En vurdering av forurensningstilstanden ved Røstvangen gruver - Undersøkelser av avrenningskvalitet og potensiell mobilisering av tungmetaller fra sulfidholdig avfall ved sekvensiell ekstraksjon

Abstract

Forvitring av sulfidholdig avfall fra nedlagt gruvedrift kan forårsake sur avrenning og omfattende tungmetallforurensning av nærliggende vassdrag og biota. Ved Røstvangen gruver, Tynset kommune i Innlandet, var det drift på en pyritt-kobberkis forekomst med mindre mengder sinkblende og magnetkis mellom 1904 og 1921. Forurensningstilstanden ved Røstvangen ble sist undersøkt i 1998, og denne masteroppgaven gir en ny vurdering av forurensningstilstanden basert på et oppdatert datagrunnlag.

For å evaluere tilstanden ved Røstvangen gruver ble det tatt prøver av overflatevann ved tre anledninger. Disse ble analysert for elementinnhold, og klassifisert ut ifra miljøkvalitetsstandarder. Det ble gjort prøvetaking av gruvevelter samt sedimenter som har mottatt metallholdig avrenning. Mineral- og elementinnhold i velter og sedimenter ble bestemt med røntgendiffraksjon (XRD) og røntgenfluorescens-spektrometri (XRF). For å undersøke metallenes utlekkingspotensiale, bindingsform og mobilitet ble det utført en ristetest og en sekvensiell ekstraksjonsprosedyre tilpasset prøver rike på kobber-sulfider.

Prøvetaking og analyser av overflatevann viste at det fortsatt produseres avrenning med lav pH og et metallinnhold som overskrider grenseverdiene for god kjemisk tilstand satt i vannforskriften fra undervanndeponiet på Røstvangen. Mineralogiske analyser viste at avfallet i det øvre området hadde et pyrittinnhold på 0-7%. Forurensningstransporten fra det øvre området har blitt beregnet til 550 kg kobber og 300 kg sink per år basert på tidligere målte årlige avrenningsverdier fra kisdammen, med et utlekkingspotensiale på 7 tonn kobber og 0,9 tonn sink fremdeles lagret i veltene. Kobber ble funnet til å være det mest mobile og potensielt biotilgjengelige metallet i veltemassene, etterfulgt av jern, sink og kadmium

Hovedkonklusjonene er at tidligere gruveaktivitet på Røstvangen den dag i dag er årsaken til at et større område mellom Midthøa og Stugusjøen fremdeles er sterkt forurenset. Derimot ble det ikke funnet klare indikasjoner på at tungmetallholdig overflateavrenning når ut i de store vassdragene. Tunna og Stugusjøen viste ikke tegn til å være direkte påvirket av forurensning fra Røstvangen gruver, men den kjemiske tilstanden ble vurdert som dårlig ved prøvetaking i juli og september 2020 på bakgrunn av forhøyede konsentrasjoner av Cd, Ni og As. Tjernet Tjønnegga mottar fremdeles betydelig mengder tungmetaller via overflateavrenning og/eller sigevann, og konsentrasjonene av kobber og sink i vannet klassifiseres som svært dårlig. Sedimentene på tjernets bunn har svært høye konsentrasjoner av kobber, og tilstanden vurderes som svært dårlig med omfattende toksiske effekter.

When subjected to water and oxygen, sulphide bearing waste rock may produce acidic runoff enriched with heavy metals, causing negative effect on surrounding nature. The Røstvangen mines in the municipally of Tynset operated a pyrite-chalcopyrite deposit which also contained sphalerite and pyrrhotite from 1904 to 1921. Since the pollution situation at Røstvangen was last investigated in 1998 there is a need for an updated data basis for evaluation of pollution in this area. The purpose of this thesis is to acquire an assessment of the environmental status and evaluate the long-term effect of conducted remediation measures at an abandoned sulfide mine.

In order to evaluate the conditions at Røstvangen sampling of surface water was performed on three occasions in order to evaluating the drainage quality in the mine area and water quality in the lake and river system. In accordance with Norwegian waste regulation, a compliance test was conducted on samples from mine waste heaps located around the waste impoundment. The mineralogy and elemental composition of the waste heaps were determined by X-ray diffraction (XRD) and X-ray fluorescence (XRF). An experimental sequential extraction scheme adapted to copper-sulphide ores was used to study the mobility of biological availability of heavy metals, and their association to specific fractions in waste rock and polluted sediments.

Runoff from the mine site was classified as very poor based on chemical threshold values in the Norwegian water regulations. The mineral composition of the waste heaps showed a pyrite content varying from 0-7%. Annual metal transport from the waste dam was estimated to ne 550 kg cobber 300 kg zinc, with a potential of 1 tonnes copper and 0,9 tonnes zinc still available for mobilization from the waste heaps. Copper was found to be the most easily mobilized and potentially bioavailable metal in the waste heaps, followed by iron, zinc and cadmium. However, the acidic, high metal drainage water is locally restricted and does not seem to reach the major water systems. Still, the chemical water quality in the Tunna watercourse was classified as poor in two out of three sample occasions due to elevated concentrations of cadmium, nickel and arsenic. A water-filled kettle hole near the old flotation rig is still receiving high amounts of copper and zinc, either through surface wastewater or groundwater seepage. The copper levels in the lake sediments are classified as acutely toxic with comprehensive effects on the surrounding biota.