sou · GWB319 · 2008-03-04 00:00:00 — Slut- ligen ges sammanfattande kommentarer och diskussion i avsnitt 3.4. Kapitel 4 innehåller en förteckning över referenser använda i utredningen. 2.1Det tyska bergsaltets ursprung och olika typer av formationer , under den senare delen av perm- perioden (under epoken Zechstein), täcktes norra av ett grunt hav över en utbredd kontinentalsockel vars enda förbindelse med de öppna världshaven var över en tröskel belägen ungefär vid nuvarande . I det heta klimat som då rådde dunstade vatt- net varvid salthalten ökade och de salter som hade lägst löslighet såsom gips och kalksten fälldes ut först varefter natrium- och kaliumsalter överlagrades. Denna process har medfört att bergsalt förekommer i stora delar av i klart avskiljda och ofta flera mäktiga lager, s.k. skiktsalt. Genom en höjning av tröskeln avsnördes det grunda havet och torkade ut. rådde i området öken- klimat vilket ledde till att saltlagren överlagrades av stora mängder sediment som senare omvandlades till sedimentära bergarter. Under det höga trycket som rådde under dessa sedimentära lager började saltet flyta och vid svaghetszoner stiga på grund av sin lägre densitet än omgivande berg varvid saltdomer bildades. Denna pro- cess kallas diapirism och pågår alltjämt men är mycket långsam. 2.2Underjordsdeponier för farligt avfall i salt i I finns tre äkta slutförvar för kemiskt toxiskt avfall i saltformationer, dvs. anläggningar som drivs med syftet att omhänderta avfall. Två av dessa, Herfa-Neurode i del- staten (i drift ) och Zielitz i Sachsen-Anhalt (i drift ), drivs av företaget medan den tredje, Heilbronn i Baden Würtemberg (i drift ) drivs av företaget som är ett dotterbolag till deutsche . Utöver dessa anläggningar har en anläggning i i som drivs av GSES GmbHTPF3FPT fått driftstillstånd 2005. Det är oklart om denna anläggning har tagits i drift. Vidare gavs 1997 tillstånd för en anläggning i i Nordrhein- . Även här är det oklart om anläggningen är i drift. K+S Entsorgung GbmH sökte ett tillstånd för ett slutförvar i en saltdom i Niedersachsen-Riedel men drog senare tillbaka ansökan på grund av brist på avfall att deponera. Förutom de anläggningar som är rena avfallsdeponier finns det grovt räknat ett trettiotal anläggningar där restprodukter används för att återfylla hålrum i saltgruvor på grund av lagkrav på åter- fyllnad. Enligt muntlig uppgift lär det finnas någon deponi för special- avfall i ett nedlagt lignitbrott. Det är dock oklart om denna anlägg- ning är en undermarksdeponi och vilken typ av avfall som kan deponeras där. I brist på annan information utgår vi från givna uppgifter att de tre deponierna i nedlagda saltgruvor är de enda existerande undermarksdeponierna för farligt avfall. De tre slutförvaren som är i drift är samtliga belägna i skikt- saltformationer. I figur 1 visas den geologiska omgivningen av anläggningen i som ett exempel på en sådan geologisk sekvens. 2TP PT UEV Umwelt, Entsorgung und . 3TP PT Glückauf Sondershausen Entwicklungs- und Sicherungsgesellschaft mbH. Figur 1 Exempel på skiktsaltformation vid slutförvarsanläggningen Zielitz (illustration från broschyrmaterial, K+S Entsorgung GbmH) Slutförvarsanläggningarna har tidsbegränsade certifikat från TüVTPF4FPT att de uppfyller kraven i den tyska förordningen om avfallshante- ringsanläggningar. En förteckning över de avfallstyper som anlägg- ningen får ta emot bifogas certifikatet. För den äldre anläggningen i upptar bilagan 14 mottagningskriterier för avfallets egenskaper. Bland kriterierna återfinns att avfallet inte får vara flytande och att det ska vara läckagetätt förpackat. För den nyare anläggningen i liksom för anläggningen i inne- håller certifikatsbilagan ett omfattande utsnitt av den s.k. euro- peiska avfallskatalogen. 4TP PT TüV Technische Überwachungsverein. 2.2.2Tyskt regelverk för underjordsdeponier Deponering av avfall i regleras av Deponeringsförord- ningen (DepV,2002) och en teknisk vägledning (TA Abfall, 1991). Båda dessa regleringar är yngre än anläggningen i Herfa-Neurode som har fått sitt tillstånd enligt den första avfallslagen i som då antagits (1972). Däremot har tillstånden för de båda nyare anläggningarna i Zielitz (1995) och Heilbronn (bolaget bildat ) getts i enlighet med TA Abfall. Undermarksdeponier kallas i med deponeringsförord- ningens nomenklatur vilken definieras som: En undermarksdeponi i vilken avfallen a)i en gruva med ett oberoende deponeringsområde som är anlagt avskiljt från områden där mineralutvinning pågår eller planeras, eller b)i ett hålrum lagras fullständigt inneslutet i berg. Det finns således i teorin två typer av undermarksdeponier vilket illustreras i figur 2. Samtliga befintliga och tillståndsgivna deponier är nedlagda saltgruvor, dvs. typ a). Undermarksdeponier kan också teoretiskt anläggas i andra bergarter än salt. För sådana deponier ställs dock hårdare krav på avfallets egenskaper. Figur 2 Två typer av undermarksdeponier som definieras i den tyska depo- neringsförordningen – vänster nedlagd gruva, typ a) – höger hålrum, typ b) I avsnitt 10 av TA Abfall definieras speciella krav som ställs på undermarksdeponier i salt. Inledningsvis anges syftet med depo- nering i bergsalt vara att varaktigt avskilja avfallet från biosfären och att deponin inte ska behöva övervakas efter avslutad depo- nering och förslutning. Detta ligger till grund för de krav som ställs på förläggningsplatsen där det anges att bergsaltet på förläggnings- platsen måste: a)vara tätt mot vätskor och gaser, b)ha tillräcklig utsträckning i rummet och c)ha tillräcklig mäktighet i deponeringsområdet. d)måste bergets geomekaniska egenskaper möjliggöra säkra öppna volymer, e)får inte hålrumsväggarna ligga nära berglager som kan utgöra potentiella vattenledare och f)ska förläggningsplatser undvikas i regioner där sannolikheten överstiger för jordbävningar med en intensitet som överstiger 8 på MSK-skalan (Medvedjev-Sponheuer-Karnik)TPF5FPT. Förläggningsplatsens lämplighet för ett undermarksförvar skall redovisas i en platsspecifik säkerhetsredovisning. Kraven på denna redovisas i avsnitt 2.2.5 nedan. Det tyska systemet, liksom det svenska, bygger på att avfall till- delas anläggningar efter skyddsbehov. I första hand ska generering av avfall undvikas och i andra hand ska avfallet nyttiggöras genom återvinning. Avfall som inte kan nyttiggöras skall lämnas till en anläggning för behandling och/eller deponering efter kriterier som härletts från de mottagningskriterier som finns inom EU (EU, 2002). Tilldelningen av deponiklass utgår från avfallets farlighet. I en bilaga till TA Abfall specificeras ett antal kvantitativa kriterier för när avfall kan accepteras för deponering i en ovanjordsanlägg- ning. Specifikt när det gäller kvicksilver skall avfall som vid lak- 5TP PT Intensitet 8 på MSK-skalan innebär att sprickor bildas i murar samt att valv och tak kan rasa. försök med en vätske-fastfaskvot på 10 l/kg ger en kvicksilverhalt i lakvattnet som överstiger /l förvaras i en undermarksdeponi. Sådant avfall måste emellertid även uppfylla de allmänna acceptans- kraven för avfall i undermarksdeponier, dvs. Avfallet får inte: vara explosivt under förvarsförhållanden vara självantändbart under förvarsförhållanden vara brandfarligt under förvarsförhållanden vara reaktivt med gasbildning som följd ha en påträngande lukt vara i flytande form och måste åtminstone ha kompakt kon- reagera med bergsalt på ett negativt sätt innehålla eller bilda smittoämnen Avfallets förpackning måste uppfylla att: avfallet måste vara förpackat i slutna behållare (fat, containrar eller storsäckar som inte förorenar gruvan och som är damm- säkra och flamskyddade). PCB-innehållande transformatorer får deponeras utan ytterligare förpackning förutsatt att reglerna för transport av farligt gods följs. Korrosion på behållarnas insida måste förhindras Behållare måste uppfylla vad som föreskrivs för ett under- marksförvar liksom bestämmelserna i (GGVSE, 2001). Avfall som inte uppfyller dessa kriterier får inte deponeras. I TA Abfall specificeras att en redovisning av bergets lämplighet för att anlägga en undermarksdeponi ska redovisas i en platsspecifik säkerhetsredovisning som ska omfatta hela systemet avfall-under- marksbyggnader-bergmassa. Säkerhetsredovisningen skall vidare omfatta risker som möjligen kan uppkomma under anläggande och drift av anläggningen samt den långsiktiga risken efter förslutning. I säkerhetsredovisningen skall följande delar ingå, se figur 3: a)Geoteknisk säkerhetsredovisning b)Säkerhetsredovisning för driftsfasen c)Redovisning av långsiktig säkerhet Den geotekniska säkerhetsredovisningen syftar till att visa att anläggningens hålrum är stabila. Säkerhetsredovisningen för drifts- fasen skall utöver den geotekniska redovisningens slutsatser även redovisa en vanlig riskbedömning med identifiering av incidenter, belastning på personal, etc. Långtidssäkerhetsanalysen ska syfta till att redovisa påverkan från det förslutna förvaret på biosfären. Figur 3 Procedur för säkerhetsredovisning för tyska undermarksdeponier I analysen av den långsiktiga säkerheten ska man belägga att varken uppförande och drift av anläggningen eller förhållandena efter förslutning leder till någon skada på biosfären. Därvidlag ska man utvärdera förhållandena i deponins barriärer (avfallets beskaffenhet, återfyllnads- och förslutningsåtgärder i schakt och borrhål), för- hållandena i bergsaltet, förhållandena i omgivande och överlagrade geologiska formationer samt händelseförlopp i hela systemet. Ut- värderingen skall göras med lämpliga modeller baserat på plats- specifika data alternativt tillräckligt konservativa ansatser. Såväl hydrogeologiska som geokemiska förhållanden och lösligheter ska beaktas. Däremot ska ingen kredit tas för avfallsbehållare och eventuella inklädnader i bergrummen då dessas livslängd kan för- utsättas vara begränsad. 2.2.6Opinionsläge och vetenskapligt anseende Den allmänna opinionen är relativt positiv till slutförvaring av farligt avfall i f.d. saltgruvor. Vid nyare anläggningar känner man dock av ett visst motstånd som dock inte är tillnärmelsevis lika starkt som motståndet mot kärnavfallshanteringen. Som en konse- kvens av det motstånd som man känner av har man, för att undvika opinionsproblem, inte sökt tillstånd för utökad drift vid Herfa- Neurode trots att det finns ett behov av större kapacitet. Man kan vidare notera att, som ovan nämnts, tillståndet för en anläggning i överklagades. På frågan om det finns några vetenskapligt underbyggda argu- ment mot slutförvaring i bergsalt på det sätt som det praktiseras i har följande anförts från forskarhåll: Eftersom slutförvaringen uteslutande sker i nedlagda saltgruvor är anläggningsutformningen inte anpassad till avfallsdeponering. Slutförvaringen har påbörjats när avfallets sammansättning och kemiska beteende var dåligt kända. Sedan tillståndet gavs för de driftsatta anläggningarna har dock forskningsprogram dragits igång både vad gäller avfallets sammansättning och egenskaper samt utveckling av verktyg och filosofier avseende säkerhets- analyser. Den säkerhetsfilosofi som ligger till grund för konceptet är att saltet antas vara helt tätt mot läckage av toxiska ämnen från avfallet. Detta sägs ha styrt utformningen på analyserna av den långsiktiga säkerheten så att dessa inriktats på att visa att formationen förblir tät. De problem som uppkommit vid förvaring av radioaktivt avfall i liksom i Morsleben har anförts för att understryka syn- punkten. I dessa anläggningar har problem med vatteninläckage uppstått på grund av förekomst av vattenförande lager och kontakt med omgivande berg. 2.3Aspekter på förvaring av flytande kvicksilver i underjordsförvar 2.3.1Driftskedet Arbetsmiljö/inre miljö Hantering av kvicksilver i flytande form kräver speciella kunskaper och försiktighetsåtgärder. Inom den kvicksilverhanterande indust- rin liksom inom de företag som hanterar kvicksilverhaltigt avfall har man dock lång erfarenhet av detta liksom erforderlig utrust- ning. Kvicksilvers höga ångtryck och risken för omvandling till metyle- rade former kan leda till arbetsmiljöproblem i ett dåligt ventilerat undermarksutrymme. Ångan inklusive metylerade former kan spri- das med ventilationsluften och är toxiska för människan. Öppen hantering av flytande kvicksilver i en slutförvarsanläggning skulle kunna leda till adsorption av kvicksilverånga på fasta ytor i anlägg- ningen, varvid anläggningen blir kontaminerad. 2.3.2Slutförvarsskedet – Grundläggande säkerhetsfunktioner Slutförvaring i underjordsförvar är ett bra sätt att inte belasta framtida generationer med ett ansvar för avfallet eftersom tanken med ett underjordsförvar är att detta skall konstrueras för att upprätthålla säkerheten med passiva barriärer som inte behöver underhållas. Syftet med att slutförvara avfall i ett underjordsförvar är att isolera det från biosfären. En total inneslutning är normalt inte möjlig vid deponering i berggrunden. Saltberg anses i många fall vara ett undantag eftersom det genom deformationer av saltet gör att hålrum konvergerar så att avfallet helt kan inneslutas. För att detta skall uppnås är det dock viktigt att deformationen sker utan sprickbildning och att schakt, undersökningsborrhål o.dyl. som förbinder slutförvaret med rörligt grundvatten försluts noga. Om föroreningar från avfallet skulle läcka ut från saltformationen är det viktigt att omgivande berg har en naturlig fastläggande förmåga så att effekterna av ett läckage lindras. I bilaga A till Rådets beslut /33EG av om kriterier och förfaranden för mottagning av avfall vid avfallsdeponier redovisas säkerhetsprinciper för mottagning av avfall för underjordsförvar liksom en procedur för en platsspecifik säkerhetsbedömning av ett sådant slutförvar. Där anges bl.a. att för att villkoren i ramdirektivet för vatten (2000/60/EG) skall vara uppfyllda måste man visa att ett underjordsförvar är säkert på lång sikt. En vanligt förekommande grundprincip för slutförvar är att basera konstruktionen på flera oberoende barriärer som samverkar till en hög säkerhet. Grundtanken är att om en del av barriärsyste- met skulle fallera så träder en annan del av barriärsystemet in och förhindrar eller mildrar konsekvenserna av den fallerande barriären. Exempel på ett flerbarriärsystem kan vara ett slutförvar bestående av: Konstruerade barriärer såsom inneslutning av avfallet i behållare, betongbarriärer, bentonitlera m.m. Geologiska barriärer, berggrunden, saltformationen etc. Geokemiska barriärer, exempelvis låg löslighet hos avfallsmate- rialet i den aktuella miljön, berggrundens buffrande egenskaper mot förändringar i pH och redoxförhållanden. Hydrogeologiska barriärer, låg genomsläpplighet i berggrund, vattentäta saltformationer, densitetsvariationer till följd av salthaltsskillnader som förhindrar/minskar vattentransport i djupare delar av berggrunden. Pluggkoncept, avser tillfartstunnlar, borrhål för att förhindra uttransport av föroreningar från slutförvaret, inläckage av grundvatten i saltformationer m.m. Återfyllnad av håligheter för att förhindra konvergens och berg- rörelser till följd av konvergens i saltformationer. För att bygga upp trovärdigheten hos ett slutförvarssystem, något som är väsentligt för att få acceptans för en slutförvarsanläggning, är det viktigt att kunna påvisa att säkerheten är tillräckligt hög och att inga utsläpp sker. Det är därför önskvärt att på olika sätt kunna redogöra för hur ett slutförvar och dess olika barriärer fungerar. Man kan i detta syfte definiera olika säkerhetsfunktionsindikatorer som kan utnyttjas för att påvisa att slutförvarsfunktionen är upp- fylld. En viktig del i en slutförvarslösning är att avfallet ska ha en kemiskt stabil form. Detta innebär bland annat att avfallet inte ska vara flytande eller gasformigt, vidare att det inte ska vara kemiskt reaktivt i den tänkta slutförvarsmiljön. Stabilisering av avfallet kan tillgripas för att överföra kvicksilver från flytande (svårhanterlig form) till fast material (enklare han- tering, lägre risker för spridning). Stabiliseringsförfarandet innebär att kostnaderna ökar men bedöms vara förhållandevis små jämfört med de totala kostnaderna för ett slutförvar. Stabilisering innebär även att volymen hos avfallet ökar något, men medger att enklare transport och mindre kvalificerade förvaringsbehållare kan användas för stabiliserat kvicksilver jämfört med flytande kvick- silver. Stabilisering innebär även väsentligt lägre ångtryck (mindre exponering för personal under drift, enklare driftsbetingelser, väsentligt minskad risk för spridning av ångor till omgivningen, väsentligt minskad risk för intern kontaminering inom anlägg- ningen (adsorptionen av Hg-ånga på fast ytor minskar)). Ytter- ligare fördelar är att riskerna för metylering minskar. En kemiskt och fysikaliskt stabil form på kvicksilvret innebär att riskerna för spridning vid kontakt med vatten reduceras väsentligt som riskerna för okontrollerad spridning från slutförvaret väsent- ligen undanröjs. 2.3.3Samdeponering med annat avfall Vid slutförvaring av kemiskt toxiskt avfall i underjordsförvar finns vanligen en vilja att kunna omhänderta olika typer av avfalls- material. Detta medför i vissa avseenden ökade risker för oönskad växelverkan mellan avfallsslag med olika kemiska och/eller fysika- liska egenskaper. Det är därför viktigt att korrekt karakterisera och i förväg förutse eventuella oönskade effekter så att dessa kan förhindras ske i slutförvaret. I detta avseende måste såväl kortsik- tiga som långsiktiga effekter och processer beaktas. Exempel på detta med potentiell betydelse för slutförvaring av kvicksilver är: Sulfidöverskott i kombination med alkalisk miljö Kvicksilver övergår från svårlösliga till lättlösliga former i vatten vid stökiometriskt överskott av fria sulfidjoner. Effekten är särskilt påtaglig vid högt pH. Organiska ämnen kan leda till metylering Olika organiska ämnen bryts ner genom olika mikrobiella pro- cesser. Av särskilt intresse är att sulfatreducerande bakterier även spelar en nyckelroll vid metylering av kvicksilver. gången på sulfatjoner i grundvatten är vanligen god. Bakterier kan alltid förväntas finnas närvarande i tillräckligt antal. Närvaro av organiskt material tillsammans med kvicksilver medför därför att förutsättningar finns för att metylering ska kunna ske. Starka oxidationsmedel och starka reduktionsmedel skall und- vikas i ett slutförvar. Det ska dock understrykas att även ämnen som normalt inte betraktas som särskilt reaktiva likväl kan ge oönskade långsiktiga effekter i ett slutförvar. Ett exempel kan vara metalliskt järn som kan fungera som ett reduktionsmedel för vatten varvid bildas betydande mängder vätgas under syrefria förhållanden. Vätgas är i sin tur ett reduktionsmedel för en mängd andra kemiska ämnen. Vätgasen kan även i sig utgöra ett problem genom att bidra till trycksättning av ett slutförvar, explosionsrisker vid utströmningspunkter etc. Avfall som innehåller starka komplexbildare bör inte tillföras ett slutförvar. Risken för oönskade interaktioner med andra avfalls- komponenter med risk för ökad mobilisering av föroreningar är uppenbar. Mycket starka komplexbildare kan även bildas till följd av kemiska och/eller mikrobiella omvandlingsprocesser. De bildade komplexbildarna kan därefter växelverka med olika föroreningar i avfallsmaterialet och leda till ökad löslighet, minskad sorption och ökad frigörelse av föroreningar. Närvaro av värmealstrande ämnen bör undvikas i ett slutförvar. Eftersom värmeavledningen från ett tillslutet förvar i berg- grunden är begränsad till bergmaterialets termiska lednings- förmåga kan temperaturökningen i slutförvaret stiga kraftigt om betydande värmeutveckling sker i avfallsmaterialet. Kraftigt ökad temperatur kan medföra exempelvis ökat ångtryck av kvicksilver och risk för nedsatt funktion hos barriärmaterial som hettas upp. Betydelsen kan uppskattas utgående från plats- specifika betingelser. Kvantitativa uppskattningar bör alltid göras om värmealstring i avfallsmaterialet misstänks före- komma. Vissa kemiska reaktioner sker vanligen endast mycket långsamt. I vissa fall kan dock reaktionerna påskyndas av något annat ämne som deltar i vissa delsteg av reaktionerna utan att för- brukas, sådana ämnen benämns katalysatorer. Effekterna av närvaro av ett katalyserande ämne kan ibland vara dramatiska, med ibland okontrollerbara kemiska reaktionsförlopp när de väl initierats. Det är viktigt att utvärdera och undvika risker för katalytiska effekter då beslut fattas om samdeponering av olika kemiska ämnen i ett slutförvar. Galvaniska effekter kan uppkomma då metalliska avfallsmaterial av olika typer kommer i kontakt med varandra. Galvaniska effekter leder till olika korrosionsfenomen och kan resultera i oönskade kemiska ombildningar av materialen. Flytande kvick- silver kan bedömas utgöra en riskfaktor för galvaniska effekter i kontakt med andra metaller i ett slutförvar. Risken bör därför uppmärksammas och kvantifieras. För att undvika att de potentiellt komplexa och oönskade effekterna som riskerar följa av samdeponering av olika typer av kemiskt toxiskt avfall krävs åtskillnad mellan de olika avfallstyperna. Detta kan ske genom separat lagring i olika slutförvar, men bedöms med rimligt hög säkerhetsnivå även kunna åstadkommas genom åtskild deponering i olika delar av ett gemensamt slutförvar. Det är i det senare fallet väsent- ligt att åtskillnaden görs permanent genom rigorös försegling av slutförvarets olika delar så att transport av olika kemiska komponenter mellan förvarsdelarna förhindras. Kräver säkerhetsanalys där bevisbördan ligger på den som vill samdeponera Det är väsentligt att fastställa att den som önskar genomföra samdeponering av olika avfallstyper i ett gemensamt slut- förvar måste ta ansvar för en rigorös belysning av riskerna i en säkerhetsredovisning. Det bedöms vara en kostsam och omfattande process att ta fram en detaljerad säkerhetsredo- visning som täcker de säkerhetspåverkande aspekter som tillkommer vid samdeponering av komplexa kemiskt toxiska avfallsmaterial. Bevisbördan ligger på den som önskar åstad- komma en sådan slutförvarslösning. Radioaktivt avfall måste undvikas. Samdeponering av kemiskt toxiskt avfall och radioaktivt avfall kan leda till en mycket komplex matris av olika kemiska och fysikaliska egenskaper. Interaktioner mellan de olika kom- ponenterna i en sådan matris blir därför mycket komplex och svårbedömd, varför samdeponering inte bör rekommenderas. Det kan även vara så att kemiskt toxiskt avfall och radio- aktivt avfall omfattas av olika lagstiftning, vilket kan medföra att legala tveksamheter riskerar uppkomma vid tillämpningen på ett gemensamt slutförvar. Vid lagring av kvicksilveravfall i bergsalt kan ett antal scenarier för slutförvarets långsiktiga utveckling efter förslutning vara aktuella. Utgångspunkten har i denna del av studien varit att kvicksilver skulle lagras i elementär, flytande form med eller utan stabilisering och förvarsbehållare. Behållare skall inte beaktas vid bedömningen av de långsiktiga riskerna, eftersom deras livslängd är begränsad (Rådets beslut av den . 2002, 2003/33/EG). Flytande kvicksilver ger upphov till ett antal frågor som behöver besvaras i säkerhetsanalysen. I denna behöver även mindre sanno- lika händelser belysas. I det följande ges sex exempel på frågeställ- ningar och händelseförlopp (scenarier) som kan ha relevans för slutförvaring av flytande kvicksilver i en saltdom. Scenarierna har en allmän relevans även vid förvaring i skiktsalt där dock en del av de illustrerade processerna har lägre relevans. Detta gäller främst buoyancy-effekt och kraftigt ökat tryck i överlagrade berglager. Fyra av scenarierna illustreras i figur 4. Det bör noteras att denna lista av scenarier inte ger sig ut för att vara fullständig. Nedan ges beskrivningar av de olika scenarierna. Scenario 1 – Sjunkning