Kylylahti kuormauspöly

Muita Minera-projektin tuotoksia

Minera-mallin sovelluksia	· Luikonlahden tapaustutkimus · Luikonlahden sienitutkimusraportti
Muut	· Metallimalmikaivostoiminnan parhaat ympäristökäytännöt · Minera-hanke · MINERA Loppuseminaari · Kauppila T, Makkonen S, Komulainen H, Tuomisto JT: Metallikaivosalueiden ympäristöriskinarviointiosaamisen kehittäminen: MINERA-hankkeen loppuraportti. · Lehdistötiedote 15.4.2013 · Kohdekohtainen esimerkki · Lyhenteet ja määritelmät · Loppuraportti kokonaismalli · Kaivostoiminnan ympäristöterveysriskien arviointi (suojattu sivu) · Mallinnusohjelmat päästöjen arvioinnissa · Viitearvot · Talvivaaran kaivoksen terveysvaikutukset · Loppuraportti · Raportti · Yaran tapaustutkimus
Muita kaivostoimintaan liittyvää	· Vesijalanjälki · Hyvä kaivos pohjoisessa · Yhteiskuntatieteellinen kaivostutkimus Itä-Suomen yliopistossa · Teemasivu:Kaivostoiminnan vaikutusarviointi

Tämä sivu on tietokide alatyypiltään muuttuja. Sivutunniste: Op_fi3450
Moderaattori:Ei ole (katso kaikki) Kuinka ryhtyä moderaattoriksi? Sivun edistyminen: Täysluonnos. Arvostuksen määrää ei ole arvioitu (ks. peer review).
Lisää dataa

Kuormauksien ja ainesten käsittelyn pölypäästöjen arviointi Kylylahden kaivosalueella

Kylylahden kaivosalueella kuljetetaan malmikiveä vinotunnelin suulta varastokasaan ja lastataan siitä edelleen rekkoihin kuljetettavaksi rikastamolle. Lisäksi maan pinnalle tuodaan sivukiveä, joka kuljetetaan sivukivialueelle. Sivukivialuetta myös muotoillaan ja tasoitetaan. Tämän toiminnan pölyämisvaikutuksia arvioitiin autokuljetusten aiheuttaman tiepölyn, louheen lastaamisen ja purkamisen sekä sivukivikasan muotoilun osalta.

Louheen kuljettamisen aiheuttaman pölyämisen arviointi

Kylylahden kaivosalueen ainesten siirron pölyämismääriä arvioitiin perustuen seuraaviin lähtötietoihin:

• kaikki tiet kaivosalueella ovat päällystämättömiä
• murskeesta tehdyn tienpinnan hienoainespitoisuus, kun murske on hiertynyt käytössä, on n. 15%

• malmikiveä kuljetetaan maan alta varastokasaan 1500 t päivässä
• malmikiveä lastataan pois kuljetettavaksi myös noin 1500 t päivässä
• sivukiveä kuljetetaan maan alta suoraan läjitykseen 1000 t päivässä

• raskaiden autojen paino kuormattuna 40 t, paluumatkalla 25 t; keskipaino 33 t
• kevyiden autojen paino 2,5 t
• kasettiautojen paino tyhjänä 20 t, kuormattuna 60 t; keskipaino 40 t

• raskailla autoilla ajetaan maan päällä 120 km päivässä
• kevyillä autoilla ajetaan maan päällä 100 km päivässä
• kasettiautoilla ajetaan kaivosalueella 75 km (päätielle asti)

Kaivosalueella tapahtuvan malmi- ja sivukiven siirron aiheuttama pölyämisvaikutus lasketaan päällystämättömille teollisuusalueen teille tarkoitetulla yhtälöllä:

E = k(s/12)a(w*0,368)b*281.9

jossa

E = hiukkaskokokohtainen päästökerroin (g/km)

s = tien pintamateriaalin hienoainespitoisuus (%)

W = kulkuneuvon keskimäräinen paino (t)

k , a  ja b  ovat vakioita eri hiukkaskokoluokille (Taulukko 1)


281.9 = muuntokerroin lb/mi --> g/km

Hiukkaskokokohtaiset vakiot (teollisuusalueen päällystämätön tie)

Vakio	PM-2.5	PM-10	PM-30 (TSP)
k (lb/VMT)	0.15	1.5	4.9
a	0.9	0.9	0.7
b	0.45	0.45	0.45

Yllä kuvatulla tavalla laskettuna raskaiden autojen (33 t) kokonaispölypäästö ajokilometriä kohden on 4 967 g (PM2.5: 159 g, PM10: 1 590 g) ja päivässä 596 kg (PM2,5: 19 kg; PM10: 191 kg).

Kevyiden autojen (2,5 t) vastaavat päästöt ovat 1 555 g/km (PM2.5: 49,8 g/km, PM10: 498 g/km) eli päivässä 155 kg (PM2.5: 5 kg, PM10: 50 kg).

Malmia kuljettavien kasettiautojen aiheuttama pölyvaikutus ajokilometriä kohden on 5 416 g (PM2.5: 173 g, PM10: 1 733 g) ja päivässä 406 kg (PM2.5: 13 kg, PM10: 130 kg).

Kuljetusten päivittäinen kokonaispölypäästö on näin arvioituna noin 1157 kg (PM2.5: 37 kg, PM10: 371 kg).

Purkamisen ja lastauksen pölypäästöjen arviointi

Malmilouheen ja sivukiven purkamisesta varasto- tai sivukuvikasaan ja lastaamisesta kuorma-auton lavalle pois kuljettamista varten aiheutuu pölyämistä. Pölyämisvaikutusta voidaan arvioida lastattavaan määrään perustuvilla ominaispäästöluvuilla tai päästöketoimet voidaan laskea yhtälöillä, joissa on muuttujina keskimääräinen tuulen nopeus ja aineksen kosteus-%. Laskenta tehtiin seuraavilla oletuksilla:

• Päivässä puretaan 1500 t malmikiveä varastokasaan ja lastataan 1500 t pois kuljetettavaksi
• Päivässä puretaan 1000 t sivukiveä sivukuvialueelle
• Aineksen kosteusprosentti on 3
• Keskimääräinen tuulen nopeus on 3 m/s (tämä on konservatiivinen arvio, perustuen Joensuun Veden Kuhasalon mittausaseman 2012 keskiarvoon 2,1 m/s)

Lastauksen ja purkamisen ominaishiukkaspäästöjä arvioitiin ensin seuraavilla yhtälöillä:

EFTSP(kg/t) = 0.74 * 0.0016 * (U(m/s)/2.2)1.3  / (M(%)/2)1.4
EFPM10(kg/t) = 0.35 * 0.0016 * (U(m/s)/2.2)1.3  / (M(%)/2)1.4
EFPM2.5(kg/t) = 0.053 * 0.0016 * (U(m/s)/2.2)1.3  / (M(%)/2)1.4

jossa 


EFTSP(kg/t)	= päästökerroin kokonaisleijumalle (kg/t)

EFPM10(kg/t)	= päästökerroin PM10- hiukkasille (kg/t)

EFPM2.5(kg/t)	= päästökerroin PM2.5- hiukkasille (kg/t)
0.74		= kTSP aerodynaaminen kerroin alle PM30-hiukkasille
0.35		= kPM10 aerodynaaminen kerroin alle PM10-hiukkasille
0.053		= kPM2.5 aerodynaaminen kerroin alle PM2.5-hiukkasille
U(m/s)		= keskimääräinen tuulen nopeus
M(%)		= kosteuspitoisuus (paino-%)

Yhtälöiden perusteella ominaispäästöt ovat hyvin pienet, TSP: 1,0 g/t, PM10: 0,48 g/t, PM2.5: 0.07 g/t. Näiden ominaiskuormituslukujen mukaan myös päivittäinen pölypäästö lastauksesta ja purkamisesta on pieni: TSP 4,0 kg/pv, PM10 1,9 kg/pv, PM2.5 0,3 kg/pv.

Sekä US EPA että Australian National Pollutant Inventory (NPI) Emission Estimation Technique Manual for Mining, ver 3.0, (2011) esittävät lastaukselle ja purkamiselle myös kiinteitä ominaiskuormituslukuja. US EPAn ominaiskuormitusluku TSP:lle on 0,018 kg/t, NPI:n 0,025 kg/t. Kuormitusluvut ovat siis huomattavasti suurempia kuin laskettu 0,001 kg/t. Samoin NPI:n PM10 ominaiskuormitusluku 0,012 kg/t on selvästi suurempi kuin nyt laskettu 0,0005 kg/t. Koska kiinteätkään ominaiskuormitusluvut eivät ole suuria, käytetään arviossa NPI:n arvoja (TSP 25 g/t, PM10 12 g/t). PM2.5 osuus voidaan arvioida olevan n. 10 % PM10:stä, eli 1,2 g/t (WRAP Fugitive Dust Handbook, 2006). Kiinteillä ominaiskuormitusluvuilla lastauksen ja pudotuksen päivittäiset pölypäästöt Kylylahden kaivosalueella ovat:

• TSP: 100 kg/pv
• PM10: 48 kg/pv
• PM2.5: 4,8 kg/pv

WRAP Fugitive Dust Handbook (2006) sisältää erilliset ominaiskuormituskuvut kauhakuormaajalastaukselle (PM10 0.011 kg/t) ja lavalta pudottamiselle (PM10 0.016 kg/t), sekä PM10/TSP-suhteet TSP:n laskemiseksi. Näitä käyttämällä Kylylahden lastaus ja purkamistoimintojen päivittäisiksi pölypäästöiksi saadaan (1500 t lastausta, 2500 t purkamista):

• TSP: 87,5 kg/pv
• PM10: 56,5 kg/pv
• PM2.5: 5,7 kg/pv (PM10/PM2.5 suhteesta arvioituna, kts. yllä)

Sivukivikasan tasoittamisen pölyvaikutus

Paitsi että ainesta tuodaan sivukivikasaan, kasaa pitää myös muotoilla. Pölyämisvaikutusta arvioidaan puskutraktorityöskentelyn pöyvaikutusten arviointiin käytetyillä yhtälöillä ja ominaiskuormitusluvuilla käyttäen seuraavia oletuksia:

• Työskentelytunteja päivässä: 4 h
• Aineksen silttipitoisuus: 2 %
• Aineksen kosteus: 3 %

Kaikki puskutraktorityöskentelyn pölyvaikutusta kuvaavat yhtälöt ovat likimain saman muotoisia, mutta niissä on joitakin eroja yksityiskohdissa.

Mojave Desert Air Quality Management District, Antelope Valley Air Pollution Control District (2000) Emissions Inventory Guidance Mineral Handling and Processing Industries mukainen laskentatapa on esitetty alla:

Ef (kg/h) = 5.89*k*(s1,5/M1,4)

jossa:
k = Aerodynaaminen kerroin hiukkaskokoluokalle (kts. alla)
s = Keskimääräinen silttipitoisuus (%)
M = Keskimääräinen kosteusprosentti (%)
k (TSP) = 0.74 (yksikötön)
k (PM10) = 0.36
k (PM2.5) = 0.11

US EPA:n AP-42 Emissions Factor Inventory ja Australian National Pollutant Inventory (NPI) Emission Estimation Technique Manual for Mining, ver 3.0 (2011) sisältävät hieman edellisestä poikkeavat kaavat TSP ja PM10 laskennalle puskutraktorityöskentelylle:

TSP (kg/h) = 2,6 * (s1,2/M1,3)

PM10 (kg/h) = 0,34 * (s1,5/M1,4)

Ensimmäisellä yhtälöllä laskettuna Kylylahden toiminnan pölypäästöt ovat arviolta TSP: 2,64 kg/h, 10,57 kg/pv; PM10: 1,29 kg/h, 5,14 kg/pv; PM2.5: 0,39 kg/h, 1,57 kg/pv.

Jälkimäisillä yhtälöillä laskettuna päästöt ovat TSP: 1,43 kg/h, 5,73 kg/pv; PM10: 0,21 kg/h, 0,83 kg/pv; PM2.5: 0,02 kg/h, 0,08 kg/pv.

Jälkimäisessä laskentatavassa PM10 osuus TSP:stä on selvästi pienempi kuin ensimmäisessä. Tämä sopinee paremmin suomalaisiin oloihin, jossa pöly on todennäköisesti melko karkeaa.

Kokonaispölypäästö aineksen käsittelystä Kylylahden kaivosalueella

Kokonaispölypäästö (TSP) edellä kuvatuista lähteistä Kylylahden kaivosalueella on arviolta 777 kg päivässä. Tästä suurin osa, 516 kg, syntyy raskaiden ajoneuvojen (24 t) nostattamasta teollisuusalueen teiden pölyämisestä. Arvioidut pölypäästöt on seuraavassa esitetty lähteittäin ja hiukkaskokoluokittain.

Hiukkaskoko	Kuljetus 33 t	Kuljetus 2,5 t	Kuljetus 40 t	Lastaus ja purku	Sivukivikasan muotoilu	Yhteensä
TSP	596	155	406	100	5.7	1263
PM10	191	50	130	48	0.83	420
PM2.5	19	5	13	4.8	0.08	42