Pilotstudie av temperaturförstärkt SVE för sanering av kvicksilver i jord och berg under en kloralkalifabrik Lena Torin (lena_torin@golder.se) & Åke Eriksson (Golder Associates, Göteborg) Eric Bergeron (Golder Associates, Kanada) Berndt-Olof Jorlöv & Ingela Frössling (INOVYN Sverige, Stenungsund)
Bakgrund Ca 1,5 ton (112 l) Hg, varav minst 50% metalliskt, dock relativt låga Hg-halter utanför fabriken INOVYN:s klorfabrik startade 1969 Måste stängas senast dec 2017 Urschaktning av fyllet bedömdes åtgärda mindre än ca 25% av Hg SVE ihop med uppvärmning till max 100 O C bedömdes vara bästa teknik Dock oprövat, så krävde pilot March 29, 2016 2
Pilot design Samarbete mellan INOVYN (process instrumentering) och Golder Associates 3 värmebrunnar (HW), konduktiv uppvärmning av slutna ståltuber via 140 O C ånga 2 extraktionsbrunnar för gas (EW) EW-S: intag i sand/skrotberg EW-D: intag i kompetent berg 2 observationsbrunnar (MW), med 4 provtagningsnivåer SVE startade 7:e maj 2015 Uppvärmning startade 2 veckor senare Uppvärmning avslutades 9 månader senare 10:e februari 2016 March 29, 2016 3
Pilotuppställningen inne i klorfabriken Undersidan av Hg-cellerna MW-1 EW-S &D MW-2 HW-1 till 3 March 29, 2016 4
Olika kvicksilverformer/föreningar TCE Metalliskt Hg (Hg 0 ) Kvicksilverklorid (HgCl 2 ) Kvicksilveroxid (HgO) Cinnober (HgS) Ångtryck (Pa) 9 200 0,18 0,009 9,2x10-12 - Henrys konstant 0,278 0,3 29*10-8 - - Vattenlöslighet (µg/l) 1 280 000 49,6 66 000 000 53 000 2x10-18 Densitet (kg/l) 1,46 13,534 5,43 11,14 8,1 Smältpunkt ( o C) -84,7-38,8 277 500 584 Kokpunkt ( o C) 87,2 356,7 303 - - Hg 0 är den form som kan leda till ånginträngning, medan HgCl 2 etc. inte är tillräckligt flyktiga. Hg 0 är dock betydligt mindre flyktig än TCE, BTEX etc. Hg 0 har låg vattenlöslighet, medan HgCl 2 har hög vattenlöslighet De risker som Hg i marken utgör beror därmed stort av i vilken form Hg föreligger! Kvicksilverform undersöktes genom speciering i Tyskland March 29, 2016 5
Resultat från undersökningar vid borrning Sand: 4900 mg/kg Hg under klorfabriken antogs utgöras främst av Hg 0 samt ev. även HgCl 2 I fyllet påvisades som mest 48% Hg 0 och i skrot-berget uppåt 30% indiffunderat Hg 0. Övrigt Hg bestod av HgS, HgO och HgCl 2 Vattennivån inom piloten låg ca 1,3 mumy, mot ca 5 m direkt utanför Även i markvattnet sågs flera olika former, dock inte huvudsakligen HgCl 2 Skrotberg: 7,2 mg/kg March 29, 2016 6
Resultat från pilotstudien Tempökning till 50 O C gav mer än 4 ggr högre Hg-halter Temp 1,6 m (blått) resp. 3,25 m (rött) från extraktionsbrunn Ca 10% av bedömd Hgmängd inom piloten extraherades under pilotstudien Hg i porgas Avvattning av berg startar Avvattningen ledde till ökad Hg extraktion March 29, 2016 7
Pilotstudiens påverkan på Hg-former Hg i porgas I porgasen sågs låga halter av andra Hg-former än Hg 0 både före och efter uppvärmning (<10%) Andelen av övriga Hg-former minskade över tid Speciering av vatten visade att uppvärmningen över tid ledde till: Minskad andel Hg 0 och reaktiva Hg-former (såsom HgCl 2 och HgO) Ökad andel av mindre reaktiva Hg-former (partikelbundet och bundet till organiskt mtrl) I vattnet i vissa brunnar ökade Hg-halterna med ungefär en tiopotens efter uppvärmning Oklart om beror av uppvärmning eller av annan störning March 29, 2016 8
Slutsatser och fortsättning Gasprovtagning Metoden bedöms kunna åtgärda all Hg 0 ovan gvy och sannolikt även de övriga mest reaktiva Hg-formerna Åtgärdstiden vid ca 50 O C bedöms vara > 10 år, men förhoppningsvis bara ca 2 år vid 100 O C Vid fullskala krävs omfattande avvattning av berget, annars kommer det dels utgöra vattenlås, dels öka energiåtgången Oklart om metoden i fullskala är miljömässigt motiverad Borrning och installation av pilot inuti en klorfabrik med pågående produktion innebär stora utmaningar i form av magnetfält, begränsad takhöjd, föroreningsrisk etc. Kärnborrning Arbetet med uppdaterade avvecklingsplan och åtgärdsutredning pågår för fullt Beslut från Lst rörande saneringsomfattning är planerat till innan midsommar March 29, 2016 9
Det bra samarbetet med INOVYN har varit nyckeln till pilotens framgång! Tack: till INOVYN! till pilot-teamet! för gott samarbete!