20220222 Raadsbrief Raadsbrief munitiestort Oosterschelde bijlage 2
Tekst van het document
TNO PUBLIEK
Ypenburgse Boslaan 2 2496 ZA Den Haag Postbus 480 2501 CL Den Haag
TNO-rapport
www.tno.nl
TNO 2020 R12211
T +31 88 866 80 00 F +31 88 866 69 49
Monitoring munitiestort Oosterschelde 2020
Datum
11 mei 2021
Auteur(s)
Arjan den Otter, Martin Olde, Antoine van der Heijden, Martijn Koolloos
Versie Aantal pagina's Aantal bijlagen Opdrachtgever Projectnummer
Eindversie 67 (incl. bijlagen) 0 Ministerie van Defensie, Rijkswaterstaat 060.46118
Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden vermenigvuldigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke andere wijze dan ook, zonder voorafgaande toestemming van TNO. Indien dit rapport in opdracht werd uitgebracht, wordt voor de rechten en verplichtingen van opdrachtgever en opdrachtnemer verwezen naar de Algemene Voorwaarden voor opdrachten aan TNO, dan wel de betreffende terzake tussen de partijen gesloten overeenkomst. Het ter inzage geven van het TNO-rapport aan direct belanghebbenden is toegestaan. © 2021 TNO
TNO PUBLIEK
Samenvatting In 2020 werd een meetcampagne uitgevoerd ter plaatse van de munitiestort nabij Zierikzee om een beeld te krijgen van de staat van de gestorte munitie en van de in het water en de waterbodem aanwezige concentraties munitiegerelateerde componenten. Hiertoe werden munitieartikelen geborgen en bestudeerd en werden monsters genomen van het water en de waterbodem. Bij dikwandige munitieartikelen werd de grootste aantasting waargenomen op overgangen van verschillende metalen. Enkele munitieartikelen bleken dusdanig aangetast dat op verschillende plaatsen geen metalen afscheiding meer bestaat tussen de explosieve inhoud en de omgeving. Op basis van de snelheid van uniforme corrosie is de verwachting dat dikwandige munitie in een periode van 250 tot 500 jaar geheel weg zal corroderen. Bij dunwandige artikelen en op plaatsen waar galvanische corrosie optreedt is minder tijd nodig voordat de energetische inhoud aan het water blootgesteld wordt. Door de verschillen in bedekking en de verschillende wanddiktes van de munitie zullen de munitiegerelateerde stoffen over lange periode verspreid vrijkomen, hetgeen een gunstig effect heeft op de concentraties van deze stoffen. Er kan niet worden uitgesloten dat de aangetroffen ontstekers nog kunnen functioneren, echter is de kans op initiatie nihil bij afwezigheid van externe druk op de ontstekers.
Op basis van dit onderzoek is er geen aanleiding aan te nemen dat de concentraties munitiegerelateerde stoffen in de water- en waterbodemmonsters hoger zijn dan tijdens de in de periode 1999 tot 2004 door TNO uitgevoerde onderzoeken, ondanks de voortschrijdende aantasting van de munitieartikelen. Ondanks de verregaande aantasting van de munitieartikelen werden slechts lage concentraties munitiegerelateerde componenten in het water en in de waterbodem aangetroffen. Om een beeld te krijgen of verdere en eventueel snellere aantasting van de munitieartikelen leidt tot hogere concentraties munitiegerelateerde componenten in het water en de waterbodem, verdient het de aanbeveling om periodiek deze concentraties te meten.
TNO PUBLIEK
TNO PUBLIEK | TNO-rapport | TNO 2020 R12211
3 / 67
Managementuittreksel In augustus en september 2020 werd door TNO in opdracht van het Ministerie van Defensie en Rijkswaterstaat en in samenwerking met de Maritieme en Grondgebonden EOD een meet-campagne uitgevoerd ter plaatse van de munitiestort nabij Zierikzee. De doelen van deze campagne waren om een beeld te krijgen van de staat van de gestorte munitie en van de in het water en de waterbodem aanwezige concentraties munitiegerelateerde componenten. Hiertoe werden door duikers munitieartikelen geborgen en werden monsters genomen van het water en de waterbodem. De staat van de munitieartikelen werd bestudeerd, met name op aantasting van de omhulsels en wanddikteafname. De water- en waterbodemmonsters werden geanalyseerd op munitiegerelateerde componenten. De geborgen munitieartikelen werden deels aangetroffen onder een laag sediment en meestal in de verpakking. Alle artikelen waren bedekt met een laag aangroei. De op basis van de waarnemingen geschatte wanddikte afname als gevolg van uniforme corrosie onder invloed van zeewater is 0,01 tot 0,03 mm/jaar. Dit is in lijn met de in 2001 gerapporteerde wanddikte-afname van ongeveer 0,02 mm/jaar. Galvanische corrosie is echter een sneller proces en heeft in de gevonden artikelen geregeld geleid tot het weg corroderen van de nog aanwezige ontstekers en van de omhulsels ter plaatse van de geleideband.
Bij dikwandige munitieartikelen werd hierdoor de grootste wanddikteafname waargenomen op overgangen van verschillende metalen. Enkele munitieartikelen bleken dusdanig aangetast dat op verschillende plaatsen geen metalen afscheiding meer bestaat tussen de explosieve inhoud en de omgeving. Op basis van de snelheid van uniforme corrosie is de verwachting dat dikwandige munitie in een periode van 250 tot 500 jaar geheel weg zal corroderen. Bij dunwandige artikelen en op plaatsen waar galvanische corrosie optreedt is minder tijd nodig voordat de energetische inhoud aan het water blootgesteld wordt. De meeste geanalyseerde munitieartikelen werden aangetroffen op of vlak onder de waterbodem, terwijl naar schatting ruim 99% van de gestorte munitie bedekt zal zijn onder een laag sediment. Bedekking door sediment kan de snelheid van aantasting beïnvloeden, bijvoorbeeld door minder schurende werking door het water of door een lagere beschikbaarheid van zuurstof. Hierdoor is het niet mogelijk om op basis van het huidige onderzoek op basis van het huidige onderzoek uitspraken te doen over de aantasting van de munitie die bedekt is door sediment. Wel is duidelijk dat door de
TNO PUBLIEK
Titel:
Monitoring munitiestort Oosterschelde 2020
Auteurs:
Arjan den Otter, Martin Olde, Antoine van der Heijden, Martijn Koolloos
Datum:
11 mei 2021
Rapportnr.:
TNO 2020 R12211
verschillen in bedekking en de verschillende wanddiktes van de munitie de munitiegerelateerde stoffen over een lange periode verspreid zullen vrijkomen, hetgeen een gunstig effect heeft op de concentraties van deze stoffen. Op een aantal munitieartikelen zijn ontstekers aangetroffen. Er kan niet worden uitgesloten dat deze ontstekers nog kunnen functioneren, echter de kans op initiatie is nihil door de afwezigheid van externe druk op de ontstekers. In het munitiestortgebied werden watermonsters genomen op 20 centimeter boven de waterbodem. Op enkele plaatsen werden in deze monsters verhoogde concentraties explosieven en hun vervalproducten waargenomen. Voor TNT werden concentraties tot 57 ng/L water gemeten. In de waterbodemmonsters waren de concentraties van deze stoffen op de meeste locaties onder de detectielimiet. Op enkele plaatsen werden TNT concentraties tot 7 ng/g waterbodem gedetecteerd. Voor de maximaal aanvaardbare concentraties explosieven en hun verval-producten zijn geen normen of richtlijnen die direct van toepassing zijn. De hoogste in het water aangetroffen concentraties liggen echter een factor 20 tot 2000 lager dan internationale richtlijnen voor drinkwater en een factor 10 lager dan het maximaal toelaatbaar risiconiveau (MTR) voor grondwater. De hoogste in de waterbodemmonsters gemeten concentraties liggen
TNO PUBLIEK | TNO-rapport | TNO 2020 R12211
4 / 67
meer dan een factor 1000 lager dan internationale grenswaarden en de hoogste voor TNT gemeten waarde lag een factor 100 lager dan het MTR voor bodem. Voor 2,4-DNT werd op één bemonsterde locatie het MTR met een factor 6 overschreden. In de geanalyseerde waterbodemmonsters werd geen witte fosfor aangetroffen. De watermonsters werden niet geanalyseerd op de aanwezigheid van witte fosfor.
factor 10 boven de achtergrondconcentraties gevonden. Op basis van deze resultaten is er geen aanleiding aan te nemen dat de concentraties van deze stoffen hoger zijn dan tijdens de in de periode 1999 tot 2004 door TNO uitgevoerde onderzoeken, ondanks de voortschrijdende aantasting van de munitieartikelen.
In de watermonsters werden op enkele locaties metaalconcentraties aangetroffen die hoger waren dan in de overige monsters en dan in de referentiemonsters. Voor koper en zink lagen de gemeten concentraties lokaal een factor 5 tot 10 boven de indicatoren voor de goede ecologische kwaliteit oppervlaktewaterlichamen. Hierbij dient te worden opgemerkt dat de watermonsters op 20 centimeter boven de waterbodem genomen zijn en dat de concentraties hoger in de waterkolom lager zullen zijn door verdunning. Dit wordt bevestigd door het in 2014 door Rijkswaterstaat uitgevoerde onderzoek waarbij hoger in de waterkolom lagere concentraties metalen werden aangetroffen dan tijdens het huidige onderzoek. De concentraties metalen die gemeten werden in de waterbodemmonsters waren lager dan de gerapporteerde achtergrondconcentraties. Alleen voor ijzer waren de concentraties hoger en op enkele locaties werden ook voor koper en zink concentraties tot een
TNO PUBLIEK
Ondanks de verregaande aantasting van de munitieartikelen werden alleen lokaal verhoogde concentraties munitiegerelateerde componenten in het water en in de waterbodem aangetroffen. De aangroei op de munitie blijkt samen met het nog aanwezige deels permeabele omhulsel het uitspoelen van de beperkt oplosbare energetische inhoud sterk te vertragen. De afbraak van de energetische inhoud in het water en de snelle verdunning door de getijdewerking zorgen er vervolgens voor dat geen ophoping van deze componenten in het water plaatsvindt. Om een beeld te krijgen of verdere en eventueel snellere aantasting van de munitieartikelen leidt tot hogere concentraties munitiegerelateerde componenten in het water en de waterbodem, verdient het de aanbeveling om periodiek deze concentraties te meten. Omdat geen grote verschillen zijn waargenomen tussen resultaten van de onderzoeken in de periode 1999-2004 en het huidige onderzoek, is er geen aanleiding de monitoringsfrequentie te verhogen.
TNO PUBLIEK | TNO-rapport | TNO 2020 R12211
5 / 67
Inhoudsopgave Samenvatting ........................................................................................................... 2 Managementuittreksel ............................................................................................. 3 1 1.1 1.2 1.3
Inleiding .................................................................................................................... 6 Achtergrond ............................................................................................................... 6 Doelstelling ................................................................................................................ 8 Rapportstructuur ........................................................................................................ 8
2 2.1 2.2 2.3 2.4
Aanpak ...................................................................................................................... 9 Monsterlocaties.......................................................................................................... 9 Berging munitieartikelen ............................................................................................ 9 Corrosieonderzoek munitieartikelen ........................................................................ 10 Monstername water- en waterbodemmonsters ....................................................... 11
3 3.1 3.2
Uitvoering ............................................................................................................... 12 Berging munitieartikelen en water- en waterbodemmonstername .......................... 12 Identificatie en explosievenvrij maken munitieartikelen........................................... 16
4 4.1 4.2 4.3 4.4
Analyse geborgen munitieartikelen ..................................................................... 21 Methode corrosieonderzoek .................................................................................... 21 Analyse per artikel ................................................................................................... 23 Discussie en vergelijking resultaten 1999-2004 ...................................................... 39 Kans op initiatie ontstekers ...................................................................................... 43
5 5.1 5.2 5.3 5.4
Analyse water- en waterbodemmonsters............................................................ 45 Monstername en opslag .......................................................................................... 45 Analyse op organische munitiegerelateerde verbindingen...................................... 46 Analyse op witte fosfor............................................................................................. 50 Analyse op zware metalen ...................................................................................... 51
6 6.1 6.2 6.3 6.4
Alternatieve monitoringsmethoden ..................................................................... 56 Bepaling locaties munitieartikelen ........................................................................... 56 Niet-destructieve analyse munitieartikelen .............................................................. 56 Water- en waterbodemmonstername vanaf de oppervlakte ................................... 59 Passieve cumulerende monstername ..................................................................... 60
7
Conclusies en aanbevelingen .............................................................................. 62
8
Referenties ............................................................................................................. 65
9
Ondertekening (digitaal) ....................................................................................... 67
TNO PUBLIEK
TNO PUBLIEK | TNO-rapport | TNO 2020 R12211
1
Inleiding
1.1
Achtergrond
6 / 67
In de jaren na de Tweede Wereldoorlog zijn wereldwijd grote hoeveelheden overtollige munitie in het oppervlaktewater gestort. Voor Nederland bevinden zich de grootste bekende stortlocaties in de Noordzee ter hoogte van Hoek van Holland en IJmuiden, in de Oosterschelde ter hoogte van Zierikzee en in de Waddenzee tussen Ameland en Schiermonnikoog. Door de in munitieartikelen aanwezige stoffen als explosieven en zware metalen is gestorte munitie een potentiële bron van vervuiling van het milieu. Of daardoor milieuschade zal ontstaan hangt af van de snelheid waarmee deze stoffen vrijkomen, worden afgebroken en zich verspreiden. In opdracht van het Ministerie van Defensie zijn in de afgelopen decennia door TNO meerdere onderzoeken verricht naar de munitiestort in de Oosterschelde bij Zierikzee. In 1999 is met behulp van sonar en een camera op een op afstand bestuurbaar vaartuig de waterbodem bestudeerd [1]. Op basis van de waargenomen spreiding van de munitie werd een massadetonatie van de munitie uitgesloten. Een aantal munitieartikelen werd geborgen en hiervan werd de staat bestudeerd. Daarnaast zijn in 1999 water- en waterbodemmonsters onderzocht die genomen waren in en om de stortplaats. Op enkele locaties werden verhoogde concentraties munitiegerelateerde componenten gemeten.
Onder munitiegerelateerde componenten worden verstaan de in de munitieartikelen aanwezige explosieven, voortdrijvende ladingen zoals kruiten en in de kruiten aanwezige stoffen als stabilisatoren en hun vervalproducten, evenals componenten aanwezig in de omhulsels en hun reactieproducten. In 2000 is een bureaustudie verricht om een inschatting te maken van de omvang en aard van de munitiestort [2]. Hierbij is op basis van een gemiddelde munitiesamenstelling en de aanname dat er 30.000 ton munitie in de Oosterschelde is gestort een inschatting gemaakt van de aanwezige hoeveelheden munitiegerelateerde componenten. Op basis van de in 1999 gemeten concentraties werden risico’s voor de volksgezondheid klein geacht. Wel werd aanbevolen aanvullende metingen te verrichten en periodieke monitoring toe te passen. In de periode 1999-2001 werden de munitiestortplaatsen in de Noordzee onderzocht [3]. Op basis van de mate van aantasting van de munitie werd de inschatting gemaakt dat de totale hoeveelheid explosieve stof gedurende een periode van 500 jaar zou vrijkomen. Deze tijdsperiode heeft betrekking op het volledig oplossen van de omhulsels door uniforme corrosie onder invloed van zeewater. In 2001 werden opnieuw water- en waterbodemmonsters genomen in de Oosterschelde [4]. Deze werden met, ten opzichte van 1999, verbeterde technieken geanalyseerd.
Hierbij werden lage concentraties TNT aangetroffen. Witte fosfor, dat gemakkelijk ontbrandt in contact met zuurstof, werd niet gevonden. Actieve biomonitoring werd toegepast met behulp van mosselen die na 6 weken verblijftijd in de munitiestort werden geanalyseerd op de aanwezigheid van opgehoopte munitiegerelateerde stoffen. De aangetroffen hoeveelheden bleken niet voldoende om zelfs bij dagelijkse consumptie van de mosselen tot meer dan 1% van de toegestane hoeveelheid van de meeste onderzochte potentieel schadelijke stoffen te
TNO PUBLIEK
TNO PUBLIEK | TNO-rapport | TNO 2020 R12211
7 / 67
kunnen leiden. Op basis van de uiterst lage gevonden concentraties werd geconcludeerd dat gevaar voor de volksgezondheid niet aanwezig was. In de periode 2001-2003 werd onderzocht of gestorte ontstekers van de AT-26 antitankmijn nog zouden kunnen functioneren na jaren op de zeebodem te hebben gelegen [5]. Hiervoor werden 100 soortgelijke ontstekers onder verhoogde druk in zeewater bewaard. Na enkele weken onder deze condities bleek zeewater binnengedrongen te zijn in de ontstekers en na 140 weken bleek geen enkele ontsteker meer te functioneren. Op basis hiervan werd geconcludeerd dat de kans op functioneren van deze ontstekers na 35 jaar op de zeebodem nihil is. In 2003 zijn opnieuw waterbodemmonsters genomen in en nabij de munitiestort in de Oosterschelde voor de analyse van de concentraties munitiegerelateerde componenten en ter bepaling van de soorten en aantallen zeedieren in het sediment [6]. De gevonden concentraties munitiegerelateerde stoffen waren laag en vergelijkbaar met de in 2001 gemeten waarden. Witte fosfor werd ook nu niet aangetroffen. Er werd geen verband aangetoond tussen de aanwezigheid van munitiegerelateerde stoffen en de soortensamenstelling van de bodemfauna. De sedimentsamenstelling bleek de bepalende factor voor de waargenomen hogere dichtheid van sommige soorten.
Op basis van het onderzoek in 2003-2004 werden geen negatieve effecten van de munitiestort op het milieu aangetoond. Door Rijkswaterstaat zijn in 2014 tweemaandelijks watermonsters genomen boven de munitiestort op drie hoogtes in de waterkolom, namelijk één meter boven de waterbodem, halverwege de waterkolom en op één meter diepte onder het wateroppervlak [7]. Deze monsters zijn geanalyseerd op koper, lood, zink en ijzer en op enkele energetische stoffen. Voor lood en ijzer waren de concentraties op één meter boven de waterbodem wat hoger dan halverwege de waterkolom en op één meter onder het wateroppervlak. Dit werd verklaard doordat deze metalen vooral aan deeltjes gebonden bleken. Voor koper en zink werden zowel de concentratiegradiënt als de binding aan deeltjes niet waargenomen. Boven de munitiestort werden de waterkwaliteitsnormen voor de metalen niet overschreden. In geen van de geanalyseerde monsters werden energetische stoffen aangetroffen. In 2014 is door IMARES Wageningen UR een onderzoek gedaan naar de concentraties zware metalen en energetische materialen in Japanse oesters uit de munitiestort in de Oosterschelde [8]. De concentraties zware metalen in het vlees van deze oesters waren over het algemeen niet hoger dan in oesters op referentielocaties, alleen de koperconcentraties waren hoger (factor < 2).
In het oestervlees konden geen energetische stoffen worden aangetoond. De geanalyseerde oesters worden gezien als worst-case situatie en daarom zijn ook in mosselvlees op de nabijgelegen kweekpercelen geen verhoogde concentraties te verwachten. De aangetroffen concentraties zware metalen en energetische stoffen zijn lager dan risiconiveaus voor de ecologie en voor humane voedselveiligheid. Inmiddels is het meer dan 20 jaar geleden dat uit de munitiestort in de Oosterschelde munitie geborgen is. Om vast te kunnen stellen of de conclusies over de staat van de munitie die zijn getrokken naar aanleiding van het toenmalige onderzoek nog overeind staan, is nieuw onderzoek uitgevoerd in opdracht van het Ministerie van Defensie en Rijkswaterstaat.
TNO PUBLIEK
TNO PUBLIEK | TNO-rapport | TNO 2020 R12211
1.2
8 / 67
Doelstelling De concentraties van munitiegerelateerde stoffen in het water en in de waterbodem zijn een belangrijke factor met betrekking tot de milieu-impact van de munitiestort. Een snellere aantasting van de munitieartikelen dan destijds ingeschat kan leiden tot het sneller vrijkomen van de inhoud van de munitie en daardoor tot hogere concentraties van de munitiegerelateerde componenten. Omdat de snelheid van het vrijkomen van deze stoffen ook beïnvloed wordt door de aanwezigheid van verpakkingsmateriaal, aangroei en bedekking door de waterbodem, evenals door de mate van degradatie en verdunning in het langsstromende water, is het niet mogelijk een inschatting te maken van de milieurisico’s op basis van de staat van de munitie alleen. Daarom is het ook nodig om tijdens onderzoek de concentraties van munitiegerelateerde stoffen in het water en in de waterbodem ter plaatse te meten zoals ook gedaan is tijdens voorgaande onderzoeken [1] [4] [6] [7]. Het doel van het huidige onderzoek is derhalve tweeledig: 1 een beeld krijgen van de staat van de in de Oosterschelde gestorte munitie. 2 een beeld krijgen van de in het water en de waterbodem aanwezige concentraties munitiegerelateerde componenten. De bevindingen kunnen informatie geven over de noodzaak tot vervolgonderzoek, aanbevelingen voor de monitoringsfrequentie en overige maatregelen.
1.3
Rapportstructuur Hoofdstuk 1 geeft de achtergrond en de doelstelling van het huidige onderzoek. In Hoofdstuk 2 wordt de aanpak beschreven en in Hoofdstuk 3 de uitvoering van de duikwerkzaamheden en de identificatie en het explosievenvrij maken van de opgedoken munitie. Hoofdstuk 4 en Hoofdstuk 5 presenteren de resultaten van de analyses van respectievelijk de geborgen munitieartikelen en de water- en waterbodemmonsters. In Hoofdstuk 6 worden een aantal alternatieve methoden voor eventueel vervolgonderzoek voorgesteld. In Hoofdstuk 7 worden de belangrijkste conclusies uit dit onderzoek opgesomd en worden aanbevelingen gedaan.
TNO PUBLIEK
TNO PUBLIEK | TNO-rapport | TNO 2020 R12211
2
Aanpak
2.1
Monsterlocaties
9 / 67
In 1999 is de positie van de gestorte munitie in kaart gebracht met behulp van een camera op een op afstand bestuurbaar vaartuig (ROV) [1]. Op basis van het aantal op de waterbodem waargenomen munitieartikelen wordt ingeschat dat ruim 99% van de gestorte munitie is afgedekt door sediment [9]. Hierbij is de meeste munitie aangetroffen in het noordwestelijk gelegen deel van de stortplaats (Figuur 1). Om de kans op aantreffen van munitie te maximaliseren is de meetcampagne beschreven in dit rapport in dat deel van het stortgebied uitgevoerd.
0,4 km Figuur 1
2.2
Posities van munitie zoals bepaald in 1999. De rode stippen betreffen de met een ROV aangetroffen munitie [10].
Berging munitieartikelen Om een inschatting te kunnen maken van de staat van de munitie is besloten om tijdens een meetcampagne in 2020 een aantal munitieartikelen te laten bergen door duikers van Defensie. Aangezien een groot aantal verschillende munitieartikelen gestort is, waaronder antipersoneelsmijnen, antitankmijnen, 60, 75, 90, 95 en 105 mm munitie en 3” en 4,2” munitie en er grote verschillen bestaan tussen het ontwerp, materiaal en wanddikte van deze munitieartikelen, was de verwachting dat ook de mate van aantasting van de munitieartikelen zou verschillen. Om een goed beeld te krijgen van de staat van de munitie is daarom geprobeerd om van zo veel mogelijk verschillende artikelen een aantal stuks te bergen. Omdat de locatie, de mate van bedekking en de aanwezigheid van verpakkingsmateriaal de snelheid van aantasting kan beïnvloeden, hebben de
TNO PUBLIEK
TNO PUBLIEK | TNO-rapport | TNO 2020 R12211
10 / 67
duikers zo veel mogelijk waarnemingen vastgelegd, onder andere door het gebruik van een camera op het duikpak. Direct na het bergen is de munitie geïdentificeerd, bestudeerd op aantasting en gefotografeerd. Voor zover dit nodig was voor identificatie is de munitie ontdaan van aangroei en verpakkingsmateriaal. Vervolgens is een deel van de munitieartikelen op land met behulp van een waterstraalsnijder geopend om de energetische materialen te kunnen verwijderen. De energetische materialen zijn ter plekke vernietigd en de omhulsels zijn overgebracht naar de TNO-locatie Ypenburg voor nadere bestudering. 2.3
Corrosieonderzoek munitieartikelen Een mogelijke route voor het vrijkomen van de energetische inhoud van de munitieartikelen, is door weg corroderen van de wand (omhulsel). Een inschatting van de tijd die hiervoor nodig is, kan worden verkregen door bestudering van de wanddikteafname. Omdat de verwachting was dat de wand deels uit aangetast materiaal en deels uit onaangetast materiaal zou bestaan, zoals weergegeven in Figuur 2, is er voor gekozen de omhulsels door te zagen en de doorsnedes te bestuderen onder een optische microscoop.
Figuur 2
Schematische weergave van verwachte dwarsdoorsnede van geborgen munitie.
In het algemeen worden drie hoofdvormen van corrosie onderscheiden: uniforme corrosie, putcorrosie en galvanische corrosie [11]. In het geval van uniforme corrosie neemt de wanddikte uniform af, terwijl bij putcorrosie putten in het metaal ontstaan. Galvanische corrosie kan optreden op plaatsen waar twee verschillende metalen direct of via een geleidend medium, zoals een geleidende vloeistof of elektrolyt, met elkaar in contact zijn. Dit geldt bijvoorbeeld voor een aluminium ontsteker geschroefd op een stalen omhulsel. Metaalionen kunnen hierdoor van het ene metaal naar het andere metaal migreren. Het corroderen van het ene metaal wordt versneld terwijl het andere metaal juist beschermd wordt. In zeewater wordt het corrosieproces beïnvloed door het zoutgehalte, de watertemperatuur, de zuurstofconcentratie en de stroming. De verwachting is dat aantasting door galvanische corrosie sneller zal gaan dan door uniforme corrosie. Elk munitieartikel is daarom op tenminste één plaats doorgesneden waar uniforme corrosie verwacht werd. Dat is de plaats waar geen overgang van verschillende metalen aanwezig is. Indien van toepassing is ook een doorsnede gemaakt op de locaties waar galvanische corrosie kon optreden, bijvoorbeeld ter plaatse van een schroefdraad of geleideband.
TNO PUBLIEK
TNO PUBLIEK | TNO-rapport | TNO 2020 R12211
2.4
11 / 67
Monstername water- en waterbodemmonsters Voor een goede inschatting van de hoeveelheid vrijkomende munitiegerelateerde componenten, zijn monsters genomen op locaties waar de kans op een verhoogde concentratie het grootst geacht wordt. De verwachting is dat dit in de nabijheid van lekkende munitieartikelen en aan de stroomafwaarts gelegen rand van het stortgebied is. Door de getijdewerking in de Oosterschelde en de daardoor sterke stroming is de verwachting dat snelle verdunning van eventuele vrijkomende stoffen zal plaatsvinden. Om de worst-case situatie in beeld te brengen zijn daarom wateren waterbodemmonsters genomen op locaties zo dicht mogelijk bij aangetroffen munitieartikelen. Wanneer geen goede opmenging en verdunning in verticale richting plaatsvindt en munitiegerelateerde componenten vrijkomen op meerdere plaatsen in de munitiestort, kunnen de concentraties opbouwen terwijl het water over de munitiestort stroomt, zoals schematisch weergegeven in Figuur 3. In dit geval zullen de concentraties het hoogst zijn aan de stroomafwaarts gelegen rand van het stortgebied. Om deze reden zijn daar ook water- en waterbodemmonsters genomen. Munitiestortgebied Stroomrichting
700 m
1400 m Figuur 3
Schematische weergave van de (stroomrichting verandert met het tij).
waterstroming
over
het
munitiestortgebied
Om te kunnen bepalen of eventuele verhoogde concentraties te relateren zijn aan het vrijkomen van munitiegerelateerde stoffen uit de munitiestort, zijn ter referentie ook watermonsters genomen op geruime afstand van het munitiestortgebied en aan de oppervlakte (stroomopwaarts en stroomafwaarts). De genomen monsters zijn zo snel mogelijk na monstername, maar in ieder geval binnen een uur na monstername, opgewerkt en opgeslagen om later in het laboratorium geanalyseerd te worden.
TNO PUBLIEK
TNO PUBLIEK | TNO-rapport | TNO 2020 R12211
3
12 / 67
Uitvoering De meetcampagne vond plaats tussen 24 augustus en 4 september 2020 in het munitiestortgebied voor de havenmond en op een baggerdepot aan de Straalweg in Zierikzee, waar tijdelijke faciliteiten waren opgebouwd voor opslag, waterstraalsnijden en vernietigen van geborgen munitieartikelen. Op beide locaties was een TNO-medewerker aanwezig: op het vaartuig in het munitiegebied voor de coördinatie van de duikwerkzaamheden en verwerken van de water- en waterbodemmonsters en op het baggerdepot voor de registratie en analyse van de geborgen munitie.
3.1
Berging munitieartikelen en water- en waterbodemmonstername De duikwerkzaamheden en berging van de munitieartikelen vonden plaats door en onder verantwoordelijkheid van de Maritieme EOD op basis van het opgestelde plan van aanpak [12]. Zij werden ondersteund door de Defensie Duikgroep en het duikvaartuig A851 Cerberus, zie Figuur 4. Tijdens de duikwerkzaamheden werden water- en waterbodemmonsters verzameld en munitieartikelen geborgen.
Figuur 4
3.1.1
Duikvaartuig A851 Cerberus bij het onderzoeksgebied.
Methodologie duikwerkzaamheden Vanaf een rubberboot, zie Figuur 5, werd op elke duiklocatie een klein anker geplaatst waarlangs de duikers afdaalden. Op de bodem kon de duiker met een extra lijn een cirkel van 10 meter bestrijken rond het anker. In Figuur 6 is een kaart van de munitiestort weergegeven met een overzicht van de duiklocaties.
TNO PUBLIEK
TNO PUBLIEK | TNO-rapport | TNO 2020 R12211
Figuur 5
13 / 67
Duikwerkzaamheden vanaf rubberboten.
De duikwerkzaamheden werden bemoeilijkt door de getijdestroming, het beperkte zicht en de waterdiepte. Alleen de tijdvakken rond kentering waren beschikbaar voor het uitvoeren van duiken, waarbij gedoken werd bij een stroming van minder dan 1 knoop. De waterdiepte in het gebied van de munitiestort varieert van 15 meter in de noordwestelijk gelegen hoek van het munitiestortgebied tot ongeveer 50 meter in het gedeelte gelegen direct voor de havenmond. Omdat bij een grotere waterdiepte kortere duiken gemaakt kunnen worden en langere decompressiestops nodig zijn, werd ervoor gekozen duiken uit te voeren op locaties met een waterdiepte tot 35 meter. De aangegeven diepte refereert naar de actuele waterdiepte ten tijde van de duik zoals gemeten door de duikcomputer. Het totale verval door het tij bedroeg tijdens de meetcampagne ongeveer 2,5 tot 3,5 meter. De locaties geven de positie ten tijde van het ankeren. Echter, door stroming is horizontale verplaatsing van de rubberboot ten aanzien van de bodem te verwachten met een afstand niet groter dan de diepte. De locatie van waterbodemmonsters en gevonden artikelen kan daarmee dus afwijken van de weergegeven locatie met een maximum van de gegeven diepte. Het zicht op de bodem varieerde van 0,5 tot 1 meter, afhankelijk van de sterkte van de stroming.
De watertemperatuur, zoals geregistreerd door de duikcomputer vlak boven de waterbodem van de Oosterschelde, bedroeg tijdens alle duiken 22 – 23 °C. De locaties waar gedoken werd, werden genummerd L1 t/m L15, zie ook Figuur 6 en Tabel 1. Op locatie L13 werd alleen een watermonster genomen aan de oppervlakte.
TNO PUBLIEK
TNO PUBLIEK | TNO-rapport | TNO 2020 R12211
14 / 67
Figuur 6
Schematische kaart van het stortgebied met daarin de duiklocaties (L1-L15) en de stromingsrichting (pijl) ten tijde van het duiken op deze locatie. Wanneer geen pijl is aangegeven was de stroming nihil.
Tabel 1
Overzicht van de duiklocaties inclusief diepte. UTM 31
ID
WGS 84
L1
Diepte (m)
East.
North.
51.38.117 N, 3 53.061 E
561202.690
5720845.004
14
L2
51 38.266 N, 3 52.776 E
560870.870
5721117.403
14
L3
51 38.223 N, 3 52.851 E
560958.334
5721038.557
14
L4
51 38.107 N, 3 52.313 E
560340.154
5720816.100
33
L5
51 37.915 N, 3 52.456 E
560509.351
5720462.189
31
L6
51 37.915 N, 3 52.456 E
560509.351
5720462.189
28
L7
51 37.989 N, 3 52.520 E
560581.533
5720600.236
31
L8
51 37.705 N, 3 52.870 E
560991.596
5720078.681
28
L9
51 37.705 N, 3 52.870 E
560991.596
5720078.681
31
L10
51 37.705 N, 3 52.870 E
560991.596
5720078.681
30
L11
51 37.705 N, 3 52.870 E
560991.596
5720078.681
30
L12
51 37.705 N, 3 52.870 E
560991.596
5720078.681
31
L13
51 37.705 N, 3 52.870 E
560991.596
5720078.681
n.v.t.
L14
51 37.866 N, 3 52.829 E
560940.703
5720376.532
33
L15
51 37.866 N, 3 52.829 E
560940.703
5720376.532
33
TNO PUBLIEK
TNO PUBLIEK | TNO-rapport | TNO 2020 R12211
3.1.2
15 / 67
Verslag duikwerkzaamheden Op 24 en 25 augustus kon het duikvaartuig Cerberus niet uitvaren uit de haven van Zierikzee in verband met de harde wind ter plaatse. Er kon daarom alleen vanaf rubberboten gedoken worden, echter slechts tot een diepte van 15 meter omdat voor diepere duiken de aanwezigheid van het duikvaartuig Cerberus met decompressietank vereist was. Binnen het munitiestortgebied zijn alleen in de noordwestelijke hoek plaatsen bekend waar de waterdiepte minder dan 15 meter is. Hier werd gedurende de eerste dagen gedoken in de hoop munitie aan te treffen op tot nu niet bezochte locaties. In dit gebied werd geen munitie aangetroffen. Wel werden hier water- en waterbodemmonsters genomen op de locaties L1 – L3. Op 26 augustus werd in verband met storm niet uitgevaren. Op donderdag 27 augustus werd een vijftal duiken uitgevoerd op de locaties L4 – L7. Dit zijn locaties waar in 1999 ook reeds gedoken is en munitie was aangetroffen. Op deze locaties werden meerdere munitieartikelen aangetroffen waaronder artikelen met een geschatte lengte van 1 meter. Op deze locaties werden een antitankmijn (M1) en de kop met holle lading van een 3,5” antitankbrisantgranaat (M2) geborgen. Uit een munitiekist werden verder zeven stuks 40 mm high explosive (HE) brisantgranaten (M3) geborgen. Daarnaast werden water- en waterbodemmonsters genomen op de locaties L4, L6 en L7.
Figuur 7 laat enkele foto’s van munitieartikelen zoals aangetroffen tijdens de duikwerkzaamheden zien. Hieruit blijkt duidelijk dat het slechte zicht het vastleggen van de op de waterbodem aangetroffen munitieartikelen aanzienlijk bemoeilijkte. In de ochtend van 28 augustus werden twee duiken uitgevoerd op locatie L8. Ook op deze locatie was in 1999 al munitie aangetroffen. Er werden diverse items aangetroffen waarbij het niet lukte deze te bergen door de grootte van de objecten en omdat deze vast zaten in de bodem. Wel werden uit een munitiekist vijf stuks 37 mm oefengranaten (M4) geborgen. Tijdens deze duiken werd gefocust op het bergen van munitieartikelen en in verband met de beperkte beschikbare duiktijd werden op deze locatie geen water- en waterbodemmonsters genomen. Op de middag van 31 augustus werd teruggekeerd naar de positie van L8. Door de onnauwkeurigheid van de positiebepaling, kon de positie van de duiker tot enkele tientallen meters afwijken. Op deze locatie (L9) werd een groot aantal munitiekisten en munitieartikelen aangetroffen. Een deel van deze munitie werd geborgen, te weten een brisantgranaat van een 75 mm terugstootloze vuurmond (M5), een stalen munitiekist die gevuld bleek met kogelpunten voor .50 wapens en doosjes met slagpijpjes en slaghoedjes (M6) en drie stuks 3” mortiergranaten (M7).
Figuur 7
TNO PUBLIEK
Antitankmijn (M1, links) en munitiekist met oefengranaten (M4, rechts) tijdens de duikwerkzaamheden.
TNO PUBLIEK | TNO-rapport | TNO 2020 R12211
16 / 67
Op 1 september werd een vijftal duiken uitgevoerd rond positie L9 op de locaties L10L12. Op locatie L10 werd een groot aantal munitiekisten waargenomen. Uit deze munitiekisten werd de volgende munitie geborgen: een 4,2” springrookgranaat (M8), vier stuks 3” HE-mortierbrisantgranaten (M9), twee stuks motoren voor 3,5” antitankraket (M10) en een holle lading van een antitankraket (M11). Op locatie L11 en L12 werd geen munitie aangetroffen, mogelijk ook door het slechte zicht. Op deze locaties werden ook watermonsters genomen rond kentering (L10), bij afgaand water (L11) en bij opkomend water (L12). Het nemen van waterbodemmonsters werd bemoeilijkt door de aanwezigheid van mosselen en harde objecten vlak onder de waterbodem. Als referentiemonsters werd op 1 september op deze locatie (L13) ook een watermonster genomen aan de oppervlakte. Op de ochtend van 2 september werden twee duiken uitgevoerd op de noordelijker gelegen locaties L14 en L15. Op beide locaties werden water- en waterbodemmonsters genomen, bij afgaand water op locatie L14 en bij opkomend water op locatie L15. Tijdens de duiken werd een grote hoeveelheid munitie aangetroffen.
Op deze locatie werden twee stuks rookpotten van 25 ponder rookgranaten (M12), een kardoeszak met kruit (M13), vier stuks 60 mm HEmortierbrisantgranaten (M14), een kardoeszak met kruit voor de 105 mm terugstootloze vuurmond (M15), een 3” springrook mortiergranaat (M16), 2 stuks brisantgranaten voor een 75 mm terugstootloze vuurmond (M17), een Amerikaanse M6 antitankmijn (M18) en een munitiekist met rookpotten (M19) geborgen. Naast de geborgen munitie werd op deze locatie een vijftal antitankmijnen aangetroffen. Het op locatie L15 genomen water- en waterbodemmonster is ter plaatse van deze mijnen genomen. 3.2
Identificatie en explosievenvrij maken munitieartikelen De werkzaamheden op het baggerdepot aan de Straalweg vonden plaats door en onder verantwoordelijkheid van de Grondgebonden EOD. Het doel van deze werkzaamheden was identificatie en explosievenvrij maken van de geborgen munitieartikelen.
3.2.1
Methodologie Eerste identificatie van de munitieartikelen vond plaats aan boord van het duikvaartuig Cerberus voor zover de staat van de artikelen dit mogelijk maakte. Bij aankomst aan land werd deze identificatie voltooid. Het openen van witte fosfor bevattende springrookgranaten vormt een risico vanwege directe ontbranding bij blootstelling aan lucht. Om bij artikelen waarvan niet aan de buitenzijde kon worden vastgesteld of deze witte fosfor bevatten een inschatting hiervan te kunnen maken werd uit kisten met meerdere van deze artikelen eerst één exemplaar tot ontploffing gebracht. Aan de uitwerking tijdens de explosie en de restanten kon vervolgens worden bepaald of het munitieartikel witte fosfor bevatte. Wanneer dit niet het geval was, werd aangenomen dat de overige soortgelijke artikelen uit dezelfde kist dat ook niet bevatten en konden deze met behulp van de waterstraalsnijder worden gedemonteerd. Op deze wijze werd vastgesteld dat de 3” mortiergranaten M7 geen witte fosfor bevatten en de later op een andere locatie geborgen 3” mortiergranaat M16 wel witte fosfor bevatte.
TNO PUBLIEK
TNO PUBLIEK | TNO-rapport | TNO 2020 R12211
17 / 67
Waterstraalsnijden vond plaats in een speciaal daarvoor gebouwde opstelling, afgeschermd met containers die met zand waren gevuld, zie Figuur 8.
Figuur 8
Opstelling voor waterstraalsnijder, afgeschermd met containers gevuld met zand.
Bij waterstraalsnijden wordt onder hoge druk (circa 700 bar) met water en abrasief (zand) gesneden. Hierbij is, met een loopsnelheid van enkele tienden millimeters per seconde en afhankelijk van de dikte van het materiaal, door munitieartikelen heen te snijden zonder warmteontwikkeling en met een verwaarloosbaar risico op de initiatie van explosieve stoffen. Bediening en aanvoer van water en abrasief vond plaats op afstand en het proces kon worden gemonitord met behulp van een mobiel camerasysteem rond de opstelling. Figuur 9 laat de spuitkop met een aantal doorgesneden artikelen zien.
Figuur 9
TNO PUBLIEK
Kop van de waterstraalsnijder met vijf 40 mm HE-brisantgranaten. Water en abrasief worden via rode leiding aangevoerd naar de spuitkop.
TNO PUBLIEK | TNO-rapport | TNO 2020 R12211
18 / 67
Vanwege de aanwezigheid van ontstekers en boosterladingen werden de meeste artikelen radiaal doorgesneden (zie Figuur 10) zodat de explosieven eenvoudig konden worden verwijderd met behulp van handgereedschap en aceton als oplosmiddel. Munitiedelen waaruit de explosieven niet of niet volledig verwijderd konden worden, werden samen met de verwijderde explosieven tot ontploffing gebracht met een behulp van een daarop aangebrachte ontsteker en springlading. Dit werd aan het einde van elke werkdag gedaan vanwege de beperkte opslagmogelijkheden op locatie.
Figuur 10
Schematische weergave van de doorsnedes van de munitieartikelen.
Artikelen werden verzameld in plastic zakken en voorzien van een volgnummer. Van alle binnengekomen artikelen werden foto’s gemaakt bij binnenkomst en vlak voor het verpakken. 3.2.2
Verslag Een overzicht van de gevonden artikelen is gegeven in Tabel 2. De eerste artikelen werden op donderdag 27 augustus afgeleverd aan de Straalweg. De gegoten hoofdlading van een antitankmijn (AT mijn, M1) werd vernietigd, delen van het omhulsel en aangroei werden bewaard. Op vrijdag 28 augustus werd aangevangen met het waterstraalsnijden van de holle lading van een 3,5’’ raket (M2) en twee 40 mm HE brisantgranaten (M3-1, M3-2). Op vrijdag 28 augustus werden met behulp van de waterstraalsnijder de kop met holle lading van een 3,5” antitankbrisantgranaat (M2) geopend en werden ringen gesneden van twee 40 mm HE brisantgranaten (M3-1, M3-2). Op maandag 31 augustus werden er ringen gesneden uit de overgebleven 40 mm brisantgranaten (M3-3 tot M3-7).
TNO PUBLIEK
TNO PUBLIEK | TNO-rapport | TNO 2020 R12211
19 / 67
Op dinsdag 1 september werden van 37 mm oefengranaten (M4) de stalen punten losgesneden van de M58 bodemontstekers. Tevens werden op deze dag de granaat voor de 75 mm terugstootloze vuurmond (TLV) (M5) en stalen munitiekist (M6) met .50 kogels en slagpijpjes verwerkt. Vanwege de mogelijke aanwezigheid van witte fosfor werd de 75 mm TLV-granaat niet geopend maar in zijn geheel vernietigd. Een deel van de scherven hiervan is bewaard. Van een drietal 3’’ mortiergranaten (M7) werd er één vernietigd ter controle op witte fosfor. Omdat deze mortiergranaat geen witte fosfor bleek te bevatten werden de andere twee granaten gedemonteerd met behulp van de waterstraalsnijder en hiervan werden staartdelen van het mortierlichaam bewaard. De 4,2” springrookgranaat (M8) werd niet gedemonteerd in verband met de aanwezigheid van witte fosfor. Tabel 2
Overzicht geborgen munitieartikelen.
ID
Artikel (aantal en type)
M1
1x nr. 25 Nederlandse AT schotelmijn
M2
1x 3.5" M28A2 Amerikaanse AT raket, alleen holle lading
M3
7x 40 mm HE brisantgranaten
M4
5x 37mm MK II A1, M1916 Amerikaanse BP-oefengranaten met M58 ontstekers
M5
1x 75 mm M309A HE Amerikaanse TLV-brisantgranaat met (deel) huls
M6
1x munitiekist met a 300 .50 kogels en doosjes met slagpijpjes/hoedjes
M7
3x 3'' HE-mortier brisantgranaten, twee met ontstekers aanwezig
M8
1x 4.2'' springrook mortiergranaat (hex bout)
M9
4x 3'' HE mortier brisantgranaten
M10
2x 3.5" M28A2 Amerikaanse AT raket, alleen raketmotor
M11
1x 3.5" M28A2 Amerikaanse AT raket, alleen holle lading
M12
2x rookpot van 25pnd rookgranaat
M13
1x kardoes in plastic zak
M14
4x 60 mm M49A2 Amerikaanse HE-mortier brisantgranaten met restanten verpakking
M15
1x kardoes in plastic zak met restant huls, vermoedelijk 105 mm TLV
M16
1x 3'' springrook mortiergranaat
M17
2x 75 mm M309A HE Amerikaanse TLV-brisantgranaten
M18
1x M6 Amerikaanse AT mijn met losse valstrik ontstekers
M19
1x kist rookpotten
Op woensdag 2 september werden de vier stuks 3’’ mortiergranaten (M9) verwerkt. Wederom werd ter controle eerst een exemplaar vernietigd, waarna de resterende 3” mortiergranaten dwars werden doorgesneden. Twee delen (M9-1, M9-2) werden vervolgens verpakt voor analyse bij TNO. Verder werden de twee raketmotoren voor de 3,5’’ high explosive antitank (HEAT) raket (M10) dwars doorgesneden. Van beide raketten zijn verscheidene onderdelen, waaronder het stalen omhulsel en ontsteekbedrading, bewaard. De kop met holle lading van een 3,5’’ HEAT raket (M11) werd tevens op deze dag in de lengte doorgezaagd. Twee rookpotten (M12) werden aan land gebracht en vernietigd zonder verdere demontage. Twee kardoeszakken (M13 & M15) werden schoongemaakt en de inerte delen werden geborgen. Vier 60 mm mortiergranaten (M14) werden schoongemaakt maar bleken dusdanig gedegradeerd dat ze met de hand konden worden opengebroken. Daarnaast was de explosieve lading niet te scheiden van het lichaam. Zodoende zijn deze vernietigd
TNO PUBLIEK
TNO PUBLIEK | TNO-rapport | TNO 2020 R12211
20 / 67
samen met de 3’’ springrook mortiergranaat (M16). Aan het einde van de dag werd een begin gemaakt met het doorsnijden van twee 75 mm TLV (M17) granaten. Een Amerikaanse AT mijn type M6 (M18) en een munitiekist met rookpotten (M19) werden niet gedemonteerd voor verdere analyse. Op donderdag 3 september werd het snijden van de 75 mm TLV granaten afgerond. Enkele onderdelen van de ontstekers die geen explosieven bevatten zijn samen met schijven, gesneden ter hoogte van de geleide band, meegenomen voor onderzoek bij TNO. 3.2.3
Algemene Observaties Alle geborgen artikelen waren op de bodem van de Oosterschelde bedekt met een laag sediment en schelpen van 5-20 cm diep. De meeste geborgen artikelen werden aangetroffen in de originele bekisting en verpakking. Deze is onder water deels opengebroken zodat de artikelen konden worden verwijderd. De meeste artikelen zijn vervolgens met behulp van een net met de hand omhoog gebracht. De kisten zijn aan boord gehesen met behulp van de kraan aan boord van duikvaartuig Cerberus. De aantasting van de artikelen was sterk wisselend. Bij een aantal artikelen waren bijvoorbeeld verfresten (M7) of ingeslagen markeringen (M17) nog goed te zien. Echter directe blootstelling van explosieve materialen aan zeewater was bij enkele artikelen ook aanwezig zoals bij M1, M2 en M17. De artikelen waren doorgaans dof grijs en na blootstelling aan de lucht vormde zich in korte tijd een roodbruine oxidelaag. Een mogelijke verklaring kan worden gevonden in de aanwezigheid van tussenproducten van het oxidatieproces van staal. Hierbij wordt bij gebrek aan zuurstof bijvoorbeeld het dofgrijze FeO of Fe3O4 gevormd. De laag slib en eventueel aanwezig verpakkingsmateriaal remt daarbij de oxidatie door een barrière te vormen tussen de artikelen en het zuurstofrijke water van de Oosterschelde. Er waren ontstekers aanwezig op verschillende artikelen.
Op de relatief kleine kalibers, zoals de M28A2 raketten, M1916 Amerikaanse BP-oefengranaten en 40 mm HE-brisantgranaten waren ontstekers in de regel een integraal deel van het artikel en bijvoorbeeld vastgelijmd in het omhulsel waardoor deze voorafgaand aan het storten niet eenvoudig konden worden verwijderd. De ontstekers waren over het algemeen aangetast; delen van ontstekers waren weg gecorrodeerd, delen van veiligheden waren opgeheven en slagpinnen lagen vrij. Hoewel het, gebaseerd op aanwezig verpakkingsmateriaal, niet-verschoten munitieartikelen betrof, werd beroering van de ontstekers daarom tijdens de werkzaamheden vermeden.
TNO PUBLIEK
TNO PUBLIEK | TNO-rapport | TNO 2020 R12211
4
21 / 67
Analyse geborgen munitieartikelen Dit hoofdstuk geeft van de geborgen artikelen genoemd in paragraaf 3.2 de gedane observaties en, voor een deel van de artikelen, verder kwantitatief onderzoek naar de corrosieaantasting en wanddikteafname met behulp van optische meetmethoden.
4.1
Methode corrosieonderzoek Tijdens het snijden met de waterstraalsnijder wordt rondom de snede een band van ongeveer 1 cm aangetast, zie Figuur 11. De grove randen die daarbij ontstaan maken het bepalen van de wanddikte op de doorsnede lastig.
Figuur 11
M28A2 holle lading (M2) na het waterstraalsnijden.
Enkele artikelen zijn daarom na het explosievenvrij maken opnieuw gezaagd bij TNO om een betere doorsnede te verkrijgen. Dit gebeurde met een Well Diamantdraadzaag Model 6234 uitgerust met een diamantdraad type A8-5 met een diameter van 0,5 mm en een diamantgrootte van 64 µm, zoals weergegeven in Figuur 12. Om het gezaagde oppervlakte homogeen te krijgen, zonder zaagtanden, zijn de doorsnedes geschuurd met een Buehler Metaserv Motopol 8 met grit 240. Na het prepareren van de artikelen werden deze afgespoeld met ethanol om verdere roestvorming zoveel mogelijk tegen te gaan. De geschuurde munitieartikelen zijn gefotografeerd met een Wild M10 optische microscoop uitgerust met een Leica DFC295 camera. Metingen van de wanddikte zijn vervolgens uitgevoerd met behulp van de Leica Application Suite software. Met behulp van optische microscopie kan de resterende wanddikte tot op tienden van millimeters nauwkeurig worden bepaald. In het ideale geval zou deze wanddikte vergeleken worden met de oorspronkelijke wanddikte. Van deze historische artikelen is echter slechts zeer beperkt voldoende gedetailleerd archiefmateriaal beschikbaar. Hiervoor is onder andere het archief van de EOD geraadpleegd.
Daarom was het voor de meeste artikelen niet mogelijk om nauwkeurig te achterhalen wat de oorspronkelijke wanddikte was en dus om de wanddikteafname ten opzichte van het origineel tot op tienden van millimeters nauwkeurig te kunnen bepalen.
TNO PUBLIEK
TNO PUBLIEK | TNO-rapport | TNO 2020 R12211
Figuur 12
22 / 67
Deel M28A2 holle lading (M2) bij het diamantzagen.
Bij het onderzoek naar de corrosieaantasting met behulp van optische microscopie worden verschillende afmetingen gehanteerd, zoals weergegeven in Figuur 13.
Figuur 13
Maatvoering gebruikt tijdens corrosie onderzoek.
Het kaliber (Do) en daarmee de maximale buitendiameter van het artikel is bepaald aan de hand van de identificatie van het artikel. Hierbij moet worden opgemerkt dat een tolerantie van enkele tienden millimeters te verwachten is, maar dat deze niet kon worden bepaald aan de hand van historische bronnen. De buitendiameter (D) is gemeten met een schuifmaat en is een gemiddelde van 3 metingen op een plek op het granaatlichaam die, voor zover mogelijk, kan worden vergeleken met het kaliber (vaak ter hoogte van de geleideband, centreerverdikking of midden op het granaatlichaam). D werd bepaald na het schoonmaken van de artikelen maar, voor zover mogelijk, inclusief nog aangehechte corrosie. De gerapporteerde wanddiktes (tmax en tmin) hebben betrekking op het onaangetaste metaal zoals gemeten met de optische microscoop. Gegeven is de minimale (tmin) en maximale (tmax) wanddikte, gemeten over de doorsnede uit een totaal van (n) metingen.
TNO PUBLIEK
TNO PUBLIEK | TNO-rapport | TNO 2020 R12211
4.2
23 / 67
Analyse per artikel De volgorde van de analyses in deze sectie is gebaseerd op de volgnummers (M1M19). Echter gelijke artikelen zoals M5 & M17, 75 mm TLV munitie zijn gegroepeerd ter vereenvoudiging van de analyse. De analyse per artikel richtte zich op drie aspecten: De algehele toestand van het artikel en mate van corrosie. De aanwezigheid van lekpaden en aantasting van de energetische inhoud, als kwalitatieve indicatie dat munitiegerelateerde stoffen vrijkomen in de natuur. De aanwezigheid en toestand van eventuele ontstekers.
4.2.1
M1 nr. 25 Nederlandse AT schotelmijn De nr. 25 Nederlandse AT schotelmijn, te zien in Figuur 14 en Figuur 15, werd los gevonden op de bodem. De dunne wand (plaatstaal) van de mijn was bijna volledig vergaan. Echter de hoofdlading (TNT) was nog bijna volledig intact aanwezig, zichtbaar door de afdrukken van de gietdop en aansluitingen voor valstrik ontstekers. Een laag slib, inclusief schelpen, had de mijn volledig ingekapseld en kon met handgereedschap worden verwijderd. Een ontsteker was aanwezig aan de bovenzijde (zie Figuur 15). Er is niet vastgesteld in welke toestand deze zich bevond. Vanwege de beperkte waarde voor het corrosieonderzoek is de mijn in zijn geheel vernietigd.
Figuur 14
4.2.2
M1, nr 25 Nederlandse schotelmijn met begroeiing.
AT
Figuur 15
M1, nr 25 Nederlandse AT schotelmijn hoofdlading met dunne restanten van het omhulsel.
M2 & M11 3.5" M28A2 Amerikaanse AT raket, alleen holle lading Van de M28A2 antitankraket, zichtbaar op een archiefafbeelding in Figuur 16, zijn op twee verschillende locaties twee koppen met holle ladingen geborgen. Bij beide granaten was op verschillende plekken de wand volledig doorgeroest, zoals te zien in Figuur 17 en Figuur 18. Bij beide granaten was daarnaast de neuskegel bijna volledig vergaan. De koperen spiegel was daarentegen in beide gevallen nog in goede staat. In beide artikelen waren directe lekpaden aanwezig in de vorm van de doorgeroeste wand. Het losbreken van de kop met holle lading van de raketmotor is gebeurd tijdens
TNO PUBLIEK
TNO PUBLIEK | TNO-rapport | TNO 2020 R12211
24 / 67
het bergen, dus een reeds bestaand lekpad kan hier niet worden aangetoond. De explosieve lading was daarnaast nog volledig aanwezig (Figuur 18), wat erop wijst dat het uitspoelen hiervan wordt beperkt door de lage oplosbaarheid, verpakking en inkapseling in aangroei. De wanddikte is voor M2 bepaald op een radiale doorsnede en voor M11 op een dwarsdoorsnede ter hoogte van de punt van de spiegel. Zoals te zien in Figuur 20 en Figuur 21 is een deel van de oorspronkelijke wanddikte weg gecorrodeerd, een deel nog aanwezig als een donkergrijze corrosielaag en een deel nog onaangetast. De gemeten afmetingen zijn gegeven in Tabel 3. Uit het verschil tussen de oorspronkelijke en gemeten diameter kan worden afgeleid dat de wanddikteafname door uniforme corrosie 1,15 mm bedraagt. Uit het verschil tussen tmax en tmin blijkt verder dat lokaal 2 tot 2,5 mm corrosieaantasting opgetreden is. Tabel 3
Figuur 16
Gemeten wanddikte in mm van M2 (radiale doorsnede) en M11 (dwarsdoorsnede).
Afmeting
M2
Do
88,9
88,9
D
86,6
n.v.t.
tmin
0,5
0 (door)
tmax
2,99
2,18
tmax-min
2,49
2,18
n
39
85
3,5 inch HEAT raket, deel vanaf net boven de safety band is geborgen.
TNO PUBLIEK
M11
Figuur 17
M2 direct na berging.
TNO PUBLIEK | TNO-rapport | TNO 2020 R12211
25 / 67
Figuur 18
M2 na doorsnijden en voor verwijderen van de explosieve lading. Opening in de wand zichtbaar in rechterhelft.
Figuur 19
M11 na verwijderen hoofdlading.
Figuur 20
M11 foto van snede (dwarsdoorsnede).
Figuur 21
M11 detailfoto doorsnede).
4.2.3
buitenwand
(dwars-
M3 40 mm HE-brisantgranaten Van de 40 mm brisantgranaten zijn zeven stuks geborgen uit dezelfde kist, zie Figuur 22. Het granaatlichaam zelf was bij geen van de artikelen doorgeroest, echter de buis en bevestiging daarvan waren wel significant aangetast zoals te zien in Figuur 22. De verbinding tussen beide delen was in dusdanig slechte staat dat de punten van twee van de granaten loskwamen tijdens de berging. Er kan daarmee geconcludeerd worden dat er voor deze granaten een direct lekpad was tussen zeewater en explosieve lading. De explosieve lading, zoals weergegeven in Figuur 23, was voor deze twee granaten echter nog intact, wat aangeeft dat er slechts in beperkte mate uitwassing heeft plaatsgevonden. De 40 mm HE-brisantgranaten met tracer en zelfvernietiger konden niet specifiek worden geïdentificeerd, omdat vergelijkbare granaten in gebruik waren in verschillende landen. Van de zeven granaten zijn er twee in lengterichting doorgesneden, inclusief de verbinding met de ontsteker (Figuur 24). Van de andere granaten zijn ter hoogte van de geleideband schijven van 3 cm breed gesneden (Figuur 25).
TNO PUBLIEK
TNO PUBLIEK | TNO-rapport | TNO 2020 R12211
26 / 67
Figuur 22
40 mm brisantgranaten na berging en schoonmaken.
Figuur 23
Explosieve lading onder afgebroken punt met schokbuis.
Figuur 24
M3-1 na doorsnijden in lengterichting. Holte voor tracer en schroefdraad zijn goed zichtbaar.
Figuur 25
M3-3 tot en met waterstraalsnijden.
Figuur 26
M3-1 detail schroefdraad na doorzagen en opschuren.
Figuur 27
M3-3 metingen aan de halverwege de granaat.
M3-7
na
het
wanddikte
Figuur 26 en Figuur 27 geven de doorsnedes ter plaatse van de schroefdraad (radiale doorsnede) en halverwege de granaat (dwarsdoorsnede) weer. Gemeten diameter en wanddikte is voor de vijf schijven van M3-3 tot en met M3-7 gegeven in Tabel 4. Omdat de ringen afkomstig waren van de granaatsectie net boven de geleideband
TNO PUBLIEK
TNO PUBLIEK | TNO-rapport | TNO 2020 R12211
27 / 67
kan worden aangenomen dat de buitendiameter vergelijkbaar was met het oorspronkelijke kaliber. Gebaseerd op de buitendiameter en kaliber (Do-D) kan worden geconcludeerd dat de wanddikte tussen de 0,35 en 0,6 mm is afgenomen. Echter lokaal heeft verdere aantasting plaats gevonden over een diepte tussen de 0,54 en 0,98 mm. De totale wanddikte afname is daarom maximaal 1,6 mm. Tabel 4 toont daarmee aan dat granaten afkomstig uit dezelfde kist een variatie kunnen vertonen in het corrosieproces. Tabel 4
4.2.4
Gemeten wanddikte in mm van M3, dwarsdoorsnede.
Afmeting
M3-3
M3-4
M3-5
M3-6
M3-7
Do
40
40
40
40
40
D
39,1
38,9
38,8
38,8
39,3
tmin
4,71
5,27
5,61
5,93
5,06
tmax
5,69
6,11
5,97
6,17
5,63
tmax-min
0,98
0,84
0,78
0,54
0,57
n [-]
20
20
24
24
24
M4 37mm MK II A1, M1916 Amerikaanse BP-oefengranaten met M58 ontstekers De vijf 37 mm Amerikaanse BP-oefengranaten, waarvan vier stuks zichtbaar in Figuur 29, waren afkomstig uit dezelfde kist en de kartonnen verpakking was nog aanwezig. De granaten werden geïdentificeerd aan de hand van de duidelijk herkenbare ingeslagen identificatie in de M58 bodembuis, weergegeven in Figuur 30, welke in overwegend goede staat verkeerde. Omdat het oefenmunitie betrof was deze gevuld met zwart buskruit (BP), zichtbaar in Figuur 32. Alle granaten zijn tweemaal dwars doorgesneden net boven de geleideband. De delen met de M58 ontstekers zijn vernietigd. Van twee van de artikelen (M4-4 en M45) lukte het niet om de geperste zwart buskruit lading te verwijderen uit de losse punten; hier zijn slechts de schijven van bewaard. De verzamelde onderdelen zijn afgebeeld in Figuur 33.
Figuur 28
37 mm granaten met geheel links de met zwart buskruit gevulde oefengranaat [13].
TNO PUBLIEK
Figuur 29
Vier van de vijf 37 mm oefengranaten. Significante afname in wanddikte te zien rond de geleideband en aan de punt.
TNO PUBLIEK | TNO-rapport | TNO 2020 R12211
28 / 67
Figuur 30 Detailfoto van een M58 bodembuis.
Figuur 31 Corrosie rond geleideband.
Figuur 32 M4 ladingen zwart buskruit.
Figuur 33 M4 munitiedelen.
Figuur 34 M4-2 metingen aan wanddikte.
Figuur 35 M4-3 metingen aan wanddikte.
Alle geborgen 37 mm granaten waren intact, zonder sporen van lekkage. De geleideband en ontsteker waren ook in goede staat. Direct naast de geleideband en aan de punt was de meeste corrosie zichtbaar, zoals te zien in Figuur 29. Het nog intacte zwartkruit, zichtbaar in Figuur 32, geeft aan dat het onwaarschijnlijk is dat er lekkage is opgetreden. Wanddiktemetingen zijn gedaan op alle vijf de ringen van artikelen M4-1 tot en met M4-5. De resultaten zijn weergeven in Tabel 5. De corrosie is niet uniform over de artikelen, wat ook goed te zien is in Figuur 31. De buitendiameter is gemeten op het granaatlichaam net boven de geleideband. De wanddikteafname door uniforme
TNO PUBLIEK
TNO PUBLIEK | TNO-rapport | TNO 2020 R12211
29 / 67
corrosie was, uitgaande van het oorspronkelijke kaliber, 1,1 tot 1,85 mm. Lokale aantasting bedroeg 0,32 tot 1,41 mm. Tabel 5
4.2.5
Gemeten wanddikte in mm van M4, dwarsdoorsnede.
Afmeting
M4-1
M4-2
M4-3
M4-4
M4-5
Do
37
37
37
37
37
D
34,2
34,8
33,4
NA
33,3
tmin
3,79
4,31
3,75
2,94
4,71
tmax
4,96
4,81
4,69
4,35
5,03
tmax-min
1,17
0,50
0,94
1,41
0,32
n [-]
24
24
24
24
24
M5 & M17 75 mm M309A HE TLV-brisantgranaten Tijdens de campagne zijn drie 75 mm granaten voor de TLV gevonden. De granaten werden gevonden in hun originele kartonnen verpakking met delen van de huls, gekenmerkt door de vele perforaties, nog aanwezig. M5 werd vernietigd omdat niet kon worden uitgesloten dat het een granaat met witte fosfor betrof. Van de andere twee 75 mm granaten (M17-1 en M17-2) waren de ingeslagen nummers (M309A) nog leesbaar, wat identificatie mogelijk maakte. Van deze granaten zijn delen bewaard voor nadere analyse, zie Figuur 38 tot en met Figuur 41.
Figuur 36
75 mm TLV granaat [13].
Figuur 37
M5, 75 mm TLV granaat.
Figuur 38
M17-1 en 2 delen van de ontstekers.
Figuur 39
Doorgesneden TLV granaat explosieve lading nog intact.
TNO PUBLIEK
met
TNO PUBLIEK | TNO-rapport | TNO 2020 R12211