氡,水力压裂

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。部分原因是我想讨论除福岛以外的其他话题(尽管持续不断的科学上的无知让它成为一个肥沃的领域),部分原因是我需要更多的时间来研究福岛的一些故事,部分原因是,随着冬天的到来,现在似乎是时候看看我们越来越多的天然气来自哪里,以及它是否会带来任何放射性危害。在这种情况下,问题是水力压裂法是否像许多人声称的那样释放出大量的氡。但首先,让我们来了解一下背景。

气体和氡从何而来

大约40亿年前,生命首次出现在地球上,生物一出现就开始死亡,它们漂流到它们生活的海底,那里覆盖着淤泥和粘土。随着时间的推移,这些物质积累形成了相当大的矿床;过了很长一段时间,他们被深深地埋葬了。地球的地温梯度约为25˚C / km深度(远离构造板块边缘和热点);把东西埋得足够深,它就会开始烹饪。将有机材料加热到大约100˚C(相当于埋4公里),将其置于高压下,并将其和岩石一起烹饪数千万年开始填满天然气.石油在较低的温度下形成;岩石温度过高,碳氢化合物就会完全消失。岩石中还含有大量的盐水;来自原始海洋的水,原始生物在其中生长和死亡。

这就是气体的来源;接下来的问题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自然元素一样复杂——一方面,铀虽然能溶于饱和氧的水,但在缺乏氧的水中却不溶。在地球历史的最初几十亿年里,地球的大气层基本上是缺氧的,铀在环境中相当稳定;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,铀开始在环境中活动和移动。当它进入含有早期生物腐烂遗骸的区域时,就会从溶液中沉淀下来。随着时间的推移,铀会衰变,形成放射性的后代,这些后代本身也会衰变——经过十几个这样的步骤之后,铀最终变成了稳定的铅。但中间的步骤是重要的,因为它们包括镭和氡——在漫长的岁月里,天然气矿床积累了放射性物质,如果我们快进到现在,我们发现几乎地球上所有的天然气矿床(石油和煤炭)都含有放射性物质。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盐水中——它们会从溶液中沉淀出来,污染天然气管道的水垢,并在储存罐中沉淀成污泥。记住这一点很重要每一个天然气矿床中含有这种放射性物质,不仅仅是通过水力压裂开采出来的天然气。

马塞勒斯页岩中的氡

从地层中提取天然气并不像钻一个洞让它流动那么容易——如果岩石是多孔的,那么就会发生这种情况,但许多岩石并不是那么多孔,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,这些岩石来自覆盖着古代生物的泥和淤泥——形成相当不透水的页岩的沉积物。为了从这些致密沉积物中获得可观数量的天然气,我们必须找到一种方法来将它们分解——通过在高压下将流体注入地层,并将沙子也注入地层,以撑开高压流体形成的裂缝。这个特别的帖子不是讨论这个有争议的话题的所有问题的地方-所有我将处理的是氡的问题。金博宝正规网址

钻探页岩以开采天然气引发的担忧之一是氡会进入天然气。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月由反核活动人士马文·雷斯尼科夫撰写的报告他认为,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)的天然气将释放出足够的氡,每年造成数万人死亡。雷斯尼科夫的结论被一位2012年7月的报告由林恩·安斯波撰写,他是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(完整的名单包含在他的简历中,附在上述报告的后面)。

雷斯尼科夫论点的关键是他声称马塞勒斯页岩中的天然气富含氡,当它到达纽约的家庭时,这些氡会被吸收到天然气中,而这种额外的辐射暴露给纽约人带来了风险。雷斯尼科夫估计,每年因这种辐射暴露而死于癌症的人数可能会增加3万人。但是,读了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中任何一点天然气中的氡浓度。相反,他依靠的是一系列计算,这些计算基于几年前进行的初步研究中发现的不可靠信息。
  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. 他高估了接触低水平氡的风险,忽视了美国环境保护局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任何依据的参数——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可变性和不确定性。这是与正常的科学方法相反的。而且,正如Ansbaugh指出的,Resnikoff也没有做出任何一个可以支持或反驳他的论点的氡测量——他从来没有测量过天然气供应中或他担心的家庭中实际的氡浓度。

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——大约每年几十微西弗(几毫雷姆)。只有当这些微不足道的剂量乘以数百万人,并延长一生,它们似乎才变得重要。但这种逻辑是有缺陷的——每年暴露在10µSv(我们通常每年暴露在3000-4000µSv的天然辐射下)下的1000万人与每人被扔1克石头的1000万人相比,患癌症的可能性并不大。的确,累积剂量可能是100西沃特(或10吨),这肯定足以造成伤害。但我们感兴趣的是对个体的剂量。向每1000万人扔一个小石子,你会有一群愤怒的人,但没有一个人死于累积的“剂量”。同样地,无论多少人受到10µSv的辐射,剂量都是微不足道的。根据国际辐射防护委员会的说法,“集体有效剂量不是用来评估流行病学风险的工具,在风险预测中使用它是不适当的。将极低的个人剂量在较长时间内进行汇总是不适当的,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来计算癌症死亡人数。”雷斯尼科夫要么忽略了,要么没有意识到这一指导。

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,正如这项技术的开发和使用有很多原因一样。但是,这种天然气的使用者暴露在辐射下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, FAS的博客,征求嘉宾专家和领导的意见。