p A radioatividade em águas residuais de fraturamento hidráulico vem da interação entre uma pasta química e xisto antigo durante o processo de fraturamento hidráulico, de acordo com a pesquisa do Dartmouth College. p O estudo, detalhado em artigos gêmeos que aparecem em Geologia Química , é a primeira pesquisa que caracteriza o fenômeno da transferência de rádio no método amplamente utilizado de extração de óleo e gás. As descobertas somam-se ao que já é conhecido sobre os mecanismos de liberação de rádio e podem ajudar na busca de soluções para os desafios da indústria de fraturamento hidráulico.

p Como resultado do fracking, os EUA já são exportadores líquidos de gás e devem se tornar exportadores líquidos de petróleo nos próximos anos. Mas a água residual produzida contém toxinas como bário e rádio radioativo. Após a decadência, o rádio libera uma cascata de outros elementos, como o radônio, que coletivamente geram alta radioatividade.

p "O que sai quando você fratura é extremamente salgado e cheio de nojentas, "disse Mukul Sharma, professor de ciências da terra em Dartmouth e chefe do projeto de pesquisa. "A questão é como os resíduos se tornaram radioativos? Este estudo fornece uma descrição detalhada desse processo."

p Durante o fracking, milhões de litros de água combinados com areia e uma mistura de produtos químicos são bombeados para o subsolo em alta pressão. A água pressurizada rompe o xisto e expulsa o gás natural e o petróleo. Embora a areia evite que as fraturas voltem a selar, uma grande proporção da chamada "água escorregadia" que é injetada no solo retorna à superfície como lixo altamente tóxico.

p Na tentativa de descobrir como o rádio é liberado em locais de fraturamento hidráulico, a equipe de pesquisa combinou experimentos de extração em série e sequenciais para lixiviar isótopos de rádio de amostras de núcleo de perfuração de xisto. Para o estudo, a equipe de pesquisa se concentrou em rochas retiradas de locais do xisto Marcellus na Pensilvânia e em Nova York. A feição geológica é uma das principais formações rochosas dos EUA, onde o fraturamento hidráulico está sendo realizado para a extração do gás natural.

p O primeiro trabalho de pesquisa descobriu que o rádio presente no xisto de Marcellus é lixiviado em água salgada em poucas horas a dias após o contato entre a rocha e a água ser feito. O rádio lixiviável dentro da rocha vem de duas fontes distintas, minerais de argila que transferem rádio-228 altamente radioativo, e uma fase orgânica que serve como fonte do isótopo rádio-226 mais abundante.

p O segundo estudo descreve a mecânica de transferência de rádio combinando resultados experimentais e modelos de mistura de isótopos com observações diretas do rádio presente em águas residuárias que resultaram de fraturamento no xisto de Marcellus.

p Tomados em conjunto, os dois artigos mostram que o aumento da salinidade na água produzida durante o fraturamento hidráulico extrai o rádio da rocha fraturada. Antes do estudo de Dartmouth, os pesquisadores não tinham certeza se o rádio radioativo vinha diretamente do xisto ou de salmouras de ocorrência natural presentes nas profundezas de partes do xisto de Marcellus na Pensilvânia.

p "A interação entre água e rocha que ocorre quilômetros abaixo da superfície da terra é muito difícil de investigar, "disse Joshua Landis, um cientista pesquisador sênior em Dartmouth e autor principal dos artigos de pesquisa. "Nossas medições de isótopos de rádio fornecem novos insights sobre este problema."

p A pesquisa confirma que, à medida que as águas residuais percorrem a rede de fratura e retornam ao orifício de perfuração de fraturamento, torna-se progressivamente enriquecido em sais. A composição altamente salina das águas residuais é responsável por extrair rádio do xisto e trazê-lo para a superfície.

p "O rádio está sentado em superfícies minerais e orgânicas dentro do local de fraturamento, esperando para ser desalojado. Quando a água com a salinidade certa chega, leva-o para a radioatividade e transporta-o, "disse Sharma.

p As descobertas de Dartmouth surgem no momento em que a produção de petróleo e gás natural nos EUA aumentou dramaticamente na última década devido ao fraturamento hidráulico. Compreender a mecânica da transferência de rádio durante o fracking pode ajudar os pesquisadores a desenvolver estratégias para mitigar a produção de águas residuais.

p "A ciência está sendo deixada para trás pela corrida do ouro, "disse Sharma." Obter a ciência é o primeiro passo para resolver o problema. "

p Um estudo anterior de Dartmouth, descobriram que o metal bário reage aos processos de fraturamento hidráulico de maneiras semelhantes. O rádio e o bário fazem parte do mesmo grupo de metais alcalino-terrosos.