RV.4 Gran grense Jaren Alunskifer - Kildekarakterisering og miljørisiko

Transkript

1

2

3 RV.4 Gran grense Jaren Alunskifer - Kildekarakterisering og miljørisiko Lindis Skipperud, Marit N. Pettersen, Frøydis Meen Værsted, Hans Christian Teien, Turid Hertel-Aas, Sondre Meland, Brit Salbu Center for Environmental Radioactivity (CERAD CoE), Department for Environmental Sciences (IMV), NMBU NMBU/CERAD 3

4 FoU samarbeidsprosjekt NORWAT Effekter og miljørisiko knyttet til inngrep i områder med sulfidrike mineraler. Hovedmål: Vurdere effekter fra radionuklider og metaller for å kunne si noe om miljøkonsekvenser og risiko knyttet til vei- og tunnelskjæring og dumping av tunnelavfall av alunskifer, samt vurdere relevante tiltak for å beskytte miljø på en adekvat måte RV 4 NORWAT - NMBU 1: Kildekarakterisering 2: Partikler og forvitring 3: Effekter 4: Konsekvenser og risiko 5: Tiltak

5 Alunskifer Sedimentær bergart Sulfid, radionuklider, metaller og halvmetaller Svartskifer som inneholder mye av grunnstoffet uran. Uran brytes ned til nye radioaktive stoffer, blant annet radium, polonium og radon Utgravd alunskifer kan inneholde så mye radioaktive stoffer at den må forvaltes som radioaktivt avfall og kan føre til radioaktiv forurensning (>1 Bq/g) Rv Gran utbygging God case

6

7 Alum shale and road construction 7

8 Kildekarakterisering Bakgrunnsnivåer (vår/høst 2013) Nivåer under anleggsarbeid/tunnelboring Overflate vann Fraksjonering mht størrelse og ladning Uran 1-6 µg/l, hovedsakelig LMM Grunnvann (2-24 µg U/L) Fisk og bunndyr Sediment Jord/planter doserater Overføringsfaktorer (BCF, KD) Karakterisering av myra (deponi) - borekjerneprøver

9 U, Th og tungmetaller i vann Generelt høyere nivåer i alle vann (overflate) enn i grunnvannsbrønnene I vannprøvene var det høyere verdier enn «norm» verdier (KLF) for Cr, Ni, Cu, As, Cd, Pb, Th og U. Fraksjonering As som kolloider Ni, Cu, Zn, Cd, Cu, Pb som lavmolekylært Cr, Th og U jevn fordeling mellom kolloidalt og LMM Korrelasjon mellom Cr og As (r = 0.75; p < 0.005) og Cd og Pb (r = 0.62; p < =0.005)

10 Prøvetaking og disseksjon av ørret Hjerne Gjellemetal og RN ) Kondisjonsfaktor (lengde/vekt) Tarm innhold metaller og RN, trofisk nivå Kidney Metall og RN Liver Metall og RN, Metallothionein Muskel- C og N isotoper

11 Radionuklider i fisk

12

13 Konsentrasjonsfaktorer fiskeorganer CF As Cd Pb Th U Liver Kidney gills CF (Th, U) nyre > gjeller > lever Norwegian University of Life Sciences 13

14 Po

15 Kontrollert laboratorieforsøk 1. Henting av alunskifer (ulike typer) og sulfidholdig stein fra M20 (E18) Mål: Sammenligne ulike typer alunskifer 2. Knusing av stein og pilotforsøk for å studere utlekking. Mål: Utlekking og kinetikk av metaller og RN til avrenning 3. Utlekking i stor skala for opptaksstudie i fisk brun ørret (salmo trutta)- Mål: Biotilgjenglighet og opptakskinetikk av metaller og RN, fordeling 4. Dose respons forsøk med fisk- brun ørret (salmo trutta) Mål: Total belastning av samlet utlekking, EC

16 Utlekkingsforøk pilot og stor skala Pilot Stor skala Alunskifer: Gneis RV4, RV4-Galgeberg, BU182, BUE 788, K34 M20 (sulfidstein fra E18 Lillesand). RV4 K34 M20 16

17 Water quality general BUE788 and BUE182 resulted in high ph and high level of divalent cations such as Ca ( mg/l). Na (2-6mg/l) and K (5-10 mg/l) RV4 and E34 resulted in high ph and medium level of divalent cations such as Ca (40-47 mg/l). Na (<1 mg/l) and K (5-10 mg/l) M20-E18 resulted in acid water, low concentration of divalent cations such as Ca (2 mg/l). Na (<1 mg/l) and K (6 mg/l)

18 U- leaching 18

19 Cd leaching 19

20 Al leaching 20

21 Fish exposure experiment 0.45 µm filtration of leached water Brown trout Controlled ph, temperature Dark, no unnecessary disturbances Uptake experiment: One concentration, sampling fish at 6, 12, 24, 96 and 264 h Dose-response experiment: Several concentrations, sampling at 196 h

22 Uptake experiment: Fractionation of water in tanks Cd and U present as low molecular mass species assumed bioavailable Uranium (µg/l) U control (µg/l) Cadmium (µg/l) Cd control (µg/l) Dissolved 170 ± ± ± ±0.001 LMM 175 ± ± Anions + neutral 129 ± ± 0.02 < Cations 45 ± ± 0.02 < 0.02

23 Cadmium gjeller

24 Uran gjeller

25 Aluminium gjeller

26 Uran lever

27 Dose response exposure Mars 2015 RV4- Alum shale Acute exposure experiment 96 hrs (OECD 1992) 6 different concentration -7 brown trouts in each Ca Cu Zn As Mo Cd U V Mn Ni mg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l Control A Control B A 2, A 8, A 17, A A

28 Micronuclei per 1000 cells Mikrokjerner 12,0 10,0 8,0 Dose-respons forsøk Opptaksforsøk E13/14 Contr. 96 t E13/14 Sample 96 t 6,0 E13/14 Contr. 264 h E13/14 Sample 264 h 4,0 E4/15 Contr. 192 h E4/15 Sample 192 h 2,0 0,

29 Conclusions fish exposure experiment Alum shale from construction work can give considerable leaching of U and other toxic metals A fraction of metals leached from crushed rocks are LMM species, i.e., mobile and bioavailable: taken up in fish high ph and concentration of divalent cations No immediate toxicity Further work: Dose response fish experiment: investigating EC in fish

30 Utfordring Fra kildekarakterisering til risikovurderinger Miljørisiko RV4? Føringer for håndtering av alunskifer ved andre lokaliteter Erlend Hjortland Sandøy

31 Thank you!