sou · GWB319 · 2008-03-04 00:00:00 — Däremot bedöms en sådan kostsam behandling av metalliskt kvicksilver i avfall uppfylla höga krav vid deponering. 3.3Befintlig och ny teknik för stabilisering av kvicksilver För att fullt ut kunna slutförvara kvicksilver i undermarksförvar är det nödvändigt att behandla kvicksilver i flytande form så att det blir svårlösligt och stabilt. Grundläggande kunskaper och erfarenhet av teknik i utveck- lingsskala finns men utveckling av tekniken för att kunna hantera större volymer har varit begränsad. Sådan teknik har ej varit efterfrågad, möjligen med undantag för delprocessen för upparbetning av kvicksilver i batterier. sker dock forskning och andra satsningar för att i indust- riell skala utveckla kemiska behandlingsprocesser för att tillföra svavel till kvicksilvret och därigenom successivt bilda fasta och alltmer svårlösliga produkter. Den önskvärda slutprodukten är att helt återföra kvicksilvret till den sulfidform kvicksilvret före- kommer i jordskorpan, nämligen som, cinnober /30, 32/. Behandling av avfall före deponering Erfarenheterna från småskaliga verksamheter och översiktlig analys av nödvändiga processer tyder på att det bör vara möjligt att ta fram anläggningar med god arbetsmiljö, praktiskt taget inga utsläpp och som ger önskade slutprodukter. Detta bekräftas av bl.a. som till utredningen uttalat /31/: att det kommer finnas en teknik tillgänglig inom en inte alltför avlägsen framtid. Kunskap om storskalig hantering av kvicksilver finns fortfarande kvar inom den svenska kloralkaliindustrin och har lång erfarenhet av hantering, upparbetning, stabilisering/solidifiering av kvicksilveravfall och bedriver utveckling kring kemisk stabilisering av flytande kvicksilver med svavel. Ovanstående demonstrerar tydligt att den springande punkten för önskvärd utveckling mot permanent förvaring är därför inte om det kommer att finnas en fungerande teknik utan, vilka krav lagstiftaren kommer att ställa. Anledningen till att utvecklingen ännu inte drivits med emfas är att efterfrågan på teknikutveckling är osäker. Många politiska beslut och förslag har pekat i riktningen att stabi- lisering av flytande kvicksilver inte kommer att bli nödvändig. Vid utveckling av en stabiliseringsteknik är det viktigt att veta vilken typ av djupförvar som produkten är avsedd för. För det svenska kvicksilverhaltiga avfallet ser tre alter- nativ; saltgruva, kristallin berggrund eller kalkstensbrott – som ställer olika krav på kemiska och fysikaliska egenskaper hos den stabiliserade slutprodukten och påverkar därmed processen för stabilisering. Deponering i saltformationer har lägst krav på låg löslighet eftersom det praktiskt taget inte föreligger någon risk för lakning. Deponering i svenskt urberg innebär att grundvattnet kommer i kontakt med den stabiliserade kvicksilverprodukten med krav på att avfallet har en näst intill olöslig form som står emot lakning. Kravet för slutförvaring i kalkbrott bedöms ligga någonstans där- emellan. 3.4Direkt deponering av metalliskt kvicksilver En alternativ möjlighet att ta hand om flytande kvicksilveravfall som föreslagits i förslag till ny förordning /11/ är att tillåta deponering under mark av stålbehållare fyllda med kvicksilver i dess flytande form. Behandling av avfall före deponering säkerheten efter omsorgsfull deponering kommer att vara till- räcklig. Detta alternativ ger uppenbart inga säkerhetsmässiga fördelar eftersom förfarandet begränsar möjligheterna som finns hos stabi- liserat avfall att på ett robust sätt ta hand om kvicksilvrets stora förmåga att avdunsta eller att sprida sig i omgivningen. Jag har inte kunnat finna välgjorda säkerhetsanalyser som styrker att säkerhets- marginalerna motsvarar vad som kan uppnås med stabiliserat kvick- silver. Vid sidan av att det krävs en lagändring för att tillåta deponering av visst flytande avfall bedöms en sådan teknik med dagens kun- skapsläge innebära en rad nackdelar när det gäller att hantera, transportera och redovisa säkerhet. Jag anser också att förfarandet kan ge problem bland en skeptisk allmänhet, inom vetenskapliga kretsar och för beslutsfattare när det gäller att förtroendefullt informera om och besluta om förvaringen. Vidare kan jag konstatera, att en utebliven stabiliserande be- handling innebär i strid med ambitionerna bakom ett export- förbud för kvicksilver ut ur EU att man underlättar för ett åter- förande av kvicksilvret till marknaden. Ovanstående utesluter inte att framtida forskning och kun- skapsutveckling kan visa att direkt deponering av kvicksilver kan kombineras med höga krav på säkerhet. Deponering i mäktiga och djupt belägna formationer av bergsalt omgivna av lersediment möjliggör en praktiskt taget torr deponering som garanteras av en massiv geologisk barriär. Denna extra säkerhet kan kompensera för de risker utebliven stabilisering innebär när avfallet är väl deponerat och anläggningen förseglats. I bilaga 3 analyseras vissa risker för deponerat flytande kvicksilver kopplat till olika scenarier för för- ändringar i saltformationer. Även om sannolikheten för att sce- narierna realiseras är ytterst liten, måste de noggrant studeras i en gedigen säkerhetsredovisning. Med hänsyn till de allvarliga konse- kvenserna av ett läckage måste säkerheten demonstreras för varje plats där lagring av kvicksilver i sin flytande form övervägs. Även deponering av stabiliserat avfall ställer krav, halten kvick- silver i den stabiliserade produkten är långt högre – över 50 procentän halterna i det avfall som normalt deponerats under mark. De större riskerna i driftsskedet finns dock kvar. Konse- kvenserna av olyckor vid hantering och deponering är betydligt allvarligare för flytande kvicksilveravfall än stabiliserat material. Behandling av avfall före deponering För att överväga en praktisk tillämpning anser jag samman- fattningsvis att det är det nödvändigt att det i underlaget för till- stånd att deponera ingår välgjorda säkerhetsanalyser som visar att säkerhetsmarginalerna motsvarar vad som kan uppnås med stabi- liserat kvicksilver deponerat i stabila geologiska och djupa forma- tioner. Baserat på resultaten av forskningen vid och egen forskning håller på att vidareutveckla teknik och process för kemisk stabilisering av flytande kvicksilver med svavel /29, 30/. Arbetet är inriktat på att kemiskt optimera processen att blanda kvicksilver och svavel i en för mineraliseringsprocessen gynnsam miljö till kristallint pulver med en sammansättning och egenskaper som överensstämmer med stabilt cinnober och som kan passa alla typer av djupförvar. Arbetet omfattar även tekniken och process- utrustning för blandning och utformning av slutförvaringskärl. Ett liknande utvecklingsarbete bedrivs av företaget som arbetar med metoder och utrustning för att effektivt och miljömässigt stabilisera flytande kvicksilveravfall på lämpligt sätt för deponering. 4Metoder för en säker slutförvaring över mycket långa tider Vid deponering av farligt och långlivat avfall i ett undermarksförvar skapas säkerheten genom en kombination av tekniska och naturliga barriärer. De tekniska barriärerna kan vara stabilisering av avfallet i svårlöslig form och buffertar i deponeringsutrymmet genom in- gjutning i t.ex. aska eller att avfallet packats in mellan tätskikt (lining) med hjälp av en lämplig lera. De naturliga geologiska barriären ger en stabil och skyddande miljö. Den begränsar det grundvatten som kan nå deponin och fördröjer möjligheter för eventuellt farliga ämnen att nå omgivningen. Den geologiska barriärens funktion beror av bergets egenskaper, hydrologi (vatten- föring) och rådande grundvattenkemi. Att deponeringsmetod och anläggningens lokalisering och utformning ska vara sådan att ett eventuellt litet läckage endast kan orsaka små tillägg till de naturligen förekommande halterna i mark, vatten och luft. Att säkerheten skall kunna upprätthållas under mycket långa tider, i princip skall deponeringen kunna betraktas som alltid säker. Att säkerheten för hälsa och miljö skall visas genom plats- specifika säkerhetsanalyser. Metoder för en säker slutförvaring över mycket långa tider Utöver ovanstående geologiskt relaterade krav bör följande tek- niska och allmänna krav uppfyllas: Bördor ska ej läggas på kommande generationer för att upp- rätthålla skyddsnivån. Detta förutsätter att säkerheten bygger på passiva system. Efter försegling ska det vara möjligt att fritt använda marken ovanför. Dokumentation om anläggningens lokalisering, tekniska utformning och innehåll bör dock bevaras på säkert sätt. Anläggningen skall lokaliseras och utformas så att oavsiktliga intrång i deponin så långt som möjligt förhindras. I linje med detta skall den del av bergrunden som omger förvaret bedömas vara ointressant att exploateras för andra ändamål t.ex. metall- utvinning. Konsekvenser av drastiska händelser som t.ex. jordbävning skall bedömas vara acceptabla för metod och anläggning. Säkerhetsanalyser kräver att berggrunden är geologiskt väl- dokumenterad. Det är därför önskvärt för att erhålla relevanta data att välja en plats där det är möjligt att på ett bra sätt undersöka bergområdet kring förvaret. Det är önskvärt att djupförvaret lokaliseras på ett rationellt sätt med hänsyn till transporter av avfall och industriers etableringar och utveckling på lokaliseringsorten. För att skapa önskade bestående förhållanden som ej behöver åtgärdas kan man principiellt tänka sig att dagens ytdeponier flyttas ner i stabil berggrund. I en gynnsam geologi kan en anlägg- ning placerad på några få tiotals meters djup ge möjlighet att dra nytta av en geologisk barriär som är väl skyddad från drastiska förändringar såsom landhöjningar, klimatförändringar och istider. En placering på mer än innebär dock att man kan undvika ytlig uppsprickning i de flesta topografier och dra nytta av att grundvattnet har lågt innehåll av fritt syre. Det krävs inga stora anläggningar med hög kapacitet. Ur bergbyggnadssynpunkt handlar det om en ganska enkel och okomplicerad anläggning. Särskilt som den – vilket förutsättes skall byggas i ett tätt och bra berg. Metoder för en säker slutförvaring över mycket långa tider För att möjliggöra deponering i ett geologiskt djupförvar krävs att man har tillgång till ovanjordsanläggningar med mottagnings- station och erforderlig infrastruktur samt berganläggningar med schakt eller ramp ner till vald deponeringsnivå och till rum eller tunnlar för deponering. Anläggningarna måste dock medge kontrollerad mottagning samt därefter nedtransport av förpackat avfall till deponerings- tunnlar . En sådan anläggning kräver kvalifi- cerade system för ventilation, länshållning samt säkerhetssystem inklusive kommunikation. Utöver nämnda anläggningar behövs anläggningar för att tillverka barriärmaterial eller material för dränering och återfyllning av deponeringsutrymmen exempelvis med lera (bentonit), aska m.fl. Behoven av berg och mark är måttliga. Ett djupförvar för övrigt svenskt kvicksilverhaltigt avfall i kräver uppskatt- ningsvis en lämplig bergkropp för själva förvaret på 200 300 m längd och bredd samt markutrymmen för industrianläggningar på cirka 50 000 100 000 m2P .P Beroende på behandling före deponering krävs rum eller tunnlar med en volym på mellan 25 000 till 100 000 m3P ,P se bilaga 4. Detta kräver för deponeringen från två till tre upp till tio tunnlar om 200 m med 50 m2P P area. I tunnlarna placerar man avfallet förpackat i fat, betongkokiller eller containrar som inför förslutning omges med tätande barriärmaterial t.ex. lera eller viss aska. För allt avfall vid smältverk med relativt stor volym beräknar i sina planer för en djupdepå i berg att bygga för- varingsrum på cirka 300 000 m3P P för bolagets totala farliga avfall, se bilaga 2. Djupförvaring av kvicksilver och liknande avfall kräver ingen stor industrianläggning. Man har därför diskuterat möjligheterna att samlokalisera djupförvaret med annan underjordsverksamhet såsom gruvor och berganläggningar. Befintliga anläggningar utgörs främst av gruvor medan de flesta berg- anläggningarna i är ytligare belägna, vanligen . Metoder för en säker slutförvaring över mycket långa tider Det kan vara fördelaktigt att utnyttja en nedlagd gruva eller möjligen ännu bättre kombinera pågående gruvbrytning och deponering så att man kan ömsesidigt dra nytta av nödvändig infrastruktur i form av arbetskraft, transporter samt ventilation och länshållning. Nackdelen med många gruvor är att malmen har bildats på grund av förhållanden som även resulterat i sprickzoner och kom- plicerad geologi, viket är geologiskt och tekniskt olämpligt för ett djupförvar. Tunnlar och rum i gruvor kan också vara olämpliga eftersom de ofta finns i närheten av brytvärda formationer. Geologiska undersöknings genomgång, bilaga 6 av svenska gruvor visar dock att det finns gruvor med homogena bergförhållanden eller där man förhållandevis lätt kan nå ofyndigt sidoberg helt skilt från gruvverksamheten. En förvaringsanläggning som byggs genom att från schaktet i en gruva driva tunnlar i sidoberget och där spränga ut rum för depo- nering på exempelvis kan ge en permanent förvaring av farligt avfall med stora säkerhetsmarginaler. Som redovisas i kapitel 10 och i bilaga 2 planerar för att bygga en djupdeponi i anslutning till en av företagets blivande gruvor, Åkulla Östra. Tanken att utnyttja en tidigare gruva har utretts av Naturvårds- verket i en konceptstudie . Möjligheterna att anordna en djupdeponi i berg i tidigare Stripa järnmalmsgruva analyserades. Konceptet prövades vidare av Stripa service AB. Avsikten var att utnyttja ett befintligt tunnelsystem som SKB sprängt i gruvans granitiska och homogena sidoberg för att belysa vissa forskningsfrågor frågor kring förvaring av radioaktivt avfall. Att samlokalisera ett undermarksförvar med en pågående gruv- verksamhet på det sätt som planerar bedömer jag vara ett tekniskt relativt enkelt sätt att genomföra en permanent deponering på djupet. Lösningen har förutsättningar att bli förhållandevis kostnadseffektiv. För att bygga ett undermarks- förvar i är det väl motiverat att undersöka förutsätt- ningarna vid befintliga gruvor i drift. Metoder för en säker slutförvaring över mycket långa tider Deponering av långlivat kemiskt avfall såsom kvicksilveravfall sker i i utbrutna rum i djupt belägna formationer av bergsalt i saltgruvor. Då saltet brutits genom rum- och pelarbrytning har gruvorna mycket stora och lämpliga utrymmen för deponering. Behandlat avfall av alla kategorier deponeras i utbrutna rum sam- tidigt som brytning av bergsalt sker i andra delar av gruvan. är tre sådana anläggningar i drift . Den sammanlagda årliga kapaciteten för deponering är drygt ; den totala tillgängliga volymen är över 4 miljoner m3P .P Verksamheten i innebär att de tyska företagen har den mest omfattande erfarenheten av att deponera farligt avfall i under- marksförvar inom EU. har ett mycket stort antal nedlagda bergrum, som tidigare använts för lagring av olja och för försvarsändamål. Dessa anlägg- ningar är ofta belägna i berg av god kvalitet Rummen för dessa anläggningar ligger normalt förhållandevis ytligt med nedre tunnel- system cirka 100 m under markytan. Att okritiskt och direkt utnyttja utsprängda utrymmen i en sådan anläggning är mindre lämpligt av flera skäl. Tekniskt sett kan en sådan förvaring komma att hamna i ett mellanläge mellan yt- och djupförvar när det gäller högre frekvens av ytsprickor , närvaro av fritt syre etc. Nackdelen med att placera en deponi i berg på relativt ringa djup100 150 m är att transportvägarna genom berget för ström- mande vatten genom berggrunden från deponin till omgivningen blir kortare och att grundvattnet kan innehålla högre halt av fritt syre. Dessa problem kan undvikas om man väljer att fördjupa den befintliga anläggningen genom att från befintliga nedre tunnel- system driva ramp och tunnlar ner till större djup och under markytan under det tidigare oljelagret spränga ut undermarksförvaret. En sådan placering innebär också att avfallet omges av en massiv geologisk barriär fri från ytliga bergets spricksystem samt att förvaringen kan ske under förhållanden där avfallet endast expo- Metoder för en säker slutförvaring över mycket långa tider neras för grundvatten utan fritt syre, vilket i sin tur kraftigt begränsar möjlig upplösning av farliga substanser ur avfallet. Som redovisas i kapitel 10 och bilaga 4 kan man vinna stora bergtekniska och kostnadsmässiga fördelar när det gäller att bygga anläggningen och erforderliga hjälpsystem genom att utgå från och ta tillvara en befintlig berganläggning. Av sammanställningen i bilaga 6 av Geologiska under- sökning (SGU) framgår att det torde finnas ett relativt stort antal platser vid befintliga och ej utnyttjade berganläggningar med förhållanden som är gynnsamma för ett undermarksförvar för långlivat farligt avfall. Vid flera av dessa kan utmärkt fysiskt och mekaniskt skydd kombineras med bra recipient förhållanden och tillgång till lämplig industriell infrastruktur. Att etablera och nyanlägga ett djupförvar med erforderliga anord- ningar är ett alternativ som kan ge tekniskt optimala förutsätt- ningar för ett djupförvar. Det svenska urbergets goda egenskaper ger stor frihet att lokalisera en anläggning. Kostnaderna blir dock mycket högre än om lokaliseringen sker till en befintlig eller tidigare nyttjad berganläggning. Kostnader kan i någon mån komma att kompenseras av ändamålsenlig utformning av djupförvaret och att förvaret kan placeras på bästa sätt med hänsyn till transporter och övrig infrastruktur. I bilaga 2 illustreras detta av för skisserad anläggning vid som andraalternativ till företagets huvudförslag vid gruvan . En annan fördel med en ny verksamhet är att man på ett bättre sätt kan dokumentera utgångsläget och på ett tydligare sätt hantera frågorna som rör miljöansvaret. innebär de små avfalls- volymerna att ett helt separat och nyetablerat djupförvar blir rela- tivt dyrt eftersom det helt ut måste bära alla kostnader för tekniska infrastrukturen såsom schakt till förvarsdjup, hissar, pumpar, venti- lation m.m. Metoder för en säker slutförvaring över mycket långa tider Genom att utnyttja dagbrott och andra djupa schakter nära mark- ytan kan avfall deponeras på ett sätt som kan vara väl skyddat även över långa tider. En deponi för kvicksilverhaltigt och annat lång- livat farligt avfall finns i drift i Som framgår av kapi- tel 10 och bilaga 3 deponeras behandlat och stabiliserat avfall i ett djupt och utbrutet dagbrott för kalksten beläget på en ö i Oslo- fjorden. En deponi i ytliga berget ger ej samma skydd som en djupt belägen berganläggning. Å andra sidan är säkerhet och isolering betydligt större än i markförlagda deponier. Analysen i bilaga 3 visar att man kan räkna med en hög lång- siktig säkerhet för anläggningen i det fall stabiliserat avfall placerats i dagbrottets djupa delar. Bidragande till säkerheten är kalkstens- geologin med små grundvattenflöden i berget och att utspädnings- potentialen i recipienten är mycket stor. 5 Buffert och tekniska barriärer Vid sidan av att behandla avfallet så att det får en stabil fysisk och kemisk form har olika tekniska barriärer kring avfallet stor betydelse för att öka undermarksdeponins säkerhetsmarginaler. För att minska möjligheterna att strömmande vatten i berg- grunden för ut farliga ämnen kan förvaringsrummen förses med tätande skikt med liten vattengenomsläpplighet som bäddar in och omger avfallet. Sådana skikt av t.ex. en lämplig lera kan även hindra att vatten utifrån kan strömma igenom avfallet och därigenom bidraga till att lösa ut farliga produkter ur avfallet. I bilaga 5 har de tekniska möjligheterna att – främst med olika lermaterial förse bergrum med tätande skikt, att bädda in avfallet i vattentät lera samt att plugga och försegla anläggningen analyserats. Slutsatsen är att det tekniskt sätt finns mycket goda möjligheter att åstadkomma en barriär som hindrar grundvatten att nå avfallet och som sam- tidigt förhindrar eller fördröjer farliga ämnen att nå omgivningen. En alternativ teknik som diskuteras av i bilaga 2 och förutsatts i analysen i bilaga 4 är att blanda avfallet med t.ex. en lämplig flygaska från förbränning. Blandat med avfallet och efter tillsats av vatten kan man räkna med att avfallet bildar en stabil och vattentät produkt. 6Deponering, försegling och övervakning Hantering och transport av väl förpackat och lämpligt behandlat avfall är inte särskilt komplicerat och kan ske på etablerade sätt. Ej heller krävs särskilda arrangemang för transport ned till ett djup- förvar eller deponering. Förpackningar och metodik kan anpassas till befintliga system tex. i en gruva. Då volymerna är relativt små kan man nöja sig med system med ringa måttlig transportkapacitet. I bilaga 2 och 4 illustreras det praktiska förfarandet vid deponering. Avslutning, efterbehandling och försegling Säkerhetsprinciperna för djupdeponi i berg bygger på att man skall kunna avsluta övervakning och mätningar och lämna anläggningen när väl deponeringen är slutförd och rummen förseglade. Förvaringsrummen och vissa delar av transporttunnlar fylls helt med lämpligt vattentätt material och i övrigt vattenfylls successivt tillfartstunnlar på sätt som tillämpas för gruvor och berganlägg- ningar. 7 Säkerhet och miljöpåverkan Vid deponering av farligt och långlivat avfall i ett undermarksförvar skapas säkerheten genom en kombination av tekniska och naturliga barriärer. De tekniska barriärerna kan vara stabilisering av avfallet i svårlöst form och buffertar i deponeringsutrymmet genom ingjut- ning eller inpackning och med hjälp s.k. lining. Materialen för detta som visat sig vara lämplig kan vara en lera eller aska. Det omgivan- de bergets naturliga geologiska barriärer ger en stabil miljö som skyddar mot externa krafter. En placering av förvaringen i ett massivt berg med få sprickor innebär lågt flöde av vatten genom berget och begränsar därigenom de mängder av farliga ämnen som via grundvattnet transporteras till en recipienterna i omgivningen. Den geologiska barriärens funktion och effektivitet beror av bergets egenskaper, hydrologi (vattenföring) och den rådande grundvattenkemin. Ytterligare riskreduktion erhålles om man kan säkerställa att ev. utflöde sker i en recipient med stor utspädnings- potential. Undermarksförvaring i djupa geologiska formationer ger möj- lighet till skydd mot mekanisk påverkan samt en deponering under förhållanden som inte kommer att förändras . Rådande stabila förhållanden djupt nere i berget innebär att resul- taten från observationer och mätningar som kan utföras kan extrapoleras och användas för att prediktera konsekvenser långt in . Forskning och undersökningar för radioaktivt avfall visar att en djupdeponi i berg kan om den placeras på lämpligt djup i stabila geologiska formationer förbli opåverkat av ändrat klimat, landhöjningar och istider /33/. Att undermarksförvaret för långlivat kemiskt farligt avfall upp- fyller kravet på långsiktig säkerhet prövas med hjälp av en säker- hetsanalys, som beskriver förvarets begynnelsetillstånd och kart- lägger tänkbara förändringar på lång sikt. Utifrån dessa förutsätt- ningar beskriver analysen sedan konsekvenserna för människa och miljö. För långlivat farligt avfall är det viktigt att beräkna frigörelse av kvicksilver efter mycket och för framtida scenarios med väsentligt ändrade förhållanden på markytan. Det finns vetenskapligt väl genomarbetade analysmodeller för att på ett systematiskt sätt genomföra utsläppsberäkningar. Generiska beräkningar baserade på aktuella avfallstyper och repre- sentativa data för svensk berggrund har genomförts i tidigare utredningar /23/. Resultaten bekräftar att djupförvaring av stabi- liserat kvicksilveravfall kan ske med mycket små utsläpp. De visar även att det går att säkerställa att högt ställda krav uppfylls på mycket små utsläpp till sjöar eller brunnar med dricksvatten.