Urans biogeokemi i LKABs processvatten i Kiruna : Sammanställning och utvärdering av befintlig mätdata

Sammanfattning: Havs- och vattenmyndigheten har tagit fram bedömningsgrunder för ekologisk status av ytvatten. Vid bedömning av ekologisk ytvattenstatus tas hänsyn till så kallade särskilt förorenade ämnen (SFÄ), ett av dessa ämnen är uran. Enligt Miljöbalkens andra kapitel om allmänna hänsynsregler ska en verksamhetsutövare motverka att verksamheten medför skada eller olägenhet för människors hälsa eller för miljön. LKAB är ett statligt ägt gruvbolag som bedriver brytning och förädling av järnmalm i Kiruna, Malmberget och Svappavaara. Denna studie gäller LKABs verksamhet i Kiruna. Gruvbrytningen och förädlingen av järnmalm är vattenkrävande processer. Vatten som pumpas upp från gruvan går till processen och huvuddelen av vattnet recirkulerar inom verken. Utgående vatten från verk går till dammarna och vidare till klarningsmagasin. Från klarningsmagasinet returpumpas sedan delar av vattnet tillbaka till processen. Överskottsvatten bräddas efter sedimentering och klarning. Bräddningen sker till sjön Mettä Rakkurijärvi och vidare till Kalix älv via Rakkurisystemet. Det vatten som bräddas har uranhalter överskridande gällande bedömningsgrunder för särskilt förorenade ämnen (SFÄ). På grund av detta ligger det i LKABs intresse att undersöka uran i LKABs process, detta för att i förlängningen eventuellt kunna minska de förhöjda halterna i recipienten. Uran är ett radioaktivt metalliskt grundämne som tillhör gruppen aktiniderna i periodiska systemet och ett redoxelement på grund av dess förmåga att byta oxidationstal. De vanligaste förekommande oxidationstalen för uran i kemiska föreningar är (IV) och (VI). Ett ämnes biotillgänglighet och egenskaper i ett vatten styrs till viss del av vilken speciering ämnet har, partikulär, kolloidal eller löst fas. I oxiderade miljöer kontrolleras den totala urankoncentrationen av U(VI) och mobiliteten relateras till kolloidala fraktionerna. I vatten med högt karbonatinnehåll förekommer uran ofta som uran-karbonatkomplex vilket gör uran mer mobilt och minskar dess förmåga att adsorberas på andra partiklar. Komplexbildning och sorption därmed två viktiga processer som påverkar urans mobilitet och biotillgänglighet. Tidigare utredningar har visat på att uranyljonerna som finns i processvattnet främst förekommer som de lösta komplexen Ca2UO2(CO3)3(aq) och CaUO2(CO3)32- och att den höga halten av karbonater och kalcium i LKABs processvatten påverkar den kemiska specieringen. Syftet med detta examensarbete är att undersöka hur halten uran i vattnet förändras i processen från gruva till dammar. För att uppnå målet har studien strukturerats utifrån följande frågeställningar: • På vilka platser i processen syns förändringar i uranhalten och kan det förklaras av den teori som finns om urans biogeokemi i vatten? • Ses samband mellan uranhalten och andra ämnen eller parametrar i processen och kan dessa förklaras av den teori som finns om urans biogeokemi i vatten? Denna studie är en sammanställning och utvärdering av befintliga mätdata som LKAB insamlat under tidsperioden 2015-2019. Förslag på fortsatt arbete är att utföra adsorptionsmodelleringar för uran i processvattnet. Vidare skulle en ytterligare avgränsning av detta arbete kunna utföras, till exempel att enbart kolla på anrikningsverk eller dammar där det enligt denna studie sker förändringar i uranhalten