sou · GWB319 · 2008-03-04 00:00:00 — 2.Illitisering ägde inte rum (Figur 30 visar samma mönster för lera påverkad och opåverkad av cement). 3.Lerans mikrostrukturella uppbyggnad hade inte ändrats. Samma vågiga struktur och fördelning av porer ses i opåverkad och cementpåverkad lera. 4.Efter perkoleringen bestämdes den hydrauliska konduktiviteten och svällningstrycket hos leran och de befanns vara desamma som hos obehandlat lermaterial av detta slag. Figur 30 XRD-diagram av lermaterial uttaget från reaktionscellen , dels långt från kontakten med cementlösnignen (external) och vid kontakten internal); 5000 Effektiv isolering av batteriavfall kräver också att förbindelserna till gruvförvaret förseglas permanent. För detta krävs pluggkonstruk- tioner av den typ som illustreras i Figur 12, möjligen utförda i sprutbetong med användning av oarmerad betong med låg-pH cement och stort överskott av kisel. Pluggarna placeras strategiskt i transporttunnlar så att avfallsfyllda orter och rum avskiljs meka- niskt och hydrauliskt från resten av bergmassan. Återfyllning av transporttunnlar och alla andra rum bör göras så att kollaps och konvergens som kan utbildas med tiden blir begränsad. Sådana rörelser kan annars radikalt ändra riktningen och omfattningen hos grundvattenflödet också i den avfallsfyllda delen av gruvförvaret. Påslag i form av öppningar vid ramper och schakt måste blockeras genom sprängstensfyllning och inplacering av passade block från stenindustrins skrotstensupplag. Liksom när det gäller långlivat radioaktivt avfall bör man beakta och räkna in påverkan av klimatiska förändringar och tektoniska processer i funktionsanalyserna. Beträffande klimatpåverkan är framtida glaciationer de viktigaste processerna och man kan med rimlig tillförsikt tillämpa samma synsätt som SKB utvecklat. Det innebär att erosion innebärande avskalning och bortförande av berggrundsmaterial av framryckande glaciärer inte förväntas ske till mer än 200 m vid tiofaldig glaciation/deglaciation. Permafrost kan utbildas och det innebär islinsbildning och permanent förlust av lerinbäddningens homogenitet. Placering i gruvrum på eliminerar den risken. När det gäller inverkan av tektonik kan man i praktiken bortse härifrån om avfallsmassan inte genomskärs av någon rörelsezon som är kraftigt vattenförande. Det beror på att smektitiskt ler- material till skillnad från t.ex. cement är duktilt och självläkande vid skjuvning. Inbäddning av batteriavfall i smektitiskt lermaterial och anbringan- de i djupa gruvor kan ge utomordentligt effektiv isolering. Det har genom rörande frågan om det är möjligt att till rimlig kostnad åstadkomma effektiv isolering av batteriavfall i nedlagda gruvor, visats att man kan få en lägre halt av det toxiska referenselementet zink i deras omgivning än gränsvärdet för dricksvatten. För teknisk/ekonomisk optimering eftersträvas minimering av lerinbäddningens tjocklek och densitet och det har visats att enkel lagervis utläggning och packning av lerblandat batteriavfall och ren lera är tillfyllest. Med utnyttjande av relativt stora bergrum bör det vara möjligt att genom särskilt anpassad teknik och materialval få ned kostnaderna under den nivå, per kubikmeter lerinbäddat avfall som beräknades i projektet. Den summan svarar ungefär mot en avfallsmassa av . Transportkostnader och in- vesteringar för t.ex. pumpning och försörjning med elkraft och ventilation är då inte medräknade, vilket innebär att gruvor med sådan infrastruktur är de främsta kandidaterna för härbärgering av batteriavfall. Valet av lermaterial har avgörande betydelse för funktionen hos avfallsmassan i förvaret och för kostnaderna för dess isolering. Med den bakgrund som mångårigt forsknings- och utvecklingsarbete inom SKB:s ansvarsområde givit kan man se smektitiska lermaterial som lämpliga. Ett kommersiellt tillgängligt lermaterial av den typen, Friedland Ton, visar sig vara särskilt lämpligt på grund av sin relativt stora okänslighet för höga salthalter i porvattnet när det gäller täthet, expanderbarhet och sorption och det användes därför i det aktuella som referenssubstans. Detta lermaterial är också referenssubstans i SKB:s utveckling av tekniker för åter- fyllning av tunnlar med deponeringshål för radioaktivt avfall. Beroende på kostnaden för materialet och eventuellt erforderlig förbehandling i form av torkning och malning kan andra material bli attraktiva och kostnadseffektiva och ett sådant är den litauiska leran av Tertiär ålder som har förutsättningar för att fungera tillräckligt väl i ett gruvförvar. För att få en uppfattning om hur spridning av frigjorda toxiska ämnen från avfallsmatrisen kan ske i verklig bergmiljö, dvs. där transporten i fjärrfältet sker via strömning i berg med realistisk strukturell uppbyggnad, har pilotberäkningar gjorts med fingering av slutförvaring av alkaliska och Hg-batterier i Stripa gruva. Resultatet av arbetet kan sammanfattas på följande sätt: Zink är det mest betydelsefulla toxiska elementet som avgår från såväl alkaliska batterier som Hg-batterier. Migrering av Zn från batterier till omgivande permeabelt berg (EDZ) sker inte via strömning utan via diffusion som inte startar förrän lerinbäddningen är höggradigt vattenmättad, en process som kan ta i anspråk. I strukturellt normalt berg med en referensbrunn (observa- tionsbrunn) belägen cirka 275 m från ett gruvförvar i berg med en regional hydraulisk gradient av 0.05 (m/m) kommer inte tungmetaller från avfallet att finnas i brunnsvattnet förrän efter 50 och då i försumbara koncentrationer. En allmän slutsats av arbetet är att konceptet med lerinbäddning av fast eller solidifierat kemiskt avfall i djupa gruvor ger utomordent- ligt goda förutsättningar för helt säker slutförvaring. Det är därför angeläget att anpassa och tillämpa metodiken på slutförvaring av andra typer av mycket toxiskt avfall och här står pesticider som viktigaste avfallssubstans. De har vätskeform och måste i första hand solidifieras, vilket kan göras enkelt genom blandning med smektitisk lera. Används Friedland Ton bör viktsproportionerna avfall:lera vara 1:3. I Low Risk Deposition Techno- logy undersöktes pesticiden Dichlorvos som sorberas i och på expanderande lermineralpartiklar och dess molekyler visade sig ha en rörlighet som ungefär svarar mot den hos elementet zink vid inbäddning i Friedland Ton. 1Pusch, R., 1994. in , Developments in Geotechnical 76. Co (89449-7). 2Pusch, R., 1995. on a Geological Base. Deve- lopments in Geotechnical , 77. 3Pusch, R. & , R., 2006. Microstructure of Smectite Clays and Performance, (ISBN: 10: 0- 415-36863-4). 4Pusch, R., 2007. Geological storage of Radioactive (), under framställning. 5Popov, V., Pusch, R., 2006. Disposal of Hazardous in Underground Mines. WIT Press (). 6Pusch, R., 2002. The Buffer and Backfill Handbook. Part 2: Materials and techniques. SKB Technical Report TR-02-12. Swedish Nuclear Fuel and , . 7SKI, 2005-2007. Rapporter avseende studier av NSR. 8Degryse, F., Bross, K., Smolders, E., Merckx, R., 2003. Soil solution concentration of Cd and Zn can be predicted with CaCl2 soil extract, , 54, pp. 1Huertas, F. et al., 2000. Effects of cement on clay barrier performance, ECOCLAY project. Final report Contract No F14W-CT96-0032, European Commission, . 2Pusch, R., Zwahr, H., , R., , J., 2003. Interaction of cement and smectitic clay – theory and practice. Vol.23, pp 203-210. Geologiska förutsättningar för undermarksförvar Slutförvaring av kvicksilver i gruvor Föreliggande PM är framtagen för att ge underlag för diskussioner om lagring av kvicksilverhaltigt avfall i gruvor. Informationen bygger på bergverksstatistik samt internt material m.m. om gruvor- na. En sammanställning har gjorts över de gruvor som var i drift i (Tabellbilaga 6.1). I sammanställningen har lagts till uppgifter som är eller kan var av relevans för urval av gruvor att studera vidare. Flertalet av gruvorna som var i drift 1949 har lagts ner och endast ett fåtal finns fortfarande i drift. Vid urval av vilka gruvor som kan vara värda att studera ytter- ligare har kriterier som djup, volym, vattenflöde, tillgång till infra- struktur inklusive schakt med hiss eller ramp för nedfart, geologi etc. använts. Tre gruvområden som är i drift har tagits med eftersom det kan vara en fördel att deponera i gruvor som är drift där schakt och ramper hålls i gott skick av gruvföretaget och där skicklig personal finns tillgänglig. Tanken med att överväga gruvor i drift är att i dessa gruvor finna lämpligt utrymme för deponin, endera i lämnade rum som inte längre behövs i brytningen eller också att spränga ut ett särskilt utrymme för ändamålet i ett sådant område i gruvan där det inte finns någon malm eller som i övrigt inte behövs för gruv- driften. Det tregruvorna som föreslås av denna kategori är Zink- gruvan, och Gåsgruvan (vid Persberg). Övriga gruvor som föreslås för en mera ingående undersökning är Kantorp,(bra läge mellan och ), i Söder- manlands län, Ställbergsfältet (djup gruva), Stripa (välkänd geologi efter KBS.studier) och i län. Bäckegruvan (finns troligen lave med hiss kvar), Kallmorafältet (finns lave kvar på aktivt industriområde) och Mimerfältet (laven finns centralt i Nor- berg) i , Vintjärn (två lavar finns kvar), Idker- berget (två lavar finns kvar), Hästberg (betonglave finns kvar)och Håksbergsfältet (lave finns kvar i Håksberg, men också ramp i Iviken som sitter ihop med Ickorrbotten-Håksberg och Källbotten). I många av de förslagna gruvorna torde det finnas kalkstens- kroppar i berget i vilka avfallet skulle kunna deponeras. Vid fortsatt utredning bör i första hand gruvkartorna hos bergmästaren stude- ras där man kan se såväl geologin som rummens och ortarnas utsträckning i tre dimensioner. Slutförvaring av kvicksilver i statens civila beredeskapslager av olja Föreliggande rapport är framtagen på uppdrag av , för att belysa möjligheterna att slutförvara kvicksilverhaltigt avfall i statens civila beredskapslager av olja. Informationen i rapporten bygger på internt material vid SGU och personlig information från handläggare som arbetat med avveckling av lagren. Allmänt om statens civila beredskapslager av olja Antalet civila beredskapslager för olja var ursprungligen 42 stycken som överfördes till och senare till geo- logisk undersökning med uppdraget att avveckla verksamheten, tabellbilaga 6.2. Allmänt kan lagren beskrivas som bestående av ett eller flera bergrum i allmänhet under grundvattenytan med en volym på berg- rummen mellan 10 000 till 130 000 kbm. Oljelagret i som hade en volym på 170 000 var beläget i en gammal gruva med en avvikande konstruktion från de övriga. Bergrummen ligger med ett undantag mellan under markytan. Ovanför berg- rummen finns ett ortsystem som sammanbinder de olika rummen. I ortsystemet fanns den tekniska utrustning som behövdes för drift av anläggningen. Ovan jord fanns en förvaltningsbyggnad, i vissa fall utrustad med hiss ned till det övre ortssystemet, samt lastnings- och lossningsplats. Lastning och lossning av oljeprodukter skedde i allmänhet via järnväg eller båt. Biltransporter förekom även, men i mindre utsträckning. Två lagringstekniker användes, den med rörlig vattenbädd som innebar att den fria volymen ovanför produktytan hölls genom att vattenmängden i bergrummet anpassades efter produkt- mängden, och den med fast vattenbädd som innebar att bergrum- met i princip endast innehöll produkt. är majoriteten av lagren miljösäkrade eller sålda. De två kvarvarande inte miljösäkrade lagren i Pilgrimsstad och Blädinge kommer att miljösäkras /2009. De sålda anlägg- ningarna används fortfarande som oljelager. Avvecklade och miljösäkrade oljelager Den grundläggande filosofin med miljösäkring av oljelagren var att de oljeprodukter som efter utpumpning och rengöring av berg- rummen fanns kvar skulle genomgå en bakteriell nedbrytning (ett tidsperspektiv upp ). Under den tiden skulle det grundvatten som passerat igenom bergrummet tas ut under kontrollerade former antingen vid en passiv utström- ning genom en så kallad hydraulisk avledning till en recipient eller genom utpumpning. Innan försegling av bergrummen har dessa i möjligaste mån gjorts rena genom att vattenytan har tillåtits stiga till högsta tillåtna lagringsnivå varefter vätskeytan har skummats på flytande produktrester som därefter har pumpats ut. I huvuddelen av de avvecklade och miljösäkrade oljelagren har införts en så kallad hydraulisk avledning, vilket innebär att en ledning har borrats in i berget mellan en recipient och bergrummet. Tanken är att berg- rummen skall fyllas med grundvatten och när grundvattennivån når recipientens vattenyta kommer vatten att flöda ut från bergrummet via en kontrollbrunn. Föroreningsnivån på det utströmmande vattnet kontrolleras stickprovsmässigt att föroreningshalter ligger inom fastställda värden. När de första anläggningarna avvecklades tömdes det övre ort- systemet på allt material men under senare skede revs enbart material av ekonomiskt värde eller sådan material som har negativ påverkan på miljön. Detta innebär att stål och aluminiumkonstruk- tioner kan finnas kvar i ortssystemet. Den mark som hörde till bergrummen har huvudsakligen sålts. För kontroll av grundvattnet i kring bergrummet har ett antal observationsrör etablerats. Bergrummen, observationsrören och vissa markrestriktioner har knutits som servitut till den mark som kvarstår i statens ägor. I vissa fall har staten inte kvar någon äganderätt till mark utan innehar erforderlig nyttjanderätt till annans mark. Krav på bergrum på slutförvar av kvicksilver Den modell för slutförvar av kvicksilver som den beskrivs i del- rapporten – Utredning av slutförvar av kvicksilverhaltigt avfall, 2006, innebär att kvicksilverhaltigt avfall i form av sulfid eller selenid kan, i närvaro av grundvatten deponeras i djupförvar. Kvicksilverhaltigt avfall i övrigt som skall deponeras i djupa förvar bör överföras till kvicksilversulfid eller koppar- amalgam. För material som inte lämpar sig för överföring bör någon form av ingjutning äga rum. Djupförvaret och vald metod för deponering skall säkerställa att läckaget blir litet och endast skall kunna åstadkomma små tillägg till naturliga halter i mark, vatten och luft. Anläggningen skall i princip alltid betraktas som säker och inte lägga bördor på kom- mande generationer. Djupförvaret skall ej hindra en framtida användning av markytan och oavsiktligt intrång i deponin skall så lång som möjligt förhindras. De fysiska krav som finns på anläggningen är dels en form av ovanjordsanläggning för mottagning av material med schakt eller ramp ned till deponeringsnivån. Deponeringen skall ske och den totala volymen på bergrummen upp- skattas till mellan 15 000 och 100 000 kbm. Under driftstid (upp- fyllningstiden) krävs kvalificerade system för ventilation, länshåll- ning, säkerhetssystem och kommunikation. Kraven på berggrunden är att det bör vara relativt sprickfritt för att hålla grundvattenflödet genom lagret på en låg nivå. Förvarings- modellen innebär att ett lermaterial (bentonit) placeras kring förvaringskapslarna för att minimera utläckage av kvicksilver. Övriga krav som har uppställts är att risken för intrång är liten, till exempel genom borrning av brunnar i närheten av lagret. Oljelager som slutförvar för kvicksilver Man kan konstatera att de gamla civila beredskaps- lagren för petroleumprodukter inte uppfyller kraven på djup, för förläggning av ett kvicksilverlagar. De svenska lagren är placerade på ett djup . Ett lager är något djupare, det så kallade gasollagret i som är placerad med botten på ett djup av under markytan. De önskade volymerna på bergrum finns dock, vilket framgår av bilagan. Vid övervägande av användning av oljelager måste man beakta ett antal komplicerande faktorer. Dessa lokaliserades med tanke på god tillgång till transporter antingen via båt, järnväg eller i undantagsfall landsväg. De lager som hade tillgång till båttransport kan generellt bedömas ha attrak- tivt läge långt in vilket gör att man inte kan utesluta oavsiktlig påverkan (exempelvis , , , , , ). Ett antal oljelager har en relativt central placering i tätort (, , , Vad och möjligen även ). Lagret i är placerad inom naturreservatet , cirka en km från ett natur- reservat, Blädinge i närheten av sjön med stora naturvärde och från ett naturreservat. Anläggningarna i Vad och är placerade relativt nära betydande sötvatten- förekomster (Barken respektive Vidösten). I de olika bergrummen har olika typer av kolväten lagrats, från kolväten med korta kedjor som gasol () till tunga brännoljor i . De vanligaste produkterna var diesel och bensin. I Vad lagrades flygbensin MC-77. Vid bedömning av möjligheten att lagra kvicksilver i oljeberg- rum måste man beakta att rester av kolväten finns kvar i rummen. Detta kan dels innebära ett arbetsmiljöproblem under själva upp- fyllande tiden och dels ett problem om kvicksilver läcker ut eftersom det kan finnas kvar rester av organiskt material som med kvicksilvret kan omsättas till lättrörliga organiska kvicksilver- Gasollagret i har gasfriförklarats och inne- håller således inget organiskt material och erfarenheten av långvarig luftning av anläggningen i exempelvis Skogaby och Pilgrimsstad visar att även bensinanläggningar kan fås fria från petroleum- kolväten. Anläggningar där diesel och tyngre produkter har lagrats torde dock kräva omfattande mekanisk rening av cisternerna innan lagring kan påbörjas. Förläggningen av bergrummen förefaller ha styrts av andra faktorer än tillgång till homogent berg med liten vattengenomsläpplighet. I fallet Sala visade det sig exempelvis att berget var extremt sprickigt med hög genomströmning av grundvatten, vilket ledde till att geometrin för bergrummen ändrades. För att få ett mått på genomströmningen har i bilagan angivits hur det förväntas ta innan bergrummen i en anläggning fyllts med grundvatten. Denna tid varierar från mindre än () till (). Anläggningen i , som bestod av plåtklädda cisterner inne i ett bergrum, var belägen över grundvattenytan, liksom 3. För miljösäkrade anläggningar gäller att den infrastuktur som fanns ovanjord är borta. Förvaltningsbyggnader har rivits eller sålts och järnvägsspår har tagits bort. De schakt eller andra öppningar som medgav tillträde till det övre ortssystemet har gjutits igen. Från det övre ortssystemet är tillgången till ett enskilt bergrum begränsad. För att komma ned i ett bergrum finns normalt endast en manhålslucka (ofta diameter). Det hisschakt som finns för att komma ned i det övre ortssystemet är inte placerat i anslut- ning till öppningen till ett bergrum. För att genomföra en lagring i bergrum med allt det som det innebär i form av transport av behållare, lagring av dessa på ett systematiskt sätt och efterföljande kontroll, torde det bli nödvän- digt att ta upp nya schakt antingen från det övre ortssystemet eller från markytan och låta alla transporter ske via hiss. En bättre möjlighet att få tillgång till lagren torde vara att öppna det påslag som användes för att ta ut bergmaterial i samband med att bergrummen byggdes. Detta skulle i så fall möjliggöra transport med fordon in i bergrummet. Påslaget och övre delen av tillfartsorten till första betong- barriären är fylld med massor. De arbetsorter som användes för att ta ut material från bergrummen är också tillslutna med betong- barriärer vid anslutning till respektive bergrum. I samband med avvecklingen öppnades påslag och alla barriärer så när som på en till anläggningen i för att möjliggöra inspektion av bergrummen. Fullständig kontakt finns nu mellan de fyra bergrum som utgör anläggningen. Påslag och barriär övre barriär i tillfartsort har senare förslutits, men anläggningen i är antagligen den miljösäkrade anläggning som är lättast att komma in i. Vid tidigare diskussioner rörande alternativanvändning av gamla oljelager för lagring av miljöfarligt avfall lyfts fram aspekten att juridiska komplikationerna kan uppstå i samband med diskussioner om ansvarsförhållanden om den miljöfarliga oljelagringsverksam- heten ersätts med annan miljöfarlig verksamhet. Om staten ikläder sig ett ansvar för slutförvaring av kvicksilver är denna invändning oviktig. Etablering av kvicksilverlager kräver dock återköp av mark. Huvudinvändningen mot att lagra kvicksilverhaltigt avfall i gamla oljelager är att de ligger på litet djup i förhållande till vad som är önskvärt. En komplicerande faktor är att det torde kräva om- fattande åtgärder för att förändra miljösäkrade lager, där miljö- säkringen är inriktad på ett perspektiv varefter för- oreningen förväntas vara försvunnen, till ett lager där perspektivet är mycket långsiktigt, det vill säga föroreningskällan kommer ständigt att finnas kvar. SOU 2008:19 Bilaga 6 leptit, skarn, lave, verk kvar PB, Zn, lave och verk kvar Zn, Pb, lave kvar + ramp Zn, Pb, lave kvar, ramp lär finns i Iviker Pb, Zn, Tabellbilaga 6.2 – vissa egenskaper hos civila beredskapslager för olja I tabell bilaga 6:II listas vissa egenskaper av intresse i samman- hanget. I bilagan visas vilken eller vilka produkter som lagrats i anläggningen. D/B betyder diesel och bensin. Sålda anläggningar eller anläggningar som övergått till annan statlig huvudman (Skredsvik) markeras med x och behandlas. De anläggningar som i dagslägen är miljösäkrade markeras med x. Ungefärlig uppfyll- ningstid för bergrummen anges där denna är känd. De två sista kolumnerna markera om det finns två diskvalificerande faktorer djup respektive geografisk belägenhet, vilket kan vara antingen läge i eller i närheten av tätort eller belägenhet till hänsynskrävande omgivning. Statens civila beredskapslagar av olja Egenskaper av intresse vid kvicksilverlagring 165 (D) 141 (B) Egenskaper av intresse vid kvicksilverlagring * Anläggning med rörlig vattenbädd i driftsskedet. Uppfyllnadstid för bergrummet har ej bestämts. Kvicksilver i naturen omvandlingar, kretslopp och förekomst av en rörlig pool Kvicksilver genomgår i naturen en serie kemiska och biokemiska omvandlingsreaktioner vilka medför att ämnet genom att ändra egenskaper deltar i ett flertal olika biogeokemiska kretslopp. I detta är det unikt som miljögift. Dessa kretslopp i biosfären sker med olika tidskonstanter – från månader och år till sekler och millenia – men innebär alla att kvick- silvret i dem har en hög sannolikhet att återkomma till utgångs- punkten eller växla över till ett annat kretslopp. Endast i ringa utsträckning finner kvicksilvret i biosfären en väg ut ur kretsloppen till en varaktig vila i geologiska strukturer. Denna omständighet (som påminner om människans roll i vissa religioner) gör att det kvicksilver som människan historiskt avsiktligt genom gruvbryt- ning eller oavsiktligt genom koleldning mobiliserat från geo- sfären i stor utsträckning finns kvar i biosfären och deltar i krets- lopp som medför fortsatt exponering av ekosystem och människor. Denna rörliga pool till vilken såväl konquistadorer som industri- samhället bidragit och som ger upphov till vad vi vardagligt kallar bakgrundsnivåer är 2 3 gånger så stor som den var i för- historisk tid. Endast genom att aktivt demobilisera kvicksilver kan människan minska den rörliga poolen och därmed den globala biosfärens kvicksilverinnehåll. Lite kvicksilverkemi som bakgrund Oorganiskt kvicksilver förekommer i naturen i två huvudsakliga former: Som elementärt eller metalliskt kvicksilver, Hg0P ,P och i oxiderad tvåvärd form, Hg2+P .P Den förra är den form som medel- ålders och äldre människor känner igen från kvicksilvertermo- Den är flytande vid rumstemperatur och påminner om smält silver. Kvicksilvrets kokpunkt är över tre hundra grader men liksom andra flytande ämnen, t.ex. vatten, avdunstar det om än långsamt vid mycket lägre temperaturer inklusive de som råder i vår omgivning. Elementärt kvicksilver är alltså flyktigt och finns som ånga i luften. Tillsammans med andra metaller, t.ex. guld, koppar, silver och tenn bildar det amalgamer – ömsesidiga lös- ningar. Som grå-svart tandlagningsmaterial är det välkänt.