Sprängning är en grundläggande del av infrastruktur- och gruvprojekt. Att använda sprängämnen är det mest effektiva sättet att bryta berg för utvinning eller bana väg för tunnelprojekt. I dag är de vanligaste industriellt använda sprängämnena baserade på ammoniumnitrat (AN). Trots att de är effektiva kan de medföra miljö- och hälsorisker genom utsläpp av ammonium och nitrat till vatten samt kväveoxider som kan påverka människors hälsa.

Huvudsaklig forskarorganisation: Luleå tekniska universitet
Forskningsområde: Material – funktion och beständighet
Projektstart: 2025
Finansiering i samverkan med Trafikverket: 1 895 000 kr

Med tanke på de miljö- och hälsorisker som är förknippade med AN-baserade sprängämnen finns det incitament att utveckla och använda alternativa sprängämnen. Ett av de föreslagna alternativen är väteperoxidbaserade emulsionssprängämnen, HPE.

HPE-sprängämnen innehåller inte kväve och har därför potential att minska utsläppen av kväveföreningar till vatten och bildningen av kväveoxider vid sprängning. De gaser som produceras vid detonation kan också vara mindre hälsofarliga än gaserna från AN-baserade sprängämnen.

Väteperoxid är dock ett oxiderande ämne med frätande egenskaper som kan oxidera vissa mineral, inklusive sulfidmineral. Projektet undersöker bland annat om detta kan öka mobiliseringen av ämnen som arsenik, kadmium, molybden, zink och koppar samt påverka lakvattnets pH och metallhalter.

Spräng- och lakförsök

Projektet syftar till att utvärdera de potentiella miljö- och hälsoriskerna med HPE-sprängämnen när det gäller utsläpp av gaser och mobilisering av potentiellt skadliga ämnen. Detta görs genom att jämföra HPE-sprängämnen med AN-baserade sprängämnen under kontrollerade förhållanden.

Sprängförsöken genomförs i Swebrecs sprängkammare vid Totalförsvarets forskningsinstitut (FOI) i Grindsjön. De gaser som bildas vid detonationen analyseras för att bedöma möjliga konsekvenser för hälsa, säkerhet och arbetsmiljö.

Efter sprängningen karakteriseras materialets kemiska och mineralogiska sammansättning. Materialet används därefter i lakförsök för att undersöka vilka ämnen som frigörs till lakvattnet. Resultaten används i geokemiska modeller för att bedöma lakvattnets långsiktiga kemiska utveckling med hänsyn till bland annat mineralsammansättning och klimat.

Förväntade resultat

Projektet förväntas öka kunskapen om hur AN-baserade sprängämnen och HPE-sprängämnen skiljer sig åt med avseende på gasbildning och utlakning av ämnen från sprängt material. Resultaten kan utgöra underlag för fortsatta studier och för bedömning av möjliga miljö-, hälso- och säkerhetsrisker vid användning av HPE-sprängämnen.

Projektet genomförs av forskargrupperna tillämpad geokemi och gruv- och berganläggningsteknik vid Luleå tekniska universitet i samarbete med sprängämnesproducenterna Forcit och LKAB Kimit.

Deltagare

Projektgruppen består av Oscar Paulsson, Musah Salifu, Nikolaos Petropoulos, Carlota Rodriguez San Miguel och Ulf Stenman vid Luleå tekniska universitet.

Projektet stöds av en referensgrupp med representanter från BeFo, Trafikverket, LKAB Kimit och Forcit.

Oscar Paulsson är universitetslektor i Tillämpad geokemi vid avdelningen för Geovetenskap och miljöteknik och jobbar i detta projektet ihop med kollegor från både Tillämpad Geokemi och Gruv och berganläggningsteknik, de senare från avdelningen för Geoteknologi.