Hovedgruva i Folldal: Undersøkelse av forurensningseffekt av grunnvann ved hjelp av kjemiske analyser og hydrogeologiske metoder

Abstract

Gruvedriften har vært pregende for Folldal kommunen siden 1700-tallet. Gjennom driftsperiodene har det blitt estimert en produksjon på 4,5 millioner tonn med kobber- og svovelkis. Malmen i gruven befant seg i fire separate linser, som varierte i tykkelsen. Gjennom kontakten med vann, og oksygen blir knust og eksponert berggrunn oksidert. Denne oksidasjonen fører til sur gruve avrenninger (Acid Mine Drainage, AMD) i hele området. Dannelsen av AMD skjer gjennom oksidasjon av pyritt (FeS2), som igjen fører til forurensning rundt gruvene og fiskedød i Folla. Gjennom observasjoner av overflateavrenninger rundt brønn 2, setter arbeidet fokus på å Kartlegge forurensningsbidraget fra Hovedgruva (Stoll 2) til grunnvannet i området. Målsetningen blir testet ved hjelp av hydrogeologiske, og kjemiske metoder. Det ble først valgt å gjøre feltarbeid i området i samarbeid med Norconsult. Det ble gjennomført brønnetableringer, og analyser av grunnvann. Neste steget var å modellere området med hjelp av Modflow-2005. Programmet beregner grunnvannsstrømmen, og hjelper med forståelsen av de fysiske parametere i systemet. Det ble også gjort kjemiske analyser for å kartlegge forurensningsbidraget fra Stoll 2 til grunnvannet. Resultatet indikerer at Modflow-2005 ikke egner seg bra for modelleringen av området for denne oppgaven. Det ble synlig at området er et komplekst system, som påvirkes av hydraulisk konduktivitet, og sesongvariasjon av nedbør/infiltrasjon. Det blir også tydelig at store utlekkinger av sink, kadmium, kobber og arsen av berggrunnen og avgangsmassene fører til forurensninger i væskefasen. Utlekkingen av metallene blir akselerert pga. den lave pH-en i området. Gjennom observasjonene, og analysene blir det tydelig at Stoll 2 fører til et økt forurensningsbidrag til grunnvannet. Høye konsentrasjoner med arsen, kadmium, kobber, og sink i grunnvannet styrke teorien.

Mining has characterized Folldal since the 18th century. During the operating period, 4.5 million tons of copper and pyrite have been produced. The ore in the mine was contained in four separate lenses, which varied in thickness. Through contact with water and oxygen, crushed and exposed bedrock is oxidized. This oxidation leads to acid mine drainage (AMD) in the area. The formation of AMD occurs through the oxidation of Pyrite (FeS2), this leads to pollution around the mines and fish deaths in Folla. Through observations of surface runoff around well 2, the choice of the main objective has been made: To map the pollution contribution from the main mine (Portal 2) to the groundwater in the area. The objective was tested using hydrogeological and chemical methods. It was first chosen to do fieldwork in the area in collaboration with Norconsult. Wells were established and measurements of groundwater were carried out. The next step was to model the area using Modflow-2005. The program calculates the groundwater flow and helps understand the system’s physical parameters. Chemical analyses were also done to map the pollution contribution from Portal 2 to the groundwater. The result indicates that Modflow-2005 is not suitable for modeling the area of this project. It became visible that the area is a complex system, which is affected by hydraulic conductivity and seasonal variation of precipitation/infiltration. It became clear that large leaching of zinc, cadmium, copper and arsenic from the bedrock and tailing led to contamination in the liquid phase. The leaching of the metals is accelerated due to the low pH in the area. Through the observations and analyses, it becomes clear that Portal 2 leads to an increased contribution of pollution to the groundwater. High concentrations of arsenic, cadmium, copper and zinc in the groundwater strengthen the theory.