Gruvedrift krever store arealer og kan forurense mye. En av de største utfordringene er hvor vi skal gjøre av de enorme mengdene oppmalt stein som kommer fra gruvene.

Gjenbruk er sjelden mulig, og transporten er kostbar. Derfor er lagring i deponier i nærheten av gruva vanlig praksis i alle land. Deponier er områder enten på land eller i vann der stein og grus som blir til overs fra gruvene, blir samlet opp. Internasjonalt er det mest vanlig å plassere avgangen i deponier på land. Men i Norge er sjødeponering et alternativ fordi de verdifulle mineralene ofte finnes nærme sjøen og fordi fjordområdene kan ha en topografi som gjør dem spesielt godt egnet til formålet.

Regjeringen har etter omfattende utredninger og mye diskusjon gitt selskapene Nordic Mining og Nussir tillatelse til deponering i henholdsvis Førdefjorden i Sogn og Fjordane og i Repparfjorden i Finnmark.

Fra før foregår deponering i blant annet Ranfjorden, Frænfjorden og Stjernøy. Deponeringen i Bøkfjorden opphørte etter konkursen i 2015 og de store deponiene i Jøssingfjorden og Dyngadjupet ble avsluttet og erstattet med landdeponi siden 1994. Land-deponiet er imidlertid snart fullt, og også her vurderes nye sjødeponi som et mulig fremtidig alternativ.

Det vi kaller gruveavgang er i all hovedsak små partikler av knust stein som blir igjen etter at de verdifulle mineralene er hentet ut. De store mengdene av partikler kan skape problemer for miljøet, og avgangen fra noen av gruvene kan dessuten inneholde tungmetaller og rester av organiske kjemikalier som er bundet til partiklene.

Partiklene kan i seg selv også være skadelige dersom form og størrelse er slik at avgangen fester seg til og tetter igjen gjeller og fordøyelsesorganer på dyr som lever i sjøen. De kan også gjøre at selve sjøbunnen blir fastere eller løsere.

Alt dette kan påvirke hvilke organismer som overlever og vender tilbake til området etter at deponeringen er avsluttet, viser en ny studie fra NIVA. 

• Les også: Er forskning på sjødeponier kjøpt og betalt?

Studerer sjøbunner på Solbergstrand

Ved Norsk institutt for vannforsknings (NIVAs) forskningsstasjon på Solbergstrand utenfor Drøbak undersøker forskere hvordan ulike typer forurensning påvirker de naturlige prosessene i sjøbunnen og dyra som lever der.

Strategien er enkel. Forskerne henter inn prøver av sjøbunnen og etter noen ukers akklimatisering tilsettes materialene forskerne ønsker å teste; i dette tilfellet gruveavgang. Etterpå følger forskerne med på hvordan forholdene i sjøbunnen og i de biologiske samfunnene endrer seg.

– Vi ser på dyr som er så store at de holdes tilbake i en sikt med en millimeter maskevidde, sier forsker i Norsk institutt for vannforskning (NIVA), Hilde C. Trannum. Disse dyrene blir også brukt i resten av verden når forskere skal vurdere «helsetilstanden» til et sjøområde.

– Fordelen med disse forsøkene er at oppsettet er svært realistisk. Vi kan få kunnskap om effekter på mange arter samtidig og som lever tilnærmet slik de gjør ute i naturen. I tillegg kan vi dokumentere effektene av et utslipp før utslippet har funnet sted, sier Trannum.

Tre oppredninger under lupen

I en ny vitenskapelig artikkel i tidsskriftet Science of the Total Environment beskriver forskerne hvordan de har gjennomført forsøkene sine.

De hentet ut sjøbunn fra cirka 100 meters dyp i Oslofjorden. I tillegg skaffet de gruveavgang fra tre forskjellige virksomheter i Norge som alle deponerer avgangen i sjøen like ved produksjonsstedet.

Etter noen uker ble gruveavgangen blandet forsiktig ut i vannet slik at den fikk synke ned på bunnen i millimeter-tynne lag.

Ingen av disse avgangene inneholdt tungmetaller av betydning. Men oppredningsverkene – der malmen males og renses til et konsentrat før den blir transportert videre – har brukt ulike metoder for å skille ut de ettertraktede mineralene. 

Noen bruker såkalte flotasjonskjemikalier som binder seg til bestemte typer av partikler og får disse til å flyte opp slik at de kan skummes av fra overflaten i produksjonskarene. Andre brukermekaniske metoder som for eksempel magnetseparasjon.

I tillegg bruker mange fortykningsmidler som gjør at partiklene klumper seg sammen slik at vannet kan resirkuleres til produksjonen i stedet for å slippes ut sammen med avgangen.

• Les også: Vet lite om konsekvensene av gruver ved fjordene

Sammenlignet de ulike produksjonsmetodene

I dette forsøket ønsket forskerne å finne ut hvor mye avgang de kunne tilsette før prosessene og biomangfoldet i sjøbunnen begynte å endre seg og om det spilte noen rolle hvilke produksjonsmetoder oppredningsverkene hadde brukt.

De var spesielt opptatt av om kjemikaliene kunne skade dyrene i sjøbunnen. Derfor valgte de å teste en avgang som inneholdt flotasjonskjemikalier (Frænfjorden) og sammenlignet denne med avgang som bare inneholdt fortykningsmidler (Bøkfjorden) og en type uten kjemikalierester (Stjernøy).

I tillegg så de også på kontrollprøver som ikke ble tilsatt gruveavgang i det hele tatt.

• Les også: Har fjordene på Vestlandet blitt mer sårbare?

Seks måneder i laboratoriet

I kontrollprøvene fant de 47 forskjellige arter.

– Det er omtrent like mange arter som vi normalt finner i området der organismene ble hentet fra, forklarer Morten T. Schaanning, forsker i NIVA.

Disse prøvene kunne så kontrolleres mot prøvene som er tilsatt gruveslam.

– I de to avgangstypene som enten inneholdt ingen kjemikalier eller bare fortykningsmidler, så vi begynnende forandringer ved lagtykkelser på om lag 20 millimeter, og i denne gruppen hadde henholdsvis 37 og 40 arter overlevd.

– Dette er ikke vesentlig forskjellig fra den overlevelsen vi finner om vi tilsetter tilsvarende mengder ren sand eller leire, men resultatene er viktige og vil kunne brukes til å definere randområdet for deponiene, det vil si området der sedimentasjonen eller avsetningene alene er stor nok til å generere målbare effekter, slår Schaanning fast.

Avgangen med flotasjonskjemikalier kom imidlertid klart dårligere ut med bare 23 overlevende arter totalt sett.

Avhenger av materialet

Så hvorfor bruker ikke alle verkene magnetisk separasjon?

– Det enkle svaret er at det er mineralene som avgjør dette. Et råstoff for mineralindustrien består ofte av mange ulike mineraler med ulike egenskaper. Noen mineraler har magnetiske egenskaper, andre har det ikke, sier Arnstein Amundsen, leder av Styringskomiteen i forskningsprosjektet NYKOS; Nye kunnskaper om sjødeponi.

Han legger til at en separasjonsprosess går ut på å skille verdifulle mineraler fra ikke verdifulle mineraler. Det første man må gjøre, er å male råstoffet ned så langt at de enkelte mineralene er frigjorte fra hverandre. Dette er det krystallstørrelsen for de enkelte mineralene som avgjør.

Ofte er denne grensen på godt under en millimeter.

– Samtidig vil alle slike nedmalingsprosesser produsere partikler som er vesentlig finere, ofte under 0,01 millimeter. Hvor små partiklene er, vil også være med på å bestemme hvilke prosesser som kan brukes. Ofte må man separere ut denne finandelen for at prosessen skal fungere, sier Amundsen.

• Les også: – Sjødeponi kan være den beste løsningen

Tilbake til biologien

NIVA-forskerne påpeker at det i tillegg til den generelle reduksjonen i artsmangfoldet ligger mye interessant informasjon i å se på hvilke arter som overlever og hvilke som blir borte. Her kreves stor biologisk kunnskap og forskere ved NIVA sorterte artene i forskjellige undergrupper basert på levemåte, spesielt hvordan de skaffer seg mat.

For eksempel viste det seg at rovdyrene som har evnen til å bevege seg og unnvike ubehagelig påvirkning, generelt var lite påvirket av gruveavgangen, mens grupper som lever av partikler fra vannet like over bunnen eller på sedimentoverflaten, var mest sårbare.

– Det er nettopp på overflaten av disse partiklene, restene av kjemikaliene vil finnes, sier Schaanning.

Mer miljøvennlige kjemikalier

Det hører også med til historien at flotasjonskjemikaliene som blir brukt av oppredningsverket i Frænfjorden ble endret i 2014-2015. Tilsvarende forsøk med avgang produsert tidligere enn dette, viste vesentlig lavere overlevelse enn etter omleggingen.

– Dette er positivt i den forstand at et visst trykk på industrien kan være nyttig i forhold til å drive frem endringer mot mer miljøvennlige produksjonsmetoder, sier Trannum.

Økt kunnskap

Mineralnæringen i Norge er tilfredse med at myndigheter og politikere legger til rette for at det kan forskes videre for å øke kunnskapene om sjødeponering av mineralavgang.

Miljødirektoratet ga i 2015 to nye tillatelser til sjødeponering, og ifølge Amundsen heter det i direktoratets begrunnelser at sjødeponering av mineralavgang – i gitte tilfeller og etter en helhetsvurdering – kan være den beste miljømessige løsningen.

– Flere virksomheter har over 30 års erfaring med sjødeponering, erfaring som sammen med forskning vil bidra til ny kunnskap om sjødeponier, avslutter Arnstein Amundsen.

Referanse:

Hilde C.Trannum m.fl: Effects of submarine mine tailings on macrobenthic community structure and ecosystem processes. Science of The Total Environment. Juli 2018. Sammendrag.