氡,水力压裂

虽然仍然是一个很大的福岛comment-worthy材料(包括最新的愚蠢的建议崩溃的乏燃料存储在单元4可能呼吁加州疏散)我想休息一些明显的没完没了的故事。一部分原因是我需要更多的时间来研究福岛的一些故事,另一部分原因是,随着冬天的来临,现在似乎是时候来看看越来越多的天然气来自哪里,以及它是否会带来任何辐射危害。在这种情况下,问题在于水力压裂是否会像许多人声称的那样释放大量的氡。但首先,介绍一下背景知识。

气体和氡从何而来

生命最早出现在地球上大约40亿年前,它一出现,生物就开始死亡,它们漂流到它们所生活的海洋的底部,上面覆盖着淤泥和粘土。随着时间的推移,这些积累形成了相当大的沉积物;在很长一段时间里,它们被埋得很深。地球的地温梯度约为每公里深度25˚C(远离构造板块边缘和热点地区);把东西埋得足够深,它就会开始煮。将有机物质加热到大约100˚C(相当于埋藏4千米),使其处于高压下,并将其和岩石烹煮几千万年开始填满天然气。石油在较低温度下形成;加热岩石过高,碳氢化合物完全煮熟。还含有岩石是大量盐水;来自祖先海的水,原有的生物增长和死亡。

这就是气体的来源;问题的下一部分是放射性物质是如何进入气体的。这部分很有趣。

铀的化学性质和任何一种自然元素一样复杂——一方面,铀虽然能溶于含氧饱和的水,但不能溶于缺乏氧气的水。在地球历史的最初几十亿年里,地球的大气很大程度上是缺氧的,铀在环境中是相当不活泼的;在那之后,氧气开始在大气中积累并溶解到海水中。大约在这个时候,铀开始在环境中流动。当它进入含有早期生物腐烂残留物的区域时,它就从溶液中沉淀出来。随着时间的推移,铀衰变了,形成了放射性的后代,这些后代本身也衰变了——经过十几次这样的步骤,铀最终变成了稳定的铅。但重要的是中间的步骤,因为它们包括镭和氡——长期以来,天然气沉积物积累了放射性,如果我们快进到现在,我们发现地球上几乎所有的天然气沉积物(包括石油和煤炭)都含有放射性。回收天然气不仅会释放出石油中所含的气态氡,而且镭和其他放射性核素也会溶解在浓缩的盐水中——它们从溶液中沉淀出来,污染了天然气管道的水垢,并在储罐中以污泥的形式沉淀下来。记住这一点很重要每一个天然气中含有这种放射性物质,而不只是通过水力压裂法回收的气体。

马塞勒斯页岩中的氡

从地层中释放气体并不像钻个洞让气体流动那么简单——如果岩石是多孔性的,那么这种情况就会发生,但很多岩石并不都是多孔性的,而页岩是一种特别“致密”的岩石。但是很大一部分天然气是在岩石中形成的,这些岩石来源于覆盖在古代生物表面的泥和淤泥——这些沉积物形成了相当不透水的页岩。为了从这些致密储层中获得可观数量的天然气,我们必须找到一种方法来打破它们——通过在高压下迫使流体进入地层,同时迫使砂进入地层,以支撑高压流体形成的裂缝。这篇文章并不是讨论这个有争议话题的所有问题的地方——我要解决的是氡的问题。金博宝正规网址

钻探页岩开采天然气引起的担忧之一是担心氡进入天然气。正如我上面所提到的,在所有天然气氡问题不是这么多是否有氡气体,有更多的氡气体起源于页岩地层比在其他天然气和,如果是这样的话,这是否构成健康风险。2012年1月反核活动家马文·雷斯尼科夫撰写的报告认为使用马塞勒斯页岩(一种贯穿纽约和宾夕法尼亚大部分地区的岩层)的天然气会释放出足够的氡,每年造成数万人死亡。雷斯尼科夫的结论被一个2012年7月的报告作者是林恩·安斯波,一位受人尊敬的辐射科学家,曾在许多受人尊敬的国家和国际辐射咨询机构任职(他的简历中有完整的名单,附在上述报告的后面)。

雷斯尼科夫论点的关键在于他声称从马塞勒斯页岩中提取的天然气富含氡气,当气体到达纽约市的家庭时,这些氡气会被吸收到气体中,而这种额外的辐射暴露会使纽约人处于危险之中。雷斯尼科夫计算出,每年可能有多达3万人死于这种辐射。但是,读过雷斯尼科夫的报告后,我不得不说,我不太相信他的结论。这是为什么。

雷斯尼科夫在报告中犯了三个关键错误:

  1. 他没有实际测量从井口到客户家的任何地方天然气中的氡浓度。相反,他依赖于一系列的计算,这些计算基于一些年前进行的初步研究中不可靠的信息。
  2. 在他的报告中,他大大高估了马塞勒斯页岩天然气中的氡含量,与实际测量的氡浓度相比。
  3. 他高估了暴露于低水平氡的风险,忽视了EPA以及国家和国际辐射咨询机构的建议。

Anspaugh指出,除了这些错误之外,Resnikoff的计算是基于一系列他没有提供基础的参数——Resnikoff没有为他使用的任何值提供参考,他也没有解释这些值中不可避免的变异性和不确定性。这是与正常的科学方法论相违背的。而且,正如安斯堡指出的那样,雷斯尼科夫也没有进行一次氡测量,这一次测量既不能支持他的论点,也不能驳斥他的论点——他从未测量过天然气供应或他所关心的家庭中的实际氡浓度。

当辐射剂量的计算是基于实际的氡浓度时,结果表明增加的辐射剂量是微不足道的——每年大约几十微西弗特(几毫雷姆)。只有当这些微不足道的剂量被数以百万计的人成倍增加,并延续到一生时,它们才显得重要起来。但是这种逻辑是有缺陷的——每年暴露在10µSv下的1000万人(我们通常每年暴露在自然辐射下的约3000-4000µSv)患癌症的可能性并不比1000万人每人被一块1克石头扔向他们更大。确实-累积剂量可能是100西沃特(或10吨),这肯定足以造成伤害。但我们感兴趣的是个体的剂量。向一千万人中每一个人扔一小块石头,就会有一群愤怒的人,但不会有一个人因累积的“剂量”而死。同样,10 μ Sv的剂量是微不足道的辐射剂量,无论有多少人接受它。根据国际辐射防护委员会的说法,“集体有效剂量不应作为流行病学风险评估的工具,也不适宜用于风险预测。”在很长一段时间内把非常低的个人剂量集中起来是不恰当的,特别是应避免根据微不足道的个人剂量产生的集体有效剂量计算癌症死亡人数。”雷斯尼科夫要么忽视了这个指导,要么没有意识到这个指导。

人们对使用水力压裂技术从页岩中提取天然气有很多担忧,正如这种技术被开发和应用的原因很多一样。但是,这种天然气使用者暴露于辐射的风险是一个似是而非的论点,它往往会模糊而不是阐明这个问题。

《华盛顿邮报》氡,水力压裂出现在ScienceWonk,收集客座专家和领导人的意见。