicitate să permită minimalizarea contaminării inițiale și remanente. Operatorii care manipulează materialul radioactiv au obligația de a-l utiliza, transporta și depozita într-o manieră care să asigure că populația nu va fi expusă unei radiații mai intense de 1 mSv (1 milliSievert = 100 mrem), iar doza în orice arie de lucru nerestricționată să nu depășească 0,02 mSv (2 mrem) în orice oră. Pentru comparație, o radiografie X a oaselor bazinului pune în corpul dv. 70 mrem, iar un CT (Computed Tomography) scan vă expune la 1,000 mrem.

Pe lângă aceste obligații, operatorii mai trebuie să asigure că materialul radioactiv nu este accesibil, nu poate fi îndepărtat și nu poate fi utilizat de personal ne-autorizat. De asemenea, trebuie să existe o permanentă supraveghere în timpul folosirii lui pentru a preveni orice înstrăinare accidentală sau intentionată.
În industria petrolului , pentru că sunt ușor de identificat și măsurat, cei mai utilizați trasori radioactivi sunt următorii izotopi: Mangan-56, Sodiu-24, Technețiu-99 metastabil, Argint-110 metastabil, Argon-41 și Xenon-133[2]. În plus, se mai folosesc izotopii de Stibiu-124,Brom-82, Iod-125, Iod-131, Iridiu-192 și Scandiu-46 [1]. Tabelul următor prezintă cei mai folosiți radionuclizi în fracturarea hidraulică, împreună cu cantitatea de radioactivitate maximă acceptată de standardele în vigoare:

Exemple de radionuclizi artificiali și cantitățile utilizate în fracturarea hidraulică [1]

Nuclid Formă Activitate radioactivă
Iod-131 Gaz 100 milicurie (3.7 GBq) total, fără să depășească 20 mCi (0.74 GBq) per injecție
Iod131 Lichid 50 milicurie (1.9 GBq) total, fără să depășească 10 mCi (0.37 GBq) per injecție
Iridiu-192 Nisip „marcat” pentru fracturare 200 milicurie (7.4 GBq) total, fără să depășească 15 mCi (0.56 GBq) per injecție
Argint-110m Lichid 200 milicurie (7.4 GBq) total, fără să depășească 10 mCi (0.37 GBq) per injecție

1 milicurie=3.7×107 dezintegrări/secundă=3.7×107 Bq.

Curie (Ci) și Becquerel (Bq) măsoară radioactivitatea unei substanțe.

Sievert (Sv) și roentgen equivalent man (rem) măsoară doza echivalentă (sau doza efectivă) care combină cantitatea de radiație absorbită și efectele medicale ale acelui tip de radiație.

Radionuclizii naturali sunt cei prezenți în roci din timpuri geologice. Cunoscuți sub numele de Naturally Occuring Radioactive Materials (NORM) (Materiale Radioactive cu Apariție Naturală), izotopii de radiu, radon, uraniu și toriu se găsesc răspândiți în multe roci având diverse concentrații. Când izotopii NORM sunt concentrați sau expuși datorită activităților umane (gen fracturarea hidraulică), atunci se numesc TENORM (Technologically Enhanced Naturally Occuring Radioactive Materials).

Fracturarea hidraulică poate elibera o parte din acești radionuclizi naturali aflați în depozitele de șisturi argiloase. O dată eliberați din roci, ei se vor regăsi, cel mai probabil, dizolvați în apa sărată de zăcământ. Când sonda produce țiței sau gaze, o parte din apa de zăcământ ajunge la suprafață sub formă de apă de retur care poate elibera conținutul ei radioactiv.

Radionuclizii naturali prezintă o doză de radioactivitate mică dar măsurabilă. În ultimul timp, o dată cu intensificarea activităților de fracturare hidraulică, ei au devenit un subiect des discutat de opinia publică. Perioadele lor de înjumătățire sunt mai mari decât ale radionuclizilor artificiali și, în consecință, rămân pentru mai multă vreme în mediul înconjurător.

Analiza probelor de țiței și gaze din multe și diferite foraje a arătat că izotopii cu viaţă lungă (uraniu și toriu) nu sunt extrași din roci. Pe de altă parte, izotopii de radiu (Ra-226, Ra-224, Ra-228 ) sunt îndepărtați din rocile care îi conțin și de regulă apar în apa de zăcământ co-produsă cu țițeiul și gazul în timpul extracției. Acești izotopi și descendenții lor pot precipita din solutie, împreuna cu depuneri de sulfați și carbonați, sub formă de cruste sau mâl în țevi și pe echipamentul de foraj. Radonul-222 este descendentul imediat al izotopului de Radium-226 și de regulă se întâlnește în conductele de gaz. El se descompune rapid în Pb-210 care apoi se regăsește ca film subțire depus pe echipamentele de extracție.

Argila Marcellus, care se întâlnește în mai multe state (Pennsylvania, New York, Virginia de Vest, Ohio) este notorie pentru cantitățile mari de radon natural pe care le emană (fără a fi fracturată). Când mi-am cumpărat actuala casă din Pennsylvania (construită deasupra unui strat gros de argilă Marcellus), am fost șocat să constat că nivelul de radon din subsol depășea de peste două ori nivelul maxim admis de EPA (4 pCi/litru). Pentru că mi-a plăcut casa și locația ei, nu am renunțat: constructorul a instalat o pompă care ventilează permanent subsolul, scăzând astfel concentrația de radon mult sub pragul recomandat de autorități.

Nivelul raportat de radioactivitate naturală variază semnificativ în functia de radioactivitatea rocii rezervor și de salinitatea apei de zăcământ care este co-produsă din foraj. Cu cât este mai mare salinitatea, cu atât mai mulți izotopi NORM pot fi potențial mobilizați din roci. Întrucât salinitatea adesea crește o dată cu vârsta forajului, puțurile vechi tind să aibă nivele NORM mai mari decât cele tinere.

Pentru a exemplifica cât de radioactivă este fracturarea hidraulică, citez două studii de specialitate.

United States Geological Survey (USGS) a întreprins în anul 2009 un studiu al radioactivității naturale legate de fracturarea hidraulică a argilei Marcellus din statul Pennsylvania. Concluziile experților americani au fost că apa produsă din forajele fracturate hidraulic prezintă nivele scăzute de radiații alfa și beta (foarte puțin deasupra nivelului de radiații ale apei potabile), iar radiațiile gama nu apar deloc.

Un studiu similar, efectuat în Noua Zeelandă în 2013, la cererea Ministerului Sănătății din acea țară, a conchis sec:

Nici trasorii radioactivi utilizați în fracturarea hidraulică și nici izotopii NORM care sunt prezenți în regiunea Taranaki nu sunt „radioactivi” în sensul definițiilor legale. În realitate, ei conțin nivele de radioactivitate care sunt cu ordine de mărime sub cele pentru care controalele devin necesare.

Impactul potențial asupra mediului

Date oficiale, publicate în 2012 de către United States Government Accountability Office (GOA) estimează că 90% din apa sărată de zăcământ (cea încărcată cu radionuclizi naturali) este injectată în foraje adânci aprobate de EPA, iar cele 10% rămase sunt reutilizate, evaporate, utilizate pentru irigații sau deversate în apele de suprafață.

În Statele Unite, conform EPA, deversarea în apele de suprafață se poate face numai cu permise speciale eliberat de National Pollutant Discharge Elimination System (NPDES). Deversarea de apă de zăcământ în apele de suprafață fără permise NPDES este o crimă federală. Există, totuși, unele excepții pentru fracturarea hidraulică stipulate în legile în vigoare. De exemplu, scurgerile și infiltrările de apă de ploaie de la locul activităților de construcție din industria de petrol și gaze sunt exceptate de Clean Water Act. Un Amendament la Safe Drinking Water Act implică definiția injectării subterane. Injecția subterană legată de fracturarea hidraulică este exceptată, în afară de cazul când se folosește motorină. O altă excepție apare în legea Emergency Planning and Community Right to Know Act (EPCRA), potrivit căreia EPA și statele au dreptul să colecteze și să raporteze public date referitoare la folosirea și transferul chimicalelor toxice listate de utilizatori aflați pe o listă federală. Pentru că companiile prestatoare de servicii din domeniul petrolului și gazelor (cele care se ocupă de aditivii chimici) nu se regăsesc pe lista federală, ele sunt exceptate de la obligațiile impuse de EPCRA.

Impactul potențial asupra sănătății

EPA reglementează următorii radionuclizi întâlniți în apa de băut: emițătorii de particule alfa, emițătorii de particulele beta și fotoni (radiații gamma), radiu-226 și radiu-220 (combinat) și uraniu[4]. Tabelul de mai jos prezintă principalele riscuri potențiale asupra sănătății asociate cu radionuclizii amintiți:

Contaminant Efectul asupra sănătății
Radiu-226/228 combinat Unii oameni care, de-a lungul a multor ani, beau apă conținând radiu-226 sau radiu-228 în concentrații mai mari decât nivelul maxim acceptat prezintă un risc crescut de cancer.
Emițători particule alfa Unii oameni care, de-a lungul a multor ani, beau apă conținând emițători alfa în concentrații mai mari decât nivelul maxim acceptat prezintă un risc crescut de cancer.
Particule beta și radioactivitate fotonică Unii oameni care, de-a lungul a multor ani, beau apă conținând emițători de particule beta și fotoni în concentrații mai mari decât nivelul maxim acceptat prezintă un risc crescut de cancer.
Uraniu Expunerea la uraniul din apa de băut poate rezulta în efecte toxice asupra rinichilor. Unii oameni care, de-a lungul a multor ani, beau apă conținând emițători alfa, ca uraniul, în concentrații mai mari decât nivelul maxim acceptat prezintă un risc crescut de cancer.

EPA și legiuitorii din statul Dakota de Nord consideră că materialul radioactiv din apa de retur prezintă un risc potențial pentru cei care lucrează în locurile cu activități de fracturare hidraulică și stocare a reziduurilor, ca și pentru cei care trăiesc în apropriere, dacă nu se respectă procedurile corecte de manipulare a apei de retur.

Reglementările din SUA

National Regulatory Commission (Comisia de Reglementare Națională) și agențiile statale acreditate reglementează utilizarea radionuclizilor injectați în cursul operațiunilor de fracturare hidraulică din SUA.

Agenția de Protecția Mediului a Statelor Unite stabilește standardele radioactive pentru apa de băut. Agenții federali și statali nu obligă stațiile de tratare a apelor uzate care acceptă apă de retur să o testeze pentru radioactivitate. În Pennsylvania, de exemplu, EPA a cerut Departamentului de Protecția Mediului să convingă proprietarii stațiilor de tratare a apelor reziduale din anumite locații să efectueze testări de radioactivitate pentru apă. Deși furnizorii de apă potabilă sunt obligați să informeze consumatorii despre prezența radonului și a altor radionuclizi, datele respective nu ajung întotdeauna la cei interesați.

În 2011, ziarul The New York Times a descoperit ceea ce ei a numit „studii niciodată raportate” de EPA, precum și un „studiu confidențial al industriei extractive” concluzionând că radionuclizii din apa de retur nu pot fi niciodată diluați complet înainte de a fi deversați în apele de suprafață. Ziarul a raportat de asemenea că Departamentul de Protecția Mediului din statul Pennsylvania a închis ochii în fața acestor situații și doar a atras atenția, fără să oblige companiile de extragere a gazului să trateze pe cont propriu apa de retur în loc s-o trimită la stații publice de tratare a apei.

___________________________

The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection, ICRP Publication 103Ann. ICRP 37 (2-4), 2007 http://www.icrp.org/publication.asp?id=ICRP%20Publication%20103

U.S. Nuclear Regulatory Commission, Office of Nuclear Material Safety and Safeguards, Consolidated Guidance About Materials Licenses Program-Specific Guidance About Well Logging, Tracer, and Field Flood Study Licenses 2000 http://pbadupws.nrc.gov/docs/ML0037/ML003729920.pdf

IAEA International Atomic Energy Agency, Radiation Protection and the Management of Radioactive Waste in the Oil and Gas Industry, Safety Reports Series No.34, 2012, http://www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/Pub1171_web.pdf

Characterization, Geochemical Modeling, and Membrane Treatment of “Frac Water” related to Horizontal Hydraulic Fracturing of Marcellus Shale, http://water.usgs.gov/wrri/09grants/progress/2009PA95B.pdf

Radioactivity in hydrocarbon exploration (including fracturing activities), http://www.trc.govt.nz/assets/Publications/guidelines-procedures-and-publications/hydraulic-fracturing/radioactivity-feb2013.pdf

US GOA, Information on the Quantity, Quality, and Management of Water Produced during Oil and Gas Production, 2012, http://www.gao.gov/assets/590/587522.pdf

Jack E. Whitten, Steven R. Courtemanche, Andrea R. Jones, Richard E. Penrod, and David B. Fogl (Division of Industrial and Medical Nuclear Safety, Office of Nuclear Material Safety and Safeguards (June 2000). “Consolidated Guidance About Materials Licenses: Program-Specific Guidance About Well Logging, Tracer, and Field Flood Study Licenses (NUREG-1556, Volume 14)“. US Nuclear Regulatory Commission. http://www.nrc.gov/reading-rm/doc-collections/nuregs/staff/sr1556/v14/

Basic Information about Radionuclides in Drinking Water http://water.epa.gov/drink/contaminants/basicinformation/radionuclides.cfm#What

Regulation Lax as Gas Wells’ Tainted Water Hits Rivers

http://www.nytimes.com/2011/02/27/us/27gas.html?pagewanted=all&action=click&module=Search&region=searchResults&mabReward=relbias%3Ar&url=http%3A%2F%2Fquery.nytimes.com%2Fsearch%2Fsitesearch%2F%23%2Fian%2Burbina%2F

Ai informatii despre tema de mai sus? Poti contribui la o mai buna intelegere a subiectului? Scrie articolul tau si trimite-l la editor[at]contributors.ro



Currently there are "10 comments" on this Article:

  1. GigiM spune:

    Nici nu conteaza asa mult, ca oricum in viitorul nu f. indepartat toti vom locui pe statii spatiale (in opinia mea). Vom astepta 100-200 de ani ca Terra sa-si revina (e organism viu, cu putere de regenerare) si unii ne vom intoarce pe planeta mama.

  2. LM spune:

    Este adevarat ca de abia de curand in SUA s-a inceput, in stadiul de proiect deocamdata, reglementarea impactului activitatii de fracturarea hidraulica asupra aerului si apelor? De altfel, asa cum si mentionati in articolul dumneavoastra, exceptarea fracturarii hidraulice din prevederile legale seamana foarte tare a derogare de la prevederile legii, facute la presiunea lobby-ului industriei. Am un deja vu: legea RMGC promovata asta-vara (si inca nu si-a terminat epopea) este plina de “prin derogare de la…”.
    Din cate stiu, SUA preconizeaza ca din 2015 sa fie reglementata si fracturarea hidraulica, pana la urma. Puteti confirma/infirma acest aspect?
    Inca nu ne-ati spus nimic despre emisiile de metan in atmosfera – gaz cu efect de sera, mai periculos decat dioxidul de carbon.
    Si inca nu ne-ati spus nimic de CANTITATILE de apa utilizate pe durata medie de viata a unei sonde (nu doar la o fracturare) sau despre seceta prelungita din Califormia si rezervele mai mult decat modeste de apa ale Californiei.
    Practic: cata apa/sonda de fracturare/durata medie de viata trece din rezervele de suprafata in apele uzate din subteran?

    • Constantin Cranganu Constantin Crânganu spune:

      Este adevarat ca de abia de curand in SUA s-a inceput, in stadiul de proiect deocamdata, reglementarea impactului activitatii de fracturarea hidraulica asupra aerului si apelor? Din cate stiu, SUA preconizeaza ca din 2015 sa fie reglementata si fracturarea hidraulica, pana la urma. Puteti confirma/infirma acest aspect?

      La nivel federal nu s-a început încă reglementarea fracturării hidraulice asupra aerului și apelor. EPA are cîteva proiecte de cercetare pe rol. Când vor fi finalizate, EPA va face recomandări Președintelui și Congresului, care vor trebui să cadă de acord pentru adoptarea unor legi de tip Clean Air Act sau Safe Drinking Water Act.

      Inca nu ne-ati spus nimic despre emisiile de metan in atmosfera – gaz cu efect de sera, mai periculos decat dioxidul de carbon.

      Unul din viitoarele mele articole va aborda și acest aspect.

      Si inca nu ne-ati spus nimic de CANTITATILE de apa utilizate pe durata medie de viata a unei sonde (nu doar la o fracturare) sau despre seceta prelungita din Califormia si rezervele mai mult decat modeste de apa ale Californiei.
      Practic: cata apa/sonda de fracturare/durata medie de viata trece din rezervele de suprafata in apele uzate din subteran?

      Nu cred că seceta prelungită și rezervele de apă din California au legătură cu fracturarea hidraulică pentru că acolo operațiunea necesită mult mai puțină apă decât în alte state (http://www.conservation.ca.gov/dog/general_information/Pages/HydraulicFracturing.aspx). Mult mai probabile sunt cauze naturale legate de variațiile climatice și meteorologice.

      Depinzând de bazinul geologic și formațiunea argiloasă exploatată, USGS estimează că volumul de apă produsă (care se întoarce la suprafață) se situează între mai puțin de 30% până la mai mult de 70% din apa folosită pentru fracturare. Un studiu efectuat pe argila Barnett arată că apa se reîntoarce la suprafață chiar și după un an de la începerea producției de gaz (vedeți Table 2 din articolul http://www.slb.com/~/media/PremiumContent/technical_papers/350/39920.pdf).

  3. Andreea spune:

    In sfarsit, un articol care discuta serios despre fracturarea hidraulica – in definitiv, e genul de articol la care ma asteptam de la un expert. (V-am criticat articolele anterioare pentru ca discutiile pe tema documentarelor sau parerile despre cei care protesteaza impotriva frackingului nu sunt serioase si duc doar la certuri sterile pe Internet).
    Revenind la articol – aveti cumva idee ce reglementari are Romania in privinta apelor de retur si a eventualei radioactivitati? Nu resusesc sa gasesc informatii oficiale despre asta – la un moment dat, gasisem un site numit gazedesist.eu (teoretic facut de catre guvernul roman), dar si acolo se faceau referiri la diverse legi sau prevederi din SUA – nu e oare normal sa aiba si Romania legi in privinta asta?

    • Constantin Cranganu Constantin Crânganu spune:

      Vă mulțumesc pentru aprecieri.

      Nu cred că în România există o legislație corespunzătoare care să legifereze regimul apelor de retur cu eventuală încărcătură radioactivă pentru simplul motiv că în România nu s-a efectuat încă nici o singură fracturare hidraulică cu recuperarea apei de retur.

      Dar s-ar putea să mă înșel, necunoscând toate legile curente din țară. Părerea mea este că Agenția Națională de Resurse Minerale (ANMR) ar trebui să cunoască cel mai bine această legislație. Doi foști profesori ai mei de la Universitatea București, Prof. Cornel Dinu și Prof. Nicolae Anastasiu, pot fi de asemenea întrebați (ei locuind în România).

  4. r2 spune:

    domnule cranganu, ati putea sa ne aratati un exemplu de “radiografie” si sa ne explicati in mare ce inseamna? ar fi foarte interesant.
    multumesc anticipat.

    • Constantin Cranganu Constantin Crânganu spune:

      Puteți găsi informații pertinente despre radiografia cu raze X a pieptului (inima, plămâni, oase, vase de sânge, căi respiratorii) pe acest site:
      http://www.radiologyinfo.org/en/info.cfm?pg=chestrad

      Sunt explicate principiile radiografiei si sunt și imagini exemplificatoare.

      • r2 spune:

        va multumesc pentru raspuns si scuze pentru ca nu am fost suficient de clar. ma gandeam la un exemplu real de “radiografie” cu ghilimele a fisurilor dintr-un strat de roca aflat la mare distanta de suprafata. exista ceva imagini pe youtube, dar par mai degraba “impresii artistice”. va multumesc anticipat.

        • Constantin Cranganu Constantin Crânganu spune:

          Un studiu afectuat de Research Institute of Petroleum Exploration and Development din China are câteva imagini ale micro-fisurilor produse de fracturare. (Imagini tip X-CT scan și SEM)

          http://www.igu.org/html/wgc2009/papers/docs/wgcFinal00125.pdf

          În general, companiile de exploatare lucrează cu „proxies”, imagini indirecte ale micro-fisurilor, obținute mai rapid și mai ieftin prin investigații micro-seismice de mare rezoluție sau carotaj geofizic de tip Formation MicroImager (FMI),



Comenteaza:







Do NOT fill this !

Autor

Constantin Crânganu


Constantin Cranganu

Constantin Crânganu este profesor de geofizică și geologia petrolului la Graduate Center și Brooklyn College, The City University of New York. Între 1980 și 1993 a fost asist... Citeste mai departe


MIHAI MACI – Cel de-al doilea volum din Colectia Contributors.ro

"Atunci când abdică de la menirea ei, școala nu e o simplă instituție inerțială, ci una deformatoare. Și nu deformează doar spatele copiilor, ci, în primul rând, sufletele lor. Elevul care învață că poate obține note mari cu referate de pe internet e adultul de mâine care va plagia fără remușcări, cel care-și copiază temele în pauză va alege întotdeauna scurtătura, iar cel care promovează cu intervenții va ști că la baza reușitei stă nu cunoașterea, ci cunoștințele. Luate indi­vidual, lucrurile acestea pot părea mărunte, însă cumulate, ele dau măsura deformării lumii în care trăim și aruncă o umbră grea asupra viitorului pe care ni-l dorim altfel." - Mihai Maci

E randul tau

cu ani in urma un prieten cambodgian mi-a povestit cum a fost omorat pe taica-sau pe vremea khmerilo...

de: r2

la "Ce-ar fi să vorbim cu-adevărat corect politic despre Fidel Castro?"

Cauta articole

decembrie 2016
Lu Ma Mi Jo Vi Du
« Noi    
 1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031  

Valentin Naumescu – Marile schimbari. Crize si perspective in politica internationala. Editie bibliofila

contributors.ro

Contributors.ro este intr-o permanenta cautare de autori care pot da valoare adaugata dezbaterii publice. Semnaturile noi sunt binevenite cata vreme respecta regulile de baza ale site-ului. Incurajam dezbaterea relaxata, bazata pe forta argumentelor.
Contact: editor[at]contributors.ro

(An essay by Vladimir Tismaneanu and Marius Stan)