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Partitioning of naturally-occurring radionuclides (NORM) in Marcellus Shale produced fluids influenced by chemical matrix

机译：受化学基质影响的Marcellus页岩产天然流体中天然放射性核素（NORM）的分配

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Naturally-occurring radioactive materials (NORM) associated with unconventional drilling produced fluids from the Marcellus Shale have raised environmental concerns. However, few investigations into the fundamental chemistry of NORM in Marcellus Shale produced fluids have been performed. Thus, we performed radiochemical experiments with Marcellus Shale produced fluids to understand the partitioning behavior of major radioelements of environmental health concern (uranium (U), thorium (Th), radium (Ra), lead (Pb), and polonium (Po)). We applied a novel radiotracer, 203Pb, to understand the behavior of trace-levels of 210Pb in these fluids. Ultrafiltration experiments indicated U, Th, and Po are particle reactive in Marcellus Shale produced fluids and Ra and Pb are soluble. Sediment partitioning experiments revealed that >99% of Ra does not adsorb to sediments in the presence of Marcellus Shale produced fluids. Further experiments indicated that although Ra adsorption is related to ionic strength, the concentrations of heavier alkaline earth metals (Ba, Sr) are stronger predictors of Ra solubility.
机译：与Marcellus页岩非常规钻井产生的流体相关的天然放射性物质（NORM）引起了环境关注。但是，很少进行有关Marcellus页岩生产液中NORM基本化学的研究。因此，我们使用Marcellus页岩生产的流体进行了放射化学实验，以了解环境健康相关主要放射性元素（铀（U），（（Th），镭（Ra），铅（Pb）和po（Po））的分配行为。我们应用了一种新型的放射性示踪剂 203 Pb，以了解这些流体中痕量水平的 210 Pb的行为。超滤实验表明，U，Th和Po在Marcellus页岩生产的流体中具有颗粒反应性，而Ra和Pb可溶。沉积物分配实验表明，在Marcellus页岩产生的流体存在下，> 99％的Ra不会吸附到沉积物中。进一步的实验表明，尽管Ra的吸附与离子强度有关，但较重的碱土金属（Ba，Sr）的浓度更能预测Ra的溶解度。

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