Kaivoksen päästöt vesiin
| Tämä sivu on ensyklopedia-artikkeli.
Sivutunniste: Op_fi5766 |
|---|
| Moderaattori:Marjo (katso kaikki)
Sivun edistymistä ei ole arvioitu. Arvostuksen määrää ei ole arvioitu (ks. peer review). |
| Lisää dataa
|
Sisällysluettelo
- 1 Johdanto kaivoksen vesipäästöihin
- 2 Jätevesipäästöt
- 3 Rikastushiekan varastoinnin päästöt
- 4 Sakkojen varastoinnin päästöt
- 5 Sivukiven varastoinnin päästöt
- 6 Kaivosalueen valumavedet
- 7 Talousvesi
- 8 Ympäristön pintavesiin päätyvien päästöjen määrään vaikuttavat tekijät
- 9 Aiheeseen liittyvät MINERA-mallin sivut
- 10 Viitteet
- 11 Katso myös: KAVERI-mallin kaikki sivut
Johdanto kaivoksen vesipäästöihin
Kaivosvesien ympäristövaikutusten kannalta haitallisella vaikutuksella kaivoksen ympäristön vesien laatuun on pahimmat ja laajimmat seuraukset. Päästöt voivat aiheuttaa ekologisia ja ekotoksikologisia vaikutuksia vesissä. Ne voivat huonontaa vedenlaatua tasolle, joka heikentää veden virkistyskäyttöä esimerkiksi uimavetenä tai kalastuksessa, pahimmillaan estää veden käytön vedenkäytön rajoitusten muodossa. Päästöt voivat aiheuttaa myös terveysriskejä sekä epäsuorasti että aineiden toksisuuteen perustuen. Kaivostoiminnalla on myös ympäristössään imagovaikutuksia, jotka heijastuvat sosioekonomisina vaikutuksina yksittäisille ihmisille ja koko alueelle.
Edellä mainituista syistä johtuen riskinarviota varten on selvitettävä pintavesien nykytila (ks. Selvitys kaivosympäristön nykytilasta#Pintavesi) ja tehtävä kaivokselta ympäristön vesiin tulevien kaikkien päästöjen kartoitus. Riskinarvio tehdään yleisellä tasolla kaikille päästöille ja sen perusteella valitaan yksityiskohtaisempaan arvioon aineet ja päästöt, joiden tiedetään tai voidaan olettaa olevan haitallisia.
Varsinaisesta kaivostoiminnasta voi tulla kaivosalueen ulkopuolelle vesissä seuraavan tyyppisiä päästöjä (Solismaa ja Mäkinen 2013). [1] Jos riskinarviota ollaan tekemässä kaivoksen suunnitteluvaiheessa, arvioidaan ja kuvataan myös rakentamis- ja aloittamisvaiheen päästöt.
- jätevesipäästöt
- päästöt vesiin kaivannaisjätteiden varastoinnista
- rikastushiekan varastoinnin päästöt
- sivukiven varastoinnin päästöt
- sakkojen varastoinnin päästöt
- hulevesissä kulkeutuvat päästöt
Vesijakeiden sisältämät päästöt suositellaan arvioimaan ja kuvaamaan ja esittämään niiden osuus kokonaispäästökuormasta. Kokonaispäästön vaikutus pintaveden laatuun esitetään mitattuna tai arvioituna (mallinnus tai muu arvio) pitoisuutena arvioitavassa vesistössä. Tämä tieto on olennaisinta riskinarvion kannalta, koska kokonaispäästö ja lopulta pitoisuus pintavedessä ratkaisee, liittyykö aineeseen/päästöön terveys- tai muita riskejä pintavesien kautta altistuttaessa.
Kaivosalueelle sadannan mukana tulevat vedet pyritään pitämään kaivosvesistä erillään ja ohjaamaan sellaisenaan ympäristön vesistöihin, ohi kaivosprosessien. On kuitenkin mahdollista, että myös näissä vesissä päätyy kaivoksen päästöjä jossakin määrin vesistöön, esimerkiksi aineita, jotka ovat osana pölylaskeumaa joutuneet kaivosalueen maaperään.
Kaivoksen päästölähteiden ja –tyyppien tunnistaminen auttaa arvioimaan, minkä tyyppiset aineet saattavat olla ongelmallisia/ongelmallisimpia aineita vesistöissä ympäristö- ja terveysriskien kannalta ja edellyttävät yksityiskohtaista arviointia.
Metallikaivoksilla ongelmalliset päästöt ovat tyypillisesti epäorgaanisia aineita. Ihmisten terveysvaikutusten kannalta potentiaalisesti ongelmallisia aineita ovat esimerkiksi elohopea (metyylielohopea), kadmium, arseeni, uraani, nikkeli, mangaani ja veden yleinen huonontunut laatu kokonaisuudessaan, joka vaikuttaa veden virkistyskäyttöön uimavetenä, peseytymisvetenä, löylyvetenä ja kalojen käyttöön ravintona ja jolla on myös yleinen imagovaikutus.
Ekologisten ja ekotoksisten vaikutusten kannalta oleelliset haitalliset päästöt ja aineet ovat jossakin määrin erilaisia: sulfaatti, veden pH:n muutokset, vesistöjen rehevöitymiseen vaikuttavat aineet (typpi, fosfori), kiintoaines, mangaani, alumiini ym. Sulfaattia päätyy vesistöihin kaivokselta tulevissa vesissä hyvin usein, ja se on yksi tärkeä arvioitava aine.
Vesistöjen pilaantumiseen liittyvät haitalliset imagovaikutukset ovat seurausta mm. veden laadun heikkenemisestä kokonaisuudessaan, kaikista epäpuhtauksista yhteensä, mahdollisista terveys- ja viihtyvyyshaitoista sekä epäpuhtauksiin liittyvistä ekologisista ja ekotoksikologisista vaikutuksista.
Jätevesipäästöt
Jätevesipäästöt ovat määritelmällisesti vesiä, jotka päästetään kaivosprosessin suljetun kierron ulkopuolelle tarkoituksella ja hallitusti (Solismaa ja Mäkinen 2013).[1] Kaivosalueelta tulevia vesijakeita ovat muun muassa kaivoksen kuivanapitovedet ja prosessivedet.
Eri vesijakeet johdetaan tyypillisesti jätealtaan kautta selkeytysaltaalle, jossa ne käsitellään saostus- ja kemikaalikäsittelyin ennen laskua kierron ulkopuolelle. Vettä voidaan ottaa selkeytysaltaalta takaisin prosessikiertoon mutta loppuosa vedestä johdetaan joko lisäpuhdistukseen puhdistamolle ja/tai suoraan kosteikkojen kautta ympäristöön, vesistöön, eli ojan, puron tai joen kautta järveen.
Kaivoksen kuivanapitovesien koostumusta eli geokemiaa kuvastaa louhittavan malmin luonne (malmin mineralogia) sekä louhinnassa käytettävien räjähteiden kemiallinen luonne ja niistä syntyvät jäämät.
Prosesseista tulevissa vesissä päästöt ovat malmin käsittelyprosessien jäämiä, niitä aineita joita veteen jää kun vesi tulee prosessista ulos. Suurin osa on tyypillisesti epäorgaanisia alkuaineita, metalleja ja niiden suoloja (metalleja, sulfaattia, natriumia yms.). Poikkeustilanteessa kaivokselta saattaa päästä hallitsemattomasti jätevesiä ympäristöön. Tällaisia poikkeustilanteita ovat mm. patovauriot ja –vuodot, ongelmat ja häiriötilanteet jäteveden käsittelyssä sekä tilanteet, joissa jätevesiä tietoisesti lasketaan kaivokselta enemmän tai erilaisina kuin lupapäätös on. Päästöjen määrät vesistöihin voivat tällöin olla erilaisia, huomattavankin suuria, ja muuttaa vastaanottavan vesistön laatua ainakin tilapäisesti. Tapauksesta riippuen muutos voi olla myös pysyvä tai hyvin pitkäaikainen.
Potentiaalisesti jätevedet ovat, vesien kierrättämisestä ja puhdistamisesta huolimatta, kaivoksen normaalitoiminnassa suurin ja merkittävin päästölähde ympäröiviin vesistöihin. Jätevettä lasketaan ympäristöön jatkuvasti suuria volyymejä, jolloin pienistäkin vieraiden aineiden pitoisuuksista syntyy poikkeuksellinen kuorma ympäristöön.
Rikastushiekan varastoinnin päästöt
Rikastusprosessin vedet johdetaan yleensä rikastushiekan kanssa rikastushiekka-altaaseen, jossa ne selkeytetään ja/tai käsitellään ja palautetaan prosessiin tai johdetaan ympäröivään vesistöön. Osa rikastuskemikaalien yhdisteistä voi osittain hajota tai saostua rikastushiekka-altaassa.
Rikastushiekkakasojen ja altaiden ympäristöä kuormittaviin päästöihin, niiden määrään ja päästöjen merkitykseen ympäristölle vaikuttavat mm. (Tornivaara ja Karlsson 2013) [2]:
- rikastushiekan geologiset ja kemialliset ominaisuudet, erityisesti sulfidimalmien osuus
- altaan rakenne, kuten mm. pohjarakenteet
- vesitalous ja rapautumisvauhti; aineksen alttius hapettumiselle
- happoa tuottavien ja neutraloivien mineraalien suhteet
- malmista tulevien haitta-aineiden pitoisuudet (mm. metallit ja metalloidit)
- metallien liukoisuus rikastehiekasta ja sen muutokset (mm. happamuuden kasvun vaikutus)
- rikastuskemikaalijäämät (esimerkiksi ksantaatit, syanidi)
Rikastushiekka-altaat ovat altteimpia hapettumiselle kuivina. Siksi ne pyritään pitämään veden alla tai märkinä. Rikastushiekassa tapahtuvia, veteen päätyviin päästöihin vaikuttavia kemiallisia reaktioita on kuvattu mm. MINERA-raportin kappaleessa 12.2. (Tornivaara ja Karlsson 2013) [2]. Myös mikrobiologinen toiminta voi vaikuttaa päästöihin, esimerkiksi rikkikiisun hapettuminen voi lisääntyä mikrobitoiminnan seurauksena [2]. Suurin osa reaktioissa vapautuvista metalleista pidättyy/saostuu rikastushiekkaan, mutta osa päätyy liukoisena suotovedessä ympäristöön.
Kuivan, peittämättömän rikastushiekka-altaan pinnasta leviää päästöjä ympäristöön myös tuulten levittämässä pölyssä. Käytöstä poistettu rikastushiekka-allas/kasa peitetään jälkihoitona (maa- tai vesipeitto), ja kuivaksi jäävät alueet pyritään myös maisemoimaan tuottamalla alueelle kasvillisuutta. Peittämisen tavoitteena on estää mm. hapen pääsy rikastushiekkaan ja näin estää ja hidastaa reaktioita, jotka liuottavat epäpuhtauksia rikastushiekasta myös pidemmän ajan kuluessa.
Rikastushiekka-altaalta päätyy ympäristöön ja lopulta vesistöön päästöjä suotovesissä altaan pohjalta ja seinämistä. Suotovesiä voidaan joskus kerätä talteen takaisin kaivoksen vesikiertoon. Haitallisinta on hallitsematon vuoto, joka päätyy ympäristöön vuosien ja vuosikymmenten ajan vielä kaivostoiminnan lopettamisen jälkeenkin.
Suotovedet voivat vaikuttaa pohjaveden laatuun, mutta valuvat usein pääasiassa pintavesiin ja vaikuttavat siten niiden laatuun. Vaikutus näkyy erityisesti vesien purkautumis/purkupaikoissa järvissä kohonneina epäorgaanisten aineiden/metallien pitoisuuksina vedessä ennen päästön laimenemista laajemmalle, ja erityisesti kertymänä purkupaikan pohjasedimentissä (epäorgaaniset aineet).
Rikastushiekka-altaiden merkitys ympäristön vesiä kuormittavana tekijänä on täysin kaivoskohtainen. Oleellista on, missä määrin suodosvesiä pääsee valumaan vesistöihin ja mitä suodosvesi sisältää. Rikastushiekka-altaista mahdollisesti tuleva vesistökuormitus on tärkein kaivoksen toiminnan lopettamisen jälkeen ympäristön vesien laatuun vaikuttava asia, ja sellaisena se on arvioitava.
Sakkojen varastoinnin päästöt
Kaivostoiminnan seurauksena voi syntyä erilaisia ympäristölle haitallisia sakkoja (Tornivaara ja Karlsson 2013)[2]. Metallien talteenottoprosesseissa syntyy neutralointisakkaa (esimerkiksi kipsiä, metallihydroksideja). Sakkoihin voi rikastua runsaasti erilaisia alkuaineita ja metalleja, myös radioaktiivisia aineita. Esimerkiksi kullan syanidiliuotuksen sakka saattaa sisältää syanidiyhdisteitä (Tornivaara ja Karlsson 2013)[2]. Haitalliset aineet sakoissa ovat vahvasti konsentroituneena.
Kaivostoiminnassa syntyviä sakkoja sijoitetaan useimmiten rikastushiekka-alueille, sakka-altaisiin, sivukivikasoille sekä louhosten ja maanalaisten kaivosten täytteeksi (Tornivaara ja Karlsson 2013) [2]. Sakat luokitellaan jätteiksi, niiden sisältämien aineiden mukaan mahdollisesti myös ongelmajätteeksi.
Sakat voivat olla hyvin stabiileja ja pysyviä. Kuitenkin esimerkiksi pH:n muutokset voivat lisätä aineiden, erityisesti metallien, liukoisuutta sakasta.
Ympäristön kannalta suurin uhka on sakoista veteen liuenneiden aineiden pääsy varastopaikasta suotovesissä pohjaveteen ja valumavesien mukana pintavesiin. Kuivista sakka-altaista voi levitä myös pölyä ympäristöön saastuttamaan maaperää ja lisäämään aineiden pääsyä ympäröiviin vesiin.
Sakka-altaat aiheuttavat vuoto-onnettomuuksissa suuren riskin, koska haitalliset aineet ovat niissä hyvin konsentroituneena.
Kaivosvesien ympäristö- ja terveysriskien arvioinnissa on selvitettävä
- sakka-altaiden koostumus; mitä aineita ne sisältävät
- arvioitava riski/todennäköisyys aineiden pääsystä kontaminoimaan kaivosympäristön vesistöjä
- nimettävä aineen ominaisuuksien perusteella merkittävimmät riskiä aiheuttavat aineet
- arvioitava niiden aiheuttama lisäys kaivokselta ympäristön vesistöön päätyvään kokonaiskuormaan
Kun/jos sakat jäävät kaivosalueelle varastoituina kaivoksen sulkemisen jälkeen, ne muodostavat potentiaalisesti samanlaisen päästölähteen kuin rikastushiekka-altaat. Suodosvesissä voi kulkeutua aineita vesistöön. Esimerkiksi louhoksiin varastoiduista sakoista päästöjä voi kulkeutua kallioruhjeiden kautta pohjaveteen ja veden mukana myös pintavesiin.
Sivukiven varastoinnin päästöt
Sivukivi on malmin louhinnassa syntyvää kiveä, jota ei käytetä malmina. Sivukivi voidaan jättää kaivoksen täytöksi tai kasata erilleen kaivosalueelle. Sivukivikasat luokitellaan louhinnasta syntyväksi jätteeksi.
Kiviaineksen raekoko sivukivikasoissa on suurempi kuin rikastushiekassa. Aines on koko ajan ilman hapen vaikutuksen alaisena. Muun muassa nämä seikat vaikuttavat päästöihin ja niiden syntynopeuteen.
Sivukivikasoista voi kulkeutua aineita pohjaveteen ja/tai pintavesiin. Matkalla ne kontaminoivat veden kanssa kosketukseen joutuvaa maa-ainesta/maaperää.
Sivukivien varastointiin liittyvät haitalliset aineet ovat pääosin malmiesiintymässä olevia metalleja (Ni, Cr, Co, Pb, Mo, U, Cu, Zn, V), puolimetalleja (As, Sb) ja suoloja (esimerkiksi sulfaatti) (Tornivaara ja Karlsson 2013).[2]. Sivukivikasoista saattaa päästä ympäristöön myös ravinteita (räjähdysaineiden typpiyhdisteet) ja orgaanisia yhdisteitä.[2]
Aineiden liukenevuuteen veteen ja päästöön veden välityksellä vaikuttavat samat tekijät kuin rikastushiekkakasoissa ja -altaissa: pH, hapetus-pelkistys-olosuhteet, läsnä olevat muut alkuaineet ja yhdisteet sekä ilmasto-olosuhteet. Sulfidimineraalien hapettumisen hallinta on keskeisintä ympäristövaikutusten kannalta, myös kaivostoiminnan päätyttyä suljetulla kaivoksella. Happoa tuottavat kivilajit tuottavat happamia valumavesiä, jotka sisältävät kasoista irtoavia epäpuhtauksia. Sivukivikasoissa tapahtuvia reaktioita ja menetelmiä kiviaineksen ympäristöominaisuuksien ja päästöjen arvioitiin on kuvattu MINERA-raportin kappaleessa 12.2 (Tornivaara ja Karlsson 2013). [2]
Riskinarvion kannalta olennaista on ennakkoon tunnistaa sivukiven tyypin, koostumuksen ja varastoinnin perusteella happomuodostuksen potentiaali ja aineiden liukeneminen kasoista. Mineraalityypin perusteella voidaan päätellä ja tunnistaa myös aineita, jotka muodostavat potentiaalisimman uhkan levitä ympäristöön sivukivikasan valumavesissä ja aiheuttaa tai lisätä vesistöjen kuormitusta arvioitavalta kaivokselta. Sivukivikasoihin liittyy pitkäaikaisten päästöjen riski kaivoksen sulkemisen jälkeen.
Yhteenvetona todettakoon, että osana kaivosvesiin liittyvää ympäristö- ja terveysriskien arviointia selvitetään, mikä merkitys sivukivikasoilla on epäpuhtauksien päästölähteenä: mitä aineita sivukivikasoista voi päätyä osaksi kaivokselta tulevaa päästöä vesistöihin ja mikä on niiden merkitys kokonaispäästössä.
Kaivosalueen valumavedet
Sadanta tuottaa vettä, joka on huomioitava erityisesti kaivoksen vesitaseessa, mutta myös kaivoksen päästöjen levittäjänä ympäristöön. Sadannan tuottamat vedet pyritään keräämään, pitämään ja ohjaamaan muista kaivosvesistä erillisinä (esimerkiksi rakennetun alueen hulevedet), koska ne puhtaampina kuin muut vedet kuormittavat varsinaisten jätevesien käsittelyä. Kaivosalueen sadevesiin kuitenkin liukenee maaperään pölyyn päätyneitä aineita (kontaminoituneen maan/maaperän huuhtoutuminen).
Kaivosveden valumavesien merkitystä kaivoksen ympäristöä kuormittavana tekijänä on vaikeaa ennakkoon arvioida. Ei ole tietoa, mitkä aineet veden mukana voivat liikkua ja millaisen kuorman aiheuttaa. Yhtenä asiana voi arvioida vesien purkupaikkojen sijainnin vaikutusta. Laskevatko vedet (ojat ja purot) pistemäisinä lähteinä samoihin kohtiin vastaanottavassa vesistössä kuin mihin puhdistettuja jätevesiä lasketaan? Voivatko ne lisätä kokonaiskuormaa?
Jo toimivalla kaivoksella valumavesien laatu ojista ja puroista voidaan analysoida ja saada parempaa tietoa niiden osuudesta vesistöjen kuormittajana haitta-aineilla. Mitä aineita vesistöön kulkeutuu ja missä määrin niiden tuottama mahdollinen lisäriski sisältyy pintavesiin liittyvään kokonaiskuorman riskinarvioon?
Useimmiten päästöt sadevesien valumavesissä ovat pieniä suhteessa muista kaivosvesistä tuleviin päästöihin, mutta tämän merkitys on kuitenkin syytä aina arvioida/todeta.
Talousvesi
Talousvedellä tarkoitetaan vettä, jota käytetään kaivoksella kotitalousomaisesti ihmisten juomavetenä, ruoanlaittoon, peseytymiseen jne. Se voi tulla kaivosalueelle ulkopuolelta vesilaitoksen toimittamana vesijohtoverkostovetenä tai vesi otetaan kaivosta kaivoksella tai sen ympäristössä.
Kun talousvesi tulee vesilaitoksen jakamana vetenä, veden käyttöön ei veden laadun vuoksi ole tarpeen kiinnittää huomiota riskinarvion näkökulmasta.
Kaivosalueelta otettu pohjavesi voi sisältää tavanomaista enemmän yksittäisiä epäorgaanisia aineita, koska vesi kuvastaa maa- ja kallioperän mineralogiaa. Veden kemiallinen laatu on syytä analysoida ja arvioida ennen kuin vettä käytetään talous/juomavetenä, sekä seurata mahdollisia muutoksia vedenlaadussa.
Talousvesi muuttuu käytön jälkeen jätevedeksi. Vesiin liittyvässä riskinarviossa talousvettä on tarpeen arvioida talousjäteveden käsittelyn näkökulmasta. Miten talousjäteveden käsittely on järjestetty? Jos talousjätevesi puhdistetaan paikalla, täytyy kuvata puhdistusmenettelyt ja arvioida mahdolliset päästöt lopulta vesistöön. Huomiota on syytä kiinnittää mahdolliseen veden ravinnekuormitukseen (fosfori, typpi). Muut kemialliset aineet ja päästöt eivät ole ympäristöön lähtevässä talousjätevedessä ongelma.
Volyymiltään talousvesi on marginaalinen suhteessa muuhun kaivoksella käytettyyn ja käsiteltävään vesimäärään.
Ympäristön pintavesiin päätyvien päästöjen määrään vaikuttavat tekijät
Hallitusta vedenkäsittelystä järviin ja jokiin tulevien päästöjen määrään ja siten ympäristön vesistöön tulevaan kuormitukseen ja sen aiheuttamiin vedenlaatumuutoksiin vaikuttavat:
- kaivokselta juoksutettavan veden määrä
- aineiden pitoisuudet juoksutettavassa vedessä
- laimeneminen vastaanottavassa vedessä (vastaanottavan vesistön koko ja virtausolosuhteet)
- vastaanottavan vesistön luontainen vedenlaatu ja ominaisuudet (kyky puskuroida päästöjen vaikutusta)
Vesistöihin päätyvät ei-toivotut tai hallitsemattomat päästöt (esimerkiksi tihkuminen rikastushiekka-altaista, sivukivikasoista jne.) lisäävät pitoisuuksia ja ovat pääasiallisia päästöjä vesistöihin kaivostoiminnan loputtua. Ympäristövaikutusten kannalta kriittisiä ovat epäpuhtauksien ja aineiden loppupitoisuudet vedessä. Pitoisuus(taso) vedessä määrittää aineen välittömän haitallisuuden/toksisuuden esimerkiksi kaloille ja muille vesieliöille. Pitoisuustasosta voidaan päätellä veden yleinen laatu ja (kaivostoiminnan aiheuttamat) muutokset veden laadussa. Vesiin liittyvä sekä ympäristö- että terveysvaikutusten arviointi perustuu ensisijassa aineiden pitoisuuteen vedessä.
Aiheeseen liittyvät MINERA-mallin sivut
Viitteet
- ↑ 1,0 1,1 Solismaa L, Mäkinen J. 2013. Jätevesipäästöt. Kauppila T, Komulainen H, Makkonen S & Tuomisto J. (toim.). Metallikaivosalueiden ympäristöriskinarviointiosaamisen kehittäminen - MINERA-hankkeen loppuraportti. Geologian tutkimuskeskus, Tutkimusraportti 199, s. 50-63. MINERA-hankkeen loppuraportti
- ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 Tornivaara A., Karlsson T. 2013. Päästöt vesiin kaivannaisjätteiden varastoinnista. Kauppila T, Komulainen H, Makkonen S. & Tuomisto J. (toim.). Metallikaivosalueiden ympäristöriskinarviointiosaamisen kehittäminen - MINERA-hankkeen loppuraportti. Geologian tutkimuskeskus, Tutkimusraportti 199, s. 50-63.
Katso myös: KAVERI-mallin kaikki sivut
