Bergarters potensielle effekter på vannmiljøet ved anleggsvirksomhet. Teknologidagene 2015

Transkript

1 Bergarters potensielle effekter på vannmiljøet ved anleggsvirksomhet Teknologidagene 2015

2 Et samarbeidsprosjekt NIVA, NGI og god drahjelp fra SVV NIVA: Atle Hindar, Karina Petersen, Thorleif Bækken, Øyvind Garmo NGI: Thomas Pabst, Sarah Hale, Erik Endre, Gijs Breedvelt, Gunvor Baardvik Statens vegvesen, Norwat: Sondre Meland, Per Hagelia, Turid Hertel-Aas og Hedda Vikan

3 Et litteraturstudium og et verktøy Vi skulle finne eksisterende kunnskap og avdekke kunnskapshull Mulige negative effekter fra berggrunn og bergarbeider på vannmiljøet Mulige tiltak for å redusere effektene på vannmiljøet Lage et verktøy til bruk ved planlegging av byggefase for et veiprosjekt slik at man tidlig kan identifisere eventuelle behov for tiltak 2 Faktaark og en oppskrift i vedlegg C

4 Fire hovedgrupper av påvirkning på vann som følge av bergdrift i veganlegg Tilførsel av partikler Tilførsel av surt vann/syre Tilførsel av metaller Tilførsel av naturlig forekommende radionuklider

5 Mineralpartikler i vannmiljøet Partiklene stammer fra boring, sprenging, knusing ved opplasting, graving, tipping og knusing under anleggsmaskiner og biler Transporteres til vassdrag med nedbør og overflatevann, grunnvann og driftsvann fra tunneldriving Følger med på hjul og søl fra anleggstrafikken

6 Indirekte og direkte biologiske skader fra partikler Påvirkning av gyteområder Økt driv av bunndyr Redusert vekst Endret atferd De skarpe partiklene eller nåleformede partikler (asbestmineraler) kan lage sår på vev og gjeller hos fisk og bunndyr. Klogging og irritasjon på gjeller kan svekker immunsystemet og gir problemer med saltregulering Tilslamming har negativ effekt på bunndyrsamfunnet. Både tetthet og artsrikhet blir redusert

7 Geologisk opprinnelse og sprengningsmetode styrer partiklenes fysiske egenskaper Ved veganlegg dannes det relativt lite finstoff sett i forhold til gruveindustri (- det er et mål å produsere stein som kan anvendes i vegen) Myke bergarter opptil 20% finstoff etter sprengning Harde bergarter 8 10% finstoff etter sprengning Kornstørrelsen og særlig finstoffmengden varierer med type sprengstoff (trykk, detonasjonshastighet, gassutvikling) Kornfordelingskurver for partikler mindre enn 30 mm er relativt like og parallelle Dette er viktig å kjenne til når det for eksempel skal søkes om utslippstillatelse og når rensetiltak skal dimensjoneres Borkaks fra Morsskogstunnelen på E6 beregnet til 1% av den totale bergmassen som ble tatt ut

8 I tillegg påvirkes mobilitet og sedimentasjonshastighet av: Vannhastigheten og vannmengden Partiklenes form - avrundete, flate, stenglige, kantete Partiklenes størrelse, vekt og densitet små partikler sedimenter svært sakte og kan føres langt med vannet, tunge partikler felles raskt Partiklenes overflateegenskaper påvirker sedimentasjonshastighet og fnokking Påvirkningen styres av konsentrasjon, eksponeringstid, egenskaper ved organismen selv (alder mm)

9 Påvirkning av sur avrenning, syredannelse Bergmassen inneholder svovel/sulfider Svovelkis (Pyritt FeS 2 ) Magnetkis (Pyrrhotitt Fe 1-x S) Når bergmassen sprenges ut og fraksjoneres, får den en stor samlet overflate i kontakt med vann og luft. En oksideringsprosess på overflatene starter, hvis det ikke finnes bufferevne i omgivelsene Det dannes svovelsyre FeS 2 + 7/2O 2 + H 2 O Fe SO H + Det økte syreinnholdet bidrar til at jern oksideres og aluminium løses Aluminium i store mengder er giftig for fisk Andre metaller løses også, når ph synker

10 Geokjemisk mobilitet De løste metallene kan felles ut igjen et annet sted, når vannet fortynnes og ph øker, temperaturen endres osv. ph har stor betydning for løseligheten av både mineraler g metaller, lavest rundt ph 7

11 Naturlig forekommende radionuklider Radioaktivitet i bergarter skyldes først og fremst uran, thorium, kalium, radium og radon Uran kan finnes i alunskifre/svartskifre, i enkelte granittiske bergarter, rhyolitt og rombeporfyr Uran brytes ned til bl.a. radium, radon, polonium, vismut og bly Thorium finnes i Fensfeltet ved Nordsjø i Telemark Det er generelt snakk om lav radioaktivitet i norske bergarter Bergart Etasje Uran (mg/kg) Alunskifer a Hagabergskifer 3bα 5 20 Galgebergskifer 3bβ Hukskifer 3c 1 7 Elnesskifer 4a < 15 Granitter

12 Effekt på vannkvalitet av radionuklider Radionuklider finnes ofte sammen med både tungmetaller og sulfider Lav ph øker biotilgjengelighet og toksisitet av uran, økende konsentrasjon av organisk materiale har motsatt effekt Det forskes på effektene på vann og organismer i vann gjennom Norwat nå Dette vil gi et grunnlag for risikovurderinger for kommende anleggsarbeider.

13 Tiltak - partikler Gode og tidlige forundersøkelser Planlegg å holde vannet unna Avskjærende tiltak og robuste ledeveier for vann som krysser anlegget (og koordiner med ferdigfase mye kan gjøres tidlig!) Samle opp borkaks av kritisk bergmasse eller nær resipient Sedimentasjonsdammer Renseanlegg Siltgardiner

14 Tiltak syredanning og deponier Konsentrer problemet, sorter nøye ut ikke-reaktiv bergmasse Tett gjenstående bergmasse Deponier i et gunstig område, minst mulig vann/fukt-tilgang Ikke spre massen Reduser de geokjemiske prosessene, minst mulig lufttilgang Følg deponiregelverket Lagre tørt, dekk til godt nok og avskjær alt vann, eller: Dykk ned sulfidsteinen i vann/sjø om mulig

15 Tiltak naturlig forekommende radionuklider Sjekk aktsomhetskartene til NGU radon, svartskifer Utfør grundige kjemiske analyser Bergarter med som inneholder mer enn 1 Bq/g defineres som radioaktivt avfall Sorter nøye, hold mengden nede omstendelig og kostbart å få deponert radioaktiv avfall Minst mulig lufttilgang sikre mot oksidasjon og frigjøring av uran og radon

16 Metode til planlegging i tidlig fase Vedlegg C Bruksanvisning for bergartskarakteriseringen Finn den geologiske regionen og subregionen som prosjektet tilhører i figuren Gå til C-2 Bergarter, og identifiser hvilke hovedbergarter finnes i regionen C-2 viser bergartene og den karakteristiske forvitringsgraden På kartutsnittene nederst på C-2 finnes eksempler på detaljer fra enkelte regioner Gå videre til C-3 Mineraler, basert på de bergartene som finnes i prosjektområdet på vannmiljøet

17 Vedlegg C-4 Aktsomhet, viser de ulike mineralenes påvirkning

18 Nytt fra Miljødirektoratet Miljødirektoratet har utarbeidet en veileder: Identifisering og karakterisering av syredannende bergarter En detaljert gjennomgang av kartlegging og identifisering av syredannende bergarter er vist i denne

19 Hva er nytt? Miljødirektoratet har også publisert et grunnlag for en veileder som de arbeider med: Deponering av syredannende bergarter, grunnlag for veileder Her åpnes det for mellomlagring av syredannende bergarter, men den bør være kortvarig, for å unngå å starte oksideringsprosesser

20 Kunnskapshullene Litteraturgjennomgangen i dette prosjektet har avdekket at det er god tilgang på forskningsresultater for sammenhengene mellom surhet/metaller og biologiske effekter Det er lite forskningsresultater på effekter av partikler i vann. Det er generelt mer resultater på invertebrater og fisk enn på vannvegetasjon. Det er for tiden svært liten oversikt over samspillseffekter og problematikk knyttet til det. Det er for spinkelt å bare måle partikler i form av turbiditet (som kun er en siktmåling) Det mangler en forskningsmessig bearbeiding av eksisterende data på tvers av prosjekter. Dette vil kunne øke kunnskapsgrunnlaget. Hvilken påvirkning har anleggene hatt? Fungerte de avbøtende tiltakene? Hvordan kan bedre planlegging redusert akutte og langsiktige miljøeffekter?

21 Takk for oppmerksomheten! Spørsmål?