Kartlegging og studie av metallavrenning til Gaula, Holtålen kommune. Påvirkning fra Killingdal gruve med sulfidholdig bergmateriale.

Abstract

Gaula er en elv som starter i Holtålen kommune, og strekker seg 150 km frem til Trondheimsfjorden. Langs elven foregår laksefiske, samt jordbruksproduksjon hvor vannet fra Gaula brukes. Ved Gaula i Holtålen kommune befinner gruvefeltet Killingdal seg. Historisk sett har Killingdal gruve stått for stor produksjon av malm. Tidligere var dette underlagt Røros kobberverk. Gruven har totalt utvunnet 2.6 tonn malm, før feltet ble lagt ned i 1986. Bergartene i feltet består av svovelkis, kobberkis og sinkblende. Denne masteroppgaven har undersøkt om det nedlagte gruvefeltet, Killingdal gruve, bidrar til forurensing av tungmetaller. Mengden Svovel er også undersøkt.

Det ble tatt prøver fra seks prøvepunkter i området hvor Gruvebekken fra Killingdal gruve befinner seg. Prøvepunktene inkluderer ett punkt i utløpsbekken, to oppstrøms, to nedstrøms, og ett punkt oppstrøms i en sideelv. Prøvetakningen fant sted rundt oktober 2022, hvor datoene for prøvetakningen var 26.09, 11.10, 21.10 og 22.10. Under prøvetakningen ble det tatt filtrerte prøver, to fra hvert punkt hver dag. Parameterne pH, temperatur, ledningsevne og turbiditet ble også målt under prøvetakningene. I tillegg til de filtrerte prøvene ble det det også tatt prøver av typen DGT. DGTene ble lagt i utløpsbekken, punktet rett oppstrøms og punktet rett nedstrøms. De ble lagt ut 21.10 og hentet 22.10. De filtrerte prøvene og bearbeidede DGTene ble sendt til ICP-MS analyse.

Fra ICP-MS analysen av de filtrerte prøvene ble konsentrasjonen av 32 «metaller» undersøkt. 16 av disse (Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, Mo, Pb, S, Se, Sr, Tl, V og Zn) skilte seg ut i PCA-plott. Åtte av disse metallene (Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Pb og Zn) ble analysert ved bruk av DGT. Fra resultatene kom det frem forhøyde konsentrasjoner av de fleste metallene i Gruvebekken, utløpsbekken, med unntak av Cr, Mo, Pb og V. Det ble også i PCA-analysen observert en korrelasjon mellom metallene i utløpsbekken, høy turbiditet, høy ledningsevne og lav pH.

Hovedfokuset lå på innholdet av Cu, Fe og Zn i de ulike punktene, da disse er karakteristiske for bergartene i gruvefeltet. Statisk analyse av dataene tilsier en økt konsentrasjon av disse i Gaula etter avrenning fra Killingdal gruve. Mest merkbar var økningen av Zn. Ifølge grenser satt av miljødirektoratet, gikk vannet fra å være av god – moderat kvalitet oppstrøms, til moderat – dårlig kvalitet nedstrøms, med tanke på konsentrasjon av Zn. Fra resultatene ble det også observert høyere konsentrasjon av Mo og Pb i sideelven. Dette skyldes et annet nedlagt gruvefelt, Røros-Menna, nord for Gaula.

Gaula is a 150-kilometer-long river that begins in Holtålen commune and ends in Trondheimsfjorden. Along the river fishing takes place, in addition to the water being used in nearby agriculture. Killingdal is a mining field located near Gaula in Holtålen commune. The mining field has throughout history produced a great amount of ores, while being a part of Røros Copper Works. The mine extracted 2.6 ton ore before the field was shut down in 1986. The rocks consist of pyrite, chalcopyrite and sphalerite. This master’s thesis has investigated whether the abandoned minefield, Killingdal, contributes to heavy metal pollution in Gaula. The amount of sulfur has also been investigated.

Samples were taken from six sampling points in the area, where the mine stream from Killingdal Mine is located. The sampling points include one point in the outflow stream, two upstream, two downstream, and one point upstream in a tributary. Sampling took place around October 2022, with sampling dates of September 26., October 11., October 21., and October 22.. During sampling, filtered samples were taken, two from each point each day. The parameters pH, temperature, conductivity, and turbidity were also measured during sampling. In addition to the filtered samples, DGT samples were also taken. DGTs were placed in the outflow stream, closest upstream and closest downstream, on October 21 and retrieved on October 22. Both the filtered samples and processed DGTs were sent for ICP-MS analysis.

From the ICP-MS analysis of the filtered samples, the concentration of 32 «metals» were investigated. 16 of these (Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, Mo, Pb, S, Se, Sr, Tl, V and Zn) showed itselfs interesting in the PCA-plotts. Eight of these metals (Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Pb and Zn) were also analyzed with DGT as method. The results showed elevated concentrations of most metals, except for Cr, Mo, Pb, and V, in the outflow stream compared to the other points. From PCA analysis, a correlation was also observed between the metals in the outflow stream, high turbidity, high conductivity, and low pH.

The focus was mainly on the content of Cu, Fe, and Zn at the different points. Statistic analysis of the data suggests an increased concentration of these in Gaula after runoff from Killingdal Mine. The most noticeable increase was in Zn. According to limits set by the Norwegian Environment Agency, the water quality went from being good-moderate upstream to moderate-poor downstream, in terms of Zn concentration.

The results also showed a higher concentration of Mo and Pb in the tributary. This is due to another abandoned mine, Røros-Menna, north of Gaula