Val av åtgärdsmetod

4.1 Tidiga åtgärdsutredningar

4.1.1 Gruvavfallsprojektet, Dalälvsdelegationen/SGI

I Gruvavfallsprojektets slutrapport från 1990 (Lundgren och Hartlén, 1990) identi- fierades flera generella metoder för reduktion av metalläckage från olika gruvav- fallsobjekt i Falun, samtidigt som behovet av teknikutveckling lyftes fram. De tekniska lösningar som utreddes var:

x Omanrikning x Täckning

x Deponering under vatten x Torr deponering i Stora Stöten x Lakvattenrening

x Avskärmning/isolering.

I rapporten konstaterades att en generell metod för att åtgärda metallutsläppen i Falun vore att samla upp de mest koncentrerade, metallhaltiga lakvattenflödena och att rena dessa genom fällning. Det påpekas dock att metoden var tveksam, eftersom den hade karaktären av tillfällig lösning med fortlöpande kostnader under lång tid för pumpning och rening. Dessutom tillkommer problemet med deponering av bildat slam. Uppsamling och rening av lakvatten prioriterades därför inte i detta skede.

Täckning ansågs däremot vara en principiellt viktig åtgärdsmetod för sulfidhaltigt gruvavfall. Både jordtäckning och täckning genom deponering under vatten utred- des. Utredningen gav deponering under vatten lägre prioritet än täckning, främst därför att det skulle innebära att nya områden, i första hand sjöar, måste tas i an- språk. Kostnaderna bedömdes också bli högre än vid täckning, främst på grund av anläggandet av dammarna.

I Gruvavfallsprojektets slutrapport lämnades följande förslag till åtgärder specifikt för kisbränderdeponin:

x Anläggande av en tätskärm ned till berggrunden uppströms kisbrän- derdeponin, för att skärma av grundvattentillförseln.

x Dränering av skärmen på uppströmssidan, så att rent grundvatten kunde avledas till Östanforsån (övre delen av Faluån) tillsammans med dagvatten från området.

x Tätning av en sannolik sprickzon i berggrunden.

x Förbättring av redan befintligt täckskikt bestående av bioslam och bark, samt utläggning av ett skyddande lager av morän.

De föreslagna åtgärderna bedömdes ge en minskning av det årliga metallutsläppet från kisbränderdeponin med ca 90 %.

43

4.1.2 VARP-89, STORA/VIAK

VARP-89 var ett projekt som dåvarande STORA startade omgående efter det att Dalälvsdelegationen identifierat som sin huvuduppgift att kraftigt minska läckaget av metaller till Dalälven och i en utredning från 1988 kommit fram till att efterbe- handling av gruvavfall i Falun och Garpenberg var en prioriterad uppgift.

Syftet med VARP-89 var att i detalj kartlägga och kvantifiera läckaget av metaller till Faluån och Tisken från olika källor. Resultaten från VARP-89 ställdes till Dal- älvsdelegationens förfogande för att komplettera delegationens beslutsunderlag. Genom VARP-89 inhämtades kunskap som i mycket legat till grund för efterbe- handlingen av kisbränderdeponin.

För det första konstaterades att kisbränderdeponin var en betydande källa till me- talläckage i Falun (Tabell 7). Beräkningarna av metalläckaget baserades på omfat- tande provtagning och flödesmätning av yt- och grundvatten.

Tabell 7. Beräknat årligt läckage av järn och zink från de mest betydande källorna i Falun. Källa (STORA TEKNIK och VIAK, 1989).

OMRÅDE Järn, Fe (ton/år) Zink, Zn (ton/år) Skålpussen (lakvatten från kisbränderdeponin) 22 100 44 168

Området kring syrafabriken och Stora Teknik

(kisbränderdeponin m m)

78 124

Ingarvsmagasinet (anrikningssand) 138 88

Gruvområdet (varp, slagg) 98 30

Galgbergsmagasinet (anrikningssand) 18 4

SUMMA 354 290

Inom ramen för VARP-89 genomfördes dessutom den mest omfattande karteringen av slaggfyllningens utbredning i Falu stad som hittills gjorts. Med hjälp av geofy- siska metoder (georadar), kompletterade med ett stort antal borrningar och inspek- tion av schakter m m, bestämdes slaggfyllningens tjocklek enligt Figur 28 nedan.

44

Figur 28. Fyllningstjockleken (i huvudsak slagg och varp) i Falun enligt VARP-89. Undersökningar är endast gjorda inom de färglagda områdena.

Som framgår av Figur 28 är fyllnadstjockleken närmast Faluån mestadels ca 3-4 m, med mäktigheter uppemot 6 m lokalt. I väster, längs Hanröleden och vid f.d. syra- fabriken, är slaggmäktigheten generellt större. Stråk med mäktigare fyllning före- kommer i väst-östlig riktning. Man misstänkte att utläckage av grundvatten till Faluån i stor utsträckning var koncentrerad till dessa stråk.

Utifrån karteringen togs även nivålinjer för underkant fyllning fram (dvs. ”natur- lig” markyta under slaggen). Nivålinjerna redovisas tillsammans med grundvatten- nivålinjer i Figur 29. Av figuren kan man utläsa var det förekommer svackor i den naturliga markytan som underlagrar slaggfyllningen. Tillsammans med nivålinjerna för grundvattnet indikerar det var grundvattendelare är belägna och var grundvat- tenflöden sker.

Kisbränder- deponin

45

Figur 29. Nivålinjer för underkant fyllning (”naturlig” markyta) och grundvattennivålinjer (89-03-20) i jordlagren/fyllningen enligt VARP-89.

Med ledning av karteringsresultaten gick man vidare med provpumpningar för att närmare bestämma grundvattenflödet nedströms kisbränderdeponin, och för att undersöka om det fanns dränerande stråk av fyllning som samlade merparten av grundvattenflödet. Provpumpningar genomfördes på fyra platser mellan kisbrän- derdeponin och Faluån. På grund av förekomsten av fyllning, vilket ger inhomoge- na förhållanden med stor variation i genomsläpplighet och många lokala grundvat- tenmagasin, gjordes ingen regelrätt utvärdering av provpumpningen. Bestämning av mer eller mindre momentana uttagbara grundvattenflöden vid de olika pump- platserna kunde dock göras, och tillsammans med metallanalyser på uppumpat vatten bidrog de till att metalltransporter med grundvattnet från kisbränderdeponin kunde uppskattas.

Dessa provpumpningar gav en bra uppfattning om var grundvattenflödena (och med dem sammanhängande metalläckage) var betydande nedströms kisbränderdeponin, vilket legat till grund för idén att sanera kisbränderdeponin genom tvättning in situ.

Som kuriosa kan nämnas att man i samband med VARP-89, och även vid andra grävarbeten, påträffades is på djupet i Faluns slaggfyllning. Inom ramen för VARP-89 daterades is från en provgrop med tritiummetoden och man konstaterade att den antingen härstammade från perioden 1980-85 eller från mitten av 1950- talet.

46

4.1.3 Inledande tvättförsök, STORA TEKNIK och GVT

Innan avtalet som ligger till grund för Faluprojektet tecknades, genomförde dåva- rande STORA förstudier angående möjliga åtgärder på kisbränderdeponin. Syftet var att undersöka om tvättning av kisbränderna in situ, kunde vara ett miljö- och kostnadsmässigt bättre alternativ än de täcknings- och tätningsåtgärder som före- slagits av Gruvavfallsprojektet.

Inledande tvättningsförsök utfördes 1991 av GVT och dåvarande

STORA TEKNIK. Kisbränder tvättades med vatten i kolonner (ø 400 mm) under perioden maj-september 1991. I fält genomfördes ett infiltrationsförsök på kisbrän- derområdet, för att bestämma infiltrationshastigheten i deponin. Parallellt genom- fördes lakningsförsök i laboratorium av STORA TEKNIK, där kisbränder under- söktes genom skakförsök med lakning i 10 dygn.

Försöken visade lovande resultat med avseende på utlakningen av metaller från kisbränderna. Infiltrationshastigheten i fält uppmättes till 5-15 cm/dygn på en provyta vars storlek var ca 30 m².

Resultaten av försöken redovisas i rapporten ”Kostnadsberäkning av alternativa täckningar samt tvättförsök i kolonn och fält”, GVT 1991.

Redan i detta skede fanns tankar om hur tillfört tvättvatten skulle kunna samlas upp ur grundvattenmagasinet, utifrån erfarenheterna från VARP-89. Där konstaterades att grundvattenflödet från området var relativt väldefinierat, och därmed möjligt att samla upp via vertikala och horisontella brunnar (dräneringar) i ett antal punkter, utan större förluster.

4.1.4 Täckning kontra tvättning, STORA/GVT

Under 1991 kostnadsberäknades även de åtgärdsförslag för kisbränderdeponin som lämnats i Gruvavfallsprojektets slutrapport på uppdrag av dåvarande STORA. (Le- din, 1991). Kostnadsberäkning omfattade:

x Två alternativa täckningskonstruktioner (ALT 1: tätskikt av 0,2 m cefyll, dräneringsskikt av 0,2 m sand och skyddsskikt av 1,5 m mo- rän. ALT 2: geotextil, tätskikt av bentonit/kolaska och HDPE- membran, dräneringsskikt av 0,3 m sand och skyddsskikt av 1,0 m morän).

x Terrassering av området/deponin. x Urgrävning av Skålpussen.

x Avskärande dike uppströms kisbränderna.

x Tätning av berg och morän uppströms kisbränderna genom injekte- ring.

47

Kostnaderna för dessa åtgärder jämfördes med ett alternativ där kisbränderna tvät- tades på plats i fyra år och sedan täcktes med en enklare täckning av 1,0 m bioslam och morän.

Jämförelsen visade att de ursprungliga täcknings- och tätningsalternativen skulle kosta i storleksordningen dubbelt så mycket som alternativet med tvättning och enklare täckning. Dock var inga driftkostnader för tvättningen utöver kemikalieför- brukningen inräknade. I tvättalternativet skulle enligt utredningen de vattenlösliga, mycket lättlakade tungmetallerna fastläggas i en betydligt stabilare form, än om deponin endast täcktes och tätades i befintligt skick.

4.2 Åtgärdsutredningar inom Faluprojektet

Vid de första mötena med den nybildade styrgruppen för Faluprojektet 1992/93, diskuterades ett flertal tänkbara åtgärdsmetoder för kisbränderdeponin. Ett önske- mål var att de vattenlösliga, lättrörliga metallsalterna om möjligt skulle fastläggas mer långsiktigt.

Dåvarande projektledaren, Gunnar Lundqvist, fick i uppdrag att se över olika åtgärdsmetoder utifrån en helhetssyn. Följande lista över tänkbara åtgärdsmetoder upprättades:

1) Bygge av tätskärm, tätning av berg, samt kompletterande täckning (”ut- gångsalternativet” dvs. åtgärderna som föreslogs av Gruvavfallsprojek- tet).

2) Flyttning av de mest metallhaltiga kisbränderna (ca 200 000 m³) som skulle blandas med kalk eller deponeras i ”säkert utrymme”.

3) Tvättning av kisbränderna in situ. Pumpa tvättvattnet till gruvområdet eller annan plats för behandling.

4) Tvättning av kisbränderna in situ. Pumpa tvättvattnet till Främby re- ningsverk för rening i befintlig anläggning (tillsammans med länspump- ningsvatten från gruvan).

5) Rening av lakvattnet från kisbränderdeponin utan extra tillförsel av tvätt- vatten. Pumpning av lakvattnet till gruvan eller till Främby reningsverk för rening i befintlig anläggning. Eventuellt minska lakvattenflödet med tätskärm uppströms deponin.

6) Avyttring av kisbränderna till kulsintertillverkare. 7) Tillverka tätningsmaterial av kisbränderna. 8) Tillsats av kisbränder vid cementtillverkning.

Utöver de listade metoderna, blev Faluprojektets styrgrupp kontaktad av företaget VYR-metoder, som föreslog att deras princip med injicering av alkali i deponin skulle utredas. Efter en översiktlig bedömning av förutsättningarna för en direkt injicering, ansågs metoden orealistisk. Någon ytterligare utvärdering av VYR- metoden gjordes inte. Detsamma gällde åtgärdsförslag från Geodesign AB som lämnades till Faluprojektets styrgrupp i mitten av 1993. Förslaget innehöll flera delar, varav tyngdpunkten låg på att avskärma Faluån samt delar av Varpan och

48

Tisken med ett membran och samla upp allt tillrinnande grundvatten som annars trängde fram i ån. Lakvattnet skulle behandlas genom indunstning i kassetter och därefter kalkfällas.

De första undersökningarna kring de olika tänkbara metoderna gav slutsatser enligt Tabell 8 nedan.

Tabell 8. Projektledarens/STORA:s första bedömning av olika tänkbara metoder för sanering av kisbränderdeponin., delvis hämtade från Dalälvsdelegationens och Gruvavfallsprojektets arbeten.

Metod Fastlägger vatten-

lösliga metaller Möjlighet till återanvändning Slutsats 1. Täckning, tät- skärm mm.

Nej Nej Utgör referensalternati-

vet.

2. Flyttning av

kisbränder med höga metallhalter

Ja, delvis Nej Svårigheter att lokalisera och avlägsna de ”potenta delarna”.