Forståelse av miljøutfordringer knyttet til bygging av vei i områder med svartskifer med potensiale for sur avrenning

Abstract

Noen typer svartskifer har et høyt innhold av sulfidmineraler og tungmetall, og kan utgjøre en potensiell miljørisiko dersom de blir utsatt for forvitring. I sammenheng med bygging av den nye veitraseen E16 Eggemoen-Olum skal det tas ut store mengder svartskifer ved Kleggerudkrysset på Jevnaker. Uttak av svartskifer i forbindelse med veibygging fører til flere miljøutfordringer.

Dersom svartskiferen som tas ut klassifiseres som syreproduserende eller har for høyt innhold av radionuklidet uran, må den kjøres til spesialdeponi. Slik dagens situasjon er, holder deponiene på å fylles opp og må finne mer bærekraftige måter å håndtere svartskiferen på. I denne oppgaven beskrives de ulike uttaksmetodene som Skanska har anvendt for å redusere uttaket mest mulig, og tiltak som er gjort for å minimere avrenningen fra anlegget både ved uttak og ferdigstilt vesikjæring.

Det ble tatt vannprøver i felt både før, under og etter ferdigstilling av veiskjæringen for å evaluere avrenningen av tungmetalleme Cd, Ni og U da disse metallene er mobile i miljøet. Uran utgjør i tillegg en kilde til radioaktiv stråling. For å si noe om mulig fremtidig avrenning fra veiskjæringen ble det satt opp ett kolonneforsøk med tre forskjellige svartskifertyper fra området.

Data fra feltmålingene tilsier at avrenningen var høyest i uttaksperiodene tilsvarende tilstandsklasse «moderat» for Cd og Ni og «dårlig» for U. God overflatevannshåndtering har gjort at lite vann kommer i kontakt med svartskifer flatene. Et unntak er veiskjæringen som er eksponert i dagen og som viser litt forhøyede konsentrasjoner, men ikke over grenseverdien for U.

Alunskiferen har syreproduserende potensiale, men den kalkrike svartskiferen har god bufferkapasitet. Den forvitrede svartskiferen er fullstendig forvitret og inneholder svært lite sulfid og karbonat. Alle kolonnematerialene hadde urankonsentrasjoner som overskrider grenseverdien U i radioaktivt avfall, men det er stor forskjell i utlekkingen. Alunskiferen har høyest utlekking av Cd, Ni og U tilsvarende grenseverdiene «svært dårlig». Bjørkåsholmformasjonen har en mye lavere utlekking av Cd, Ni tilsvarende «god» til «moderat» og en U-konsentrasjon som er på grensen til «dårlig». Kolonneforsøket indikerer at overflatearealet påvirker avrenning fra svartskifer, da avrenningen fra finkornet svartskifer er omtrent dobbelt så høy som grovkornet.

Kolonneforsøket viser en betydelig høyere avrenning enn det som er målt avrenning fra veiskjæringen. Dette skyldes trolig at veiskjæringen er bratt og ikke vil eksponeres for like mye vann.

Some types of black shale have a high content of sulfur minerals and heavy metals, and can pose a potential environmental risk if they are exposed for weathering. In relation to the construction of the road E16 Eggemoen-Olum large amounts of black shale will be extracted by Kleggrudkrysset in Jevnaker. The extraction of black shale in relation to road construction leads to several environmental challenges. If the extracted black shale classifies as acid producing or have a high content of radionuclide uranium it has to be driven to a special landfill. Today the landfills are filled up and more sustainable ways of handling the black shale should be explored. In this project the extraction methods are described as Skanska has applied to reduce the extraction, and measures which are conducted to minimize the run-off from the facility both with extraction and finished road cut. Water samples were taken before, during, and after the completed road cut to evaluate the run-off of heavy metals Cd, No, and U as these metals are significantly mobile in the environment. Uranium additionally poses a source for radioactive radiation. To say something about future run-off from the roadcut, column experiments with three types black shale from the area. The data from field work shows the run-off was highest in the extraction periods equivalent to the condition class “moderate” for Cd and Ni, and “bad” for U. Good surface water handling made sure little water came in contact with the black shale surfaces. An exception is the road cut which are exposed in the day and which shows little increased concentrations, but not above the threshold limits of U. Alun shale have acid production potential, but the black shale contains large quantities of lime has good buffer capacity. The diminishing black shale is completely weathered and contains little sulfidic and carbonate. All column material had uranium concentration which exceeds threshold of U in radioactive waste, but there are differences in the leak. The alum shale has highest leak of Cf, Ni and U equivalent to the threshold “very bad”. Bhørkåsholm formation have a much lower leak of Cd, Ni equivalent to “good” to “moderate” and U. The column test indicates that the surface area explains much of the run of from black shale, as the run-of from the fine-grained black shale is twice as high as for the coarse-grained The column test shows a significantly higher of run of than what is measured from the run of. This can be explain as the run of is steep and will not be exposed for as much water.