Metallimalmikaivostoiminnan parhaat ympäristökäytännöt: oheismateriaalia

Tämä sivu on ensyklopedia-artikkeli. Sivutunniste: Op_fi2884
Moderaattori:Ei ole (katso kaikki) Kuinka ryhtyä moderaattoriksi? Sivun edistymistä ei ole arvioitu. Arvostuksen määrää ei ole arvioitu (ks. peer review).
Lisää dataa Näytä tulokset

Tämän sivun teksti on alkujaan "Metallimalmikaivostoiminnan parhaat ympäristökäytännöt"-raportista.

REACH

REACH-menettelyt

REACH-asetuksessa edellytetään, että kemikaalien (joiden määrä = 1 tonni/vuosi) valmistajat tai maahantuojat hankkivat tietoja aineidensa fysikaalis-kemiallisista, terveydellisistä ja ympäristöön vaikuttavista ominaisuuksista ja näiden tietojen perusteella määrittävät, kuinka aineita voidaan käyttää turvallisesti. Jokaisen valmistajan ja maahantuojan on toimitettava kemikaalivirastolle rekisteröintiasiakirjat, joissa dokumentoidaan nämä tiedot ja arviot. Kemikaalivirasto arvioi asiakirjat voidakseen arvioida rekisteröijän tekemät testausehdotukset tai tarkistaa, että rekisteröintiasiakirjat ovat vaatimustenmukaisia. Lisäksi kemikaalivirasto koordinoi aineen arviointia, jonka jäsenvaltiot tekevät tutkiakseen ongelmallisia kemikaaleja.

Lupa vaaditaan ensisijaisia erityistä huolta aiheuttavia aineita varten. Lupaa hakevan yrityksen on osoitettava, että näiden aineiden käyttöön liittyvät riskit on asianmukaisesti hallittu tai että niiden käytöstä koituvat sosioekonomiset edut ovat suurempia kuin riskit. Hakijan on myös tutkittava mahdollisuutta korvata nämä aineet turvallisemmilla vaihtoehdoilla tai tekniikoilla ja laadittava tarvittaessa korvaussuunnitelma.

Euroopan unioni voi asettaa rajoituksia tai ehtoja tiettyjen vaarallisten aineiden tai aineryhmien valmistukselle, markkinoille saattamiselle tai käytölle tai kieltää ne kokonaan, kun on tunnistettu ihmisille tai ympäristölle koituvia riskejä, joita ei voida hyväksyä.

Aineiden toimittajien on tiedotettava kemikaaliensa terveyttä, turvallisuutta ja ympäristönäkökohtia koskevista ominaisuuksista jatkokäyttäjilleen (joko käyttöturvallisuustiedotteen avulla tai muilla keinoin). Jatkokäyttäjät saavat käyttää vaarallisiksi luokiteltuja aineita tai aineita, jotka ovat hitaasti hajoavia, biokertyviä ja myrkyllisiä (PBT ja vPvB), ainoastaan, jos he soveltavat riskinhallintatoimenpiteitä, jotka on yksilöity niiden käyttöä koskevien altistumisskenaarioiden perusteella.

Soveltamisalaan kuuluvat kemikaalit

REACH-asetusta sovelletaan aineiden valmistukseen, markkinoille saattamiseen ja käyttöön sellaisenaan, valmisteissa tai esineissä sekä valmisteiden markkinoille saattamiseen. REACH-asetuksessa noudatetaan ainelähtöistä lähestymistapaa: velvoitteet eivät koske suoraan valmisteita ja esineitä, vaan niihin sisältyviä aineita (lukuun ottamatta käyttöturvallisuustiedotteita ja altistumisskenaarioita koskevia vaatimuksia, joita sovelletaan myös valmisteisiin).

REACH-asetusta sovelletaan kaikkiin aineisiin muutamaa vapautusta lukuun ottamatta: REACH ei koske radioaktiivisia aineita, tullin valvonnassa olevia aineita, aineiden kuljetusta eikä erottamattomia välituotteita. Myös jäte on nimenomaisesti suljettu REACH-asetuksen soveltamisalan ulkopuolelle. Useita muita aineita on osittain vapautettu REACH-asetuksen säännöksien soveltamisalasta, kun muuta vastaavaa lainsäädäntöä sovelletaan (esimerkkinä lääkkeissä käytettävät aineet).

Polymeerit on toistaiseksi vapautettu rekisteröintivelvoitteesta.

Erityissääntöjä sovelletaan tutkimukseen ja kehittämiseen käytettäviin aineisiin ja erotettujen välituotteiden rekisteröintiin.

Menetelmät ja työkalut REACH-menettelyjen soveltaminen edellyttää useiden työkalujen tai menetelmien käyttöä. Osa niistä oli jo ennestään olemassa, osa on kehitetty REACH-asetuksen soveltamiseksi.

• Kemikaaliturvallisuusarviointi on tehtävä kaikille aineille, joita valmistetaan tai tuodaan maahan >= 10 tonnia vuodessa, jotta voidaan määrittää ja osoittaa aineen turvallinen käyttö.
• Altistumisskenaarioita käytetään arvioimaan ihmisten ja ympäristön altistumista kemikaaleille ja yksilöimään asianmukaiset riskinhallintatoimenpiteet.
• Aineiden luokitus ja merkinnät käsittävät aineen tai valmisteen vaarojen arvioinnin ja vaarasta tiedottamisen merkintöjen avulla. Kemikaalin luokituksesta seuraa tiettyjä velvoitteita, kuten esim. velvoite toimittaa käyttöturvallisuustiedote kemikaalin jatkokäyttäjille.
• REACH-asetuksen Liitteen XV mukaisilla asiakirja-aineistoilla (jäsenvaltioiden tai kemikaaliviraston) viranomaiset voivat tehdä ehdotuksia aineen mahdolliseksi sisällyttämiseksi lupamenettelyn piiriin kuuluvien aineiden luetteloon, rajoitusehdotuksia ja ehdotuksia luokituksen ja merkintöjen yhdenmukaistamiseksi.

REACH-menettelyjen tueksi ja kemikaaleja koskevien tietojen tallentamiseksi ja vaihtamiseksi on kehitetty erilaisia tietoteknisiä apuvälineitä: REACH-IT, IUCLID5 ja kemikaaliviraston verkkosivusto.

Toimijat

REACH-menettelyihin osallistuu kolmen tyyppisiä toimijoita: teollisuus, viranomaiset ja kolmannet osapuolet. Teollisuuden toimijat voidaan jakaa seuraaviin ryhmiin: aineiden valmistajat, esineiden tuottajat, maahantuojat, jatkokäyttäjät ja jakelijat. Viranomaiset, joilla on velvoitteita ja oikeuksia REACH-menettelyissä, ovat (erityisesti REACH-asetuksen soveltamiseksi perustettu) kemikaalivirasto, jäsenvaltioiden toimivaltaiset viranomaiset ja Euroopan komissio. Viranomaiset toteuttavat REACH-asetuksen mukaiset arviointi-, lupa- ja rajoitusmenettelyt. Lisäksi kemikaalivirasto ja jäsenvaltiot antavat neuvontapalveluja. Jäsenvaltiot vastaavat REACH-asetuksen täytäntöönpanon valvonnasta.

REACH-asetuksen mukaisia kolmansia osapuolia ovat yksityiset ja julkiset organisaatiot (kuten yksityishenkilöt, kansalaisjärjestöt, yritykset, jotka antavat tietoja asiakirja-aineistoihin, jotka eivät suoraan kosketa niitä, kansainväliset organisaatiot ja EU:n ulkopuoliset maat). Kolmansilla osapuolilla ei ole REACH-asetuksen mukaisia velvoitteita, mutta ne voivat antaa kemikaalivirastolle aineita koskevia tietoja ja osallistua tietojenvaihtofoorumiin.

Joidenkin mineraalien kaavoja

Malmimineraalit	Mineraalikaava
Magneettikiisu	Fe(1-x)S
Kuparikiisu	CuFeS2
Rikkikiisu	FeS2
Sinkkivälke	(Zn,Fe)S
Magnetiitti	Fe3O4
Ilmeniitti	FeTiO3
Lyijyhohde	PbS
Pentlandiitti	(Fe,Ni)9S8
Co-pentlandiitti	(Co,Ni,Fe)9S8
Mackinawiitti	(Fe,Ni,Co)(1+x)S
Arseenikiisu	FeAsS
Kromiitti	FeCr2O4
Milleriitti	NiS
Markasiitti	FeS2

Harme-mineraalit	Mineraalikaava
Kvartsi	SiO2
Kloriitti	(Mg,Fe,Al)6(Si,Al)4O10(OH)8
Serisiitti	KAl2(AlSi3)4O10(OH)8
Kalsiitti	CaCO3
Sideriitti	FeCO3
Sarvivälke	Ca2(Fe,Mg)4Al(Si7Al)O22(OH,F)2
Plagioklaasi	(NA,Ca)(Si,Al)4O8
Kalimaasälpä	KAlSi3O8
Talkki	Mg3Si4O10(OH)2
Grafiitti	C
Serpentiini	(Mg,Fe)3Si2O2(OH)4
Turmaliini	(Na,Ca)(Mg,Fe2+,Fe3+,Al,Mn,Li)3Al6(BO3)3(Si6O18)(OH,F)4
Biotiitti	K(Mg,Fe)3(Al,Fe)Si3O10(OH,F)2
Magnesiitti	MgCO3
Dolomiitti	CaMg(CO3)2
Tremoliitti	Ca2(Mg,Fe)5Si8O22(OH)2
Cr-granaatti (Uvaroviitti)	Ca3Cr2(SiO4)3
Flogopiitti	KMg3AlSi3O10(OH)2
Diopsidi	CaMgSi2O6
Skapoliitti	(Na,Ca)4(Al3Si9O24)Cl
Andradiitti	Ca3Fe2(SiO4)3
Epidootti	Ca2(Al,Fe)3(SiO4)3(OH)
Apatiitti	Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)
Götiitti	alfa-Fe3+O(OH)
Limoniitti	FeO(OH)*nH2O

Esimerkki perustilaselvityksen sisällöstä

1. Johdanto
   1. Alueen sijainti ja yleiskuvaus
   2. Alueelle suunnitellut toiminnot
2. Maastotutkimukset ja laboratorioanalyysit Kuvaus käytetyistä tutkimusmenetelmistä ja -aineistoista
3. Alueen perustila
   1. Ilmasto
   2. Alueen maisema, topografia ja maankäyttö Esim. infrastruktuuri, kaavoitus, liikenne, luonnonvarojen hyödyntäminen
   3. Sosiaalis-ekonomiset tekijät (väestö, työllisyys, jne.)
   4. Luonnonmaisema, luonto- ja metsätyypit; kasvillisuus ja eläimistö Erityisesti uhanalaisten, rauhoitettujen tai harvinaisten lajien esiintyminen
   5. Suojelualueet ja -kohteet sekä niiden suojeluperusteet
   6. Alueen geologia ja geokemiallinen perustila
      1. Kallioperä Kivilajit, rakoilu, ruhjeet, geokemia
      2. Maaperä Maalajit, maaperän rakenne, hydrogeologiset tiedot, taustapitoisuudet
      3. Puro-/järvisedimentit, sammalet Geokemialliset taustapitoisuudet
   7. Alueen vedet ja niiden laatu
      1. Valuma-alueen/alueiden rajaus
      2. Pintavedet Sijainnit, pinnan korkeudet, virtaussuunnat, virtaamat ja veden laatu Vesien käyttö alueella
      3. Pohjavedet Pinnan korkeudet, virtaussuunnat, virtaamat ja veden laatu, lähteet
      4. Alueen sijainti suhteessa pohjavesialueisiin ja veden käyttö alueella
   8. Ilman laatu
4. Toiminnassa muodostuvat massat ja niiden ympäristökelpoisuus
   1. Maanpoistomassat
   2. Sivukivet
   3. Rikastushiekka
5. Suositukset/ehdotukset toimintojen sijoittamisesta alueelle
6. Yhteenveto

Esimerkki Natura-arvioinnin sisällöstä

Esimerkki Natura-arvioinnin sisällöstä Natura-arvioinnissa kuvataan mm.:

• suunniteltu hanke ja siihen liittyvät toimenpiteet yksityiskohtaisesti
• Natura 2000 -alueen luontoarvot, joiden suojelemiseksi alue on sisällytetty Natura 2000 -verkostoon,
• hankkeen liittyminen muihin hankkeisiin,
• hankkeen toiminta-alueen vaikutusalueen rajaus ja suhde Natura 2000 -alueeseen,
• vaikutusarvioinnissa käytettävät menetelmät ja selvitykset,
• luontotyyppi ja lajikohtainen arvio toimenpiteiden vaikutuksista ja merkittävyydestä Natura-alueen suojelutavoitteisiin ja Natura-alueen kokonaisuuteen ennen ja jälkeen vaikutuksia lieventäviä toimenpiteitä,
• vaikutuksia lieventävät toimenpiteet,
• mahdolliset vaihtoehtoiset ratkaisut toiminnalle,
• arvio arvioinnin epävarmuuksista, ja
• seurantatoimet vaikutusten todentamiseksi (vrt. Söderman 2003, Idman & Kahra 2007, TEM 2007, Ympäristöministeriö 2007).

Kaivannaisjätteiden näytteenottomenetelmät ja ominaisuuksien määritysmenetelmät

Näytteenotto ja näytteiden esikäsittely

Kaivannaisjätteiden näytteenottomenetelmän valintaa ohjaavat näytteen edustavuus kullekin jätetyypille ja analyysimenetelmän asettamat vaateet näytteen minimikoolle ja esikäsittelylle. Näytteenottomenetelmä eri jätetyypeille voi vaihdella kaivostoiminnan alkuvaiheessa, toiminnan aikana ja toiminnan päättyessä (Taulukko 1, ks. myös CEN/TC292/WG1 2011).

Näytteiden esikäsittely tehdään kunkin analyysimenetelmän edellyttämien ohjeiden mukaisesti (Fletcher 1981, Niskavaara 1995). Yleensä esikäsittely sisältää näytteen kuivatuksen, hienontamisen ja/tai homogenoinnin ja näytteen osituksen eri määrityksiin. Kuivatus tehdään yleensä alhaisessa lämpötilassa (< 40 °C). Näytteet, joista tehdään heikkouuttoja tai jotka ovat herkkiä hapettumaan ilmakuivatuksessa, kuivataan kylmäkuivauksella (Heikkinen & Räisänen 2008). Kivinäytteet murskataan ensin ja jauhetaan sitten kunkin analyysimenetelmän vaatimaan raekokoon. Osa analyysimenetelmistä edellyttää myös rikastushiekkanäytteiden jauhamista kuivatuksen jälkeen.

Sivukivien ja rikastushiekkojen näytteenottoon soveltuvat menetelmät

Kaivannaisjätetyyppi	Soveltuvuus
Sivukivi
Yksittäinen näyte: palanäyte tai kairasydämen kerrosnäyte	Homogeenisen sivukivityypin ominaisuuksien määrittämiseen esim. kivilaji sisältää vähän visuaalisesti erotettavia sulfidimineraaleja
Yhdistelmänäyte koostuen 3–6 palanäyteestä tai kairasydänkerrosnäytteestä	Heterogeenisen sivukivityypin ominaisuuksien määrittämiseen, kun malmia rajaavan sivukiven kivilaji (typologia) on sama, mutta koostumus (esim. sulfidipiroteisuus) vaihtelee esiintymän eri osissa
Kivisoijanäyte (kallioporausjauhe) esim. räjäytysrei'istä	Yksittäisen alkuaineen esim. sulfidisen rikin ja/tai karbonaattisen hiilen pitoisuuden määrittäminen jätelajittelun perusteeksi (kaatopaikkasijoitus – hyötykäyttö)
Rikastushiekka / sakkaliete
Yksittäinen näyte koerikastuksen jätehiekasta/jätesakkalietteestä	Rikastushiekan/sakkalietteen ominaisuuksien määrittäminen ennen varsinaisen rikastustoiminnan aloittamista
Läjitysalueen rikastushiekka-/sakkaliete- syötteestä: yksittäinen tai yhdistelmänäyte (min. 3) useasta eri syötevirrasta	Rikastushiekan/sakkalietteen ominaisuuksien vaihtelun seuranta toiminnan aikana (kertaluonteinen tai ajallinen vaihtelu)
Yksittäinen rikastushiekkanäyte läjitysalueen syötteestä: säännöllinen tai kertaluonteinen	Säännöllisin väliajoin toistuva näyte soveltuu geoteknisten ominaisuuksien määrittämiseen. Menetelmä soveltuu myös rikastushiekan ominaisuuksien muutosten seurantaan, kun rikastusprosessi muuttuu joko kertaluonteisesti tai malmisyötteen vaihtuessa
Sarjanäyte rikastushiekka-/sakkalietepatjan eri kerroksista: lapiolla tai kaivinkoneella kaivetun kuopan seinämästä (kuivakerros) kairaus: näyte erotettuna kerroksittain joko putkinäytteenottimeen ja/tai halkaistuun teränäytteenottimeen tai 0.5 m pituiseen läpivirtausterään	Läjitetyn rikastushiekan/sakkalietteen koostumutvaihtelun/muutunnan selvitäminen toiminnan aikana tai jälkeen. Pintakerrosten koostumusvaihteklun määrittämiseen: erilliset näytteet jätteen hapettumisasteen tai koostumusvaihtelun mukaan (visuaaliset erot) Koko jätepatjan koostumusvaihtelun määrittämiseen: erilliset näytekerrokset erotetaan esim. hapettumistilan tai koostumusvaihtelun mukaan tai erotetaan tasamittaisiin kerrosväleihin (0.5 m ja/tai 1 m jne.); myös pohjakerrosten ominaisuuksien määrittämiseen (ei kalvorakenteisiin)

Mineralogiset tutkimukset

Kaivannaisjätteiden mineralogisessa määrityksessä tunnistetaan jäteaineksen sisältämät mineraalit ja selvitetään niiden suhteelliset osuudet (Taulukko 2, ks. myös CEN/TC292/WG1 2011). Mineraalitutkimuksen tavoitteena on tunnistaa happoa tuottavat ja neutralointikykyiset mineraalit sekä potentiaalisia haitta-aineita sisältävät silikaattimineraalit ja suolamineraalit, jotka rapautuvat herkästi rautasulfidien hapettumisreaktioiden seurauksena (Weisener 2003, Lottermoser 2007). Sulfidimineraalien lisäksi potentiaalisia, happoa tuottavia mineraaleja voivat olla esimerkiksi myös Al- ja Fe-pitoiset silikaattimineraalit (kloriitti) sekä Fe- ja Mn-pitoiset sulfaattimineraalit (Blowes et al. 2003, Jambor 2003). Jätesakkalietteistä tunnistetaan kiteiset saostumamineraalit (esim. sulfaatti-, oksihydroksidi- ja karbonaattisaostumat).

Sivukivien ja rikastushiekan mineraalien tunnistus tehdään tavallisesti kiillotetuista ohuthiestä valomikroskoopilla ja mahdollisesti myös hienorakeisesta kivijauheesta röntgendiffraktioanalyysillä (XRD, ks. Heikkinen & Räisänen 2008). Hienorakeisten jätejakeiden kuten rikastushiekan mineraalitunnistuksessa käytetään usein apuna myös elektronimikroskopiaa (Heikkinen & Räisänen 2008).

Mineraalien runsaussuhteiden määritys perustuu yleensä joko ohuthieestä valomikroskoopilla tai MLA-laitteistolla tehtävään pistelaskumenetelmään (Heikkinen & Laukkanen 2007) tai röntgendiffraktioon perustuvaan Rietveld-menetelmään (Rietveld 1967 ja 1969, Raudsepp & Pani 2003). Mikroskooppitutkimuksilla voidaan selvittää myös materiaalien hyödyntämiseen vaikuttavia ominaisuuksia kuten mineraalirakeiden muotoa, raekokoja, mineraalirakeiden raja-intoja ja mineraalien rapautumistilaa (Weisener 2003). Elektronimikroskoopilla ja mikroanalytiikalla voidaan tutkia yksittäisten hienorakeisten mineraalien hivenalkuainekoostumusta tai sulfidimineraalien rapautumista. Rauta-, mangaani- ja alumiinisaostumien mineralogiaa voidaan tutkia esimerkiksi XRD- tai infrapuna-tekniikalla (IR-tekniikka, Kumpulainen et al. 2007).

Kemialliset analyysimenetelmät

Kaivannaisjätteiden kemiallinen kokonaiskoostumus voidaan määrittää joko näytepuristeesta röntgenfluoresenssimenetelmällä (XRF) tai jauhetun näytteen kokonaisuuttomenetelmällä tai sulatemenetelmällä (Taulukko 2). Jälkimmäisissä menetelmissä alkuainepitoisuudet määritetään uuttoliuoksista ICP-AES/MS-tekniikalla. Alkuaineiden kokonaispitoisuuksista voidaan laskea jätteen normatiivinen mineraalikoostumus koskien lähinnä päämineraalien, silikaattien ja mahdollisten karbonaattimineraalien suhteellisia osuuksia (Paktunc 1999). Happoliukoisten alkuaineiden pitoisuudet määritetään yleensä ns. osittaisuuttomenetelmillä, joista yleisimmin käytettyjä menetelmiä ovat kuuma kuningasvesiuutto tai väkevä typpihappouutto (Niskavaara 1995). Happouutteista alkuainepitoisuudet mitataan ICP-AES/MS-tekniikalla. Näillä happouutoilla mitattu alkuainekoostumus heijastaa kiille- ja savimineraaleihin, suolamineraaleihin ja sulfidimineraaleihin sitoutuneita alkuainepitoisuuksia (Doležal et al 1968, Räisänen et al. 1992). Mineraalien pintaan ja saostumiin sitoutuneita alkuaineita voidaan lisäksi tutkia heikkouuttomenetelmillä joko sarja- tai erillisuuttoina (Dold & Fontboté 2001, Heikkinen & Räisänen 2008).

Kaivannaisjätteiden mineralogisen ja kemiallisen koostumuksen määrittäminen.

Mineralogia	Kemiallinen koostumus	Erillisuutot (heikko uuttomenetelmät)
Mineraalien tunnistus Optinen mikroskopia läpivalaisu (ohuthie) heijastus (pintahie) Elektronimikroskopia (EM)2<sup/> Röntgendiffraktio (XRD)2<sup/> Infrapuna (IR)2<sup/>	Kokonaispitoisuuden määritys XRF-menetelmä Sulatemenetelmä + ICP-AES/MS Kokonaisliuotus +ICP-AES/MS S: poltto+IR (Leco-S) C: poltto+IR (C-analysaattori) Karbonaattinen C, Ckarb<sub/> = Ctotaali<sub/> - CHCl-uutettu<sub/>	Sarjauutto1<sup/> Dold 1999 ja Dold & Fontboté 2001 Selektiivinen erillisuuttosarja2<sup/> Sulfidiset metallit3<sup/> H2<sub/>O2<sup/>+sitraattiuutto (Labtium Oy) Alkuainespesiaatio esim. CrVI ja CrIII tai AsV ja AsIII4<sup/>
Mineraalikoostumus Röntgendiffraktio (XRD) Rietveld-menetelmä Pyyhkäisy-EM+EDAX MLA-määritys (Mineral Liberation Analysis)	Osittaisuuttomenetelmät happoliukoiset pitoisuudet AR-uutto + ICP-AES/MS HNO3<sub/> + ICP-AES/MS

1 Dold 1999, Dold & Fontboté 2001
2 Kumpulainen et al. 2007, Heikkinen & Räisänen 2008 ja 2009
3 Fletcher 1981, Young 1974
4 Backman et al. 2006, Koivuhuhta et al. 2008 

Staattiset testit

Kaivannaisjätteen potentiaalinen hapontuottokyky ja neutralointiominaisuudet määritetään yleensä joko ns. staattisilla testeillä tai osittain jätteen mineralogiaan perustuen (Taulukko 3). Happo-emäslaskuun (ABA) perustuvien määritystulosten perusteella arvioidaan, voiko jätteestä muodostua pitkällä aikavälillä happamia valumavesiä (Jambor 2003). ABA-tulokset ohjaavat jätteen sijoituksen ja jälkihoidon suunnittelua (Verburg et al. 2009).

Jätteen hapontuotto-ominaisuus liittyy rautasulfidien läsnäoloon ja niiden hapettumisreaktioissa vapautuvaan happamuuden kasvuun. Hapontuotto ja sen neutralointi määritetään rikkikiisun (FeS2) hapettumisreaktion mukaan: yksi mooli sulfidista rikkiä tuottaa kaksi moolia happoa (protoneja), joka neutraloituu yhdellä moolilla kalsiumkarbonaattia. Tähän perustuen hapontuottopotentiaali (AP) lasketaan yleensä jätteen sulfidisen rikin kokonaispitoisuudesta (Jambor 2003).

Neutralointipotentiaali voidaan laskea joko karbonaattisen hiilen kokonaispitoisuudesta, karbonaattisten mineraalien kokonaismäärästä tai staattisen testin tuloksen perusteella. Staattisessa testissä voidaan määrittää joko erikseen jätteen kokonaisneutraloimiskyky (NP) ja hapontuottopotentiaali (AP, ks. edellä), tai mitata ns. nettoneutralointipotentiaali jätteen sisältämien sulfidien hapettumisesta vapautuvan hapon ja sen neutraloitumisen yhteissummana. Kokonaisneutraloimiskykyä mittaavassa menetelmässä näytteen sisältämät karbonaattimineraalit pyritään liuottamaan happouutolla, jossa happona käytetään yleensä suolahappoa, HCl (Lawrence & Wang 1997, Jambor 2003), ja neutralointipotentiaali määritetään uutteen titrauksessa kuluneen hapon määränä laskettuna kg CaCO3/t. Karbonaattisen hiilen kokonaispitoisuuteen perustuvaa neutralointipotentiaalin laskemista suositellaan jätteille, joissa on hitaasti liukenevia karbonaattimineraaleja, kuten magnesiittia tai ankeriittia, jotka eivät useinkaan liukene kokonaan staattisessa testissä.

Sulfidien hapettamiseen (liuottamiseen) perustuvassa staattisessa menetelmässä reagenssina käytetään vetyperoksidia. Tätä menetelmää kutsutaan NAG-testiksi (Net Acid Generation), joka on yleisesti käytössä Australiassa (AMIRA International 2002, Miller et al. 1997). Menetelmän avulla saadaan arvio sulfidien rapautumiseen liittyvästä kokonaishapontuotosta, kun testin hapettumisreaktioissa tapahtuu samanaikaisesti myös karbonaattien ja/tai silikaattien liukeneminen ja siitä syntyvä hapon neutralointi (Räisänen et al. 2010). Menetelmä voidaan toteuttaa joko yksivaiheisena tai sarjauuttona sulfidimineraalien määrän mukaan. Sarjauuttoa suositellaan näytteille, joissa sulfidisen rikin kokonaispitoisuus on yli 1 % ja/tai näyte sisältää hitaasti rapautuvaa arseenikiisua tai kuutioina esiintyvää rikkikiisua. Uutossa happoa syntyy sulfidien hapettumisessa syntyvästä rikkihaposta sekä hapettumisreaktioissa liuenneen raudan ja muiden sulfidisten metallien saostumisesta. NAG-testiin liittyy myös neutralointipotentiaalin määrittäminen joko staattisella testillä tai karbonaattisen hiilen kokonaispitoisuudesta laskemalla.

Kaivannaisjäteasetuksen (VNA 717/2009 Liite 1) mukaan happoa tuottavan kaivannaisjätteen neutraloimispotentiaali määritetään pysyvän jätteen luokittelussa CEN prEN 15875 menetelmällä (vrt. Lawrence & Wang 1997, ks. myös CEN/TC292/WG1 2011). Jätteen luokitteleminen happoa muodostavaksi tai muodostamattomaksi perustuu neutralointi- ja hapontuottopotentiaalin (NP/AP) suhdelukuun ja sulfidisen rikin kokonaispitoisuuteen.

Staattiset testimenetelmät

Staattiset testit	CEN prEN 158751<sup/>	Sobek-testi (EPA 600)2<sup/>
Menetelmäkuvaus	1 M HCl-uutto (2g näyte/90 ml happo), uutteen titraus ph 8.3 0.1 M NaOH-luioksella	0.1 M tai 0.5 M CHl-uutto (2 g näyte / 20-80 ml happo), uutteen titraus pH 7 0.1 M tai 0.5 M NaOH-liuoksella 2>sup/>
Hapontiottopotentiaalin (AP) määritys	AP=0.625*Stotaali<sub/> (mol H*/kg) tai 31.25*Stotaali<sub/> (kg CaCO3<sub/>/t	AP=31.25* (sulfidien 5 % + happoa tuottava sulfaattinen 5 %) (kg CaCO3<sub/>/t)
Neutralointipotentiaalin (NP) määritys	NP= 83.34*Ckarb<sub/> (kg CaCO3<sub/>/t) ja/tai titrauksessa kuluneen hapon määrä lasketaan mol H*/kg tai kg CaCO3<sub/>/t	NP=titrauksessa kuluneen hapon määrä lasketaan kg CaCO3<sub/>/t
Happoa tuottavan/ tuottamattoman jätteen määritysperuste	NP/AP<3 ja s>0.1% happoa tuottava jäte, NP/AP>3 ja S>1 % happoa tuottamaton jäte 3>sup/>	AP>NP ja/tai NNP (=NP-AP) on alle 20 kg CaCO3<sub/>/t, happoa tuottava jäte

Staattiset jätteet	1-vaiheinen NAG testi 4<sup/>	Sarja-NAG testi4<sup/>
Menetelmäkuvaus	15% H2<sup/>O2<sup/> hajotus (2.5 g näyte /250 ml H2<sub/>O2<sup/>), uutteen pH 4.5 ja pH 7 titraus 0.1 M tai 0.5 M NaOH-liuoksella	toistetaan 1-vaiheisen NAG-testin uutto 2-3 kertaan (S>1%) tai useammin sulfidien runsauden mukaan
Maksimihapontuottopotentiaalin (MPA) määritys	MPA=30.6*Stotaali<sub/> (kg H2<sub/>SO4<sub/>/t)	MPA=30.6*Stotaali<sub/> (kg H2<sub/>SO4<sub/>/t)
Neutralointikapasiteetin (ANC) määritys	ANC: esim. Sobek-testillä tai muu HCl-uutto, titrauksessa kuluneen hapon määrä lasketaan kg H2<sub/>SO4<sub/>/t	ANC: esim. Sobek-testillä tai muu HCl-uutto, titrauksessa kuluneen hapon määrä lasketaan kg H2<sub/>SO4<sub/>/t
Happoa tuottavan/tuottamattoman jätteen määristysperuste	NAGpH<sub/>>=4.5 ja NAG=0, ei-happoa muodostava jäte; NAGpH<sub/><5 ja NAG>5, happoa muodostava jäte tai NAG<=%, heikosti happoa muodostava jäte	NAGpH<sub/>>=4.5 ja NAG=0, ei-happoa muodostava jäte; NAGpH<sub/><5 ja NAG>5, happoa muodostava jäte tai NAG<=%, heikosti happoa muodostava jäte

1.Standardiehdotus, EU (CENT/TC292/WG8) vrt. Lawrence & Wang 1997
2. Sobek et al. 1978 (USA); hapon ja emäksen molaarisuus määritetään Fizz-testillä
3. Kaivannaisjäteasetus (VNA 717/2009)
4. AMIRA International 2002, vrt Miller et al. 1997

Kineettiset testit

Kineettisen testin tavoitteena on arvioida, muodostuuko jätteestä happamia valumavesiä. Se soveltuu jäteainekselle, joka on happo-emäslaskennan perusteella happoa tuottava jäte, tai jolle hapontuotto- ja neutralointiominaisuuksien määritys antaa ristiriitaisen tuloksen jätemateriaalin hapon muodostusominaisuudesta (Lapakko 2003). Testausolosuhteet mitoitetaan yleensä arvioimaan mineraalien maksimirapautumista hapettavassa tilassa (Lapakko 2003). Testi ei kuitenkaan pyri jäljittelemään luonnon olosuhteita jätteen läjitysalueella, minkä vuoksi testin tulokset eivät anna riittävän luotettavaa kuvaa jäteaineksen rapautumisesta ja suotovesien koostumuksesta todellisissa läjitysoloissa (Villeneuve et al. 2009).

Kineettisiä testimenetelmiä on useita. Testi voidaan tehdä laboratoriossa kolonnikokeina tai kenttäoloissa isoissa sammioissa. Suomessa kaivannaisjätteiden testaukseen on käytetty kosteuskammiomenetelmää (Kaartinen & Wahlström 2005). Kosteuskammiotestissä näytettä hapetetaan johtamalla sen läpi kosteaa ilmaa (60 meshin jauhettu näyte). Kerran viikossa tehdyistä näytteen läpi johdetuista huuhteluvesistä mitataan pH, sähkönjohtokyky ja liuenneet ionipitoisuudet. Testin kesto voi olla 20 viikosta yhteen vuoteen tai useampaan vuoteen (ks. CEN/TC292/WG1 2011).

Geotekniset tutkimukset

Geoteknisten tutkimusten tavoitteena on selvittää niitä ominaisuuksia, joiden perusteella suunnitellaan turvallinen läjitysalue ja -tekniikka. Mittausten laajuus ja sisältö määräytyvät jätteen läjitystekniikan valinnan mukaan ja läjittämiseen liittyvien turvallisuusvaateiden mukaan (patoturvallisuus, suuronnettomuusvaaran riski, VNA 717/2009 Liitteet 2 ja 3).

Sivukivien geotekniset mittaukset rajoittuvat lähinnä lohkarekoon ja mahdollisesti kiviaineksen ominaispainon arviointiin. Tämä liittyy läjityskasan reunakaltevuuden suunnitteluun ja sortumavaaran (turvallisuus, jälkihoito) huomioimiseen, sekä mahdollisen pohjamaan painumisen arviointiin (pohjamaan kuormituksen kesto/vakavuusarvio). Lietemäisten jätteiden, kuten rikastushiekkojen, geoteknisten ominaisuuksien määritystarve liittyy läjitysalueen turvallisuuden ja vakavuuden suunnitteluun, jossa keskeisenä on patomateriaalien valinta ja mitoitus sekä läjityksen maksimikorkeuden arviointi. Rikastushiekoista ja vesipitoisista lietejätteistä määritetään niitä geoteknisia ominaisuuksia, joita käytetään läjitysalueen mitoituksen suunnitteluun, turvallisuusriskien hallinnan suunnitteluun ja jälkihoitosuunnitteluun (VNA 717/2009 Liite 3). Mitattavia geoteknisiä ominaisuuksia ovat esimerkiksi:

• raekokojakauma, rakeiden ominaispinta-ala ja muoto
• tiheys / ominaispaino
• vesipitoisuus, veden pidätyskyky ja johtavuusominaisuudet (kapillaarisuus)
• huokosveden paine (jätteestä tehdyissä korotetuissa pato-osissa)
• huokoisuus
• plastisuus
• leikkauslujuus (vakavuus), ja
• tiivistymis- ja/tai kokoonpuristuvuusominaisuudet (lisätietoja: Rantamäki et al. 1979, ks. myös CDN/TC292/WG1 2011).

Katso myös

• Lisätietoja REACH:stä:
  • guidance.echa.europa.eu
  • www.chemind.fi
  • ec.europa.eu
  • reach.startpagina.nl
  • www.reachcentrum.eu/EN/home.aspx
  • www.reachcentrum.eu/legislation-reports.htm
• ENI 4899,Lottermoser 2007