sou · H8B371 · 2020-12-02 00:00:00 — Det pågår däremot försök i laboratoriemiljöer (se av- snitt 5.3.1) för att utveckla nya metoder för att skilja ut ämnen från alunskiffer. Brytning av alunskiffer för fullskalig utvinning av metal- ler har i endast skett i (1956–69), där brytningen avsåg uran, och endast vid ett fåtal platser internationellt. Övrig brytning har avsett framställning av alun (Andrarum 1637–1906, 1723–1890, Latorp 1765–1890, med flera, samt kolväten ( 16Det bör noteras att brytningen i pågick –1969 och att det är oklart med vilket tillstånd och vilka försiktighetsmått. 1909–15). Skiffergas har utvunnits i Fornåsa, dock utan brytning av skiffer. Sammanfattningsvis krävs en god karakterisering av alunskiffern för att kunna göra riskbedömningar. Det behövs inte enbart inför gruvdrift utan även inför anläggning av infrastruktur i områden med alunskiffer. Avfallet utgör den största miljörisken vid brytning i alun- skiffer, liksom vid annan gruvbrytning. Om problematiska och metaller avskiljs minskar mängden avfall som kräver särskild efterbehandling. Mer kunskap behövs om i vilken utsträckning miljö- risker föreligger vid påverkade grundvatten och ytvatten i omkring- liggande områden (influensområden) som innehåller alunskiffer. Metallutvinning från alunskiffer kan beskrivas som en process i fyra steg Följande är utredningens sammanställning av miljörisker kopplade till utvinningens övergripande processteg. Informationen bygger på skriftliga underlag från, och diskussioner med utredningens exper- ter17. Sammanställningen kan inte anses uttömmande, eftersom det finns brister i kunskapen om miljörisker, men den ger en bild av de främsta identifierade miljöriskerna. Undersökning och prospekter- ing medför normalt sett ringa miljörisker. Figur 5.10 Steg vid metallutvinning 17Se inledningen av kapitel 5. Lösgörande av material från berggrunden Ett första steg är att lösgöra material från berggrunden. Skifferbryt- ningen sker ofta i dagbrott med konventionell och beprövad teknik. Följande miljörisker föreligger i samband med detta moment: •Exponering av nya ytor (i dagbrott och av eventuellt gråberg) för luft och vatten kan påverka materialets lakbarhet och toxiska ämnen kan frigöras till vatten. •Grundvattensänkning i influensområdet kan leda till att förekom- mande skiffer utsätts för vittring. När grundvattenytan höjs tvättas dessa vittringsprodukter ut och tillförs grundvattnet som förorenas. (Detta är inte specifikt för dagbrott utan gäller även för under- jordsbrytning). Hantering /lagring av lösgjort material Hantering av materialet sker genom krossning och malning med konventionell och beprövad teknik. Följande miljörisker föreligger i samband med detta moment: •Exponering av nya ytor för luft och vatten kan påverka materia- lets lakbarhet och toxiska ämnen kan frigöras till vatten. Det bör noteras att om materialet hanteras i stängda system med åter- av vatten minskar denna risk. Med beaktande av alunskifferns sammansättning och egenskaper talar mycket för att storskalig metallutvinning sannolikt skulle base- ras på en våtkemisk metallavskiljning genom lakning (hydrometal- lurgisk processteknik), i vart fall med dagens teknik. Följande miljö- risk föreligger i samband med detta moment: •Okontrollerad spridning av laklösning, slam, skifferrester, kemi- kalier med mera från bearbetningen. Hanteringen av utvinningsavfall / efterbehandling Sista steget är hantering av avfallet och efterbehandling. Det gäller såväl utvinningsavfall från lösgörandet av materialet från jordskor- pan som utvinningsavfall från bearbetningen av det utvunna mate- rialet. Följande miljörisker finns vid detta moment: •Fortsatt vittring av processad skiffer samt slam som deponerats, ovan jord (deponi) eller under jord (till exempel igenfyllnad av dagbrott). Spridning av utlakade metaller till ytvatten och grund- vatten och transport till närområde, fjärrområde, recipient. •Okontrollerad spridning av processlösningar (laklösningar, pro- cesskemikalier med mera) som kort- eller långsiktigt deponerats. Den mest förekommande efterbehandlingsmetoden i är att täcka det kvarvarande utvunna materialet (avfallet) innehållande sul- fider med ett tätslutande skikt för att begränsa syre- och vattentrans- porter genom massorna. De sulfider som inte har skiljts ut under an- rikningsprocessen hamnar i anrikningssanden, det vill säga i det avfall som uppstår efter anrikningsprocessen (fysisk och kemisk separation). Laklösningar från alunskiffer innehåller sannolikt bland annat sva- vel och metaller. En del av dem kan extraheras och eventuellt åter- vinnas. Återstoden bör stabiliseras och deponeras säkert. Exempel på åtgärder som kan vidtas för att minska den långsik- tiga utlakningen av sulfider i deponi är: •Tätslutande täckning av material som hindrar syre och vatten att infiltrera •Eliminera eller inhibera järnsulfiderna. Om lakningen inte, eller endast delvis, löser upp de förekommande sulfiderna, kommer rester av sulfider och andra finnas kvar i de lakade massorna. Dessa massor kan komma att behöva omhän- dertas för att hindra eller begränsa utlakning av sulfidernas vittrings- produkter under deponeringen. Genom bearbetning i slutna system minskar risken för läckage av förorenat vatten. Utlakning av metaller beror på i vilka de förekommer och mineralets vittringsbenägenhet. Utlakningsbenägenhet beror också på vilken lakvätska eller annan extraktionsmetod som används, samt volym av massor och vilka avfall som genereras. Det krävs god kunskap om mineralogin, spårmetallernas fördel- ning i , mineralernas förekomst och deras lakbarhet både för att genomföra effektiv utvinning av metaller och för riskbedömning. För att tidigt kunna bedöma miljöriskerna utifrån metall- och sul- fidinnehåll genomförs så kallade statiska tester där man bedömer syra-potentialen utifrån halten av sulfider samt den neutraliserings- potential som bergmassa har. För att bedöma reaktionshastigheten för oxideringen av sulfiderna genomförs kinetiska tester exempelvis fuktkammarförsök, vilket inne- bär att man oxiderar och lakar materialet i cykler . I vissa fall krävs långsiktig utvärdering för att kunna påvisa vad som händer på grund av reaktionskinetiken. Exempel inom gruvindustrin visar på att även vid höga halter sulfider kan dessa reaktioner vid lak- ning i laborativ miljö ta . Begränsningar med dessa kinetiska tester är att det är en liten mängd och finkornigt krossat material som används. Vidare sker oxideringen under optimala kemiska förhål- landen med avseende på temperatur, syretillgänglighet och fukt. Vid uppskalning av utvinningen behöver även andra faktorer beaktas som till exempel sekundära vittringsprodukter som inte är kvar i fuktkam- marförsöken. Dessa omständigheter gör det svårare att skala upp verk- samheten. Alunskiffrar i innehåller dessutom en varierad mängd sulfider, vilket sammantaget gör att provtagning/provberedning och den valda testdesignen kan få en stor inverkan på testresultaten. Genom att kombinera modellering och detaljerad karakterisering kan geokemiska modeller upprättas, men uppbyggande av modell tar tid och måste baseras på observationer. Fältförsök är vanligt som kom- plement till laboratoriets kinetiska lakförsök där mer realistiska för- hållanden råder. Det saknas standardiserade fältmetoder för att göra detta. Det pågår forskning kring stabilisering av metaller det vill säga åtgärder som minskar ämnens mobilitet/förmåga att vittra, som kom- plement till täckning samt mer avancerad karakterisering av material, vilket är avgörande vid bedömning av ett materials miljörisk. Kunskapen om miljörisker i samband med utvinning ur alunskiffer är begränsad. Det beror dels på bristande erfarenheter av brytning i alunskiffer i modern tid, dels på att det saknas mer detaljerad kun- skap om alunskifferns sammansättning och hur dess ämnen reagerar under olika förutsättningar. Utredningen har identifierat kunskapsluckor inom tre områden av betydelse för möjligheten att kunna bedöma vilka miljörisker som kan uppstå vid utvinning av metaller och ur alunskiffer. Sam- manställningen gör inte anspråk på att vara uttömmande. Kunskap om bearbetningsmetoder/återställning/miljöpåverkan Myndigheter behöver få ökad kunskap om möjliga metoder för att skilja ut eller koncentrera ämnen eller material från utvunnet mate- rial och metoder för att hantera avfallet från dessa processer – samt deras miljöpåverkan för att kunna fatta välgrundade beslut i tillstånds- processen. Utskiljning och koncentrering av ämnen i alunskiffer skil- jer sig metodmässigt åt från pågående bearbetning av andra bergarter i . Alunskifferns komplexa sammansättning gör också miljö- riskerna mer svårbedömda. Därför behövs mer kunskap om metoder för att skilja ut eller koncentrera ämnen från alunskiffer och dess miljö- risker. Den frågan relaterar till kunskapsområdena som anges nedan. Ett sätt att öka kunskapen om bland annat möjliga metoder för att skilja ut eller koncentrera ämnen eller material från utvunnet mate- rial och miljöpåverkan vid utvinning i är att studera naturlig miljöpåverkan från alunskiffer, utvinningsmetoder och miljöpåver- kan vid tidigare och pågående projekt nationellt och globalt. Även här finns kunskapsluckor. När det gäller uran behövs mer kunskap om vilka metoder som finns för att rena uranhaltigt vatten och sedan hantera avfallet. Hur olika typer av hantering av bergmaterialen påverkar frisättningen av uran, som till exempel krossning och malning behöver även undersökas. Erfarenheter från anrikning av svenska alunskiffrar visar på svårigheter att fastlägga uran och andra metaller från lakvattnet. I vattenlösning är ytterligare kunskap nödvändig för uranets speciering, mobilitet, toxi- citet, biotillgänglighet och ackumulering samt hur man stabiliserar uran i vattenlösning och i slam. Kombinationen av sulfat och orga- niskt materials påverkan på uranets mobilitet är relativt okänt. Detta behövs det mer kunskap om. Eftersom det behövs mer kunskap om processer för att skilja ut eller koncentrera ämnen från utvunnet material och dess miljökon- sekvenser bör kunskap inhämtas från relevanta internationella projekt med utvinning av innovationskritiska metaller och ur svarta skiffrar och alunskiffer. I detta ingår även kunskapsinhämtning av metodik för återställning. Kunskap om alunskifferns kemiska och mineralogiska karaktär Utlakningen av förorenande ämnen och förändring av den kemiska miljön är det som utgör de största miljöriskerna vid utvinning ur alun- skiffer. Såväl kombinationen av olika ämnen som den kemiska miljön som uppkommer påverkar ämnenas lakbarhet. Det finns ett behov av att ytterligare undersöka och analysera alunskifferns kemiska och mineralogiska karaktär. Det finns en första översiktlig kvantifiering och beräkning av ett antal grundämnen från olika lokaler som visar på skillnader. Fördjupade kartläggningar saknas däremot. Kunskapen är till exempel viktig som underlag för framtagande av bedömnings- grunder inom ramen för systemet för miljökvalitetsnormer för vatten. Särskiljande för alunskiffer är det höga innehållet av organiskt mate- rial. Enligt utredningens experter behöver predikteringsmetoder ut- vecklas som kan förutse det organiska materialets påverkan på andra ämnen. Förekomsten av innovationskritiska metaller och i alun- skiffer jämfört med andra bergarter är heller inte kartlagd. Kunskap om alunskifferförekomsters miljöpåverkan Det finns data som visar på viss naturlig påverkan på mark och grund- vatten i anslutning till de områden där det förekommer alunskiffer, utan att någon brytning har skett. Befintliga data visar på risk för markradon, förhöjda halter av svavel och metaller i brunnsvatten. Det skulle behövas mer kunskap om de naturliga mark- och grund- vattenförhållandena i anslutning till ytvatten- och alunskifferföre- komster, till exempel när det gäller grundvattenkvalitet, mark-kemi, biogen gas och markradon. Detta inkluderar även kunskap om effek- ten av grundvattensänkningar. Kunskap om ursprungsförutsättningarna är inte bara relevant i samband med gruvverksamhet, utan även i samband med till exempel borrning (efter energi och vatten), infrastrukturbyggande och livs- medelsproduktion. 5.5Miljöpåverkan från historisk brytning Följande avsnitt beskriver den verksamhet som historiskt har be- drivits i avseende brytning i alunskiffer. Råvarorna som ut- vanns var andra än de som har aktualiserat frågan om utvinning i alunskiffer. Utvinningsmetoderna skiljer sig därmed också. Den miljö- lagstiftning som vi har fanns heller inte. Alunskiffer har varit en viktig råvara under industriella historia. Skiffern har använts som bränsle i fältugnar för kalkbrän- ning, som råvara till alunframställning, till skifferoljetillverkning, till lättbetong, för utvinning svavel och kväve, och för utvinning av uran. De huvudsakliga områdena för utvinning var i kronologisk ordning; Andrarum i , på med Lovers bruk söder om , Latorp i , i , i och i . Alunskiffern har brutits i dagbrott oavsett vilka ämnen som skulle utvinnas ur den under olika tider. Dagbrottet vid Kinne-Kleva kom att kombinerades med underjordsbrytning. Dagbrotten har varit av olika storlek, men har på sina håll nått storlekar och kilometer i längd. Vid den tidiga utvinningen, som började och bedrevs , utvanns ett kaliumalu- miniumsalt (alun) ur skiffern. Den framställdes för en mängd olika ändamål, till exempel medicinska och för färgning och garvning av skinn. Skiffern användes även tidigt för sitt organiska innehåll som bränsle även för att bränna kalksten i kalkugnar till att framställa bränd kalk. påbörjades försöksdrift med att utvinna olja ur skiffern, skifferolja. och utvanns skiffer- olja som delades upp i eldningsolja, bensin, flygbränsle och gasol. Även svavel och kväve utvanns ur dessa processer. består av bränd skiffer och kalksten, var även huvudingrediens i lätt- betong. Uranoxid utvanns ur alunskiffer i , men en del uran togs även fram vid ett uranextraheringsverk som byggdes i . 5.5.1Redogörelse om miljöskador från tidigare brytningsområden Nedan följer en sammanställning av informationen om miljöskador i huvudområdena från tidigare brytning i alunskiffer. Utredningens expert har gjort en preciserad sammanställning av informationen för respektive fall, som redovisas i bilaga 8. Sammanställning av huvudområden för tidigare utvinning ur alunskiffer i efter att brytningen avslutats Inga åtgärder är genomförda. Skogsmark och betesmark. Området är påverkat med slagg- Alunbruket är ett turistmål. högar och dagbrott. till grundvatten är måttliga, men mycket stora till ytvatten. ningen har inte undersökts Inga fysiska åtgärder är genom- Förhöjda halter av barium, uppgår till cirka. av bebyggelse och tätort. kadmium, koppar och nickel i som har genomförts rör informa- ytvatten med risk för ekotoxiko- tion och bestämmelser i över- föroreningselementen i rödfyren är arsenik, kadmium, molybden, uran och vanadin föreligger i olika faser i rödfyren och har således olika Den dominerande risken med rödfyren bedöms vara för- knippad med arsenik och dess cancerogenitet. Intag av jord och hudkontakt bedöms vara möjliga exponeringsvägar. Spridning via damning. efter att brytningen avslutats Inga åtgärder är genomförda. Det förekommer mycket höga skogsmark och rödfyrstäkt. halterna av arsenik, bly och zink i vattenmossa i ån som avvattnar området och allvarliga eller måttligt höga halter av koppar och Utlakning av metaller till grundvatten är oklart. Det har funnits ut- Inga åtgärder är genomförda. Några dagbrott har fyllts igen helt eller delvis och vattenfyllts. Återfyllning har gjorts med alun- skiffer och orsten, skifferkoks och skifferaska samt jordavrymnings- massor. Utfyllnadsmassorna är delvis av större fragment och grovkorniga sediment och har därför hög genomsläpplighet. Industrimark motorbana, skogsmark, bostadshus, tätort, jordbruksmark och betesmark. Vissa dagbrott har använts för krossverksamhet. Kvarntorps- högen används som skidbacke och för konstutställning ”Konst på hög”. Ett igenfyllt dagbrott används som golfbana. Spridningsrisken för miljöfarliga ämnen bedöms på vissa platser hög och måttlig på andra platser. Det saknas en generell bedömning av området, men de undersök- ningar som har gjorts visar på varierad påverkan. Förorenings- nivån är mycket hög, men sprid- ningsförutsättningarna är begränsade. efter att brytningen avslutats efterbehandlades –1993. Metoden som valdes var en 1969–1987) utvinning av uran. täckning, aktiv rening och uppfyllnad av dagbrottet. Dagbrottet fylldes delvis med skifferrester som täcktes med infiltration av grundvatten. Området med och kring lakrest- deponin är ett miljöriskområde beslutat av med inskränkningar i markanvändningen för att skydda efterbehandlingsåtgärderna. Dagbrottet är vattenfyllt. Miljömålen för åtgärderna är upp- fyllda och efter- behandlingsåtgärderna anses ha gett avsedd effekt. Utvärderingen konstaterade att lak- restdeponin bidrog till ett litet men signifikant tillskott av U till recipienten Marbäcken. Lakrest- områdets påverkan på recipien- terna bedömdes vara avsevärt mindre än den från dagbrottssjön. De lokala miljömål som definierats för ett antal metaller vid utflödet till Marbäcken konstaterades vid utvärderingen vara uppfyllda . Dagbrotts- sjön bidrar till ett signifikant tillskott av framför allt U och Ni till ytvattenrecipienten. Uranutsläppet minskar i ganska långsam takt men det går åt rätt håll. Källa: Se detaljerad redogörelse i bilaga 8. Genomförd av , . Efter såväl aluntillverkningen som kalkbränning och oljeutvinningen kvarstår skifferaska som ett restmaterial som innehåller höga halter av tungmetaller med ursprung i alunskiffern. Den kallas rödfyr vid aluntillverkningen och kalkbränning. Alunrödfyren är potentiellt syra- bildande eftersom halten buffrande är låg. Den saknar kalk- rödfyrens kalkinblandning. Vid vardera av de större alunbruken ligger någon rödfyr lagrat. Kvarntorpshögen innehåller , huvudsakligen skifferaska. Lak- restdeponin vid innehåller avfall varav är lakad alunskiffer. Utöver dessa avfallsmängder har dag- brotten på många ställen fyllts igen med gråberg och skifferrester, skifferaska och andra avfall från verksamheten. Lakrestdeponin och dagbrottet vid efterbehandlades . Åtgärderna anses ha gett avsedd effekt och miljö- målen för åtgärderna är uppfyllda . Täckningen av lakrest- deponin motsvarar i mycket dagens teknik för kvalificerad täckning av gruvavfall. Sedan det vattenfyllda dagbrottet började brädda har utsläppen av metaller minskat. Uranutsläppet minskar i långsam takt. Övriga områden har inventerats och klassats inom länsstyrel- sernas inventeringar av förorenade områden enligt MIFO – metodik för inventering av förorenade områden1. Dagbrotten har ibland åter- fyllts med skiffer, skifferaska och annat avfall från verksamheten och därefter naturligt vattenfyllts. Efterbehandlingar i dagens mening har inte genomförts. De flesta områden klassas som områden som bedöms innebära stor risk för människors hälsa och miljön och i fram- tiden, ett område bedöms medföra mycket stor risk och några mindre områden samt ett dagbrott medför måttlig risk. Den totala mängden föroreningar och föroreningsnivån på dessa områden är stor enligt bedömningarna i MIFO-inventeringarna. Av- fallen innehåller metaller och andra ämnen med mycket hög eller hög farlighet enligt bedömningarna, ofta i mycket stora mängder efter- som det är stora mängder avfall. Till exempel anges att förorenings- nivån i Kvarntorpshögen mycket hög av arsenik och molybden och stor av kadmium, kvicksilver, nickel, tallium och vanadin. I Deger- hamnsområdet bedöms den dominerande risken med rödfyren vara 1Naturvårdsverket (1999). /Stod-i-miljoarbetet/Vagledningar/ Fororenade-omraden/Att-inventera-fororenade-omraden. förknippad med arsenik och dess cancerogenitet.2 Intag av jord och hudkontakt bedöms vara möjliga exponeringsvägar. Vittringen gör även att ämnen kan övergå till mera instabila faser och därmed även kan medföra större miljö- och hälsorisker. För- utom vittring i avfallen kan även frilagda alunskifferytor i dagbrotten vittra. I områdena utanför brytningen kan avsänkningen av grund- vatten ha medfört vittring av alunskiffer och förhöjda halter i grund- vattnet vilket var fallet kring dagbrott. Spridningen av föroreningar skiljer sig åt mellan objekten och kan ske såväl genom utlakning som från damning. Vid ett område bedöms arsenik och vanadin spridas via damning i större grad än via utlakning till grund- och ytvatten. Lokalt kan halterna i ytvatten av utlakade ämnen överstiga de nivåer där effekter kan ses på vattenorganismer, detta gäller exempelvis för kadmium, koppar, nickel och uran3. Vid ett annat område uppmättes mycket höga halter av arsenik, bly och zink i vattenmossa som pla- cerats ut i den å som avvattnar området4. Grundvattnet kan också vara påverkat i anslutning till rödfyren. Vid något område bedömdes dess- utom grundvattnet ha mycket hög känslighet. Alunskiffern i områ- dena kan dock innebära att det naturligt finns höga bakgrundshalter i grundvattnet. 5.5.2Information om innehåll i historiskt avfall från äldre alunskifferverksamhet Rödfyr är restprodukten efter bränning och bearbetning av alunskif- fer för kalkbränning samt framställning av alun och oljeutvinning. Avfallet deponerades i stora högar (rödfyrshögar) i anslutning till skifferbrotten och bruken. Rödfyr har även haft en viss spridd an- vändning bland annat som utfyllnadsmaterial, underlag till tennis- och löparbanor samt vägbeläggning. Förenklat kan man betrakta röd- fyr som en rest av bearbetad alunskiffer. Beroende på hur materialet har använts och bearbetas kan rödfyrshögar utöver bränd skiffer också innehålla rester av kalk, orsten och obränd skiffer. Många svenska rödfyrshögar, utöver de som nämnts ovan, har in- venterats och riskklassats efter metodik för inven- 2Länsstyrelsen län (2005a). 3Länsstyrelsen län (2005b). 4MIFO-historik, Objekt Latorp 1 och 2 rödfyr (F1880-0177). tering av förorenade områden (MIFO), och uppgifter finns registre- rade i efterbehandlingsstödet (EBH) som är en nationell databas för förorenade områden. Det finns också ett en del vetenskapliga studier utförda av universitet, högskolor och miljökonsulter som innehåller viss information om rödfyrhögarnas kemiska status. Rödfyr, precis som ursprungsmaterialet alunskiffer, kan innehålla giftiga ämnen. Studier har gjorts för att undersöka eventuella miljö- risker i rödfyrshögar och alunskiffer i till exempel Rörsberga, Tomten, och Uddagården5, Degerhamn6 7, Andrarum8, Kvarntorp9 10 11. Fokus för många av undersökningarna har varit att öka kunskapen om proces- ser relaterade till vittring, urlakning och transport av tungmetaller till omgivningar och ekosystem. I några fall har åtgärder för att minska miljöpåverkan från rödfyrshögar föreslagits.12 På grund av att materialet i rödfyr till en stor del består av bränd alunskiffer och innehåller sulfider så finns det likheter med avfall från sulfidmalmsbrytning. Ett av problemen med sulfidhaltigt gruv- avfall kan relateras till dess syrabildande potential. Det kan också vara problematisk i samband med rödfyrshögar. Genom kontakt med syre vittrar sulfidmineralen och det bildas ett surt och metallhaltigt lak- vatten som kan förorena yt- och grundvatten. I har en studie påvisat att koncentrationen av vissa metaller (kadmium, nickel, zink) är betydligt högre i ovittrad ursprung- lig alunskiffer än i vittrad skiffer och rödfyr.13 I rödfyrshögar vid Andrarum visar analysresultaten däremot att innehållet av ett antal spårelement i rödfyren är högre än i analyserad alunskiffer, något som möjligtvis kan förklaras med koncentrations- effekter under bränningen.14 Generellt är tillgången till jämförbara kemiska och mineralogiska data på sammansättningen av själva rödfyrshögarna begränsad. Ett antal objekt är analyserade, men tillgången till rådata är en begrän- sande faktor. Undersökningar skiljer sig till exempel med hänsyn till