ND/E-17/03. Naturlige radionuklider i det marine miljø - en oversikt over eksisterende kunnskap med vekt på Nordsjø-området

Transkript

1 ND/E-17/03 Naturlige radionuklider i det marine miljø - en oversikt over eksisterende kunnskap med vekt på Nordsjø-området

2

3 Forord Formålet med dette prosjektet har vært å fremskaffe og dokumentere eksisterende kunnskap om naturlig radionuklider i det marine miljø, antropogene og naturlige kilder med vekt på Nordsjø-området. Prosjektet ligger innunder Nfr-programmet: Langtidsvirkninger av utslipp til sjø fra petroleumsindustrien (Proof). Rapporten inneholder en oversikt over bakgrunnsdata for vannkonsentrasjoner og bidrag fra naturlige og antropogene kilder (Kap. 4 og 5). Nivåer, effekter og stråledoser for marin biota er behandlet i kapittel 7 og stråledoser for mennesker i kapittel 8. Det er også utført en diskusjon av MARINA II-studien i relasjon til utslipp av naturlige radionuklider fra olje- og gassproduksjon på norsk sokkel (Kap. 6). Det er også utført en vurdering av eksisterende kunnskapshull i fagområdet med forslag til spesifikke innstasområder. Fremskaffelse av spesifikke utslippsdata for produsert vann på norsk sokkel er gjort med hjelp fra Oljeindustriens landsforening (OLF). Kapitlene er forfattet av forsker Elisabeth Strålberg (Kap. 2-6) og forsker Aud Raaum (Kap. 8), begge Institutt for energiteknikk, og Dr. Philos. Anita Th. Smith Varskog (Kap. 7) fra Yera AS. Kjeller, Per Varskog, Dr. Scient. Redaktør

4 Naturlige radionuklider i det marine miljø en oversikt over eksisterende kunnskap med vekt på Nordsjø-området Redigert av: Per Varskog Norse Decom AS, 2003 ISBN

5 Innholdsfortegnelse 1. Sammendrag Innledning Nordsjøen Naturlige kilder til naturlig radioaktivitet i havet Radium i havvann Radium i Nordsjøen Bly-210 og polonium-210 i havvann Bly-210 og polonium-210 i Nordsjøen Uran og thorium i havvann Menneskeskapte kilder til naturlig radioaktivitet i havet Olje- og gassindustrien Norsk sokkel Britisk sokkel Dansk sokkel Nederlandsk sokkel Oppsummering olje- og gassindustrien Andre industrier/virksomheter Nederland Storbritannia Belgia Danmark Tyskland MARINA II-studien relasjon til utslipp fra olje- og gassindustri Naturlig radioaktivitet i marin biota Innledning Aktuelle naturlige radionuklider Aktuelle marine organismer Eksponering Effekter Biokinetikk og doser Kalium Uran Thorium Radium-228 og radium Bly Polonium Doser til mennesket fra naturlige radionuklider i marint miljø Doser fra naturlig radioaktivitet Doser fra utslipp av produsert vann Doser fra andre ikke-nukleære industrier Kunnskapshull og forslag til videre forskning Referanser...48 Vedlegg A

6 1. Sammendrag Rapporten inneholder en sammenfatning av eksisterende kunnskap om naturlige radionuklider i det marine miljø med vekt på Nordsjø-området. Naturlige radionuklider har som navnet indikerer et naturlig opphav og har vært tilstede siden jorden ble dannet. De naturlige radionuklidene har sitt opphav i lithosfæren, men de kommer inn i det marine miljø via naturlige prosesser som erosjon, elvetransport, oppløsning og diffusjon. De radionuklidene som spesielt er omhandlet her ( 226 Ra, 228 Ra, 210 Pb og 210 Po) stammer fra de to radioaktive kjedene med enten 238 U eller 232 Th som første ledd. Dette er nærmere beskrevet i kapittel 2 og 3. Kapittel 4 inneholder en oversikt over data om generelle bakgrunnsnivå for naturlige radionuklider og en kvantifisering av de viktigste kilder og sluk. Som det går frem er datamaterialet når det gjelder Nordsjøen svært sparsomt. Det er ikke funnet data som dokumenterer noe om eventuelle variasjoner i konsentrasjon av radionuklider hverken geografisk eller i vannsøylen. Forslag til verdier for bakgrunnskonsentrasjonen av 226 Ra, 210 Pb og 210 Po, som kan anvendes inntil mere utfyllende data foreligger, er gitt i Tabell A. Tabell A: Forslag til verdier for bakgrunnskonsentrasjon i Nordsjøen for tre radionuklider fra 238 U-serien. Nuklide Foreslått verdi Radium mbq/l Bly-210 0,8 mbq/l Polonium-210 0,8 mbq/l En kvantifisering av aktivitetsmengder, kilder og sluk for 226 Ra er gitt i Tabell B. Tabell B: Beholdning, kilder og sluk for 226 Ra i Nordsjøen Beholdning Ra-226 (Bq) Bq Kilder Inngroing fra uran Bq/år Utlekking fra sediment Bq/år Bidrag fra elver Bq/år Bidrag fra utslipp norsk oljeindustri Bq/år Bidrag fra utslipp andre lands oljeindustri* Bq/år Sluk Radioaktivt henfall Bq/år * - estimert ved kombinasjon av aktivitetsmålinger fra norske installasjoner og data for utslippsmengder fra de respektive land. All den tid det ikke er gjennomført omfattende studier av naturlig radioaktivitet i Nordsjøbassenget, må det antas at aktivitetsmengdene for 226 Ra som vist i Tabell B er svært usikre. Under produksjon av olje og gass følger det også med vann. Dette vannet, heretter benevnt produsert vann inneholder radioaktivitet fra nuklider løst i vannet. I praksis utgjøres aktiviteten hovedsaklig av de to radiumisotopene 226 Ra (fra 238 U-serien) og 228 Ra (fra 232 Th-serien). Kapittel 5 inneholder en sammenfatning av data fra målinger av aktivitet av Norse Decom AS 1

7 226 Ra i produsert vann fra Nordsjø-området. Estimatet for utslipp av 226 Ra i produsert vann fra norsk sokkel er basert på en undersøkelse av aktivitetskonsentrasjoner i prøver fra de aller fleste og vesentligste installasjoner med utslipp av produsert vann gjennomført i I kapittel 6 diskuteres data for utslipp fra oljeindustrien fremskaffet i denne studien i sammenheng med tilsvarende i MARINA II- rapporten. Sammenligningen viser at estimatene for utslipp fra norsk sokkel basert på detaljerte data fra installasjonene (Kap. 5) ligger på ca. 10 % av estimert utslipp i MARINA II-rapporten. Kapittel 7 gir en oversikt over opptak, konsentrasjonsfaktorer, konsentrasjonsnivåer og effekter av naturlige radionuklider i marin biota fra antropogene og naturlige kilder. En omfattende studie av Aarkrog et al. (1997) viste at forskjellene i opptak og konsentrasjoner av naturlige radionuklider var mye større mellom ulike arter og trofiske nivåer i næringskjeden enn mellom ulike geografiske regioner. Den eksisterende litteraturen på området kan derfor sannsynligvis ekstrapoleres til forholdene i Nordsjøen selv om det er gjort få relevante studier fra nettopp dette området. Radioaktive nuklider har de kjemiske egenskapene som er karakteristiske for hvert enkelt element, og skjebnen til en bestemt nuklide vil derfor være bestemt av de kjemiske egenskapene til elementet. Radioaktive elementer blir ikke nedbrutt i miljøet, og de vil avgi stråling uansett hvilke andre kjemiske komponenter som dannes av det radioaktive elementet. Radioaktive stoffer sender ut partikler som har evnen til å ionisere atomer og molekyler i biologiske organismer. Det vil si at elektroner i atomene løsrives. At stråling ioniserer innebærer også at strålingens energi avsettes i det den trenger gjennom. Ioniserende stråling initierer dekomponering av mange organiske komponenter, forårsaker mutering i DNA og cellekjerner og skader proteiner, aminosyrer, vev og beinmarg. Ioniserende stråling kan gi biologiske skader på vev ved at celler dør eller utvikler seg til kreftceller, men også skader på arvestoffer og dermed konsekvenser for kommende generasjoner. Dette er de effekttypene som hittil er funnet på grunn av ioniserende stråling. Risikoen for effekt på biota avhenger av mange faktorer: Type stråling (α, β, γ), energien til strålingen, aktivitetsnivå, elementets kjemiske egenskaper, kjemiske og fysiske egenskaper til det kontaminerte materialet og omgivelsene, eventuell eksponering for flere komponenter samtidig, samt artsspesifikke egenskaper. IAEA (1995) foreslår følgende marine næringskjede ved undersøkelse og beregning av doser og effekter av radionuklider: Planteplankton, makroalger, dyreplankton, bløtdyr, skalldyr, fisk og pattedyr. Mulige viktige eksponeringsruter for marine organismer er: Intern eksponering ved inntak av vann, fòr, uorganiske eller organiske partikler, intern eksponering fra tidligere ervervede radionuklider som ligger lagret i organismen og ekstern eksponering via overflate og gjeller. Kystnære områder er de viktigste deponeringsområdene for organisk materiale. Her vil radionuklider typisk kunne oppkonsentreres i sedimentene. Disse områdene er de mest biologisk produktive områdene og viktige oppvekstområder og habitater for skjell, skalldyr, fisk og fugl. Generelt avleires radium mest i skall og beinvev mens bly og polonium finnes i bløtvevet i fisk og skalldyr. 210 Pb og 210 Po bidrar derfor i større grad til dose til mennesker som inntar sjømat gjennom kosten enn 226 Ra og 228 Ra. I følge Dahlgaard (1996) og Cherry og Heyraud (1988) er 210 Po ansvarlig for den største radioaktive dosen til menneske fra det marine miljø på global skala (ca. 80%). Den marine eksponeringsveien står likevel for kun 2-10% av den totale dosebelastningen fra naturlig bakgrunnsstråling. Norse Decom AS 2

8 Det foreligger relativt bred og omfattende dokumentasjon på hvilken eksponering som skal til for å gi effekter hos marine organismer. Data fra litteraturen er oppsummert og presentert i kapittel 7. En gjennomgang av tallene viser at utslipp av naturlige radionuklider i produsert vann gir et tilleggsbidrag som gir en total eksponering som ligger svært langt under de dokumenterte effektnivåene. Kapittel 8 gir en oversikt over doser til mennesket fra naturlige radionuklider i det marine miljø. I følge MARINA II-rapporten gir inntak av sjømat det viktigste bidraget og står for mer enn 95 % av totalen når det gjelder marine radionuklider. Gjennomsnittlig individuell doserate fra marint miljø er estimert til å ligge i området µsv/år, noe som tilsvarer ca. 0,4 2,5 % av bakgrunnsdoseraten for en person bosatt i Norge hvor bakgrunnsdoseraten er ca. 4 msv/år. Den beregnede kollektivdosen til befolkningen i EU-landene fra utslipp av produsert vann tilsvarer 0,5 % av den beregnede bakgrunnsdosen til den samme befolkningen (MARINA II). Norse Decom AS 3

9 2. Innledning Radioaktivitet har vært tilstede på jorden helt siden jordkloden ble til for mellom 4,5 og 5 milliarder år siden, men oppdagelsen av radioaktivitet skjedde først i 1895 da W. Röntgen oppdaget røntgenstrålingen. I 1898 postulerte Marie og Pierre Curie eksistensen av to nye elementer; polonium og radium. Det tok imidlertid ytterligere noen år før Marie Curie i 1903 hadde lykkes med å renfremstille et radiumsalt fra tonnevis med bekblende. Radium ble etter hvert veldig populært i mange industrier, bl.a. ble radium benyttet i luminescerende maling, radium i drikkevann ble ansett som helsebringende, og radium ble også tilsatt i bl.a. tannkrem og sukkertøy. Alt dette førte til flere dødsfall blant ubeskyttede arbeidere. Marie Curie døde i 1934 av leukemi. Naturlig radioaktivitet deles i primordiale og kosmogeniske radionuklider. De primordiale nuklidene har vært i naturen siden tidenes morgen og består i hovedsak av radionuklider i de tre seriene som starter med 238 U (uran-238), 232 Th (thorium-232) og 235 U (uran-235) (figur 1), og i tillegg 40 K (kalium-40) som er en radioaktiv kaliumisotop. Kosmogeniske nuklider dannes kontinuerlig i atmosfæren pga. kosmisk stråling fra verdensrommet. Noen viktige kosmogeniske nuklider er 3 H (tritium), 7 Be (beryllium-7) og 14 C (karbon-14). Flere menneskelige aktiviteter bidrar til å øke vårt naturlige strålingsmiljø, og en del ikkenukleære industrier vil, på grunn av sin virksomhet, flytte på og eventuelt også oppkonsentrere en del av de naturlige radioaktive stoffene som finnes i jordskorpen. Dette gjelder bl.a. virksomheter som: fosfatindustrien, olje- og gassindustrien metallindustrien forbrenning av fossilt brensel I tillegg sørger naturlige prosesser i elver, i hav og på land for å flytte rundt på de ulike radioaktive stoffene. Denne rapporten gir en oppsummering av eksisterende data om naturlig radioaktivitet i det marine miljøet. Mye er publisert på området, og oppsummeringen vil på ingen måte dekke alt. Fokuset under arbeidet har primært vært på Nordsjøen, men da mengden data herfra er begrenset, blir en del undersøkelser fra andre havområder presentert for å kunne belyse generelle prosesser. Både naturlige og industrielle kilder blir beskrevet, og av de industrielle kildene blir olje- og gassvirksomheten dekket spesielt. Hovedfokuset vil være rettet mot radium-226, radium-228, bly-210 og polonium- 210 ( 226 Ra, 228 Ra, 210 Pb og 210 Po), men også andre nuklider vil bli nevnt. Norse Decom AS 4

10 232 Th-serien 228 Ra α 232 Th 228 Ac 613h 212 Pb α 216 Po α 220 Rn α 224 Ra α 228 Th 208 Tl h α 212 Bi Pb α 212 Po 235 U-serien 231 Th α 235 U 2 6 h 215 Bi α 219 At α 223 Fr α 227 Ac α 231 Pa Pb α 215 Po α 219 Rn α 223 Ra α 227 Th 207 Tl α 211 Bi α 215 At Pb α 211 Po 238 U-serien 234 Th α 238 U 24 1 d 234 Pa Pb α 218 Po α 222 Rn α 226 Ra α 230 Th α 234 U 210 Tl α 214 Bi α 218 At Hg α 210 Pb α 214 Po Tl α 210 Bi d 206 Pb α 210 Po Figur 1.: De tre seriene av naturlig forekommende radionuklider, de viktigste i denne rapporten er uthevet. Norse Decom AS 5

11 3. Nordsjøen Nordsjøen er et randhav mellom Norge, Storbritannia og Kontinentet. I nord strekker Nordsjøen seg til den 61. breddegrad, fra 0 53 vest til norskekysten, og i øst danner linjen Lindesnes-Hanstholm på Jylland grensen mot Skagerak. I sør og vest grenser Nordsjøen til Altlanterhavet gjennom hhv. stredet ved Dover og sundene mellom Skottland, Orknøyene og Shetlandsøyene (Store norske leksikon). Nordsjøen er et relativt grunt hav, største dybde er kun ca 400 meter (i Norskerenna). En del nøkkeldata om Nordsjøen og de store verdenshavene er gitt i Tabell 1 (van der Leden et al., 1990). Tabell 1: Nøkkeldata for de store havområdene og Nordsjøen (van der Leden et al., 1990) Havområde Areal (10 9 m 2 ) Midlere dybde (m) Volum (10 15 m 3 ) Arktis ,0 Nordlige Stillehav ,0 Sørlige Stillehav ,9 Nordlige Atlanterhav ,6 Sørlige Atlanterhav ,8 Indiske hav ,6 Antarktis ,3 Nordsjøen ,055 Temperaturforholdene i Nordsjøen varierer veldig med lokalitet og årstid. Saliniteten varierer fra 35 i vest der Atlanterhavet trenger inn, til 34 eller enda lavere i østlige deler (Store norske leksikon). Nordsjøen har mye av den samme berggrunn som landområdene i sør og sørvest, ulik fra berggrunnen på land i Norge. Nordsjøen består av to store avsetningsbassenger. Det sørlige har bl.a. avsetninger fra karbonperioden. Den kullførende sandsteinen herfra er viktig som kildebergart for mange gassforekomster. I det nordlige bassenget er Kimmeridge-skifer viktig som kildebergart både for olje og gass (Store norske leksikon). Oljeeventyret i Nordsjøen startet med funnet av Balderfeltet i I 1969 ble Ekofiskfeltet påvist, og oljeproduksjonen i Nordsjøen startet her i 1971 (OED, 2002). Oversikt over alle felt i produksjon samt over alle felt der produksjonen er opphørt, finnes i OED (2002). Total produksjon av olje/kondensat på norsk sokkel var i millioner Sm 3 o.e. (standard kubikkmeter oljeekvivalenter). Gassproduksjonen var samme året 105,5 millioner Sm 3 o.e. Av dette ble 65,4 millioner Sm 3 o.e. gass levert, mens det resterende ble injisert, faklet eller brukt som brensel (OLF, 2003). En oljeekvivalent er en måleenhet for petroleumsressurser som er basert på energiinnholdet i hydrokarboner. Enheten er definert av Oljedirektoratet (OD, 2003). Norse Decom AS 6

12 4. Naturlige kilder til naturlig radioaktivitet i havet Havvann inneholder i seg selv store mengder radioaktivitet. Gjennomsnittsaktivitet (både naturlig og menneskeskapt) for verdens hav er 13,6 Bq kg -1 vann. Mer enn 88 % av denne aktiviteten skyldes den naturlig forekommende kaliumisotopen 40 K. Kun 7 % av resten skyldes nedfall etter de atmosfæriske prøvesprengningene, som er den største kilden til global spredning av antropogene radionuklider. Gjennomsnittlig konsentrasjon av naturlig forekommende radioaktive nuklider er 12,5 Bq kg -1 vann. Høyest aktivitet (gjennomsnittlig 178 Bq kg -1 ) er funnet i Dødehavet og skyldes høy konsentrasjon av både ikke-radioaktive og radioaktive nuklider (høy salinitet). I de åpne havområdene varierer aktiviteten mindre. De høyeste nivåene er funnet i den Persiske bukt (22 Bq kg -1 ), Rødehavet (15 Bq kg -1 ) og østlige Middelhav (14,6 Bq kg -1 ). Østersjøen har veldig lav konsentrasjon av radioaktive nuklider (4 Bq kg -1 ), noe som skyldes stor uttynning med ferskvann (Walker, 1990). Det er gjort mange undersøkelser av forekomst av naturlig radioaktivitet i havvann, men lite data finnes for Nordsjøen. Tilgjengelig data for Nordsjøen er oppsummert i Tabell 2. En oversikt over noen relevante studier for andre havområder er gitt i Vedlegg A. Tabell 2: Konsentrasjon av naturlig forekommende radionuklider i Nordsjøen. Nuklide mbq L -1 Evt. lokalitet Referanse 226 Ra 6,7-8,5 mbq L -1 Ikke oppgitt IAEA, ,83 ± 0,67 mbq kg -1 The Wash, elvemunning, England Plater et al., ,3 mbq L km ut fra kysten, Nederland Köster et al., ,0 mbq L -1 Kyst, Nederland Köster et al., Pb 0,72 ± 0,42 mbq L -1 Ikke oppgitt Cherry og Heyraud, ,8 mbq L km ut fra kysten, Nederland Köster et al., Po 0,80 ± 0,23 mbq L -1 Ikke oppgitt Cherry og Heyraud, ,7 mbq L km ut fra kysten, Nederland Köster et al., ,5 mbq L -1 Kyst, Nederland Köster et al., Radium i havvann Som figur 1 viser, oppstår radium gjennom radioaktivt henfall av 238 U ( 226 Ra, halveringstid 1600 år) og 232 Th ( 228 Ra, halveringstid 5,75 år). I havet finnes en god del uran, og mesteparten av radium i havet dannes fra denne, ca Bq hvert år (IAEA, 1990). Total mengde uran, thorium og radium i havet er vist i Tabell 3. Tabell 3: Oversikt over mengde radium, uran og thorium i hav og i jordskorpen (IAEA, 1990). Hav Jordskorpe (land) Jordskorpe (under hav) Uran Bq 5, Bq 4, Bq 226 Ra Bq 5, Bq 4, Bq Thorium Bq 6, Bq 5, Bq 228 Ra Bq 6, Bq 5, Bq Norse Decom AS 7

13 Som Tabellen viser, er det mindre 226 Ra enn uran i havet. Dette skyldes at leddet før 226 Ra i kjeden, 230 Th, kontinuerlig fjernes fra vannmassene via adsorpsjon på sedimenterende partikler. Radium er i sin tur mer løselig i vann enn thorium, og vil lekke ut fra bunnsedimentene. Det er derfor høyere konsentrasjoner av 226 Ra nær bunnen enn i overflatevann samt at mengden 226 Ra i havvann er mer enn ti ganger mengden av 230 Th. Det er beregnet at bidraget av 226 Ra fra sedimenter til total mengde 226 Ra i vannmassene ikke overskrider 15 % (IAEA, 1990). En oppsummering av radiumkonsentrasjonen ved ulike dybder i de store havområdene er gitt i Tabell 4. Tabell 4: Radium i ulike dybder i de store havområdene (IAEA, 1990) Område 226 Ra [mbq L -1 ] 228 Ra [mbq L -1 ] 0-500m m m eller mer overflate dyp Atlanterhavet 0,74-2,96 1,35-3,33 1,60-4,44 0,13-3,40 0,017-0,925 Stillehavet 0,74-3,70 1,48-5,55 2,22-54,4 0,015-0,333 0,03-0,28 Det indiske hav 1,11-2,22 1,85-3,33 2,22-4,44 N.D Arktis ,43 - Antarktis - - 3,59 0,017-0,48 * - N.D. = ikke detektert. * ikke oppgitt om det er dyp- eller overflatevann. I kystområder er konsentrasjonen av radium høyere enn i åpent hav. Dette skyldes primært utlekking fra kystsedimenter. En oversikt over radium i ulike kystområder er gitt i Tabell 5. Tabell 5: Radium i sjøvann, kystområder (IAEA, 1990) Område 226 Ra [mbq L -1 ] 228 Ra [mbq L -1 ] Middelhavet 1,84-4,44 0,052-0,63 Det karibiske hav 0,74-2,96 0,62-1,15 Svartehavet 2,59-4,44 0,111-1,52 Rødehavet 1,48-2,22 0,58 Det indonesiske hav 1,38-2,77 0,38-10,5 New York Bight - 0,63-3,32 Mexicogulfen 0,97-1,92 0,77-1,50 Østersjøen 1,11-5,55 - Moore (1969) fastslår at pga. halveringstiden til 228 Ra (5,75 år), kan denne radiumisotopen benyttes til å studere marine prosesser med et tidsperspektiv på 3-30 år. I vann nær kysten, der vannet er i nær kontakt med sedimenter og har lite sirkulasjon med åpent hav, er isotopforholdet 228 Ra/ 226 Ra høyest. Når kystvannet blandes med havvann, reduseres også isotopforholdet. Det er store variasjoner i isotopforholdet i overflatevann. Det er f.eks. mye mer 228 Ra i Atlanterhavet enn i Stillehavet. Nær havbunnen er konsentrasjonen av 228 Ra høy, mens den i mellomliggende dybder er nær deteksjonsgrensen. Legeleux og Reyss (1996) har funnet ut at selv om isotopforholdet varierer med dybde i vannsøylen, er forholdet tilnærmet konstant i sedimenterende partikler. Isotopforholdet i partiklene likner det en finner i vannet i de øvre 250 meter av vannsøylen, noe som tyder på at partiklene samler radium i de øvre vannmassene og at det er lite utveksling med radium løst i vannet etter hvert som partiklene synker. Norse Decom AS 8

14 IAEA (1990) har sammenfattet data om utlekking av radium fra bunnsedimenter. Disse, samt data fra Bojanowski (1988) og Cochran (1980), er gitt i Tabell 6. Cochran (1980) har funnet ut at utlekkingshastigheten ikke varierer med sedimenttype. Bojanowski (1988) har estimert total mengde radium i de ulike havområdene, samt andre kilder og sluk for radium. Disse er oppsummert i Tabell 7. Anbefalte K d -verdier (forhold mellom konsentrasjon i sediment (Bq kg -1 ) og vann (Bq L -1 ) for radium er gitt av IAEA (1985) for både åpent hav ( ) og for kystområder ( ). Tabell 6: Utlekkingshastighet for 226 Ra fra havbunnen. Alle data i Bq m -2 år -1. Område IAEA (1990) Bojanowski (1988) Cochran (1980) Atlanterhavet 0,4-2 0,3-0,4 0,25-0,37 Stillehavet , ,5-35 Det indiske hav 4-6 1,8-5,8 4,3-5,8 Antarktis ,8-3,2 Gjennomsnitt: Kystområder Tabell 7: Mengde, kilder og sluk av 226 Ra i de store havområdene (Bojanowski, 1988). Utlekkingshastighet fra havbunnen er vist i Tabell 6. Atlanterhavet Stillehavet Indiske hav Totalt Mengde radium (10 18 Bq) 0,84 ± 0,10 * 2,92 ± 0,16 1,02 ± 0,09 4,78 ± 0,27 Tap pga radioaktivt henfall (10 12 Bq) (Bq m -2 år -1 ) 3,38 7,02 5, (10 3 Bq m -3 ) 1,04 1,77 1,54 - Tap fra overflaten pga vind (Bq år -1 ) Bidrag fra elver (10 15 Bq år -1 ) 0,07 ± 0,02 0,17 ± 0,08 0,18 ± 0,08 0,42 ± 0,15 Bidrag fra grunnvann (10 13 Bq år -1 ) * Inkluderer Arktis Det er publisert få data om radium i elver med utløp i Nordsjøen. Noen få data er publisert av IAEA (1990), og disse er oppsummert i Tabell 8, sammen med data fra Plater et al. (1995). I en review-artikkel av Cowart og Burnett (1994) siteres bl.a. en artikkel av Key et al. (1985) der forfatterne har beskrevet hvordan radium, som ofte er assosiert med partikler i elvevannet, desorberes når partiklene kommer i kontakt med havvann med høyere salinitet. Ved salinitet på mindre enn 5, vil ca 12 % av 226 Ra være løst i vannet mens resten sitter på partikler. Stiger saliniteten til 50, vil mer enn 80 % være løst i vannet (Moore, 1981; sitert i IAEA, 1990). Norse Decom AS 9

15 Tabell 8: Konsentrasjon av 226 Ra i noen elver med utløp til Nordsjøen. 226 Ra [mbq L -1 ] Referanse Belgia, generelt 16,3-28,9 IAEA, 1990 Storbritannia, generelt 0,74-2, Storbritannia, Themsen 18, Tyskland, generelt 2,59-31, Tyskland, Rihnen 3,33-7, Elver i Øst-England (sommer) 1,8 ± 0,2 * Plater et al., 1995 Elver i Øst-England (vinter) 2,7 ± 0,2 * * mbq kg -1, filtrert vann Radium i Nordsjøen Ved å benytte en del av de data presentert over, kan mengde radium tilstede i Nordsjøen estimeres. Det er også mulig å gjøre grove estimater over kilder og sluk av radium. Resultatene må tolkes med stor forsiktighet da datagrunnlaget for selve Nordsjøen er mangelfullt og mange antagelser må gjøres. Estimatene er oppsummert i Tabell 9. Totalt innhold: Ut fra data i Tabell 2, antas en midlere 226 Ra-konsentrasjon i Nordsjøen på 5 mbq L -1. Totalt volum er gitt i Tabell 1. Total mengde 226 Ra i Nordsjøen blir da i størrelsesorden Bq. Inngroing fra uran: Gjennomsnittlig konsentrasjon av uran i havvann er 3 µg L -1 (0,037 Bq L -1 ). Denne verdien er allment akseptert som gjeldende for hele verden da fordelingen av uran er funnet å være relativt homogen (Tsytsugina et al., 1975). Total mengde uran i Nordsjøen blir da Bq. Av dette dannes ca Bq 226 Ra hvert år. En del av dette vil imidlertid aldri nå vannmassene da 230 Th kontinuerlig fjernes fra vannet via adsorpsjon på sedimenterende partikler. Utlekking fra sedimenter: Det har ikke vært mulig å finne data for Nordsjøen når det gjelder utlekking av 226 Ra fra sedimenter. Verdier for Atlanterhavet gir imidlertid en utlekkingshastighet som varierer mellom 0,25 og 2 Bq m -2 år -1 (Tabell 6). Ved å velge en verdi på 1 Bq m -2 år -1, fåes en total utlekkingshastighet på ca Bq år -1. Denne kan imidlertid være alt for lav, da rapporterte utlekkingshastigheter for kystområder er vesentlig større (Tabell 6). Bidrag fra elver: Total mengde ferskvann transportert til Nordsjøen er mellom 296 og 354 km 3 år -1, av dette er ca 1/3 smeltevann fra Skandinavia (Ducrotoy et al., 2000). Det kan antas at smeltevannet ikke inneholder radium. Det finnes imidlertid få data om 226 Ra-konsentrasjonen i elvene og de data som finnes varierer mellom 0,75 og 31,1 mbq L -1 (Tabell 8). Det er heller ikke alltid oppgitt om vannet er filtrert eller ikke. For Atlanterhavet er det oppgitt (Bojanowski 1988) et totalt vannvolum fra elver på m 3 år -1, og mengde partikler i vannet på 0,128 kg m -3. For filtrert vann er det oppgitt en konsentrasjon på 1,0 ± 0,5 Bq m -3, mens aktiviteten på partiklene er gitt til 15 ± 5 Bq kg -1. Total mengde aktivitet i vannet blir da ca. 3 Bq m -3. Ved å anta at det samme gjelder for Nordsjøen, og benytte 200 km 3 år -1 som totalt volum (smeltevann fratrukket), får man et bidrag fra elver på ca Bq år -1. Radium i eventuelle partikler som smeltevannet tar med seg er ikke inkludert i dette estimatet. Norse Decom AS 10

16 Radioaktivt henfall: Med en total mengde 226 Ra i Nordsjøen på Bq, vil hvert år Bq forsvinne pga radioaktivt henfall. Andre kilder og sluk: Av andre kilder kan nevnes bidrag fra grunnvann og fra omkringliggende havområder. Fra Tabell 6, ser det ut som om bidraget fra grunnvann er mellom 0,1-1 ganger bidraget fra elver. Data for Atlanterhavet og Østersjøen i Tabellene 4 og 5 viser at 226 Rakonsentrasjonen i disse områdene er lavere enn i Nordsjøen. Man kan derfor anta at netto bidrag fra omkringliggende havområder er negativt. Det er imidlertid ikke gjort noe forsøk på å estimere dette i Tabell 9. Da datagrunnlaget for 228 Ra er enda mer mangelfullt enn for 226 Ra, er det ikke gjort forsøk på å gjøre tilsvarende estimater for 228 Ra. Tabell 9: 226 Ra i Nordsjøen, estimater. Verdiene må tolkes med forsiktighet da beregningsgrunnlaget er mangelfullt. Den manglende balansen mellom kilder og sluk antas å skyldes at det ikke er tatt hensyn til bidrag fra omkringliggende havområder som trolig er negativt. Se tekst for kommentarer. 226 Ra Konsentrasjon ~5 mbq L -1 Total mengde Bq Kilder: Inngroing fra uran Bq år -1 Utlekking fra sedimenter Bq år -1 Bidrag fra elver Bq år -1 Sluk: Radioaktivt henfall Bq år Bly-210 og polonium-210 i havvann Når 226 Ra desintegrerer (figur 1), dannes først en del kortlivede datternuklider ( 222 Rn, 218 Po, 214 Pb, 214 Bi, 214 Po) før 210 Pb med en halveringstid på 22,3 år dannes. Denne gir så opphav til 210 Bi (5,013 dager) og 210 Po (138,38 dager). Informasjonen i de neste avsnittene er hentet fra Cherry og Heyraud (1988) når ikke annet er angitt. 222 Rn (radon-222) som dannes fra 226 Ra, er en edelgass som kontinuerlig unnslipper jordas overflate. Datterproduktene til 222 Ra er derimot isotoper av metalliske grunnstoffer som lett assosieres med partikler og vaskes ut av atmosfæren og ender opp på landjorda eller i havet. Nedfallsraten av 210 Pb varierer med både lengde- og breddegrad, med høyest rate på den nordlige halvkule der hovedmengden landmasser er. Nedfallsraten er også høyere øst i Asia enn vest i Europa. I Vest-Europa varierer nedfallsraten mellom 16 og 22 atomer per cm 2 og minutt, noe som tilsvarer 0,0083-0,0114 Bq cm -2 år Pb i havet kommer både fra atmosfærisk nedfall og fra inngroing fra 226 Ra allerede tilstede i vannet. På havoverflaten er atmosfærisk 210 Pb den viktigste kilden, mens inngroing fra 226 Ra er viktigst i dypere vannmasser. Bidraget fra elver har blitt vurdert som ikke-signifikant. 210 Po i havet dannes kun gjennom inngroing fra 210 Pb. Selv for overflatevann er ikke direkte deponering av 210 Po fra atmosfæren signifikant. Direkte Norse Decom AS 11

17 nedfall av 210 Po fra atmosfæren har blitt beregnet til 10% av nedfallet av 210 Pb (Bacon et al., 1976). Cherry og Heyraud (1988) hevder at både 210 Pb og 210 Po i hovedsak er løst i vannet (hhv 90% og 80%) og ikke assosiert med partikler større enn 0,4 µm. I kystområder er det ofte, men ikke alltid, mindre 210 Pb enn i åpent hav. Dette tyder på at 210 Pb fjernes fortere fra vannmassene i kystområder. Konsentrasjonen av 210 Po derimot er omtrent den samme som i åpent hav. Dette ser man også på forholdet mellom de to ( 210 Po/ 210 Pb) som ved kysten ofte kan være større enn 1. Ser man vannsøylen under ett, er forholdet mellom 210 Po og 210 Pb omtrent lik 1. I overflatevann er forholdet typisk 0,6, noe som viser at 210 Po, totalt sett, fjernes fortere fra vannsøylen enn 210 Pb. Mellom 100 og 300 meter kan forholdet være større enn 1, sannsynligvis pga resirkulering av 210 Po. Under 300 meter er forholdet stort sett lik 1 helt ned til bunnen. 210 Po fjernes fra vannmassene via adsorpsjon på partikkeloverflater (organiske framfor uorganiske) og gjennom opptak i plante- og dyreplankton. 210 Pb fjernes via adsorpsjon på partikler, uorganiske framfor organiske (IAEA, 1995). Fra havbunnen og ca 100 meter oppover, finnes et stort overskudd av 222 Rn som diffunderer ut i vannmassene gjennom porevann i bunnsedimentene. Til tross for en tydelig konsentrasjonsgradient for 222 Rn, er 210 Pb-konsentrasjonen nærmest konstant med dybden de nederste 250 meterne. Dette skyldes primært hurtig vertikal miksing i vannsøylen, men også i noen grad utvasking til sedimenter (Nozaki, 1986). Det er ofte overskudd av 210 Pb i forhold til 226 Ra i overflatevann og ned til en dybde på ca 500 meter. Dette skyldes deponering av 210 Pb fra atmosfæren. Lenger nede fjernes det mer 210 Pb enn 226 Ra, og forholdet reduseres til mindre enn 1. Chung (1981) har undersøkt fordelingen av 226 Ra og 210 Pb i Antarktis. De fant at 226 Ra var jevnt fordelt i hele området med noe lavere konsentrasjon i overflatevann, mens 210 Pb-konsentrasjoen varierte både med dybde og lokalitet. Høyest konsentrasjon fant de i dybder der oksygeninnholdet var lavest og temperatur og salinitet høyest. Både bly og polonium er mer partikkelvennlige enn radium. Anbefalte K d -verdier er gitt av IAEA (1985) for både åpent hav og for kystområder. Disse er henholdsvis og for bly, og og for polonium. Total mengde av 210 Pb i ulike havområder er gitt i Tabell 10. Total mengde (globalt) tilsvarer 61 ± 11 % av mengden 226 Ra. Mengden data om 210 Po er begrenset, men konsentrasjonen kan antas å være tilnærmet den samme som for 210 Pb da forholdet mellom de to, vannsøylen sett under ett, er omtrent lik 1 i alle de tre havområdene. I en datainnsamling foretatt av IAEA (1995) anbefales en verdi på 1,0 ± 0,5 Bq m -3 for 210 Po i havvann. Tabell 10: 210 Pb i ulike havområder. (Cherry og Heyraud, 1988) Område 210 Pb [mbq L -1 ] 210 Pb [PBq] * Atlanterhavet 1,57 ± 0, ± 121 Stillehavet 2,59 ± 0, ± 488 Det indiske hav 1,84 ± 0, ± 122 Totalt: 2895 ± 517 * PBq = Bq Norse Decom AS 12

18 4.2.1 Bly-210 og polonium-210 i Nordsjøen Cherry og Heyraud (1988) har, basert på data publisert av Spencer et al., (1980), beskrevet Nordsjøen som et atypisk område når det gjelder 210 Pb og 210 Po. Nesten alle målte 210 Po/ 210 Pb-forhold er >1, noe som skyldes unormalt lave 210 Pb-konsentrasjoner (som kystsoner), mens konsentrasjonen av 210 Po er mer normal. Det har blitt foreslått at 210 Pb i Nordsjøen fjernes via biologiske prosesser samt adsorpsjon til partikler. Det er tilsvarende foreslått at 210 Po gjenvinnes fra havbunnen. Total mengde 210 Pb og 210 Po i Nordsjøen har, ut fra data vist i Tabell 2, blitt beregnet av Cherry og Heyraud (1988) til henholdsvis 40 ± 23 og 44 ± 13 TBq (TBq = Bq). 4.3 Uran og thorium i havvann Fordelingen av uran i havvann er funnet å være relativt homogen (Tsytsugina et al., 1975). Gjennomsnittlig konsentrasjon for alle verdens hav er derfor allment akseptert til å være 3 µg L -1 (0,037 Bq L -1 ). Konsentrasjonen av thorium er mye lavere; kun 0,05 µg L -1 (0,0002 Bq L -1 ). Oversikt over total mengde uran og thorium i havvann er vist i Tabell 3. Basert på totalt volum av Nordsjøbassenget kan total mengde uran og thorium i Nordsjøen beregnes til henholdsvis og Bq. Thorium er mye mindre løselig enn uran i vann, noe som er tydelig å se ut fra anbefalte K d - verdier fra IAEA (1985). For åpent hav er disse og for henholdsvis uran og thorium, mens tilsvarende verdier for kystområder er og Mengden thorium i elver er lav, men en del thorium transporteres til havet med partikler fraktet av elvene og avsettes så på havbunnen. (Cowart og Burnett, 1994). De samme forfatterne oppgir konsentrasjonen av løst uran i elver til å være mellom 0,083 og 4,8 mbq L -1. Total elvetransport av uran til havet har blitt beregnet av Windom et al. (2000) til 3, mol år -1 (9, Bq år -1 ). De samme forfatterne har også beregnet mengden uran som fjernes fra elvevannet ved utløpet til å være 2, mol år -1 (8, Bq år -1 ). Nicholson og Stuart (1986) har studert uran i nordsjøsedimenter. Undersøkelsesområdet var den engelske delen av Nordsjøen, og den høyeste konsentrasjonen fant de i sedimenter utenfor kysten av East Anglia, nesten 15 ppm uran (185 Bq kg -1 ). Gjennomsnittlig konsentrasjon var 1,1 ppm (13,6 Bq kg -1 ). De høyeste konsentrasjonene fant forfatterne i sedimenter rike på organisk materiale. Norse Decom AS 13

19 5. Menneskeskapte kilder til naturlig radioaktivitet i havet 5.1 Olje- og gassindustrien Både uran og thorium finnes naturlig i varierende konsentrasjoner i berggrunnen. Disse gir, gjennom radioaktivt henfall, kontinuerlig opphav til radiumisotopene 226 Ra og 228 Ra. Radium er mer løselig i formasjonsvannet enn både uran og thorium, og vil derfor lekke ut i formasjonsvannet og bli transportert oppover i produksjonsutstyret. Videre har radium tilsvarende kjemiske egenskaper som barium og strontium, og vil derfor kunne felles ut sammen med disse som karbonater eller sulfater når trykk- og temperaturforholdene i produksjonsutstyret endres. Disse avleiringene kalles ofte LRA (lavradioaktive avleiringer), LSA-scale (low specific activity scale) eller NORM (naturally occurring radioactive material). NORM er et videre begrep enn de to andre, og LRA kan sies å være en type NORM. Enkelte steder ser man også begrepet TENORM som står for technologically enhanced NORM. Disse avleiringene er primært et avfallsproblem, da de må behandles som radioaktivt avfall dersom aktivitetskonsentrasjonen overskrider grenser satt av myndighetene. I Norge er disse grensene satt til 10 Bq g -1 for hver av de tre nuklidene 226 Ra, 228 Ra og 210 Pb (NRPA, 1997). Produsert vann er en blanding av formasjonsvannet som fra før av finnes i reservoaret og sjøvann som pumpes inn i reservoaret for å opprettholde trykket. Dette vannet vil også inneholde en del oppløst radium. På norsk sokkel blir mesteparten av det produserte vannet sluppet ut i havet, i 2002 ble kun 12,2 % reinjisert i reservoarene. Andelen som blir reinjisert har imidlertid økt fra 10,1 % i Vannproduksjonen har siden 1993 økt i forhold til oljeproduksjonen. I 1993 var forholdet mellom produsert vann og produsert olje 0,19. I 2002 var dette forholdet steget til 0,74 og det ventes at det vil fortsette å stige i årene framover. Årsaken til dette er at flere av de store oljefeltene på norsk sokkel har nådd en moden produksjonsfase med en stadig større andel vann. Andelen vann i prosent av den samlede produksjon er derfor stigende (OLF, 2003). I OSPAR-konvensjonens anbefaling om håndtering av produsert vann fra offshore installasjoner (OSPAR, 2001) heter det: 3.1. The overall goal of this Recommendation is to: a. reduce the input of oil and other substances into the sea resulting from produced water from offshore installations, with the ultimate aim of eliminating pollution from those sources; 3.5. By 2020, Contracting Parties should achieve: b. in accordance with the objective and the timeframe of the OSPAR Strategy with regard to Hazardous Substances, a continuous reduction in discharges of hazardous substances via produced water, by making every endeavour to move towards the target of cessation of discharges of hazardous substances with the ultimate aim of achieving concentrations in the marine environment near background values for naturally occurring substances and close to zero for man-made synthetic substances. Norse Decom AS 14

20 The prevention and elimination of pollution by oil and other substances caused by discharges of produced water into the sea should be achieved by a reduction of the volume of produced water discharged into the sea (e.g. by injection, downhole separation or water shutoff) and/or a reduction of concentrations of oil and other substances in produced water. En sammenfatning av eksisterende data om produsert vann og radioaktivitet ble foretatt i 2002 og er presentert i rapporten Produsert vann og radioaktivitet sammenfatning av eksisterende data (Strålberg et al., 2002). Rapporten konkluderer med at typisk konsentrasjon av radioaktivitet i produsert vann ligger i området 3,8-4,8 Bq L -1 for 226 Ra og i området 2,1-4,2 Bq L -1 for 228 Ra. Det ble ikke rapportert verdier for 210 Pb i produsert vann. Utslippet av 226 Ra fra norsk sokkel ble anslått å ligge mellom 0,07 og 2,3 TBq år -1. Dataene presentert i rapporten var i hovedsak basert på anonymiserte målinger, kun målingene gjort av Strand et al. (1997) ga plattformspesifikke data (kun 11 plattformer). Strålberg et al. (2002) har også oppsummert en del data for produsert vann andre steder i verden. De fleste av disse målingene ligger under 10 Bq L -1, men noen steder er det målt verdier betydelig høyere enn dette, høyeste målte konsentrasjon var 59,9 Bq L -1 i produsert vann fra Oklahoma. Fisher (1998) rapporterer i sin sammenfattende studie (primært fra felt i USA, men også noen andre steder er nevnt) at 48,4 % av alle prøver inkludert i studien hadde 226 Rakonsentrasjoner under 100 pci L -1 (3,7 Bq L -1 ), 74,9 % av prøvene inneholdt mindre enn 300 pci L -1 (11,1 Bq L -1 ), og kun 10,7% inneholdt mer enn 1000 pci L -1 (37 Bq L -1 ). Fisher rapporterte også at det ikke syntes å være noen korrelasjon mellom radium i det produsert vannet og reservoartype eller lokalitet. Kraemer og Reid (1984) fant, i sin studie av radium i salte formasjonsvann, en klar korrelasjon mellom radiuminnholdet i vannet og saliniteten; jo høyere salinitet, jo høyere var radiumkonsentrasjonen i vannet. Vegueria et al. (2002a,b) har målt konsentrasjonen av radium i en rekke prøver av produsert vann fra plattformer på Bacia de Campos-feltet utenfor Brasil. Konsentrasjonen varierte fra mindre enn 0,01 og til 6,0 Bq L -1 og <0,05 og 12,0 Bq L -1 for henholdsvis 226 Ra og 228 Ra. Forfatterne observerte en klar korrelasjon mellom radium- og bariuminnholdet i prøvene. Utslippet av 226 Ra og 228 Ra fra en av plattformene var på henholdsvis 30 og 41 MBq dag -1. For å undersøke om utslippene av produsert vann påvirket konsentrasjonen av radium i miljøet, ble prøver av sjøvann og sedimenter fra ulike avstander til to av plattformene samlet inn og analysert for begge radiumisotopene. Selv i den minste avstanden (250 m) var det ikke mulig å observere en økning i radiumkonsentrasjonen, verken i sjøvannet eller i sedimentet. Modellberegninger beskrevet i Strand et al. (1997) gir fortynningsfaktorer for utslipp av produsert vann som oppsummert i Tabell 11. Tabell 11: Resultater av beregninger av konsentrasjoner i vannmasse (gitt som fortynning) som følge av utslipp av radioaktivt materiale i produksjonsvann. Vannmengde: 258 L s -1 (Strand et al., 1997). Fortynning (produksjonsvann i havvann) Forhold Avstand km Avstand km Utslipp sommerforhold 1: : : Utslipp vinterforhold 1: : : Norse Decom AS 15

21 I 1995 og 1996 ble det foretatt undersøkelser av kjemisk sammensetning av produsert vann fra Oseberg feltsenter, Oseberg C, Brage og Troll B i Nordsjøen (Utvik, 1999). Måling av radiumisotopene var inkludert i studien. En del resultater fra undersøkelsen er oppsummert i Tabell 12. Ved å benytte de oppgitte aktivitetskonsentrasjonene sammen med utslippsdataene, kan man beregne at utslippet av 226 Ra i 1996 fra hver av disse tre plattformene lå mellom 25 og 72 MBq dag -1. Disse tallene er i samme størrelsesorden som utslippene referert av Vegueria et al. (2002b), og man kan derfor anta at man heller ikke i avstander fra 250 meter rundt disse plattformene vil finne radiumkonsentrasjoner i sjøvann og sedimenter som avviker vesentlig fra bakgrunnsverdiene i området, dersom disse er sammenliknbare med bakgrunnsnivået i studien til Vegueria et al. (2002b). Tabell 12: Resultater fra undersøkelser av produsert vann fra plattformer i Nordsjøen (data fra 1996). Usikkerheten i aktivitetskonsentrasjonen er oppgitt til å være 10% (ett standard avvik) (Utvik, 1999). Felt Oljeproduksjon [m 3 år -1 ] Utslipp av produsert vann [m 3 år -1 ] 226 Ra [Bq L -1 ] 228 Ra [Bq L -1 ] Oseberg <2-11 Brage Troll Det finnes få data om andre nuklider i produsert vann. Landa og Reid (1982) har imidlertid målt både 226 Ra og uran i produsert vann og sammenliknet verdiene med bakgrunnskonsentrasjonen i myrvann i nærheten av installasjonen. Som forventet var det mye mer 226 Ra i det produserte vannet (176 pci L -1 = 6,5 Bq L -1 ) enn i myrvannet (0,16 pci L -1 = 0,006 Bq L -1 ), mens det omvendte var tilfellet for uran; 0,13 µg L -1 (0,0016 Bq L -1 ) i det produserte vannet og 1,4 µg L -1 (0,017 Bq L -1 ) i myrvannet. Dette reflekterer det faktum at radium generelt er mye mer løselig i det salte produksjonsvannet enn uran Norsk sokkel En oversikt over total olje-, gass- og vannproduksjon på norsk sokkel de siste fire årene er gitt i Tabell 13. Tabell 13: Oversikt over total olje-, gass- og vannproduksjon på norsk sokkel, o.e. = oljeekvivalent (OLF 2000, 2001, 2002, 2003). År Produsert olje og kondensat # [mill. Sm 3 o.e.] Produsert vann [mill. m 3 ] Andel vann reinjisert Forhold vann/olje Produsert gass [mill. Sm 3 o.e.] * ,2 108,0 8,4% 0,60 80, ,0 116,1 8% 0,61 91, ,9 130,0 10,1% 0,69 93, ,2 136,3 12,2% 0,74 105,5 Sm 3 = standard m 3, ved 15 C og 1,01325 bar Definisjoner gitt av Oljedirektoratet (OD, 2003): # 1,3 Sm 3 o.e. kondensat = 1 tonn kondensat * 1 Sm 3 o.e. gass = 1000 Sm 3 gass Norse Decom AS 16

22 Med hjelp fra OLF har det vært mulig å samle inn plattformspesifikke data om utslipp av produsert vann og aktivitetskonsentrasjonen i vannet. Oljeselskapene ble bedt om å oppgi verdier for 226 Ra og hvis mulig også 228 Ra og 210 Pb. Det var forventet at de fleste kun hadde målt 226 Ra i det produserte vannet. Informasjonen gitt av oljeselskapene om radioaktivitet i produsert vann er oppsummert i Tabell 14. Som forventet har ingen rapportert resultater for andre nuklider enn 226 Ra. Basert på dataene i Tabell 14, kan gjennomsnittet for 226 Ra i produsert vann (vektet med hensyn på mengde produsert vann fra hver enkelt installasjon) beregnes til 2,5 Bq L -1 for Samme året ble det totalt produsert 136,3 millioner m 3 vann hvorav 12,2 % ble reinjisert. Ved å ta Tabell 14 i nærmere øyesyn, ser man at et fåtall installasjoner står for hoveddelen av utslippene aktivitetsmessig. De to installasjonene 37 og 38 slapp i 2002 ut kun 14 % av total vannmengde, men ca 52 % av aktiviteten kom derfra. Sammen med installasjonene 5, 16 og 25 sto de fem for utslipp av 78 % av aktivitetsmengden. På bakgrunn av data fra Strand et al. (1997), kan det antas at aktiviteten av 228 Ra i produsert vann er i samme størrelsesorden som aktiviteten av 226 Ra. Det har ikke vært mulig finne data for 210 Pb i produsert vann. Norse Decom AS 17

23 Tabell 14: 226 Ra i produsert vann fra norske installasjoner. De fleste oppgitte aktivitetskonsentrasjoner er et gjennomsnitt av 2 eller 3 målinger. Installasjon Nr. Utslipp [m 3 ] 226 Ra [Bq L -1 ] 226 Ra [GBq] Utslipp [m 3 ] 226 Ra [Bq L -1 ] 226 Ra [GBq] Utslipp [m 3 ] 226 Ra [Bq L -1 ] 226 Ra [GBq] ,8 1, ,2 1, ,93 0, ,33 0, ,0 2, ,2 1, ,0 0, ,2 1, ,7 2, ,4 5, , , ,7 0, ,1 0, ,7 3, ,16 1, ,42 5, ,97 6, ,59 2, ,19 2, ,067 0, ,32 4, ,043 0, ,6 0, ,083 0, ,12 0, ,9 3, ,7 4, ,5 3, , * 3, ,60 0, ,23 0, ,8 0, ,5 1, ,50 0, ,63 0, ,1 6, , < 0,1 < 0, ,4 0, ,3 3, ,40 2, ,30 2, ,93 0, ,0 56, , ,8 79, , , ,9 0, ,1 2, , ,2 0, ,4 0,53 Totalt: Veid gjennomsnittskonsentrasjon 2,49 * Ikke oppgitt volum vann sluppet ut, eller hvilket år målingene er fra. GBq = 10 9 Bq Norse Decom AS 18

24 5.1.2 Britisk sokkel En oversikt over total olje- og gassproduksjon fra britisk sokkel, sammen med utslipp av produsert vann, er gitt i Tabell 15. Total mengde produsert vann er ikke oppgitt. Det har ikke vært mulig å finne publiserte data om aktivitetskonsentrasjoner i det produserte vannet. Etter en henvendelse til Department of Trade and Industry (DTI), ble det oppgitt at de eneste data som er publisert finnes i MARINA II-rapporten (EC, 2002). Data presentert i denne rapporten er kommentert i kapittel 5. Det er satt i gang en undersøkelse om radioaktivitet i produsert vann, men denne er ennå ikke fullført, og ingen offisielle data er tilgjengelige (O Carroll, 2003). Ved å anta at aktivitetskonsentrasjonen i produsert vann fra britisk sokkel er tilsvarende som for norsk sokkel (2,5 Bq L -1 ), samt at 1 kg vann = 1 liter vann, kan utslippet av 226 Ra fra britisk sokkel beregnes til 0,68 TBq i Tabell 15: Nøkkeltall for olje- og gassproduksjon på britisk sokkel (DTI, 2003a,b,c) År Produsert olje [mill. m 3 ] Produsert gass [mill. Sm 3 o.e.] * Utslipp av produsert vann [mill. tonn] Forhold vann/olje [tonn m -3 ] # ,5 53, , ,2 62, , ,1 58, , ,6 49, ,1 * Omregnet til oljeekvivalenter etter definisjonen til OD (2003; se Tabell 13) # Har antatt at alt produsert vann kommer fra oljeproduksjonen Dansk sokkel En oversikt over total olje- og gassproduksjon fra dansk sokkel, sammen med mengde produsert vann er gitt i Tabell 16. Det er gjort få målinger av radioaktivitet i produsert vann fra dansk olje- og gassproduksjon. Det har imidlertid vært mulig å få tak i upubliserte målinger fra Statens Institut for Strålehygiejne (SIS) av 226 Ra og 228 Ra i noen få prøver fra utvalgte plattformer (Israelson, 2003). Disse er gitt i Tabell 17. Aktivitetskonsentrasjonene ligger i samme område som for prøver tatt på norsk sokkel. Tabell 16: Nøkkeltall for olje- og gassproduksjon på dansk sokkel (ENS, 2003) År Produsert olje [mill. m 3 ] Produsert gass * [mill. Sm 3 o.e.] Produsert vann [mill. m 3 ] Forhold vann/olje # Vann reinjisert [mill m 3 ] & ,4 11,5 16,0 0,92 30, ,1 11,9 21,6 1,02 37, ,2 11,7 21,5 1,06 35, ,5 11,4 22,4 1,04 41,5 * Omregnet fra Nm 3 = volum ved 0 C og 1,01325 bar til Sm 3 etter omregningsfaktorer gitt i ENS (2003). Regnet videre om til Sm 3 oljeekvivalenter etter definisjonen til OD (2003; se Tabell 13) # Har antatt at alt produsert vann kommer fra oljeproduksjonen & Inkluderer både reinjisert produsert vann og sjøvann. Mesteparten av det produserte vannet fra feltene Gorm, Skjold, Dagmar og Siri reinjiseres. I rapporten fra ENS (2003) er det ikke gitt noen tall på utslipp av produsert vann, og da volum reinjisert vann også inkluderer sjøvann, er det ikke mulig å beregne hvor mye av Norse Decom AS 19

25 vannet som faktisk slippes ut. Vannmengden er imidlertid mye mindre enn fra både norsk og britisk sokkel. Ved å anta at alt vann slippes ut og at gjennomsnittlig aktivitet i vannet er som for norsk sokkel (2,5 Bq L -1 ) får man en maksimalverdi for utslipp av 226 Ra på 0,06 TBq år -1 i Tabell 17: Data over radioaktivitet i produsert vann fra dansk sokkel (Israelsson, 2003) Felt År 226 Ra Bq kg -1 Dan 2000 U.D. Syd Arne ,11 (± 20%) Syd Arne SA ,5 (± ca 10%) Syd Arne degasser ,3 (± ca 10%) U.D. = under deteksjonsgrensen Nederlandsk sokkel Tidligere måtte installasjoner på nederlandsk sokkel ha tillatelse til utslipp av radioaktivitet via produsert vann. Mindre strenge krav har nå ført til at dette ikke lenger er nødvendig, så lenge utslippene er lavere enn de nye utslippsgrensene tillater. De nye utslippsgrensene er gitt som følger (Staatsblad, 2001): 226 Ra 10 GBq år Ra 100 GBq år Pb 10 GBq år Th 1000 GBq år -1 Dersom en installasjon vil slippe ut mer aktivitet enn det grensene tillater, må de ha utslippstillatelse for dette. Dersom mer enn en av nuklidene slippes ut, må følgende betingelse være oppfylt: Nuklider Utslipp < 1 Utslippsgrense En oversikt over total olje- og gassproduksjon fra nederlandsk sokkel, sammen med mengde produsert vann er gitt i Tabell 18 og Tabell 19. Det er ikke oppgitt mengde produsert vann, kun hvor mye som er sluppet ut. Tabell 18: Nøkkeltall for oljeproduksjon på nederlandsk sokkel (EZ, 2003; SodM, 2003) År Produsert olje [mill. m 3 ] Utslipp av produsert vann fra oljeprod. [mill. m 3 ] Forhold vann (utslipp) /olje ,89 8,8 4, ,71 11,1 6, ,63 13,2 8, ,68 7,5 2,8 Norse Decom AS 20