Uppföljning av KCE- och KC-stabiliserad jord i fält – Miljö- och hållfasthetsundersökning

(1)

Va ria 6 31

LINKÖPING 2012

STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT SWEDISH GEOTECHNICAL INSTITUTE

Uppföljning av KCE- och KC-stabiliserad jord i fält – Miljö- och hållfasthetsundersökning

Resultat av undersökningar upp till fem år efter stabilisering

Helen Åhnberg Lennart Larsson

(2)

Statens geotekniska institut (SGI 581 93 Linköping

SGI – Informationstjänsten Tel: 013-20 18 04

Fax: 013-20 19 09 info@swedgeo.se www.swedgeo.se 1100-6692

SGI-VARIA--12/631--SE 2-0610-0602

12995 Varia

Beställning

ISSN ISRN Dnr SGI Uppdragsnr SGI

(3)

STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT SWEDISH GEOTECHNICAL INSTITUTE

Varia 631

LINKÖPING 2012

Helen Åhnberg Lennart Larsson

Uppföljning av KCE- och KC-stabiliserad jord i fält – Miljö- och hållfasthetsundersökning

Resultat av undersökningar upp till fem år efter stabilisering

(4)

FÖRORD

Denna rapport redovisar ett uppföljningsprojekt där effekter av pelare stabiliserade med kalk-cement-aska (KCE-pelare) jämfört med pelare stabiliserade på traditionellt vis med enbart kalk-cement (KC-pelare) har studerats vid en provplats vid Väg E6 söder om Strömstad. Studerade egenskaper har varit hållfasthetstillväxt hos pelarna samt inverkan på omgivande grundvatten efter installation. Uppföljningar har pågått under en total tidsperiod av fem år. Projektet har finansierats av Trafikverket.

Rapporten vänder sig främst till beställare av jordförstärkning genom stabilisering av jord med bindemedelspelare samt till geotekniska handläggare som skall bedöma olika bindemedels lämplighet för stabilisering av jord.

Värdefulla synpunkter på rapporten har lämnats av Leif Jendeby, Trafikverket. Rappor- ten har granskats internt av Charlotta Tiberg, SGI.

Linköping i mars 2012 Författarna

(5)

INNEHÅLLSFÖRTECKNING

FÖRORD ... 4

1 ALLMÄNT ... 6

2 UNDERSÖKNINGAR ... 7

2.1 KCE- och KC-pelare ... 7

2.2 Bindemedel ... 8

2.3 Jord- och grundvattenförhållanden ... 9

2.4 Provningar ... 9

2.4.1 Pelarsonderingar ... 9

2.4.2 Grundvattenmätningar... 9

3 RESULTAT AV UTFÖRDA UNDERSÖKNINGAR ... 11

3.1 Resultat av pelarprovningar ... 11

3.2 Resultat av grundvattenmätningar ... 11

3.2.1 Portryck ... 11

3.2.2 Kemisk analys av grundvatten ... 14

4 SLUTSATSER ... 27

REFERENSER ... 28

Bilagor

1 Sammanställning av laboratorieundersökningar 2 Plan över provpelarområdet öster om Väg E6/Väg 988

3 Resultat av sonderingar i produktionspelare. Provområde (2) och (3) 4:1 Vattenanalyser vid KCE- och KC-pelarområden. Tvärsektioner.

4:2 Vattenanalyser vid KCE- och KC-pelarområden. Tidsförlopp 4:3 Vattenanalyser vid KCE- och KC-pelarområden. Jämförelse halter.

4:4 Sammanställning av analysdata samt jämförande gräns-/max-värden

(6)

1 ALLMÄNT

Statens geotekniska institut (SGI) har på uppdrag av Trafikverket utfört geoteknisk och miljömässig undersökning av kalk-cementpelare med askinblandning, s.k. KCE-pelare, för Väg E6 delen Skee-Värmlandsbro vid Ejgst. Den aktuella askan kommer från Lilla Edets bruk och faller ut vid förbränning av returfiberslam. Ett nyttiggörande av aska för stabilisering av jord kan skapa möjlighet till reducerade kostnader för pelare samt en minskad resursförbrukning i samhället.

Den aktuella askan från Lilla Edet betraktas som ett avfall (SFS, 2011). I miljöbalken och avfallsförordningen finns stöd för nyttiggörande av avfall där detta är möjligt.

Några generella möjligheter att klassa en viss typ av avfall som t ex byggnadsmaterial finns inte, utan varje produkt måste hanteras som ett enskilt ärende. Resultat från under- sökningar av omgivningspåverkan ingår vanligtvis i underlag för bedömning. Tidigare utförda lakningsundersökningar av traditionell kalk-cement stabiliserad jord och av jord som stabiliserats med KCE (Rogbeck m.fl. 2006) har påvisat att metaller kan frigöras från båda materialen, men att mängderna metaller som lakades ur var relativt begrän- sade. Tidigare undersökningar har enbart utförts i form av laboratorieförsök, vid vilka materialen utsätts för i hög grad ogynnsamma förhållanden i syfte att återspegla möjlig utlakning på mycket lång sikt. Resultaten indikerade att kombinationen cement och kalk (KC) innehåller metaller som under samma förhållanden är lakbara i ungefär samma omfattning som tilläggskombination med aktuell aska. Vissa laboratorieresultat var dock något svårtolkade och erfarenheter av mätningar av lakningsegenskaper i fullskala i fält saknas.

Tidigare undersökningar av KCE- och KC-stabiliserad jord från två provplatser i Norr- köping och Nödinge (Rogbeck m fl, 2006) har indikerat en något långsammare hållfast- hetstillväxt för KCE-pelare tiden närmast efter inblandning men likvärdig eller högre hållfasthet på längre sikt. Några generella slutsatser har dock inte kunnat dras utifrån de relativt begränsade undersökningarna.

De nu utförda undersökningarna har syftat dels till att öka kunskapen om omgivnings- påverkan avseende utlakade tungmetaller, dels till att klarlägga hållfasthetstillväxt hos KCE-pelare jämfört med pelare stabiliserade på traditionellt vis med enbart kalk- cement. Undersökningarna har i huvudsak omfattat provning av hållfasthet hos pelare samt provtagning och analys av grundvatten intill KCE- och KC-pelare upp till fem år efter stabilisering.

(7)

2 UNDERSÖKNINGAR

2.1 KCE- och KC-pelare

Undersökningar av påverkan på omgivande grundvatten har utförts intill installerade KCE-pelare och KC-pelare under blivande vägbank respektive blivande bro för Väg E6 under en period av 5 år från start av pelarinstallation. En principskiss över respektive område ges i Figur 1. KCE-pelarna installerades med ett centrumavstånd av 1,5 m i kvadratiskt mönster. KC-pelarna installerades för bron i längsgående skivor mellan KM 6/600 och 6/628. Centrumavståndet är 0,5 m mellan pelare och 2,0 m mellan skivorna.

Pelarna har en diameter av 0,6 m i båda områdena. Täckningsgraden i KCE-

pelareområdet är i genomsnitt 13 % medan den i KC-pelarområdet är ca 28 %. Samtliga KC-pelare under bron är installerade ned till fast botten ca 10 – 14 m under markytan.

Varannan KCE-pelare under vägbanken är installerad ned till fast botten ca 15 m under markytan och varannan är avslutad ca 8 m under markytan. Använd mängd bindemedel motsvarar ca 80 kg/m³ pelare i båda områdena.

Figur 1. Schematisk plan över pelarförstärkning och provtagningspunkter.

N

KC 50/50 KCE 33/33/33

~ KM 6/609 ~ KM 6/580

Gv-strömning

3 m f.b.

D=3 m fast

botten.

3 m f.b.

Grundvattenrör KCE/KC-pelare

(8)

Installationen av pelarna utfördes av Hercules Grundläggning AB senhösten 2006 under en mycket regnig period. Delar av den blivande vägsträckan stod periodvis under vatten och ett antal förskjutningar i tid/installationsordning uppstod därför. Pelarinstallationen i KC-pelarområdet utfördes under perioden 8-28 nov 2006 med början i östra delen och pelarinstallationen vid mätsektionen i KCE-pelarområdet under perioden 15 nov-11 dec 2006. Installation av pelare för ett område ca 10 m söder om mätsektionen och för ett provområde alldeles norr därom hade dock utförts ca en månad tidigare.

I ett provpelarområde vid sidan av vägen har 8 st KCE-pelare och 8 st KC-pelare utförts för provning av hållfasthet under längre tid efter installation. Provpelardiametern är 0,6 m och mängd bindemedel motsvarar ca 80 kg/m³. Dessa pelare är placerade med ett centrumavstånd av 1,4 m i en rad ungefär parallellt med och omedelbart öster om Väg 988 och Väg E6, vilka löper intill varandra vid provplatsen. En plan över provpelarom- rådet visas i Bilaga 2.

För vägprojektet installerades KCE- och KC- provpelare i ett antal provområden inom blivande pelarförstärkning för vägen. Pelarna utfördes med diametern 0,6 m. Använd mängd bindemedel i olika pelare var ca 80, 95 och 110 kg/m³.

2.2 Bindemedel

De bindemedel som användes i pelare är bränd kalk (K) från Köping, cement (C) från Skövde och aska (E) från förbränning av returfiberslam vid Lilla Edets bruk.

Den kemiska sammansättningen hos de olika bindemedlen visas i Tabell 1.

Tabell 1. Ungefärliga totalhalter för använda typer av bindemedel enligt produktblad och tidigare analyser (Rogbeck m fl 2006, Åhnberg 2006.)

Material Aska Bränd kalk Cement

Nordkalk Terra E Nordkalk QL 0-0,1 KÖ CEM II/A-LL 42,5 R

CaO g/kg TS 540 930 614

SiO2 g/kg TS 210 14 199

Al2O3 g/kg TS 123 6 36

Fe2O3 g/kg TS 12 3 26

MgO g/kg TS 14 10 28

K2O g/kg TS 6 <1 10

Na2O g/kg TS 3 <1 2

As mg/kg TS 3 2 5

Cd mg/kg TS 0,5 <0,2 0,1

Co mg/kg TS 5 2 15

Cr mg/kg TS 25 9 50

Cu mg/kg TS 167 4 20

Hg mg/kg TS <0,05 <0,02 <0,05

Ni mg/kg TS 15 6 50

Pb mg/kg TS 22 1 15

S g/kg TS 0,3 0,3 15

V mg/kg TS 11 17 60

Zn mg/kg TS 195 20 40

(9)

Askan är en kalkrik aska med en aktiv CaO-halt av 30%. Askan har självhärdande egenskaper vid tillgång till vatten (Rogbeck m.fl., 2004).

I KC-pelare användes bindemedlen kalk och cement i lika viktsproportioner 50:50. I KCE-pelare användes bindemedlen kalk, cement och aska i lika viktsproportioner 33:33:33.

2.3 Jord- och grundvattenförhållanden

Jorden vid provplatsen består av ungefär en meter siltig torrskorpelera överlagrande mycket lös till lös lera med inslag av skal och skalrester och med ökande siltinnehåll med djupet. Leran har en vattenkvot och flytgräns av ca 65-90 % respektive ca 40-70 % och klassificeras till stora delar som kvicklera. Sensitiviteten är ca 10 alldeles under torrskorpeleran ökande till ca 200 eller mer på 4 m djup och därunder. Den odränerade skjuvhållfastheten i leran är ca 10-15 kPa. De lösa jordlagren utgörs närmast fast botten av lerig silt. Tidigare utförda sonderingar visar på fast botten av friktionsjord på djupet ca 6 till 15 m. Resultaten av rutinundersökning av jordprover från området med KCE- pelare visas i Bilaga 1.

Områdena på ömse sidor om vägen är relativt plana. Nedströms vägen sluttar terrängen svagt ned mot Strömsvattnet, en vik av havet ca 200 m sydväst om provområdet. Upp- ströms vägen sluttar terrängen svagt fram till ett höjdparti ca 300 m från provområdet.

Portrycksmätningar under den undersökta perioden visar på ett något artesiskt grundvat- tentryck under leran, se vidare avsnitt 3.2.

2.4 Provningar

2.4.1 Pelarsonderingar

Provpelarnas fasthet har kontrollerats genom pelarsondering 5 dygn, 20 dygn, ca 1 år och ca 5 år efter installation. Sonderingarna har utförts som förborrad pelarsondering (FKPS) med spetskraftmätning av Forsgren Konsultbyrå.

2.4.2 Grundvattenmätningar

Mätning av portryck och provtagning av grundvatten har utförts i portrycksspetsar av typ BAT installerade 7 m uppströms (öster om) pelarområdena samt ca 2 m och 25 m nedströms (väster om) dessa, se figur 1. Mätningar och provtagning har utförts i leran på djupet ca 3 m under markytan och vid fast botten ca 9-17 m under markytan. Provtag- ningspunkterna ca 2 m och 25 m nedströms ligger alldeles uppströms respektive ned- ströms befintlig, gammal Väg E6. I Figur 2 visas provtagning i gv-rör vid mätstationen 2 m nedströms KCE-pelare med pelarområde och området öster därom i bakgrunden.

Provtagningar av grundvatten ”före” installation av pelare utfördes före start av installation av pelarna närmast provtagningspunkten 2 m nedströms pelarområdena. Denna provtagning utfördes samtidigt i provtagningspunkterna 2 m nedströms och 7 m upp- ströms. Motsvarande erhållna analysvärden betraktas som bakgrundsvärden. Värdena kan ha påverkats till någon del av tidigare arbeten i området, se avsnitt 2.1, men denna påverkan bedöms som relativt begränsad. En första provtagning 25 m nedströms områ- dena utfördes ca tre veckor senare. Områdets geologiska uppbyggnad (lera) gör att ana-

(10)

lyserade halter i de sistnämnda provtagna grundvattnen bör kunna betraktas som bak- grundsvärden (gällande före konstruktionsstart) även om installation av pelare då påbör- jats, med start i KC-pelarområdets östra del (uppströmssida).

Provtagningar har därefter utförts ca 1 månad, ca 1 år och ca 5 år efter installationen av pelarna i provområdet. Vid det sista provningstillfället hade mätpunkterna 2 m ned- ströms KC området och KCE området fallit bort, varför provtagningen efter 5 år enbart utfördes i mätpunkter 7 m uppströms och 25 m nedströms pelarna . Samtliga port- rycksmätningar och grundvattenprovtagningar har utförts av Forsgren Konsultbyrå.

Vattnet från de olika provtagningarna har analyserats på laboratorium med avseende på kemisk sammansättning. Vattenanalyserna har utförts av ALS Scandinavia AB.

Figur 2. Grundvattenprovtagning vid mätstation 2 m nedströms KCE-pelarområdet.

(11)

3 RESULTAT AV UTFÖRDA UNDERSÖKNINGAR

3.1 Resultat av pelarprovningar

Resultat av pelarsonderingar som utförts i de provpelare som installerats alldeles öster om väg E6 och väg 988 visas i Figur 3. Resultaten indikerar en inledningsvis något lägre hållfasthet i KCE-pelare jämfört med KC-pelare vid det första provningstillfället fem dagar efter installation. En månad och ett år efter installation visar uppmätt sonde- ringsmotstånd på ungefär samma hållfasthet i KCE-pelare som KC-pelare i pelarnas övre del. Vid djupet ca fem meter uppmättes högre sonderingsmotstånd i KC-pelarna jämfört med KCE-pelarna efter 1 månad, men detta bedöms vara påverkat av att djupet till fast botten är mindre vid KC-pelarna. Jorden närmast fast botten är något siltigare än den högre upp vilket här sannolikt givit bättre effekt av stabiliseringen, jämför jordlager på något större djup för KCE-pelarna. Fem år efter installation är spridningen i resultat relativt stor men uppmätt sonderingsmotstånd visar på ungefär samma hållfasthet i KCE-pelare som KC-pelare. Använd sondvinge vid pelarprovningen efter fem år var mindre än vid tidigare tillfällen för att inte tvingas avbryta sonderingen högt upp i pelarna p.g.a. för höga motstånd. För att underlätta jämförelser med övriga sonderingar har uppmätt motstånd vid dessa sonderingar räknats om till ett uppskattat ekvivalent mot- stånd, Qekv(500 x 15 mm), motsvarande det för en större vinge.

I Figur 4 visas uppmätt hållfasthet i KCE- respektive KC-provpelare med ökande tid efter installation. Såväl KCE- som KC-provpelarna visar på en ökning i hållfasthet med tiden mellan de olika undersökningstillfällena. På djupet ca 3 - 5 m under markytan är ökningen i hållfasthet mer begränsad, vilket indikerar att en något bättre inblandning eller större mängd bindemedel sannolikt skulle behövts för jorden på dessa nivåer för att uppnå motsvarande hållfasthetstillväxt som för övriga delar av pelarna.

Pelarsonderingar har tidigare utförts i ett provpelarområde (2) inom pelarförstärkningen för vägen, ca 60 m väster om provpelarna installerade vid sidan av vägen, samt i ett provpelarområde (3), ca 200 m söder om aktuellt område. Resultaten av dessa sonderingar visade till övervägande delen på ungefär samma eller något lägre hållfasthet hos KCE-pelare jämfört med KC-pelare vid provning ca 1 vecka efter installation. Enstaka sonderingar uppvisar något högre motstånd i KCE-pelare än KC-pelare för delar av pelarna. Sammanställningar av sonderingarna av produktionsprovpelare visas i Bilaga 3.

Resultaten av sonderingarna i de olika provpelarområdena är i överensstämmelse med tidigare erfarenheter av undersökningar av KCE- och KC-stabiliserad jord (Rogbeck m fl, 2006), vilka också visat på en något lägre hållfasthet för KCE-pelare tiden närmast efter inblandning men en likvärdig eller högre hållfasthet på längre sikt. Hur snabbt hållfasthetstillväxten sker i KCE-pelare relativt den i KC-pelare tiden närmast efter installation bedöms kunna variera beroende på aktuella jordförhållanden på platsen.

3.2 Resultat av grundvattenmätningar 3.2.1 Portryck

Portrycksmätningar inom den undersökta perioden visar på trycknivåer på 3 m djup motsvarande en grundvattenyta ca 0-1,5 m under markytan. Vid fast botten under leran

(12)

Figur 3. Uppmätt sonderingsmotstånd i KCE- och KC-provpelare vid olika tid efter installation.

0

5

10

0 10 20 30 40 50

Sonderingsmotstånd, kN

Djup, m

KC3 - 20 dygn KC4 - 20 dygn KCE14 - 20 dygn KCE13 - 20 dygn Ejgst

KCE-/KC-pelare 20 dygn

Sondering utförd 061221 FKPS, vinge 500x15 mm.

0

5

10

0 10 20 30 40 50

Djup, m

KC1, 5 dygn KC2 - 5 dygn KCE16 - 5 dygn KCE15 - 5 dygn Ejgst

KCE-/KC-pelare 5 dygn

Sondering utförd 061206 . FKPS, vinge 500x15 mm.

0

5

10

0 10 20 30 40 50

Djup, m

KC5 - 1 år KC6 - 1 år KCE12 - 1 år KCE11 - 1 år

Ejgst KCE-/KC-pelare 1 år

0

5

10

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Sonderingsmotstånd Qekv (500x15 mm)*, kN

Djup, m

KC7 - 5 år KC8 - 5 år KCE9 - 5 år KCE10 - 5 år

*Sonderingsmotstånd omräknat till Qekv för sond 500x15 mm

Ejgst KCE-/KC-pelare 5 år

(13)

Figur 4. Uppmätt sonderingsmotstånd 5 dygn - 5 år efter installation i KCE- respektive KC-provpelare.

visade mätningarna på övervägande artesiska tryck motsvarande en grundvattenyta ca 0,5-1,5 m över omgivande markyta. I Figur 5 visas resultaten av portrycksmätningarna i provområdet.

Portrycksmätarnas placering framgår av schematisk plan över provområdet i Figur 1.

Grundvattenströmningen går i huvudsak i sydvästlig till västlig riktning tvärs vägen.

(a)

(b)

Figur 5. Uppmätta portrycksnivåer i provområde (a) 3 m under markyta (my) och (b) vid fast botten (f.b.).

0

5

10

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Djup, m

KC(1-2) - 5 dygn KC(3-4) - 20 dygn KC(5-6) - 1 år KC(7-8) - 5 år

Ejgst KC-pelare

Sondering utförd dec-06--okt-11 av Forsgren Konsultbyrå FKPS, vinge 500x15 mm (5dygn - 1 år),

*vinge 250x15 mm (5år). Motstånd omräknat till Qekv (500x15 mm)

0

5

10

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Djup, m

KCE(15-16) - 5 dygn KCE(13-14) - 20 dygn KCE(11-12) - 1 år KCE(9-10) - 5 år

Ejgst KCE-pelare

Sondering utförd dec-06--okt-11 av Forsgren Konsultbyrå FKPS, vinge 500x15 mm (5dygn - 1 år),

*vinge 250x15 mm (5år). Q omräknat till Qekv (500x15 mm)

0 1 2 3 4 5 6

KC-Väst 25 m KC-Väst 2 m KC-Öst 7 m KCE-Väst 25 m KCE-Väst 2 m KCE-Öst 7 m

Mätpunkt

Portrycksnivå, m

06-12-06 06-12-20 08-02-07 11-10-19

3 m u my

my my

my

my my

my

0 1 2 3 4 5 6

KC-Väst 25 m KC-Väst 2 m KC-Öst 7 m KCE-Väst 25 m KCE-Väst 2 m KCE-Öst 7 m

Mätpunkt

Portrycksnivå, m

06-12-06 06-12-20 08-02-07 11-10-19

f.b.

my my

my

my my

my

(14)

3.2.2 Kemisk analys av grundvatten 3.2.2.1 Referensvärden

Platsspecifika riktvärden eller gränsvärden för halter av olika ämnen i grundvatten vid den aktuella nybyggnationen av motorväg har inte utretts speciellt. Som referensvärden har primärt använts uppmätta halter före konstruktionsstart (områdets bakgrundshalter).

Därtill har främst jämförvärden i form av dricksvattennorm används. Grundvatten är en viktig naturresurs vars kvalitet generellt bör betraktas som skyddsvärd för framtida ge- nerationer. Det nu aktuella området ligger inte i någon grundvattenformation som lokalt eller nationellt klassas som viktig för nuvarande och framtida vattenförsörjning. Områ- det betraktas heller inte inneha någon mindre grundvattenresurs för framtida behov.

Högre krav på grundvattnets kvalitet än dricksvattennormen (SLVFS, 2001) bör därför rimligen inte ställas på det aktuella grundvattnet. Skydd av det aktuella grundvattnet att motsvara nivåer för dricksvattenändamål är inte heller motiverat om området före nybyggnationen var förorenat. Analyser av bakgrundshalter i grundvattnet före byggnation indikerar dock inte att grundvattnet var förorenat avseende de analyserade ämnena. Det aktuella grundvattenmagasinet betydelse i form av källa för våtmarker och ytvatten har inte utvärderas inom uppdraget, men då platsspecifika riktvärden inte finns bör en jäm- förelsenivå för tungmetaller motsvarade dricksvattennormen kunna anses vara tillräck- ligt konservativ.

Jämförelser har också gjorts mot effektrelaterade tillståndsklasser för metaller (och arsenik) i grundvatten, Tabell 2 (Naturvårdverket Rapport 4915, 1999). Gränsen för Cd och Pb i dricksvatten går mellan ”Hög halt” och ”Mycket hög halt” medan gränsen för As i dricksvatten går mellan ”Måttligt hög halt” och ”Hög halt” (markerat med feta streck i tabellen). Jämförelse mellan halter i grundvatten vid vägbyggnation och Tabell 2 bör betraktas som konservativ. Tabellen utgår från rent grundvatten och att halter upp till vad som motsvarar ”Mycket hög halt” ändå är tjänligt dricksvatten avseende Cd och Pb och upp till ”Hög halt” tjänligt dricksvatten avseende As. Några gränsvärden för zink finns inte angivna för dricksvatten.

Tabell 2. Effektrelaterade tillståndsklasser för metaller och arsenik i grundvatten, µg/l (Efter Naturvårdverket Rapport 4915, 1999).

Klass Benämning Cd Zn Pb As

1 Mycket låg halt < 0,05 < 5 < 0,2 < 1

2 Låg halt 0,05-0,1 5-20 0,2-1 1-5

3 Måttlig halt 0,1-1 20-300 1-3 5-10

4 Hög halt 1-5 300-1000 3-10 10-50

5 Mycket hög halt > 5 > 1000 > 10 > 50

I de fall analyserade halter signifikant överskrider dricksvattennormen kan en grov jäm- förelse göras med ytterligare gränsnivåer. Dessa kan dock inte användas direkt som jämförvärden eftersom de är framtagna för andra förutsättningar än det nu aktuella (se nedan), men de kan ge en grov uppfattning om vid vilka nivåer som de detekterade halterna ligger vid. Detta gäller primärt för zink eftersom gränsvärde här saknas för dricksvatten. Värdena är tagna från en nyligen utkommen handbok från Naturvårdsverket (Na- turvårdsverket, 2010), gällande för avfallsmaterial som avses att nyttjas i anläggnings- arbeten. I handboken anges bl.a. maxhalter i lakvatten vid L/S 0,1, d.v.s. då 0,1 liter

(15)

lakvatten per kilo material passerat materialet. I det nu undersökta området har olika bindemedelsmaterial använts för att kemiskt bilda ett nytt material, i form av pelare av stabiliserad jord. Egenskaperna hos ursprungsmaterialen inte är desamma som i nya materialet och detta nya material är inte ett avfall. De angivna maxhalterna kan därför inte direkt användas för jämförelse och de är dessutom framtagna för lakvatten genere- rade i laboratorieskala och inte grundvatten i fullskala. De har ändå tagits med för att ge en grov uppskattning av nivåerna hos vissa detekterade halter.

Jämförelser av analyserade halter av tungmetaller och svavel (teoretiskt omräknat som 100 % sulfat) har således primärt gjorts mot bakgrundshalter (nedan kallat BH). Dessu- tom har jämförelse gjorts mot gränsvärden för dricksvatten (SLVFS 2001) (nedan kallat DV), och i vissa utsträckning också mot effektrelaterade tillståndsklasser för dricksvat- ten. I vissa fall har även jämförelse gjorts med maximalt tillåtna utlakbara halter vid L/S 0,1 från avfall som återvinns för anläggningsändamål, kategori nivå mindre än ringa risk (nedan kallat Kat 1) enligt Naturvårdsverkets handbok, vilket alltså endast bör användas som indikationer på trender nivåer. Eftersom området består av lera kan det grovt antas att förhållandet L/S kring pelarna som mest har nått upp till ca 0,1 efter ett till flera år.

I Tabell 3 ges en sammanställning av de värden som använts som jämförelse.

I en del jämförande diagram nedan och i en del tabeller i bilagor har även värden för L/S 0,1 för deponier (benämnt ”Inert”) inkluderas. Jämförelse med deponier är dock i

Tabell 3. Riktvärden som använts för jämförelse med detekterade halter i grundvatten- prov från testområdet.

Dricksvatten

1/

NV Handbok 2010:1 Kat 1^2/: L/S 0,1

Bakgrundshalter Tillståndsklasser

Förkortning DV Kat 1 BH

S mg/l 33 ^A/ 23^A/

Halter vid Dag 0 i grundvatten prov-

tagna i olika punkter i det s.k.

KC området och i det s.k. KCE

området.

Uppmätta halter, se text och bi-

laga.

Anges i Tabell 2

As µg/l 10 10

Ba µg/l

Cd µg/l 5 10

Cr µg/l 50 200

Cu µg/l 2000 / 200 200

Hg µg/l 1 1

Mo µg/l

Ni µg/l 20 100

Pb µg/l 10 50

Sb µg/l 5

Se µg/l 10

Zn µg/l 1000

Cl mg/l 100 80

DOC mg/l

Not A/ För svavel föreligger inget gränsvärde, däremot för sulfat. Halten svavel är teoretiskt omräknad för att konservativt motsvara 100 % sulfat (SO4).

Not 1/ Livsmedelsverkets föreskrifter om dricksvatten (SLVFS, 2001). Angivna värden gäller för anlägg- ning som försörjer minst 50 personer eller som tillhandahåller minst 10 m³ dricksvatten/dygn. De flesta av dessa värden gäller gränser över vilka dricksvatten är otjänligt vid provtagningspunkt.

Not 2/ Naturvårdsverkets Handbok 2010:1: Kriterier för återvinning av avfall i anläggningsarbeten. Angivna värden motsvarar maxhalter i lakvatten vid L/S 0,1 från avfall som tillåts användas för anläggnings- ändamål Kategori 1 (allmän tillämpning).

(16)

detta fall inte relevant och kan endast ses som stöd för att få en grov uppfattning av storleksordning (liksom vad som angetts ovan for värden från NV handbok 2010:1).

3.2.2.2 Mätresultat

Resultat av analyser av vattenprover från de olika mätpunkterna redovisas i diagram i Bilaga 4:1-4:3 och i tabeller i Bilaga 4:4.

Provresultat Dag 0

Resultaten av analyser av grundvattenprov som togs dag 0 (0-prov) visar att halten klorid i alla gv-rör ligger över, eller mycket över, dels gränsvärde för DV, dels över maximal halt för Kat 1. De höga värdena bedöms dels vara en följd av lerans avsättning i saltvatten, dels vara påverkade av närheten till havsvatten i Strömsvattnet, vilket tidvis översvämmar delar av landområdet väster om vägen.

Utöver klorid uppvisade provet från gv-rör ”KC Väst 2m / 3m” en halt av zink som låg något över maximal halt för Kat 1. Enligt den effektrelaterade tillståndsklassningen i Tabell 2 motsvarar detta en hög – mycket hög halt. Ingen halt av de övriga analyserade ämnena eller DOC överskred något av de jämförande värdena i Tabell 3 i något av grundvattenproven. Provpunktsplaceringar och punkt med förhöjd halt av zink visas i Figur 6.

Figur 6. Provpunktplacering (blå cirklar). Punkt med förhöjd zinkhalt (violett ruta) vid start av pelarinstallation (”Dag 0”). Halt av Zn (µg/l) över 1000 µg/l givet till vänster om provpunkt. Områdesplan delkopia av Figur 1.

KC 50/50 KCE 33/33/33

~ KM 6/609 ~ KM 6/580

Gv-strömning

3 m 16 m D=3 m 9 m

3 m 15 m 3 m 11 m

3 m 14 m

3 m 17 m

N

1160

(17)

Provresultat 1 månad efter pelarinstallation

Analysresultat för grundvattenprov tagna en månad efter start visar att halten klorid i alla provtagna gv-rör låg fortsatt över, eller mycket över, dels gränsvärde för DV, dels över maximal halt för Kat 1. Halterna av klorid i enskilda gv-rör var inte tydligt föränd- rade jämfört med proven tagna dag 0.

I punkten ”KC Väst 2m / 3m” hade uppmätt halt zink nu avsevärt minskat och låg under alla jämförande värden i Tabell 3.

Punkten ”KC Väst 25m / 17m” (provtagning vid fast botten) uppvisade en ökad zinkhalt. Denna låg dock under Kat 1. Jämfört med Tabell 2 motsvarar halten ”hög halt”.

Grundvattenprov, ”KCE Väst 2m / 3m” uppvisade nu en signifikant högre halt av zink (ca 40 ggr högre än vid 0-provtagningen) samt en blyhalt som låg ca 5 ggr över DV men under Kat 1. Jämfört med tillståndshalter enligt Tabell 2 motsvarade dessa båda halter

”mycket hög halt”.

Maximalt uppmätt halt av arsenik i alla grundvattenprov 1 månad efter pelarinstallation återfanns i ”KCE 25m / 15m” (provtagning vid fast botten). Vid jämförelse med Tabell 2 motsvarade den uppmätta halten en halt något över både DV och Kat 1.

Ingen annan provpunkt och provnivå uppvisade annat än relativt låga halter av de analyserade ämnena, jämfört med DV, undantaget mangan som låg inom ett nivåintervall (1- 2 ggr DV) motsvarande före installation. Provpunktsplaceringar, punkter med förhöjda zinkhalter samt provpunkt med förhöjd halt av bly visas i Figur 7.

Figur 7. Situation en månad efter pelarinstallation. Provpunktplacering (blå små ring- ar). Punkter med förhöjda zinkhalter (violetta rutor) och förhöjd blyhalt (röd ring). Halt av Zn (µg/l) över 1000 µg/l givet till vänster om provpunkt . Områdesplan del av Figur 1.

KC 50/50 KCE 33/33/33

~ KM 6/609 ~ KM 6/580

Gv-strömning

3 m 16 m D=3 m 9 m

3 m 15 m 3 m 11 m

3 m 14 m

3 m 17 m

N

3920

(18)

Provresultat 1 år efter pelarinstallation

Analysresultat för grundvattenprov tagna ett år efter pelarinstallation visar att halten klorid i alla provtagna gv-rör låg på ungefär samma nivåer som vid dag 0 och efter en månad.

Punkten ”KC Väst 2m / 3m” uppvisade en avsevärd höjning av halten zink med ett värde 5 ggr högre än vad provet från dag 0 uppvisade, jfr Figur 10 som visar variation i uppmätta värden för speciellt zink och bly tillsammans med jämförande värden från Tabell 3. Halten zink var ca 5 ggr högre än Kat 1. Enligt tillståndsklassningen i Tabell 2 motsvarar halten en ”Mycket hög halt”.

Zinkhalten i punkten ”KC Väst 25m / 17m” (provtagen vid fast botten) var lägre än vid föregående mättillfälle och låg under Kat 1. Enligt tillståndsklassningen i Tabell 2 motsvarar halten en ”Hög halt”.

Punkten ”KCE Väst 2m / 3m” uppvisade en fortsatt hög zinkhalt, motsvarande ca 5 ggr över Kat 1 och motsvarande en ”Mycket hög halt” enligt tillståndsklassningen i Tabell 2. Blyhalten hade däremot sjunkit markant (med ca 100 ggr) och låg nu under jämfö- rande max-/gränsvärde med en halt som motsvarade ”Hög halt” i Tabell 2.

Punkten ”KCE Väst 25m / 3m” som tidigare inte uppvisat några nämnvärt höga halter (förutom av klorid) innehöll nu en halt av zink som låg drygt 2 ggr över Kat 1, och som enligt Tabell 2 motsvarade en ”Mycket hög halt”.

Punkten ”KCE Öst 7m / 11 m” (provtagning vid fast botten) som tidigare inte uppvisat några nämnvärt höga halter (förutom måttligt hög halt av klorid) innehöll nu en halt av zink som låg drygt 6 ggr över Kat 1, samt en halt av bly som var ca 60 ggr över DV och ca 11 ggr högre än Kat 1 samt enligt Tabell 2 en ”Mycket hög halt”. Kopparhalten låg i nivå med DV.

Punkten ”KCE Öst 7m / 3 m” som tidigare inte uppvisat några nämnvärt halter (förutom av klorid) innehöll nu en halt av bly som låg ca 60 ggr över DV och drygt 11 ggr över Kat 1 samt jämfört med tillståndsklassning enligt Tabell 2 en ”Mycket hög halt”.

Provpunktsplaceringar samt punkter med förhöjda halter av zink, bly och koppar ett år efter pelarinstallation visas i Figur 8. Alla prov med förhöjda halter togs på 3 m, undantaget den provpunkt som uppvisade förhöjda halter av både bly och zink där provet togs vid fast botten. Därtill förelåg mangan inom ett nivåintervall (1-2 ggr DV) motsvarande före installation och efter 1 månad.

(19)

Figur 8. Situation ett år efter pelarinstallation. Provpunktplacering (blå små ringar).

Punkter med förhöjda zinkhalter (violetta rutor) och förhöjda blyhalter (röda ringar).

Halt av Zn (µg/l) över 1000 µg/l givet intill provpunkt. Områdesplan delkopia av Figur 1.

Provresultat 5 år efter pelarinstallation

Analysresultat för grundvattenprov tagna fem år efter start visar att halten klorid i alla provtagna gv-rör låg på ungefär samma nivåer som tidigare. Även om dessa halter är höga i förhållande till DV så har inte någon signifikant förändring i uppmätta halter skett efter pelarinstallation, jämfört med situationen före installation. Ingen tydlig skillnad förelåg mellan KC- och KCE-området.

I likhet med resultaten från tidigare provtagningar visar de efter fem år på en ökning av zinkhalten efter installation. Efter fem år var förhöjningen ännu högre än tidigare i flera provpunkter. Resultaten indikerar en något högre ökning över tid av halter vid KCE- området än vid KC-området jämfört med före installation. Jämförelsen är dock något osäker då några av provpunktena inte kunde provtas efter fem år. Resultaten efter 5 år visar inte på några förhöjda halter över gränsvärden för DV av andra tungmetaller i KC- eller KCE-området, undantaget bly som, fastän halterna sjunkit markant, ändå inte nådde ned till under gränsvärde för dricksvatten. Därtill förelåg mangan inom ett oför- ändrat nivåintervall (1-2 ggr DV), jämfört med dels före installation, dels efter 1 månad samt dels efter 1 år. Vid tidigare provtagningstillfällen uppvisade bly och koppar i flera provpunkter avsevärt förhöjda halter i sina grundvattnen efter installation. Resultat saknas dock för provpunkterna 2 m nedströms pelarområdet vid sista provtillfället då dessa gv-rör inte återfanns.

Punkten ”KC Väst 25m / 17m” (provtagning gjord vid fast botten) innehöll en halt av zink som låg ca 14 ggr över Kat 1 och motsvarade ”mycket hög halt” i Tabell 2.

KC 50/50 KCE 33/33/33

~ KM 6/609 ~ KM 6/580

Gv-strömning

3 m 16 m D=3 m 9 m

3 m 15 m 3 m 11 m

3 m 14 m

3 m 17 m

N

5020

2280 4680

6420

(20)

Punkten ”KC Väst 25 m - 3m” innehöll en halt av zink som låg ca 16 ggr över Kat 1 och motsvarade ”mycket hög halt” i Tabell 2.

Punkten ”KCE Väst 25 m - 3m” innehöll en halt av zink som låg ca 21 ggr över Kat 1 och motsvarade ”mycket hög halt” i Tabell 2.

Punkten ”KCE Öst 7 m - 3m” innehöll en halt av zink som låg ca 5 ggr över Kat 1 och motsvarade ”mycket hög halt” i Tabell 2. Blyhalten var i denna punkt ca 4 ggr över DV men under Kat 1 och motsvarade fortfarande ”mycket hög halt” i Tabell 2. Halten hade dock minskat avsevärt (en tiopotens) jämfört med år 1.

Punkten ”KCE Väst 25 m - fb” (provtagning gjord vid fast botten) innehöll en halt av zink som låg drygt 13 ggr över Kat 1 och motsvarade ”mycket hög halt” i Tabell 2.

Punkten ”KCE Öst 7m - fb” (provtagning vid fast botten) innehöll en halt av zink som låg drygt 5 ggr över Kat 1 och motsvarade ”mycket hög halt” i Tabell 2. Blyhalten var i denna punkt ca 8 ggr över DV och något över Kat 1 samt motsvarade fortfarande

”mycket hög halt” i Tabell 2. Halten hade dock minskat avsevärt (en tiopotens) jämfört med år 1.

Provpunktsplaceringar samt punkter med förhöjda halter av zink fem år efter pelarinstallation ges i Figur 9. Blyhalterna låg nu generellt under Kat 1 och därför inte inritade.

Figur 9. Situation fem år efter pelarinstallation. Provpunktplacering (blå små ringar).

Punkter med förhöjda zinkhalter (violetta rutor). Punkterna närmast pelarområdena, 2 m nedströms pelarna, är alla borttagna (ingen provtagning). Halt av Zn (µg/l) över 1000 µg/l givet intill provpunkt. Områdesplan delkopia av Figur 1.

KC 50/50 KCE 33/33/33

~ KM 6/609 ~ KM 6/580

Gv-strömning

3 m 16 m D=3 m 9 m

3 m 15 m 3 m 11 m

3 m 14 m

3 m 17 m

N

4820 5440

20800 13300

16100 13900

(21)

I Figur 10a och b visas uppmätt variation i värden för speciellt zink och bly vid KC- pelarområdet respektive KCE-pelarområdet under hela uppföljningsperioden tillsammans med gränsvärden.

(a)

(b)

Figur 10. Uppmätta halter av zink och bly i sektion vid (a) KC-pelarområdet och (b) KCE-pelarområdet under mätperioden. Resultat av mätningar på djupet 3 m under markytan (3 m u my) och vid fast botten (f.b.).

Pb-DV Pb-Inert

Pb-Kat1

Zn, 0-mätn Zn, 0-mätn

Pb, 0-mätn Pb, 0-mätn

KC-pelare KC-pelare

Zn, 1 mån Zn, 1 mån

Pb, 1 mån Pb, 1 mån

Zn, 1 år

Pb, 1 år

Zn-Inert Zn-Inert

Zn-Kat1 Zn-Kat1

Pb-DV Pb-Inert

Pb-Kat1

Zn, 5 år Zn, 5 år

Pb, 5 år Pb, 5 år

0,1 1 10 100 1000 10000

-100 -50 0 50 100 150 200 250 300

Sektion E6, m Koncentrationmg/l

3 m u my f. b.

-50 0 50 100 uppströms

nedströms (Väst) nedströms (Väst) uppströms (Öst)

KC-pelare

-50 0 50 100 Gränsvärden

16100 13900

Zn, 0-mätn Zn, 0-mätn

Pb, 0-mätn

KCE-pelare KCE-pelare

Zn, 1 mån Zn, 1 mån

Pb, 1 mån

Pb, 1 mån Zn, 1 år

Zn, 1 år

Pb, 1 år Pb, 1 år

Zn-Inert Zn-Inert

Zn-Kat1

Pb-DV

Pb-Inert Pb-Inert

Pb-Kat1 Pb-Kat1

Zn, 5 år Zn, 5 år

Pb, 5 år Pb, 5 år

0,1 1 10 100 1000 10000

-100 -50 0 50 100 150 200 250 300

Sektion E6, m Koncentrationmg/l

KCE-pelare

-50 0 50 100

3 m u my f. b.

uppströms (Öst) uppströms (Öst)

nedströms (Väst) nedströms (Väst)

-50 0 50 100 -50 0 50 100 Gränsvärden

20800 13300

(22)

Sammanfattning 0 dagar – 5 år, innehåll i grundvattenprov

Klorid. Vid alla provtagningstillfällen uppvisade alla provpunkter relativt höga halter av klorid. Halterna, vilka var som högst vid mätpunkterna längst västerut i mätsektionerna, se Bilaga 4:1, bedöms vara en följd av avsättningen av leran i saltvatten och närheten till havet som stundtals översvämmat området.

Zink. Zinkhalten i området uppvisade en avsevärd ökning med tiden med högst halter vid 5-års provtagningen. Då var ökningen av Zn-halten i KC-området 3-185 ggr och i KCE området 17 – 1359 ggr bakgrundsvärdet före installationen av pelarna. Ökningen över tid förefaller således ha varit större intill KCE-området, jämfört med intill KC- området. Differensen efter 5 år mellan de två områdena är dock osäker eftersom några provpunkter gått förlorade mellan 1-års och 5-års provtagningarna.

Baserat på detekterade halter upp till 1 år förefaller de ökande halterna av zink främst ha sina källor i pelarområdena (högsta halterna vid varje omgång har detekterats närmast pelarområdena). Inkluderas data från 5-års provtagningen är den ökande halttrenden än mer tydlig. En större ökning uppmättes nedströms pelarområdena jämfört med upp- ströms men p.g.a. avsaknad av data från provpunkter 2 m nedströms pelarområdena blir dock bedömning av spridningsbilden osäker.

Förhöjda halter av Zn uppmättes också syd-ost om KCE-området, d.v.s. uppströms detta område, 1 år och 5 år efter installation. Resultaten är svårtolkande utifrån bedömd grundvattenriktning, se nedan.

Bly. En månad efter installation av pelare hade punkten 2 m nedströms KCE-området en förhöjd blyhalt (ca 1,5 ggr DV) på djupet 3 meter. En mer markant ökad blyhalt (ca 50 ggr DV) uppmättes efter 1 år i KCE-området men då uppströms området, både på djupet 3 m och vid fast botten. Efter 5 år var halterna i dessa punkter lägre (minskat med ca en tio potens) motsvarande ca 4-8 ggr över maxhalt för dricksvatten. I övriga punkter låg blyhalterna efter 5 år i nivå med eller under maxhalter för dricksvatten.

Koppar. En signifikant ökad kopparhalt över gränsvärde för dricksvatten uppmättes endast efter 1 år uppströms KCE-området vid fast botten.

De förhöjda halterna uppströms området var inte förväntade. Det kan noteras att de högsta halterna av zink, bly och koppar, detekterade under perioden 0 år-1 år efter installation, uppmättes just vid mätstationen placerad 7 meter uppströms KCE-området vid 1-års provtagningen. Förhöjda zinkhalter uppmättes här även efter 5 år medan halterna av bly och koppar då hade minskat signifikant. Resultaten pekar på möjligheten att grundvattenströmningen tidvis avviker från den bedömda i området eller alternativt att KCE-området påverkas av uppströms ifrån kommande grundvatten innehållande för- höjda halter av bly zink och koppar. Halterna kan också ha påverkats av lakning från provpelarna installerade söder om mätstationen eller in-/utflöde av förorenat vatten i intilliggande diken vid grundvattenfluktuationer. Pelarinstallationer ger dessutom normalt upphov till förhöjda portryck inom det förstärkta området, vilket medför en viss strömning horisontellt åt båda håll ut från området allteftersom portrycken utjämnas.

När marken belastats med en fyllning för den blivande vägbanken kan detta givit en ökad strömning från det förstärkta området. Någon motsvarande markant ökning av olika ämneshalter har dock inte uppmätts vid mätstationen alldeles intill vägens västra sida eller uppströms KC-området. Enligt uppgift har området kring mätstationen 7 m

(23)

uppströms KCE-området under en period använts för upplag för olika jordmassor, bl.a.

från grävt vägdike utmed kanten av pelarförstärkningen. Detta kan ha haft betydande inverkan på uppmätta halter här.

Ökade halter uppströms pelarförstärkningen kan således vara påverkade av ett flertal faktorer. Vilka faktorer som har störst betydelse går inte att fastställa på basis av enbart de utförda undersökningarna.

Av utförda portrycksmätningar framgår att portrycken i leran och grundvattentrycken vid fast botten varierar i området. Perioder med nederbörd, varvat med torrare perioder, ger troligtvis upphov till strömningsriktningar som lokalt kan avvika från den bedömda generella riktningen tvärs vägen. Uppmätta portryck, jmfr Figur 3, visar på en relativt flack gradient tvärs vägen på 3 m djup i KCE-pelarområdet men en mer kraftig gradient mellan KC- och KCE-pelarområdena vid mätarna längst uppströms. Variationer i be- dömd strömningsriktning vid de olika mätpunkterna under mätperioden visas i Figur 11.

Lös lera är ett mycket lågpermeabelt jordmaterial. Vattenströmningshastigheten i ho- mogena lager med lera kan bedömas vara mindre än någon centimeter per år med de gradienter som uppmätts i undersökningsområdet. Förhöjda värdena på 3 m djup i leran på ett avstånd av upp till 25 m från pelare indikerar påverkan från lager/skikt med högre

Figur 11. Bedömd strömningsriktning vid de olika mätpunkterna 0 dagar, 1månad, 1 år och 5 år efter installation av pelare.

N

KC 50/50 KCE 33/33/33

~ KM 6/609 ~ KM 6/580

Gv-strömning

3 m 16 m D=3 m 9 m

3 m 15 m 3 m 11 m

3 m 14 m

3 m 17 m

0-mätning 1 månad 1 år 5 år

(24)

permeabilitet inom området. Utförda sonderingar för vägprojektet har inte visat på några genomgående grövre skikt i leran. Strömning i kombination med diffusion från den underliggande mer genomsläppliga friktionsjorden kan ha påverkat leran högre upp om djupet till fast botten lokalt är mindre än vad sonderingarna visar på. Detta bedöms inte som troligt för mer än möjligen någon enstaka punkt. En påverkan är möjlig också från en periodvis strömning i torrskorpelagret, med inslag av sand och rottrådar, och ned i den underliggande lerans övre del med dess innehåll av rottrådar, växtdelar och skal ned till ca 3 m djup, jmfr sammanställning av rutinundersökning av leran i Bilaga 1. Någon säker bedömning av troliga spridningsvägar går inte att göra på basis av enbart de ut- förda undersökningarna.

En bredare jämförelse av uppmätta halter av olika ämnen mellan dag 0 och de övriga provomgångarna visar att kalciumhalterna endast marginellt förändrats. Förändringarna i enskilda provtagningspunkter var max ca +/- 50 %. När ett flertal kalk-cementpelare placeras i grundvattnet påverkar detta kalciumhalten i grundvattenzonen. Någon mer markant generell ökning har dock inte registrerats utanför förstärkningsområdet under mätperioden. Undantaget är punkten ”KCE Öst 7m / 11m” som uppvisar en ökning av kalciuminnehållet efter 1 månad med 9 ggr den halt som uppmättes dag 0. Halterna återgick dock därefter till relativt normala bakgrundshalter.

Ökningen av magnesium mellan dag 0 och 1 månad var i allmänhet mindre än 50 % i alla provtagningspunkter. Undantaget var även i detta fall ”KCE Öst 7m / 11m” som efter 1 månad uppvisade en ökning av magnesiumhalten med 17 ggr halten vid dag 0.

Denna ökning var dock temporär. Efter 1 år och 5 år var ökningen mindre än 50 %-ig jämfört med dag 0.

Av övriga ämnen är det framförallt järn och aluminium som initialt ökat markant, dock från låga nivåer, i några provtagningspunkter både vid KC- och KCE-området. Största ökningen uppvisar punkten ”KC Väst 2m / 3m”, efter både 1 månad och efter 1 år (ca 20-40 ggr, jämfört med före installation). Efter 5 år hade halterna dock minskat markant i denna punkt till halter under dem före installation. Däremot uppvisar en punkt i KCE området (VSV 3 m) efter 1 månad – 5 år ca 15-30 ggr högre halter av aluminium jäm- fört med före installation. Eventuellt uppvisar molybden och nickel ökade halter över 5 års perioden men halterna är låga och förändringarna bedöms alltför osäkra för att sä- kerställa denna trend.

Generellt kan konstateras att det är något fler punkter i närheten av KCE-området (jäm- fört med i närheten av KC-området) som uppvisar ökningar > 9 ggr av olika tungmetaller vid provtagningar efter 1 månad - 5 år, jämfört med dag 0. Vid värdering av upp- mätta halter intill de två områdena bör det också vägas in att andelen stabiliserad jord i KCE-pelarområdet är ungefär hälften av den i KC-pelarområdet vid djupet 3 m och un- gefär en fjärdedel av denna vid nivån för fast botten, se Kapitel 2.1.

Några lakningsförsök i laboratorium på KCE- och KC-stabiliserad jord från platsen har inte utförts i projektet. Tidigare laboratorielakningar som utförts på KCE- och KC- stabiliserad jord från Norrköping och Nödinge (Rogbeck m. fl., 2006) har inte visat på utlakning av zink, bly eller koppar i några anmärkningsvärda halter vid L/S 0,1. Lak- ningarna utfördes i form av kolonntester på stabiliserad jord 7 dygn och 91 dygn efter stabilisering i laboratorium. Utlakade halter av zink, bly och koppar var alla lägre än eller mycket lägre än gränsvärdena för avfall till inert deponi vid L/S 0,1. De ämnen

(25)

som främst gjorde sig gällande i laktesterna var krom och i viss mån molybden (förutom generellt klorid). I grundvattenproverna från Ejgst är det istället främst zink, men även bly och lokalt eventuellt också koppar som dominerade efter 1 månad - 1 år, med ned- gång i halterna koppar och bly mellan 1 år och 5 år medan zinkhalterna ökade under hela perioden 1 månad – 5 år. Uppmätta halter av krom och nickel ligger alla under eller i nivå med gränsvärde för dricksvatten i alla prov.

Förhållandena vid refererade lakningar i laboratorium skiljer sig på ett antal punkter från de vid mätningarna i Ejgst. De ursprungliga, ostabiliserade jordarna är inte desamma. Förutom skillnader i geologisk bildning och sammansättning har befintlig Väg E6 och trafiken på denna sannolikt också i viss utsträckning påverkat halterna av olika ämnen i grundvattnet i området. Vidare utförs lakningarna i laboratoriet på krossat material och en markant skillnad föreligger mellan pH i laboratoriet och de värden som uppmättes vid provområdet. Lakvattnen på laboratorium uppvisade pH i intervallet 11,0-12,6. I grundvattenproverna från provområdet låg pH i intervallet 7-8,4 efter en månad, 8,1-8,5 efter ett år och 8,2-8,6 efter 5 år.

KC och KCE ger vid inblandning i lera ett högt pH med betydande halter av hydroxidjoner. Bl.a. zink och koppar kan bilda komplex med hydroxider, karbonater, humussyror etc. och bly kan bilda komplex med bl.a. karbonater och hydroxider. Optimalt pH för hydroxidutfällning anges i litteraturen till pH 10,1 för zink och pH 8,1 för koppar. Det höga pH i lakvattnen i laboratorietesterna kan ha genererat hydroxidkomplex av zink som, på grund av sin storlek, separerats bort vid den efterföljande filtreringen och orsakat låga zinkhalter i lakvattnet.

Det låga pH i grundvattnet (relativt lakvattnet i laktesterna) kan ha orsakat högre utlakning av zink och koppar från pelarområdet än under laktesterna, Figur 12. Även bly ökar sin löslighet med minskat pH (t.ex. Martínez och Mottob, 2000). Halten DOC (dis- solved organic carbon) bedöms som låg i alla grundvattenprover (<0,3 – 41 mg/l), vilket innebär att potentialen är låg för komplexbildande humussyror. Grundvattenprovernas pH indikerar därtill lågt innehåll av komplexbildande hydroxidjoner.

Ovanstående diskussion om lösligheter av bly, zink och koppar är endast att ses som hypotetisk. Lösligheterna av dessa metalljoner vid olika pH är beroende av platsspecifika förhållanden, inte minst vilka motjoner som är förhärskande vid olika pH. För att erhålla en bättre bild av de platsspecifika förhållandena behövs speciella analyser av innehåll i både lakvattnen från stabiliserad jord från aktuell plats och grundvattnen, samt modellering med datorprogram speciellt anpassade till lösligheter av olika oorganiska kombinationer. Detta har inte rymts inom föreliggande studie.

Laktester på laboratorium är avsedda att återspegla vad som kan lakas ur material på längre sikt under ogynnsamma förhållanden. Emellertid förefaller speciellt för zink för- hållanden i fält ha varit betydligt ogynnsammare än under laboratorietesterna. Detta hypotetiskt orsakat bl.a. av det lägre pH-intervallet i fält. Den under mätperioden relativt begränsade ökningen av pH som uppmätts i provområdet visar på att påverkan på

(26)

Figur 12. Ett urval av metaller och deras löslighet vid olika pH (Finishing, 2012).

grundvattnet från pelarna avseende pH-höjande effekt på sin omgivning utgör en lång- sam process som, tillsammans med framför allt utvecklingen av zinkhalterna, bör följas upp under längre tid.

(27)

4 SLUTSATSER

Hålllfasthet hos pelarna

De utförda undersökningarna visar på hållfasthetsegenskaper hos KCE-pelarna i prov- området som är ungefär likvärdiga de hos KC-pelarna. Resultaten indikerar en något lägre hållfasthet för KCE-pelare tiden närmast efter inblandning men en likvärdig håll- fasthet efter en månad och därefter.

Påverkan på grundvatten

Analyser av grundvatten visar i några fall på markant stigande halter över de referens- värden som använts som jämförelse. Detta gäller för zink i ett flertal punkter under hela mätperioden samt tillfälligt i någon/några punkter för bly och eventuellt koppar. Vid provtagningen efter 5 år har de förhöjda halterna av bly och koppar minskat medan halterna av zink fortsatt att öka. Gränsvärden för bl. a. dricksvatten har enbart använts för att indikera halternas storleksordning. Värdena gäller inte generellt påverkan på grundvatten utan representerar gränsvärden för dricksvatten och för lakvatten vid speciell laboratorieprovning vid L/S 0,1. Det senare har främst använts för zink då motsvarande gränsvärde för dricksvatten inte föreligger. Något fler markanta förhöjningar i haltvär- den har noterats för området utanför KCE-pelarna, jämfört med utanför KC-pelarna.

Detta står i omvänt förhållande till total mängd tillsatt bindemedel i de två områdena då KCE-pelarna är installerade i ett glesare mönster än KC-pelarna. Resultaten indikerar preliminärt inte några otillåtna/alarmerande nivåer av olika ämnen, förutsatt att området fortsatt inte kommer att ha hydraulisk kontakt med något grundvattenuttag. Spridningen i uppmätta värden gör dock bedömningen av olika resultat relativt osäker.

Förhöjda halter i mätpunkter uppströms KCE-pelarna är svårförklarliga. Ett flertal faktorer kan inverka på uppmätta halter här, men underlaget av de hittills utförda under- sökningarna är för begränsat för att någon trolig orsak skall kunna pekas ut. Vidare är de ökande halter med tiden på tre meters djup i lera som uppmätts nedströms pelarområdet på upp till tjugofem meters avstånd från pelarna svårförklariga med hänsyn till att spridning genom vattenströmning eller diffusion i lera normalt är långsamma processer.

Troliga spridningsvägar som orsakat de uppmätta förhöjda halterna här kan inte klargö- ras på basis av enbart de nu utförda undersökningarna.

En långsam ökning av pH i området har uppmätts och visar på att påverkan på omgiv- ningens pH från pelarna är en långsam process. Uppföljningar av påverkan på grundvattnet bör därför fortgå under längre tid. Hittills utförda mätningar har visat på en relativt stor variation i uppmätta halter i tid och plan.

Fortsatta undersökningar - rekommendationer

För att kunna dra mer generella slutsatser om eventuell negativ påverkan av kalk- cementpelare med askinblandning borde undersökningar utföras vid fler platser där KCE- och KC-pelare installeras. Inverkan av installation av pelare i en annan typ av lera, en annan grundvattensammansättning och/eller strömningsgradient kan då under- sökas. Vid jämförande mätningar i fält är förhållandena på plats oftast inte renodlade.

Ett antal olika faktorer kan ge spridning i resultaten, vilket innebär att gjorda mätningar inte kan anses allmängiltiga. Med hänsyn till erhållen spridning i resultat bör ett flertal mätningar utföras på varje plats för att ge säkrare bedömning av trender och relevans hos olika resultat. I det aktuella fallet bör en uppföljning göras avseende zink i grundvattnet då halterna ökat över tid både vid KC- och KCE området.

(28)

Undersökningar med lakförsök i laboratorium på samma typ av stabiliserat material saknas för närvarande, varför någon värdering av laboratorietesters användbarhet för bedömning av påverkan i full skala inte kan göras. Fortsatta uppföljningar i fält bör om möjligt kombineras med laktester i laboratorium, vid olika pH, för att skapa underlag för framtida bedömningar av eventuell miljöpåverkan vid byggande av vägar och också vid användning av andra typer av restprodukter.

REFERENSER

Finishing (2012). Chart of pH vs. metal concentration in waste water. Copy from US EPA Technology Transfer. http://www.finishing.com/Library/metalpH.html

Martínez, C., Mottob, H. (2000). Solubility of lead, zinc and copper added to mineral soils. Environmental Pollution. Vol. 107, Issue 1, pp. 153-158

Naturvårdsverket (2010). Återvinning av avfall i anläggningsarbeten. Handbok 2010:1.

ISBN 978-91-620-0164-3. http://www.naturvardsverket.se/sv/Start/Om- Naturvardsverket/Vara-publikationer/ISBN1/0100/978-91-620-0164-3/

Naturvårdsverket (1999). Bedömningsgrunder för miljökvalitet. Grundvatten. Natur- vårdsverket Rapport 4915.

Rogbeck, J., Suèr, P., Elander, P. (2004). Aska från förbränning av fiberslam. Material- tekniska och miljömässiga egenskaper. Projektrapport SGI Dnr 2-0406-0384.

Rogbeck, Y., Larsson, L., Åhnberg, H. och Rodenstam, S. (2006). Kalkrik aska som bindemedel i markstabilisering. Projektrapport SGI Dnr 2-0509-0587 alt. SGI Varia 590 (2008).

SFS (2011). Avfallsförordning. Svensk Författningssamling SFS 2011:927.

SLVFS (2001). Livsmedelsverkets föreskrifter om dricksvatten. Statens livsmedelsverk SLVFS 2001:30.

Åhnberg, H. (2006). Strength of stabilised soils. A laboratory study on clays and organic soils stabilised with different types of binder. PhD Thesis. Department of Construc- tion Sciences, Soil Mechanics, Lunds University of Technology.

(29)

SGI

2012-03-15 2-0610-0602 BILAGA 1

KM 6/583H27

(30)

SGI

2012-03-15 2-0610-0602 BILAGA 2

Plan över provpelarområdet öster om Väg E6/Väg 988.

Ritning upprättad av Hercules Grundläggning