Mobilitet av uran og andre metall i bergartar i ny vegtrase på Gran, Hadeland

Abstract

Svartskifer er ein bergart rik på sulfid og spormetall, og kan derfor utgjere ein potensiell miljørisiko dersom den blir utsett for forvitring. I samanheng med utbygging av RV 4, skal det byggast ein tunnel i sulfidhaldige bergartar på Gran, Hadeland, der store mengder svartskifer skal handterast etter utsprenging. I denne oppgåva vart mengde og mobilitet av Ca, Fe, S, Al og spormetalla U, PB, Th, Cu, Zn, Sn, Ni, As, Mo, Co, Mn, Cd undersøkt i boreprøvar frå ti ulike lokalitetar i den planlagde tunneltraseen på Gran. Eit spesielt fokus vart lagt på mengde og mobilitet av U, som er ei kjelde til radioaktiv stråling i tillegg til å vere ein toksisk komponent. Bergartane undersøkt varierte frå ureine kalksteinar til svarte skifrar. Sekvensiell ekstraksjon vart brukt for å estimere den potensielle mobiliteten til grunnstoffa. Det kjemiske innhaldet i prøvane vart analysert ved indusert kopla plasma massespektrometri (ICP-MS). I tillegg vart mineralogien studert ved røntgendiffraksjon (XRD). Innhaldet av spormetall var høgst i dei svarte skifrane, der metall som Zn, Cd, U, Mo, As og Pb var forhøgde. Det største innhaldet av S vart også funne i desse skifrane, der den eine prøven hadde eit markert stort syreproduserande potensial i forhold til dei andre. Innhaldet av Ni og Cu var svakt forhøgde, medan Th, Co, Sn hadde låge verdiar i alle prøvane. Mobiliteten av spormetalla var stor for Cd og Zn. Desse er i stor grad bunde i sulfid/organisk materiale. Fleire av metalla vart løyst ut ved oksidasjonsmiddelet hydrogenperoksid, og indikerer ein assosiasjon til sulfid. Dette gjaldt Co, Ni, Cu, Cd og Zn (til dels også Pb). Ved oksidering av sulfida i materialet vil slike metall bli frigjort frå steinen. Nokre spormetall vart også løyst ut i lett utbyttbare fraksjonar (Mo og Cd) og ved ein reduksjon i pH (Pb, Cd, U, Th og Zn). Arsen og thorium viste ein låg mobilitet i skiferen. Uran kan bli frigjort frå steinen både ved ionebyttereaksjonar eller ved senking av pH. Det er mogleg at eit reduserande miljø vill kunne føre til auka utlekking av uran frå skifra. Sekvensiell ekstraksjon løyste ut til saman 5-7 mg/kg U i dei pH og redoksavhengige stega. Dette kan vere ein indikasjon på mengda som potensielt kan lekke ut i miljøet i eit lengre perspektiv ved naturleg forvitring.