Inom all basindustri bildas restprodukter. Men gruvindustrin intar en särställning, genom att mängden avfall oftast är större än mängden produkter man får ut. Avfall från utvinning av metallerna koppar, bly och zink innehåller dessutom ofta svavelkis, som kräver speciell hantering. Den framtida konkurrenskraften hos svensk gruvindustri påverkas direkt av möjligheterna att på ett miljöriktigt och kostnadseffektivt sätt kunna hantera sulfidhaltigt material. Detta material kan, vid olämplig hantering, orsaka problemen med läckage av försurande metallhaltigt lakvatten till mark och vatten.Dagens gruvavfall består av blockformigt gråberg och finkornig anrikningssand som deponeras i magasin. Det är framför allt avfallet vid utvinning av basmetaller - till exempel guld, zink, koppar eller bly - som orsakar problem. Det beror på att metallerna är bundna i sulfidmineral.
- I korthet handlar det om att svavlet oxiderar när mineralet kommer i kontakt med luftens syre. Resultatet blir att syra produceras och metaller frigörs, säger MiMis programchef Lars Olof Höglund.
För att förhindra detta använder gruvbolagen idag olika metoder som går ut på att begränsa syretillförseln. En metod är jordtäckning, där ett tätskikt av morän eller annat material läggs ovanpå anrikningssanden. Ovanpå tätskiktet läggs ett skyddande täckskikt som besås med gräs. En annan typ av täckning är vattentäckning, där vatten ska förhindra syretillförseln.
Men hur säkra är dessa metoder och hur kan man utvärdera resultaten? Spelar det någon roll var i naturen dessa magasin ligger?
Dessa, och många fler, frågeställningar har Mistras forskningsprogram MiMi tagit sig an. Ett av målen med forskningsprogrammet har varit att ta fram utvärderingsmetoder.
- Det behövs tillförlitliga resultat för att bedöma efterbehandlingen. Här har MiMi hjälpt till, bland annat genom metoder för att beräkna efterbehandlingens effektivitet, säger Ann-Marie Fällman, handläggare vid Naturvårdsverket.
Programmet har alltså bidragit med kunskap till tillståndsgivande myndigheter och Naturvårdsverket om orsakssamband och långtidsaspekter vid miljöprovning av gruvverksamheter. MiMi-programmet har även medverkat till framtagningen av ett referensdokument (BREF) för bästa teknik inom EU.
Men MiMi har, som alla Mistras forskningsprogram, även fokus på bred användarnytta. Därför har även branschföreträdare varit med i forskningsprogrammet.
- Det är en stor fördel att vi kunnat medverka i utformning och genomförande av forskningsprogrammet. På så sätt har vi kunnat styra frågorna mot de områden vi anser vara viktiga och som gör direkt nytta, säger Manfred Lindvall, miljöchef vid Boliden.
Som exempel nämner han att de fått det vetenskapligt belagt att de metoder för efterbehandling företaget tillämpar stämmer.
- Utan forskning och utveckling dräneras den svenska gruvindustrin. Nu befinner vi oss istället i frontlinjen, internationellt sett. Utan MiMi hade definitivt framtiden inte sett så ljus ut, säger Manfred Lindvall, miljöchef vid Boliden.
Målet är att redan i samband med prospekteringen av en ny gruva kunna bedöma vilka åtgärder som behövs för att förebygga tänkbara miljöproblem. Därigenom ska man redan från början kunna vidta åtgärder för att minimera miljöpåverkan från driften, utifrån kunskap om malmens och sidobergets mineralogiska och kemiska sammansättning.
- MiMi-programmet har även tagit fram metoder för efterbehandling av det avfall som redan finns, berättar Lars Olof Höglund.
Förutom Sverige är Kanada, USA och Australien länder som kommit långt när det handlar om hur man ska ta hand om gruvavfall för att på bästa sätt minimera skadlig inverkan på naturen. Dessa länder har visat stort intresse för MiMis arbete.
Fakta
MiMi-programmets utgångspunkt har varit tre olika perspektiv som utgår ifrån närheten till det studerade området. Dessa har i projektet kallats för källterm, närzon och fjärrzon. Inom källtermsprojekten hanterades frågor för att minska uppkomsten av avfall och kontrollera dess egenskaper samt reducera dess lakbarhet. I närzonen studerades olika metoder för efterbehandling av gruvavfall. I fjärrzonen har olika processer som kan leda till att metaller binds i mark och vatten studerats.
En av MiMis utgångspunkter är att avfallet kan komma att påverka omgivningen under tusentals år om man inte på ett beständigt sätt kan begränsa tillförseln av syre till avfallet.
Resultaten har gett nya insikter. Det gäller dels vad som händer i avfallet, de kemiska processerna, deras växelverkan och hur de kan kvantifieras, dels en metodik för analys av säkerhetsfunktioner med tanke på framtiden.
Tack vare att MiMi på ett systematiskt sätt kartlagt vilka kemiska processer som äger rum i avfallet och dokumenterat dem, öppnas nya handlingsmöjligheter. Vissa processer är sedan länge väl kända, såsom försurningen och metalltransporten från avfallet, liksom buffringen från karbonater och silikater. Däremot finns idag, tack vare MiMi, bättre kunskaper om sambanden och hur man kan kvantifiera transport av försurning och metaller - när syre tränger genom ett täckande skikt.
MiMi har konstaterat att det är möjligt att använda såväl jord- som vattentäckning för en säker hantering av avfallet. Det är inte val av metod som är avgörande, utan istället samspelet mellan avfallets sammansättning, omgivningens förutsättningar och recipientens (vatten, jord, luft) förmåga att hantera försurande ämnen och metalljoner som har betydelse. Dessa förutsättningar avgör i hur stor utsträckning man ska begränsa hur syret tränger in i avfallet.
Även kunskapen om hur metaller uppför sig i avfallet har studerats. Här har MiMi bland annat påvisat hur koppar, bly och kadmium binds i avfallet. Forskningsprogrammet har även kunnat kvantifiera och tydliggöra olika processer för järnjonens oxidation och utfällning i, och utanför, avfallet.
Naturligtvis är helhetssynen viktig. MiMi har tagit fram en funktionsanalys som inte bara skapar en helhetsbild av ett avfalls påverkan på omgivningen, utan även påverkan över lång tid. Genom att man känner till de viktiga processerna - och hur de växelverkar - kan man med större säkerhet än tidigare beräkna miljöbelastningen över tiden. Detta är en viktig plattform för det framtida miljöarbetet.
