Sulfide-bearing rock that is excavated in conjunction with construction projects can cause environmental and construction engineering problems. Sulfidic minerals oxidize when they are exposed to an oxidant and water, which can make them generate acid rock drainage (ARD) with high concentrations of metals and sulphate. Predicting the overall oxidation process and drainage properties is, however, difficult since these depend on various factors. In this master thesis the current state of a 20-year-old ARD case is studied and compared to early site conditions to improve the knowledge of how different sulfide-bearing rocks may behave over time. The study investigates the drainage water and its impact on a local watercourse, but also chemical and mineralogical properties of oxidized rock from the site. The concentrations of Al, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, S, and Zn in the drainage and watercourse has been studied and compared to data from when the sulfide-bearing rock was excavated and deposited.  The chemical composition and occurrence of sulfides in different rock types from the area has been examined through chemical analysis, SEM-EDS techniques, and sequential extractions. XRD data has been collected but was not interpreted within this project. The results from the water chemistry investigations showed that the concentrations of Cd, Co, Cr, Cu, Ni, and Zn had decreased since 2004, while the concentrations of Al, Fe, and Mn had increased. These elements mainly originated from a drainage pipe below ground level and later precipitated in the watercourse; only nickel and sulphate concentrations remained elevated 800 meters downstream from the studied rock storage. It was also shown that other sources in the area contaminated the watercourse. Masses of the previously deposited sulfide-bearing rock were moved approximately 10 years ago, which increase the uncertainty of conclusions drawn from the drainage. However, the elevated electrical conductivity and metal content of the drainage are signs of sulfide oxidation. The high concentration of aluminium likely indicates that the pH is buffered by silicates in the rock storage, and the concentrations of iron and manganese could also originate from silicates, or from sulfide oxidation. Pyrite was found abundantly in clusters in metasedimentary rock. Mainly pyrite, but also sphalerite and pyrrhotite was found in less oxidized, mica rich metafelsic rock. Both pyrite and sphalerite appeared in conjunction with mica, whereof pyrite as crack fillings. In more oxidized samples of mica rich rock, close to no sulfides were observed. The substantial difference in this rock is likely because the sulfides in conjunction with mica are particularly exposed to oxidation since fractures tend to appear along mica, and the sulfides located there have large specific surface areas. The presence of sulfides in the mica poor rock grouping of this study proved to be very heterogenous. In future studies there is therefore a need to further divide this group and study the sulfide-bearing metasedimentary rock from this site separately. In addition, the mineralogical source of the manganese in the water should be investigated in further studies.

Kunskap om svavelhalter i den svenska berggrunden är viktig när bergmassa ska losshållas och bearbetas, oavsett om det gäller gruvbrytning, infrastruktur eller andra byggnationer. Svavel förekommer ofta bundet i sulfider som oxiderar i kontakt med syre och vatten, vilket kan ha en försurande effekt på yt- och grundvatten. Sulfidförande berg har tidigare kartlagts mestadels i samband med malmprospektering och gruvbrytning. Det finns ganska omfattande svaveldata från norra Sverige, men det saknas tillräckligt med svavelmätningar i Stockholmsområdet för att dra några tydliga slutsatser om vart de förhöjda och potentiellt skadliga halterna av sulfider kan påträffas. Kandidatarbetet har utförts i samarbete med avdelningen för geologi och bergteknik på WSP i Stockholm, i syfte att få en bättre förståelse av vilka bergarter i Stockholmsområdet som kan förväntas inneha förhöjda halter av svavel och vart dessa bergarter kan förväntas påträffas. Under projektet har 329 prover av olika litologier samlats in och undersökts. Litologierna har kategoriserats till 7 förenklade bergartsgrupper. Proverna har skickats på geokemisk analys där olika metoder använts för att bland annat bestämma den totala svavelhalten hos bergarten. Vid halter över 1000 ppm har ytterligare analyser utförts med acid base accounting [ABA] samt net acid generation [NAG]. Dessa tester beskrivs i rapporten och används för att ta reda på om bergarten har försurande egenskaper. Bergartprovlokalerna har digitaliserats som punkter i geopackages i kartprogrammet QGIS. Punkterna för proverna har sammanförts med en digitaliserad version av Stålhös (1968) detaljerade geologiska karta över Stockholms berggrund. Svavelhalten i varje enskild stuff har kopplats till en yta från den sedimentära gnejsen, uppdelad enligt Stålhös (1968). Den producerade kartan har analyserats i QGIS för att ta fram geologiska och bergartskopplade trender av svavelhalten i Stockholms berggrund. 7 olika symmetriska histogram, så kallade fioldiagram, som visar svavelhalten och den relativa provdensiteten i respektive bergartskategori har tagits fram i rapporten. Slutligen har amfibolit och sedimentär gnejs, med underkategorin granatådergnejs identifierats som bergarterna med högst risk att innehålla förhöjda svavelvärden i Stockholmsområdets berggrund. / Knowledge of sulfur levels in the Swedish bedrock is important when rock mass is to be detached and processed in any way, whether it concerns mining, infrastructure, or other constructions. Sulfur is often found bound in sulfides that oxidize in contact with oxygen and water, which can have an acidifying effect on surface- and groundwater. Sulfide-bearing rock has previously been mapped mostly in connection with ore exploration and mining. There is quite extensive sulfur data from northern Sweden, but there are not enough Sulphur measurements in the Stockholm area to draw any clear conclusions about where the elevated and potentially harmful levels of sulfides can be found. The bachelor's thesis has been carried out in collaboration with the Division of Geology and Rock Engineering at WSP in Stockholm, with the aim of gaining a better understanding of which rocks in the Stockholm area can be expected to possess elevated levels of sulfur and where these rocks can be expected to be found. During the project, 329 samples of different lithologies have been collected and examined. The lithologies have been categorized into 7 simplified rock categories. The samples have been sent for geochemical analysis where different methods have been used to determine, among other things, the total sulfur content of the rock. At concentrations above 1000 ppm, further analyses have been performed using acid base accounting [ABA] and net acid generation [NAG]. These tests are described in the report and are used to find out if the rock has acidifying properties. The rock test premises have been digitized as points in geopackages in the QGIS mapping program. The points for the samples have been combined with a digitized version of Stålhös (1968) detailed geological map of Stockholm's bedrock. The sulfur content of each individual sample has been linked to an area from the sedimentary gneiss, divided according to Stålhös (1968). The produced map has been analyzed in QGIS to produce geological and rock-linked trends of the sulfur content in Stockholm's bedrock. 7 different violin graphs showing the sulfur content and relative sample density in each rock category have been produced in the report. Finally, amphibolite and sedimentary gneiss, with the subcategory of garnet vein gneiss, have been identified as the rocks with the highest risk of containing elevated sulfur values in the Stockholm bedrock area.

Sulfidförande berg förekommer på många platser i Sveriges berggrund. När sulfidförande berg losshålls frigörs nya ytor som utsätts för kontakt med syre och vatten, vilket oxiderar sulfidmineralen och berget vittrar. Vittringsprodukten kallas surt lakvatten. Syftet med arbetet har varit att undersöka hur det sura lakvattnet påverkar den omgivande miljön, och hur spridning av det kan förhindras, samt vilka teoretiska möjligheter och risker det finns för användning av sulfidförande berg i infrastrukturprojekt. När lakvattnet kommer i kontakt med omkringliggande vattendrag orsakar det försurning och förhöjda metallhalter. Det kan också orsaka geotekniska skador. För att på ett säkert sätt kunna återanvända bergmaterialet bör provtagning och provanalys utföras enligt representativa metoder och bedömning av omgivningens förutsättningar ske. De metoder som idag används är i stor grad utvecklade för gruvnäringen och behöver därför anpassas. Om materialet bedöms lämpligt för återanvändning eller om sulfidbärande bergmaterial oavsiktligt använts finns en mängd metoder för att minska negativ påverkan på omgivningen. Mest effektivt är förhindrande av bildning av lakvatten genom övertäckning eller mikroinkapsling. Det finns även metoder för att förhindra spridning av surt lakvatten, såsom kalkning eller olika typer av barriärer eller dräneringsbäddar. För att det losshållna berget ska kunna återanvändas behöver hänsyn tas till en mängd olika lagar och regler.  Inom ramen på projektet utfördes en fallstudie av ett område där sulfidförande berg losshållits och oavsiktligt använts som fyllnadsmaterial i lokala vägar. Detta har lett till att vattendraget som rinner genom området kraftigt förorenats med metaller och på vissa platser har mycket låga pH-värden. Sex metaller (Cd, Co, Cu, Ni, Pb and Zn) och sex andra parametrar (pH, Fe, fosfat, nitrat, sulfat och DOC) valdes ut för korrelationsanalys mellan metallerna och parametrarna med Kendall's Tau i fyra olika provpunkter. Statistiskt säkerställda korrelationer förekom mellan samtliga metaller och parametrar, men inte i alla punkter. Korrelationerna med pH och DOC var starkast, men även korrelationer med järn, fosfat och sulfat förekom enligt förväntan. Korrelationer med nitrat förekom med samtliga metaller men med oregelbundenhet och utan mönster. Biotillgänglighetsmodellering med verktyget bio-met utfördes för Cu, Ni, Pb och Zn. Biotillgängligheten var starkast relaterad till DOC-halten, men även samband med pH kunde statistiskt säkerställas. Ni och Zn var de metaller med högst biotillgänglighet. I vissa fall översteg den biotillgängliga koncentrationen HC5, gränsvärdet för skydd av 95 % av organismerna i vattendraget. I flera av punkterna över- eller underskred pH och kalciumhalten modellens godkända intervall. En utveckling av modellen för inkludering av fler förutsättningar och metaller är därför något att eftersträva. / Sulfide-bering rock is found in multiple places in Swedish bedrock. When blasted, new surfaces is exposed and weathering occurs. This has the consequence that Acid Rock Drainage (ARD), water with low pH and high concentrations of heavy metals is spread to local watercourses, the environment becomes toxic. The aim of this project was to investigate theoretical possibilities and risks with recycling of sulfide-bering rock in infrastructure projects, as well as to examine how ARD affects the surrounding environment and how spreading of ARD can be prevented. To safely recycle the rock, it needs to be sampled and analysed by proper methods and the conditions of the sorrounding environment evaluated. Methods for applying this in infrastructure projects is currently being developed. If used, there is multiple methods to prevent or mitigate the spreading of ARD. The most effective way is to prevent its forming by covering or microencapsling, but prevention of spreading can also be dealt with by liming or drainage beds. A case study was made of an area affected by ARD. Correlation analysis with Kendall's tau was conducted between six metals (Cd, Co, Cu, Ni, Pb and Zn) and six other parameters (pH, Fe, phosphate, nitrate, sulphate and DOC). The correlations between the metals and pH as well as DOC was the stongest. It was difficult to find a pattern in the correlations with nitrate. Bioavailability modelling with the Biotic Ligand model bio-met was also made. Ni and Zn hade the highest bioavailable concentrations and exceeded the limit for protection of 95 % of species in one (Zn) or two (Ni) measuring stations. Expanded models for bioavailability is needed, since they have narrow boundaries for water chemistry conditions and only exist for few metals.