Material

Glaskross som dräneringsmaterial

Publicerad 22 februari 2016
Vilka erfarenheter finns av krossat glas som dräneringsmaterial?

SGI:s synpunkter

Svensk Glasåtervinning AB har gjort en kvalitetsspecifikation för glaskross daterad 2006-05-02. Lakförsök har utförts för glaskrossfraktionen 0-10 mm. Krossglaset består i huvudsak av glasskärv, men med glaset följer vissa beståndsdelar som i huvudsak härrör från förbrukade förpackningar, t.ex. rester av pappers- och plastetiketter och av metall- och plastkapsyler samt spår av före detta innehåll som häftat vid förpackningarnas innerytor och av andra material som tillförts glasinsamlingen genom felinkast av konsumenterna. Utlakningen ligger i medeltal under de gränsvärden i NFS 2004:10 som gäller för inert avfall med ett undantag, gränsvärdet för fluorid vid L/S = 0,1. Den uppmätta lakningen uppgick till 6,3 mg/l (gränsvärdet är 2,5 mg/l). En orsak kan vara att fluorid används i vissa konstglas, typ frostat glas. Sådant glas bedöms vara en mycket liten andel av glaset men kan vid relativt få provtagningstillfällen, i det här fallet 6 st, få oproportionerligt stort utslag.

Enligt muntlig kontakt med Svensk Glasåtervinning har ytterligare provning utförts utan att förhöjda fluoridvärden noterats, men kvalitetsspecifikationen har inte uppdaterats.

Den hydrauliska konduktiviteten har uppmätts i laboratorium till 4*10^-5 m/s (motsvarar finsand) vid densiteten 1,74 ton /m³ och till 1,4*10^-4 m/s (motsvarar mellansand) vid densiteten 1,55 ton/m³ vilket motsvarar 90 % av tung laboratoriestampning (modifierad proctor). Den relativt låga hydrauliska konduktiviteten i förhållande till kornstorleken kan dels bero på nedkrossning vid försöken, dels på den flisiga kornstrukturen. Eftersom glas är ett relativt sprött material bör man undvika intensiva överfarter med maskiner eller annat som kan orsaka nedkrossning.

Krossglaset har provats praktiskt vid Atleverket i Örebro. Där upptäcktes inga höga fluoridhalter. Glaskrosset har delvis hårda glatta ytor och det har en tendens att "rinna undan" när man lägger ut det eller kör på det. Det kan alltså vara bekymmer med att lägga ut skikt av glaskrosset i branta lutningar, men det bör inte vara några större problem att använda det i ledningsgravar eller liknande.

Glaskrosset är ju mycket skarpkantat och det bör man tänka på i samband med användning av tunna geomembran.

Bedömningen är att det inte är några miljömässiga problem att använda glaskross i bottenkonstruktioner och sannolikt inte heller i täckningar över tätskiktet om det inte finns något i omgivningen, t.ex. en dricksvattentäkt i omedelbar anslutning till anläggningen, som gör att man bör se upp med utsläpp av fluorid.
Dränering i sluttäckning med dränmatta
Publicerad 22 februari 2016
Det blir allt vanligare att man vill installera dränmattor som dräneringsskikt ovan tätskiktet. Vilka beräkningar ska göras för att se om dränmattorna klarar uppställda krav? Låt oss ta ett exempel: 125 m släntlutning (lutning ca 1:5), 750 mm årlig nederbörd och en IFA-deponi (50 l/m² och år).

Vilka beräkningar ska göras för att se om en dränmatta klarar detta?

SGI:s synpunkter

Till att börja med får man titta på vilken last mattan är utsatt för. Materialet i sluttäckningen kan i vått tillstånd väga upp till 2 ton per kubikmeter. Med 1,5 m täckning kan trycket därmed bli ca 3 ton per kvadratmeter eller ca 30 kilopascal (kPa).

I det aktuella fallet ger tillverkaren uppgifter om flöden vid olika last, bland annat för 20 och 50 kPa. Skillnaden vid olika laster är inte så stor. Om vi för säkerhets skull väljer 50 kPa anger tillverkaren:
1,03 l/m*s för den hydrauliska gradienten 1,0 och
0,24 l/m*s för den hydrauliska gradienten 0,1.

(Lägg märke till att förhållandena inte kan jämföras med Darcy's lag eftersom strömningshastigheten i en matta vid stora gradienter inte är laminär vilket medför mycket större strömningsmotstånd.)

Om man vill kan man rita ett litet diagram av flödet som funktion av gradienten (går snabbt att skissa för hand).

Släntlutningen 1:5 motsvarar en hydraulisk gradient 0,2.
Vi kan skatta kapaciteten till ca 0,3 l/m*s (försiktig skattning).

Detta kan jämföras med ett vanligt dräneringsskikt där man får flödet med hjälp av Darcy's lag:
Q =A*q = A*k*I (m³/s)

Om det dränerande skiktet är 0,3 m får man per meter:
Q = 0,3*k*0,2 = 0,06*k.

För några olika k-värden fås
k= 10^-4 m/s (ungefär sand) ger 0,006 l/m*s
k= 10^-3 m/s (ungefär grovsand – fingrus) ger 0,06 l/m*s
k= 10^-2 m/s (ungefär grus) ger 0,6 l/mm*s

Hur mycket måste då kunna transporteras? Det absolut värsta scenariot är att skyddsskiktet är helt vattenmättat och att det fortsätter regna. Flödet genom skyddsskiktet blir då enligt Darcy igen:
Q= q*a = A*k*I (m³/s)

I sätts till 1 (vertikalt flöde). För en 125 m lång slänt får man då per meter:
Q= 125 *k *1 (m³/m*s)

Om skyddsskiktet består av sandig morän (ungefär k=10^-7) får man 0,012 l/m*s.
Om skyddsskiktet består av sandig grusig morän (ungefär k=10^-6) får man 0,12 l/m*s.

Vi kan således konstatera att den föreslagna mattan har ungefär samma storleksordning på kapacitet som en 0,3 m dräneringsskikt av grus och att det är tillräckligt för en 125 m lång slänt med ett ganska genomsläppligt material. Ändå har vi gjort en rad konservativa antaganden:
- Större jordtryck på mattan än vad som kan förväntas.
- Försiktig skattning av kapaciteten i mattan.
- Ingen del av nederbörden försvinner ner genom tätskiktet.
- Ingen utjämnande (magasinerande) effekt i skyddsskiktet.
De hydrauliska egenskaperna är således OK men...

Hur beständigt är materialet? Konstruktionen består ju i princip av två geotextiler med "distansklossar" emellan. Man brukar räkna med något eller några hundra år när det gäller täthet. I det här fallet ska ju textilierna och distansklossarna vara hela samtidigt som de ska ta upp en last (jordtryck). Hur ser kapaciteten ut om hundra år? När materialet brutits ned återstår i princip ingen transportkapacitet alls. Tills man kan få godtagbara besked rekommenderas naturliga material som grus och sand.

Det är också viktigt att friktionsvinkeln mot angränsande material är tillräckligt stor så att inte glidning mellan olika skikt uppstår.
Aska och slam i vegetationsskikt

Publicerad 22 februari 2016
Vårt tekniska bolag håller på med sluttäckning av kommunens avfallsupplag. De har önskemål om att blanda biobränsleaska med avloppsslam och använda detta som vegetationsskikt. Syftet med blandningen är att göra slammet mer stabilt och lättare att lägga ut. Avloppsslam tas emot och mellanlagras på avfallsupplaget sedan många år tillbaka. Mottagna mängder uppgår till ca 900 ton/år. Biobränsleaska har ännu inte tagits emot. Mängden uppskattas till ca 50-100 ton per år. Finns det några risker/nackdelar med att blanda avloppsslam med biobränsleaska? Finns det risk för ökad urlakning av t.ex. metaller om man blandar slam och aska jämfört med att hantera dem var för sig?

SGI:s synpunkter

Blandningar av bioaska och slam används i regel som tätskikt. Eftersom materialet då får låg genomströmning blir även utlakningen av olika ämnen, som då sker från ytan av tätskiktet, låg (utlakningen kan dock under ett antal inledande år vara hög). Om materialet används som täckskikt eller vegetationsskikt blir genomströmningen mycket större och det finns risk för utlakning av framför allt kväve men även av metaller. Utan att veta mer om askan och slammet och blandningsförhållandena, är det svårt att ge några klara besked. Om upplaget är beläget inom områden med grus och sand bör man vara extra försiktig så att inte grundvattnet påverkas på ett oacceptabelt sätt. Man bör inte använda aska-slam så högt upp i sluttäckningskonstruktionen utan närmare undersökningar av utlakningen. Det är också lämpligt att man gör en mindre provyta och tar prover på det vatten som avrinner, för att få bättre kunskap om hur utlakningen verkligen blir innan blandningen används i full skala.

Slam från avloppsreningsverk som används över tätskiktet vid en täckning bör vara väl komposterat.
Krom i täckmassor

Publicerad 22 februari 2016
En verksamhetsutövare har använt kromhaltigt material i ett skyddsskikt ovanför tätskiktet. Halterna av krom ligger kring 10 gånger MKM. Dessutom finns ytterligare metaller. Ytvatten i anslutning till upplaget uppvisar i senaste rapporten en kromhalt på 61 µg/l och har tidigare varierat mellan ca 50 och 110 µg/l. Verksamhetsutövaren har föreslagit att skyddsskiktet påförs ytterligare 20 cm vegetationsskikt. Är detta en tillräcklig åtgärd?

SGI:s synpunkter

En halt som är 10 gånger MKM kan inte anses acceptabelt utan måste åtgärdas. Man bör tänka på att MKM-värdena är satta med tanke på enskilda ämnen och inte med tanke på synergieffekter som kan uppstå när flera föroreningar finns närvarande samtidigt. Preliminärt bedöms dock materialet inte utgöra farligt avfall.

Halten krom i ytvattnet är också hög. Som jämförelse kan nämnas att utlakningen från ett avfall i ett inledningsskede (det så kallade C₀-värdet) inte får vara högre än 100 µg/l om avfallet ska få deponeras på en deponi för inert avfall. Med utgångspunkt från antagandet att kromet i ytvattnet har lakats ut från täckskiktet skulle materialet inte kunna deponeras på en deponi för inert avfall, utan behöva täckas med en säkerhetsnivå som minst motsvarar avfall i en deponi för icke-farligt avfall (max genomströmning av 50 liter per kvadratmeter och år). Sannolikt skulle en regelrätt lakning av materialet ge ett C₀-värde som är betydligt högre än vad som uppmätts i ytvattnet.

Med hänsyn till detta bedöms 20 cm vegetationsskikt inte vara tillräckligt. Med nuvarande kunskaper är det rimligt att kräva en täckning av materialet med en säkerhet som motsvarar minst den för en deponi för icke-farligt avfall.

Vid en beräkning av platsspecifika riktvärden kan man se vilka faktorer (hudkontakt, inandning av damm, intag av dricksvatten, effekter på markmiljön, m.m.) som blir styrande för MKM-värdet. Det kan ge ytterligare underlag för att avgöra om det är möjligt att sänka kraven på täckningen av materialet under nivån för icke-farligt avfall.

Kromhalten i ytvattnet är så hög att det motsvarar tillståndet "allvarligt" (NV rapport 4918 bilaga 4 tabell 4 eller 5). Detta bör därför inte släppas till recipient utan behandling, om inte en miljökonsekvensbeskrivning visar att förhållandena (utspädning, skyddsvärde, känslighet, m.m.) är sådana att det kan ske utan oacceptabel olägenhet.
Förorenade massor som konstruktionsmaterial vid miljöförbättrande åtgärder på gammal deponi

Publicerad 22 februari 2016
En verksamhetsutövare avser att använda förorenade massor för att göra miljöförbättrande åtgärder på delar av en gammal deponi. Deponeringen upphörde för lång tid sedan och förordningen om deponering av avfall är inte tillämplig. Deponin är klassad i MIFO klass 2, men några förelägganden om undersökningar eller sanering har inte lämnats, utan föreslagna åtgärder är ett frivilligt åtagande från verksamhetsutövaren. Åtgärderna består i huvudsak av att utjämna svackor och plana ut för branta slänter. När deponin fått rätt kontur avser man att lägga ut ett 0,4 m tjockt vegetationsskikt så att vegetationen kan öka avdunstningen och förhindra erosion.

Konsulten har använt riktvärdesmodellen för att beräkna platsspecifika kriterier för föroreningshalterna i de material som avses användas som utjämning och har då exempelvis bortsett från kravet på skydd av markmiljön. Är detta godtagbart?

SGI:s synpunkter

Lätt förorenade massor kan vara utmärkta massor för att ge ett upplag lämplig utformning och för att tjäna som underlag för tätskikt. I det här fallet avses inte något tätskikt läggas ut och konsulten har därför använt beräkningsmodellen för platsspecifika riktvärden för förorenad mark för att ta fram riktvärden för det material som ska användas. Att bortse från eller i vart fall modifiera kravet på skydd av markmiljön är rimligt. Markmiljön är redan kraftigt störd i de befintliga avfallsmassorna och 0,4 m vegetationsskikt är fullt tillräckligt för att säkerställa den vegetation som behövs för avdunstning och erosionsskydd.

När kravet på skydd av markmiljön tas bort visar beräkningsresultaten mycket höga riktvärden för vissa metaller. Vissa riktvärden kan bli så höga att de till och med överskrider gränsen för farligt avfall enligt de bedömningsgrunder som finns för förorenade massor. Beräkningsvärdena kan därför inte okritiskt antas, utan resultaten måste värderas och vid behov justeras. Detta har konsulten också gjort bland annat med tanke på att minska mängderna av utfasningsämnen, att flera föroreningar förekommer samtidigt, gränser för farligt avfall, och hög vattenlöslighet/risk för lukt. Det är lämpligt att använda riktvärdesmodellen på detta sätt som ett bland flera underlag för bedömningar av kriterier för det material som ska användas. En annan fördel är att man av beräkningsresultaten också kan se vilka exponeringsvägar som blir styrande, vilket är till stor hjälp vid bedömningarna.

Konsulten har också med ledning av beräknad infiltration, maximala totalhalter i materialet och Kd-värden beräknat vilken utlakning massorna förväntas ge upphov till. Dessa värden bör ställas i relation till den föroreningsmängd som lakas ut från den befintliga deponin. För att få säkrare bedömningar kan laktester utföras på den förorenade jorden. Sannolikt blir dock påverkan på lakvattnets beskaffenhet mycket liten eftersom metaller vanligen fastläggs effektivt och organiskt material bryts ned i avfallsmassorna.

För att bedöma lämpligheten av föreslagna åtgärder bör riskerna värderas dels för det fall åtgärderna genomförs, dels för ett 0-alternativ (i detta fall att inga åtgärder vidtas). Denna sista bit saknas i verksamhetsutövarens anmälan, men i övrigt bedöms de genomförda beräkningarna ge ett gott underlag för beslut.

En viktig aspekt är också om föreslagna åtgärder försvårar eventuella ytterligare framtida saneringsåtgärder om de nu föreslagna åtgärderna skulle visa sig vara otillräckliga. I det här fallet skulle i så fall vegetationsskiktet behöva schaktas bort och tätskikt och skyddstäckning påföras. Kostnaden för att ta bort vegetationsskiktet bedöms som mycket måttliga i sammanhanget. Innan utläggning av ett skyddsskikt skulle deponin under alla omständigheter behöva ges rätt utformning och rätta lutningar. Att utnyttja jungfruliga massor under ett tätskikt för detta ändamål skulle sannolikt ge betydligt större påverkan på miljön än att använda de lätt förorenade massorna. I det här fallet bedöms föreslagna åtgärder snarare underlätta eventuella framtida åtgärder (genom att deponin ges rätt utformning) än försvåra dem.
Förorenade massor (KM- och MKM-massor) som konstruktionsmaterial vid miljöförbättrande åtgärder på gammal deponi
Publicerad 22 februari 2016
Schaktning planeras inför byggnation inom ett tidigare förorenat område. Området har sanerats ned till MKM- värdena. Massor med lägre värden än MKM föreslås användas för att förbättra täckningen av en gammal deponi. De översta 30 centimetrarna föreslås utgöras av material som underskrider KM-värdena. Är detta OK?

SGI:s synpunkter

För att massorna ska kunna läggas på den gamla deponin krävs att det finns ett behov av att förbättra täckningen på deponin och att de föreslagna massorna ersätter material som annars skulle behövt användas. I annat fall är placeringen av massorna på deponin att betrakta som ett bortskaffningsförfarande, dvs. som deponering.

När det gäller direkta exponeringsvägar t.ex. oralt intag, hudkontakt och inandning av damm, bör massor som underskrider MKM-värdena vara tillräckligt säkra att användas för skyddstäckning. En täckning närmast markytan med massor som uppfyller KM-värdena förbättrar säkerheten. Mark- och miljööverdomstolen (tidigare Miljööverdomstolen) har i flera domar slagit fast att en deponi är ett område som kräver särskilda åtgärder under lång tid och att massor som underskrider MKM-värdena därmed kan användas som skyddsskikt. Senare domar (efter publicerandet av Naturvårdsverkets handbok 2010:1) innehåller även krav på särskilda försiktighetsmått för skyddet av den lokala vattenmiljön. En platsspecifik bedömning kan göras med utgångspunkt från följande frågeställningar:
- Vilken är recipienten?
- Hur används den?
- Hur skyddsvärd är den?
- Hur känslig är den?
- Vilka möjligheter till utspädning, fastläggning och nedbrytning av de aktuella ämnena finns?
Om riskerna för att skyddsvärden kan påverkas bedöms vara små bör massorna kunna användas.

Det är viktigt att det finns ett kontrollsystem för att förhindra användning av massor med högre föroreningshalt än MKM, som kan ha missats vid saneringen.
Vilka naturliga leror kan användas som tätskikt?

Publicerad 22 februari 2016
Vilka parametrar bör man kontrollera för att avgöra om en lera duger för användning i tätskikt?

SGI:s synpunkter

Sammanfattningsvis kan man säga att de leror som finns i Sverige normalt har för dålig bärighet och hållfasthet för att användas. Ett undantag är så kallade torrskorpeleror, dvs. ytliga lerlager som delvis har torkat ut och har lägre vattenkvot och därmed bättre stabilitet. Torrskorpeleran är dock genomsatt av sprickor och är därför inte tät. Den måste packas och knådas ihop till en tät massa. Leran får således inte vara för lös, vattenkvoten bör inte vara högre än 50 % av flytgränsen (vattenkvoten där den aktuella leran flyter ihop i en speciell skakapparat). Den får heller inte vara för torr, helst ska vattenkvoten vara högre än plasticitetsgränsen (den lägsta vattenkvot vid vilken man kan rulla ut en 3 mm tjock lertråd mellan fingrarna utan att den spricker). Vattenkvoter mellan 30 % och 40 % har angivits som lämpliga. Ytterligare information finns i "Tätskikt i mark", SGF Rapport 1:99.

När det gäller skjuvhållfasthet finns det hjälpdiagram "Deponiers stabilitet vägledning för beräkning", SGI Information 19. Rapporten kan laddas ned kostnadsfritt från SGI:s hemsida. Generellt sett bör material med högre skjuvhållfasthet än 15 kPa inte vålla några bekymmer när det gäller glidning i lerskiktet och under förutsättning att leran läggs ut och belastas på ett korrekt sätt. Glidning vid kontakten mot intilliggande skikt måste också kontrolleras. Belastningen måste ske tillräckligt långsamt för att eventuella överskott av porvatten ska hinna dräneras bort så att inte ökat portryck minskar hållfastheten.

Det viktigaste är således inte hur tät leran är i sitt naturliga tillstånd, utan hur den kan hanteras och hur tät den blir efter bearbetning. Det är viktigt att verksamhetsutövaren redovisar hur man kommer att kontrollera att resultatet blir godkänt. Vanligast är att man mäter densitet och hydraulisk konduktivitet på laboratorium för att ta reda på vid vilken lägsta densitet man får tillräckligt låg hydraulisk konduktivitet. I fält mäter man sedan densiteten, vanligen med en nukleär densitetsmätare.

Det är också viktigt med noggrann kontroll av de massor som används så att inte material med silt, sand eller morän kommer med av misstag.

Det är en fördel om entreprenören har erfarenhet av den här typen av arbeten och det kan vara lämpligt att först pröva utläggning på en mindre yta för att skaffa sig erfarenheter av den aktuella leran innan större entreprenadarbeten dras igång.
Slam som sluttäckningsmaterial

Publicerad 22 februari 2016
En verksamhetsutövare avser att använda slam som sluttäckningsmaterial. Man anger att en stödkonstruktion behövs vid släntfoten. Kan en sådan konstruktion bli tillräckligt stabil?

SGI:s synpunkter

Normalt brukar inte slam ha tillräcklig hållfasthet för att användas som sluttäckningsmaterial. Man måste också beakta att slammet vanligen innehåller material som kan brytas ned, vilket ändrar slammets egenskaper med tiden. Man brukar därför försöka hitta material att blanda med slammet, t.ex. aska från biobränsleeldning. Detta material fungerar som "skelett" i slammet och ökar hållfastheten. Bioaskans höga pH och salthalt motverkar även nedbrytning av det organiska materialet. Om blandningen ska användas som tätskikt måste inblandningsförhållandena vara de rätta. Om inblandningen av aska blir för låg får man inte tillräcklig hållfasthet. Om inblandningen blir för hög kommer man inte att uppnå tillräcklig täthet. Om slammet går att använda i det aktuella fallet beror på slammets egenskaper, släntlutningar och släntlängder. Beräkningar bör göras för att bestämma vilken säkerhetsfaktor som kan erhållas vid konstruktionen. En säkerhetsfaktor större än 1,5 bör eftersträvas i både kortsiktigt och långsiktigt perspektiv. Någon form av stödkonstruktion kan behövas vid släntfoten, men detta behöver inte innebära några problem om bara den övergripande säkerheten mot ras och skred kan uppnås. Verksamhetsutövaren behöver också redovisa beräkningar eller bedömningar hur beständigt slammet är. Man kan behöva en ursprunglig tjocklek på skiktet som är större än vad som krävs så att skiktet även efter nedbrytnings- och sättningsprocesser är tillräckligt tjockt.

Det bästa vore om verksamhetsutövaren snarast kunde utföra en provyta med den aktuella konstruktionen. Man kan då få erfarenheter av hur material och konstruktioner fungerar. Det finns då också möjligheter att mäta genomströmning om det behövs och hållfasthet och sättningsegenskaper samt inte minst kontrollera egenskaperna hos det vatten som avrinner från ytan.