1. السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
بسم الله الرحمن الرحيم
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

2. ( النورم ) في تكنولوجيا النفط والغاز
ورقة عمل جامعة الموصل
( النورم ) في تكنولوجيا النفط والغاز
أ.م.د. رشيد محمود يوسف محمد
جامعة الموصل – كلية علوم البيئة وتقاناتها

3. مفاهيم ( النورم )- ( NORM ) ، و ( التينورم ) – ( TENORM )
البيئة: (هي إجمالي الأشياء التي تحيط بنا وتؤثر علي وجود الكائنات الحية على سطح الأرض متضمنة الماء والهواء والتربة والمعادن والمناخ والكائنات أنفسهم.(
- أما عناصر أو مكونات البيئة فهي : اللاأحيائية: هي العناصرغير الحية المحيطة بالإنسان من هواء وتربة ومياه ومعادن ومناخ ألأحيائية: العناصر الحية من النباتات والحيوانات والبكتريا والفيروسات النظام البيئي: التفاعل مابين الإنسان والمحيط ،ويتكون من الفقرتين السابقتين.

4. النفط والغاز :
عرف النفط منذ آلاف السنین , وعرفته شعوب العالم ذات الحضارات القدیمة , كمصر وبابل وسومر والصین وروسیا وقد ورد ذكر النفط في الكتب المقدسة، وكذلك قد ذكر في كتب الرحالة الأوائل.
وفي العصور الحدیثة، وفي منتصف القرن التاسع عشر، أصبح للنفط مكانته الراسخة في الحضارة الإنسانیة، وصار مصدرا مهما من مصادر الحرارة والضوء، وكان الناس حتى ذلك الحین یحصلون على حاجتهم من النفط من الكمیات البسیطة التي یعثرون علیها على شكل رشح على سطح الأرض، أو على سطح میاه البحیرات والأنهار فلما أوشكت هذه المقادیر القلیلة على النفاذ, أخذ الناس ینقبون عنه في باطن الأرض .
وكان نجاح " أدوین دریك " في حفر بئر النفط الأول في شمال غربي بنسلفانیا بالولایات المتحدة الأمریكیة في عام ١٨٥٩ م ، إیذانا بمولد صناعة النفط العالمیة, التي لم تلبث أن أصبحت (في أقل من نصف قرن) إحدى الدعائم الرئیسة التي ترتكز علیها الحضارة الإنسانیة.

5. مفهوم ( النورم ) ( المواد المشعة طبيعية المنشأ ) ، ( NORM ) :
( NORM ) Naturally Occurring Radioactive Materials
يعني ( النورم ) المواد المشعة التي تحدث بشكل طبيعي ، وتتكون عموما من نويدات (Nuclides) مشعة متواجدة في كل مكان تقريبا في الطبيعة وضمن مكونات النفايات الصناعية مثل عناصر سلاسل اضمحلال اليورانيوم و الثوريوم ونظائر الكاربون 14 و البوتاسيوم 40 وغيرها .
ويلاحظ أن ( النورم ) يتركز أكثر مع تزايد النشاطات الإنسانية ، مثل أعمال التعدين وإنتاج النفط والغاز ، وهو يسبب مخاطر التلوث الإشعاعي أو النفايات المشعة .

6. مفهوم ( التينورم ) (المواد المشعة المعززة تقنيا وطبيعية المنشأ ) ، ( TENORM ) :
( TENORM ) Technologically Enhanced Naturally Occurring Radioactive Materials
يعني ( التينورم ) المواد المشعة نفسها المعرفة ضمن مفهوم ( النورم ) إلا أنها تنشأ مصاحبة لعمليات إنتاج الطاقة أو حرق المنتجات النفطية أو النفط أو الغاز ، أو ضمن رماد الفحم الناتج عن حرق الفحم.

7. أنواع ( النورم ) ومصادره :
أنواع ( النورم ) ومصادره :
يتكون ( النورم ) من نوعين رئيسين هما ( المتقطع أو المركز) و( المنتشر ):
النورم المتقطع (المركز) ( Discrete NORM )
ويعني وجود تركيز للنشاط الإشعاعي المرتفع نسبيا في حجم صغير جدا، مثل مصدر الراديوم المستخدم في الإجراءات الطبية أو أجهزة قياس مستوى الإشعاع . بسبب تراكيز عالية نسبيا من النشاط الإشعاعي، وهذا النوع من NORM يشكل مخاطر التعرض المباشر للإشعاع .
النورم المنتشر ( Diffuse NORM ) ويعني وجود تركيز أقل بكثير من النشاط الإشعاعي، ولكن موزع على كمية كبيرة من المواد مثل التربة الملوثة. لذلك فان هذا النوع يشكل نمطا مختلفا من مخاطر الإشعاع بسبب الحجم الكبير مع تركيز واطئ من المواد المشعة.
وفيما يلي ست مصادر لنوع NORM المنتشر: 1. التعدين ومعاملة النفايات رماد الفحم النفايات الفوسفاتية إفراط تعدين اليورانيوم فضلات إنتاج النفط والغاز 6.بقايا معالجة المياه .

8. قياس ( النورم ) :
تقدر مستويات ( النورم ) باستخدام وحدات قياس النشاط الإشعاعي والتعرض الإشعاعي والجرع الإشعاعية :
( بيكوكوري لكل غرام ) = (pCi/g) ، لقياس النشاط الإشعاعي النوعي .ويعادل قيمة النشاط الإشعاعي لكمية غرام واحد من النويدات المشعة التي تنحل بمعدل ((3.7E-2 انحلال لكل ثانية .
( مايكرورونتكن لكل ساعة) (µR/hr) = ، لقياس التعرض من الأشعة السينية وأشعة كاما .
( ملي ريم ) = ( mrem ) ، لقياس مقدار الجرعة الإشعاعية المكافئة .
( ملي ريم لكل سنة ) = ( mrem/y ) ، لقياس المعدل الزمني لمقدار الجرعة الإشعاعية المكافئة .

9. محددات ( النورم ) :
تقدر حدود السيطرة الإشعاعية ( فوق الخلفية الإشعاعية ) كما يأتي :
لحماية عموم السكان : ملي ريم لكل سنة
للراديوم في ماء الشرب : 5 بيكوكوري لكل لتر
تخمين مؤسسة EPA لمستوى الرادون في هواء المساكن : 4 بيكوكوري لكل لتر
ويلاحظ أن قيم المحددات للنورم تتوقف على اختيار كل دولة مستعينة بتعليمات الوكالة الدولية للطاقة الذرية بخصوص محددات وفلسفة الوقاية من الإشعاع وكذلك مبدأ ( ألارا )
( ALARA ) = As Low As Reasonably Achievable

10. ( النورم ) في تكنولوجيا النفط والغاز الطبيعي :
توجد في طبقات الأرض الحاوية على النفط مواد مشعة ذات منشأ أرضي ، فعند استخراج النفط يرافق خروجه مياه مالحة مذاب فيا نظائر مشعة مثل الراديوم 226 والراديوم 222 ، كما يوجد في الرسوبيات نظائر اليورانيوم ، وهذه العملية تولد رواسب بشكل قشور (حرشفية) أثناء خروج النفط وفي مرحلة الفصل والإنتاج ، وتحتوي هذه الرواسب على تراكيز عالية من النظائر المشعة وعلى الخصوص الراديوم 226 لذلك تحتاج شركات النفط إلى وضع سياسة للتعامل مع  NORM وتدريب الكوادر على أساليب الوقاية من الإشعاع والاهتمام بالبيئة وحل مشاكل التلوث .

11. إن أهم مصادر الإشعاع الطبيعي في صناعة النفط والغاز هي النويدات المشعة الناتجة عن سلاسل الاضمحلال الطبيعية لكل من اليورانيوم والثوريوم مثل الراديوم والرادون، وكذلك نظائر الكاربون 14 و البوتاسيوم 40 و السيزيوم 137 ،
ويلاحظ أن هذه العناصر المشعة تتواجد بتراكيز واطئة في القشرة الأرضية ويمكن أن تظهر إلى سطح الأرض بواسطة الأنشطة البشرية مثل عمليات الاستكشاف عن النفط والغاز، والتعدين، وأثناء الفعاليات الطبيعية التي يتسبب عنها تسرب غاز الرادون المشع من باطن الأرض إلى الهواء الجوي ، أو تحرر هذا الغاز من المياه الجوفية.

12. تعد المخاطر الصحية الناتجة عن التعرض لمستويات واطئة من ( النورم ) قليلة نسبيا . ولكن النشاطات الإنسانية التي تشمل عمليات التعدين والاستخلاص والمعالجة والاستخدام والنقل والتخزين والنبذ و إعادة تدوير المواد التي تحتوي على ( النورم ) اوالمواد الملوثة ب ( النورم ) فإنها تساهم في زيادة مستويات التعرض الإشعاعي للعمال وغيرهم من الأفراد إلى مستويات مثيرة للقلق. لذلك يمكن أن تؤدي الأنشطة البشرية مثل عمليات تكرير النفط واستخراج الغاز الطبيعي، ومعالجة المياه، والتعدين إلى تغيير قيم الخلفية الإشعاعية الطبيعية .

13. عمليات استخراج وإنتاج النفط والغاز : يمكن لل ( النورم ) أن يصاحب عمليات التنقيب عن النفط والغاز، وعمليات التطوير والإنتاج ، ضمن التكوينات تحت السطحية، والتي قد تحتوي على مواد مشعة مثل اليورانيوم والثوريوم والوليدات المشعة الناتجة عن سلاسل انحلال هذه المواد في الطبيعة مثل نظائر الراديوم 224 والراديوم 226 و الراديوم 228 ، إلى جانب غاز الرادون المشع وبقية النوى المشعة من وليدات انحلال الراديوم نفسه والتي يمكن أن ترافق إنتاج الغاز الطبيعي . إلا أن مستويات الإشعاع عادة ما تكون منخفضة جدا، لذلك تكون مستويات ( النورم ) في المياه المنتجة والغاز الطبيعي لا تعد مشكلة كبيرة ما لم تصبح مركزة بطريقة ما.
إن اليورانيوم والثوريوم مركبات غير قابلة للذوبان في الغالب، وعند استخراج النفط والغاز إلى السطح، تبقى هذه المركبات في الخزان الجوفي. كما أن الضغط الطبيعي ضمن تشكيلة ضخ المياه في الخزان - لتسهيل عملية استخراج النفط والغاز - قد تسبب خروج المياه مع المنتجات. وبما أن بعض مركبات الراديوم ومركبات وليدات الراديوم تكون قابلة للذوبان في الماء قليلا ، فيمكن أن تخرج المياه الملوثة بالمواد المشعة إلى السطح. حيث يتكون الراسب عند ذلك أساسا من كبريتات الباريوم (BaSO4) و كبريتات الكالسيوم (CaSO4) و كاربونات الكالسيوم (CaCO3) . ولما كانت الخصائص الكيميائية لعنصر الراديوم هي مماثلة لتلك التي لعنصر الباريوم والكالسيوم ، فأنه يمكن أن تتولد مركبات لعنصر الراديوم أيضا بشكل الكبريتات والكربونات.

14. فمن خلال تغير قيم درجة الحرارة والضغط التي تحدث في سياق عمليات إنتاج النفط والغاز، فأن نظائر الراديوم المشع الموجودة في المياه المنتجة قد ترافق ترسب كميات من كبريتات الباريوم في أنبوب البئر والمعدات السطحية. وكذلك قد توجد تراكيز من الراديوم المشع ايضا في الحمأة التي تتجمع في حفر حقول النفط والخزانات . لذلك فان هذه المواد الصلبة تصبح مصادرا لل (نورم ) في نفايات النفط والغاز. اما في أنشطة معاملة الغاز، فيحدث عادة NORM بصورة غاز الرادون في مجرى الغاز الطبيعي.
يضمحل غاز الرادون المشع إلى نظير الرصاص210، ثم إلى البزموت 210، ثم إلى البولونيوم 210، وأخيرا إلى الرصاص206 المستقر إشعاعيا. إن العناصر الناتجة عن اضمحلال غاز الرادون تحدث كغشاء على السطح الداخلي لكل من مداخل خطوط الإنتاج و وحدات المعالجة والمضخات والصمامات المرتبطة أساسا مع كل من البروبيلين و الإيثان ومجاري معالجة البروبان.

15. إضافة إلى ما تقدم، فان العمال الذين يعملون في كل من (مجال القطع وتوسيع أنابيب حقول النفط، و إزالة المواد الصلبة من الخزانات والحفر، وتجديد معدات تجهيز الغاز) قد يتعرضون إلى الجسيمات التي تحتوي على مستويات من النويدات المشعة المطلقة لأشعة ألفا، التي يمكن أن تشكل مخاطر صحية في حالة استنشاقها أو ابتلاعها . وعليه يمكن القول أن ( النورم ) المصاحب لعمليات إنتاج النفط والغاز يتركز في أربعة فقرات رئيسية هي :
تلوث أنابيب الاستخراج .
الرواسب الملوثة .
المعدات والمعادن .
المياه .

16. استخدام المنتجات و المشتقات :
عمليات النقل :
إن أهم الأجزاء التي يظهر فيها تأثير مخاطر ( النورم ) هي خزانات و أنابيب النقل ، وكذلك معدات النقل مثل الحاويات والناقلات .
عمليات المعاملة :
تشمل هذه العمليات العديد من الأنشطة ، وأهمها عمليات التنظيف والتدوير والتصفية .
المخلفات العامة :
يلاحظ ان خصائص NORM تختلف تبعا لطبيعة النفايات ، حيث يمكن أن يتولد ( النورم ) في شكل بلوري هش ورقيق عادة ، و يسبب تقشر أنابيب الاستخراج . ويتشكل NORM غالبا بصورة مصفوفة كربونات كثافتها غرام / سم مكعب، لذلك يجب أن يلاحظ هذا الأمر عند إجراء عمليات التعبئة والتغليف لأغراض نقل النفط والغاز ومنتجاتهما والنفايات المتولدة عنهما . وغالبا ما تكون كميات NORM بيضاء أو بنية اللون وفي حالة صلبة ، أو تكون بشكل تتباين حالته من حمأة ثقيلة ومركزة إلى مواد جافة وصلبة، او بشكل قشور جافة.
استخدام المنتجات و المشتقات :
يصاحب استخدام منتجات النفط والغاز والمشتقات المتعلقة بهما ، تواجد ( للنورم ) قد ينتقل هو وتأثيره إلى كل من الإنسان والمكونات الأساسية للبيئة ( الهواء والماء و التربة ) وكذلك المواد الغذائية التي يعتمد عليها الإنسان لإدامة حياته .

17. الأضرار الصحية ( للنورم ) :
إن أهم المخاطر المرتبطة بال NORM في النفط والغاز هي ما تسببه دخول المواد المشعة عن طريق الاستنشاق والابتلاع ، فضلا عن التعرض الخارجي عندما تتراكم كميات كبيرة من هذه المواد. لذلك تصبح أجهزة حماية ومساندة التنفس ضرورية في العمليات الجافة، حيث تكون كميات (النورم ) مصاحبة للغبار الذي يحمل مع الهواء، وتكون هناك فرصة كبيرة لدخولها الى الجسم. إن أهم العناصر الخطرة الموجودة في NORM هي الراديوم 226، 228 و 222 والرادون أيضا و ما ينتج من وليدات هذه النويدات المشعة. ويشار إلى هذه العناصر على أنها "الباحثين عن العظام" والتي عندما تدخل الجسم تهاجر إلى الأنسجة والعظام وتتركز فيها. وتسبب التعرض الذي يمكن أن يسبب سرطان العظام وتشوهات العظام الأخرى. إن تركيز الراديوم والوليدات ألأخرى يتزايد على مر الزمن، وبعد عدة سنوات من التعرض المفرط. لذلك، من وجهة نظر المسؤولية يمكن أن يتضرر الموظف الذي لم يكن له حماية للجهاز التنفسي على مدى عدة سنوات ويتطور لديه سرطان العظام أو غير ذلك من الأمراض بسبب التعرض ( للنورم )، وبذلك يستحق المطالبة بالتعويض مثل المصاريف الطبية والأجور المفقودة من شركة النفط التي ترعى العمل أو صاحب العمل بموجب قانون العام 1993م.

18. إن النويدات المشعة للراديوم تنبعث منها جسيمات ألفا وبيتا، وكذلك أشعة غاما.
وان الإشعاع المنبعث من ذرة الراديوم 226 يتكون من جسيمات ألفا 96٪ وأشعة غاما 4٪. وتكون جسيمات ألفا هي الأكثر خطورة بين الجسيمات المرتبطة مع NORM. وجسيمات ألفا هي نواة ذرة الهليوم. ولهل القابلية على اختراق المادة لمسافات قصيرة في الهواء ( تقريبا 2-3 سم )، ولا تتمكن من اختراق طبقة الجلد الميت من على الجسم البشري. ومع ذلك، فأن جسيمات ألفا هي نوع "الباحثين عن العظام" إذ أن الراديوم يمتلك ألفة عالية مع أيونات الكلوريد. أما إذا لم يتم طرد ذرات الراديوم من الجسم، فإنها تتركز في المناطق التي تكون فيها أيونات الكلوريد هي السائدة، مثل النسيج العظمي. إن عمر النصف للراديوم 226 ما يقرب من 1620 سنة، وستبقى في الجسم لفترة حياة الإنسان؛ وهي فترة طويلة نسبيا من الوقت وكافية لإحداث الضرر الصحي . أما جسيمات بيتا فهي الكترونات ذات طاقة عالية أو بوزيترونات. وتقع في منتصف المدى من حيث قوة واحتمالية التأين والاختراق، ويمكن إيقافها باستعمال بضعة ملليمترات من رقائق الألومنيوم. وهذا النوع من الإشعاع هو جزء صغير من مجموع الإشعاعات المنبعثة خلال اضمحلال الراديوم 266. أما الراديوم 228 فيبعث جسيمات بيتا بنسبة 100٪، والتي هي أيضا مصدر قلق على صحة الإنسان عن طريق الاستنشاق والابتلاع. ان جسيمات بيتا هي الكترونات أو بوزيترونات، ومداها أبعد من جسيمات ألفا في الهواء. فيما تكون أشعة غاما المنبعثة من الراديوم 226، ما يمثل 4٪ من الأشعة الضارة للإنسان مع التعرض الكافي. وأشعة غاما لها اختراقية عالية للغاية ويمكن أن تمر عبر بعض المعادن، بحيث يتم استخدام عدادات جيجر مع التحري الذي يتم باستخدام المواد الوميضية لقياس التعرض الناتج عن أشعة جاما عند رصد ( النورم ).

19. المحددات :
عندما تدخل جسيمات ألفا وجسيمات بيتا إلى داخل الجسم يسبب أضرارا صحية.
وان تنفس الملوثات التابعة إلى NORM من الغبار ضارة ايضا و ينبغي منعها من خلال ارتداء الكمامات مع مرشحات الجسيمات. في حالة التدريب المناسب لعمال NORM المهنيين، يصبح رصد الهواء وإجراء التحليل ضروريا.
وتحسب هذه القياسات قياسا إلى قيم ( ALI )وقيم ( DAC )، والمقدرة على أساس جرعة قد يتعرض لها الموظف العادي خلال مدة عمل 2000 ساعة في السنة . إن الحد القانوني المقرر من التعرض في الولايات المتحدة هو ( 1 ALI )، أو ( 5 REMS ) .
إن وحدة ريم، أو ما يعادلها رونتجن مكافيء الرجل، هو قياس امتصاص الإشعاع على أجزاء من الجسم على مدى فترة ممتدة من الزمن.
إن وحدة DAC هو تركيز من جسيمات ألفا وبيتا التي يتعرض لها الموظف في المتوسط لمدة ​​عام ويعمل 2000 ساعة خفيف. إذا تعرض الموظف إلى أكثر من 10٪ من ALI، و 500 mREM، فان العامل يجب أن توثق جرعته بموجب تعليمات اللوائح الفيدرالية وحكومات الولايات.

22. شكراً لإصغائكم
بسم الله الرحمن الرحيم