Päästöt vesiin

Tämä sivu on ensyklopedia-artikkeli. Sivutunniste: Op_fi3530
Moderaattori:Ei ole (katso kaikki) Kuinka ryhtyä moderaattoriksi? Sivun edistyminen: Täysluonnos. Arvostuksen määrää ei ole arvioitu (ks. peer review).
Lisää dataa {{#opasnet_base_link:Op_fi3530}}

Jätevesipäästöt

Metallimalmikaivosalueen tuottama jätevesi on vettä, joka päästetään prosessin suljetun kierron ulkopuolelle tarkoituksella ja hallitusti, usein saostus- ja kemikaalikäsittelyjen jälkeen. Koska jätevettä päästetään kierron ulkopuolelle hallitusti, tuotetun jäteveden laatu ja määrä on tunnettava. Kaivoksen toiminta-aikana juoksutettavan veden määrää arvioidaan useimmiten mittauksilla eräjuoksutusten yhteydessä ja laatua tarkkaillaan samaan aikaan näytteenoton ja analyysien avulla. Eräjuoksutusten lisäksi jatkuvampaa juoksutusta voidaan tarkkailla jatkuvatoimisesti ja helposti mitattavien suureiden avulla voidaan arvioida juoksutettavan veden kokonaislaatua tai ohjata lisänäytteenottoa. Mikäli esimerkiksi laadultaan hyviä kuivanapitovesiä puretaan jatkuvatoimisesti erikseen, niiden määrää voidaan suuntaa-antavasti arvioida pumppauskapasiteetin avulla.

Ennen kaivoksen toiminnan käynnistymistä tehtävissä riskinarvioinneissa hyödynnetään kaivosalueen suunniteltua vesitasekaaviota (Kuva 1) ja arvioita eri vesijakeiden pitoisuuksista. Kaivosaluetta valmisteltaessa rakennetaan vesien ohjaus ja keräily siten, että rikastamotoiminnan jätevesien lisäksi samaan vesikiertoon kerätään esimerkiksi louhosten kuivanapitovedet, apu- ja piha-alueilta kerättävät vedet, sekä jätealueiden ja tuoteverastoalueiden keräysvedet. Samaan aikaan pyritään ohjaamaan kaivosalueelle tulevat muut ympäristön vedet mahdollisuuksien mukaan toisaalle.

Piha-, apu-, ja varastoalueilla syntyvän veden määrää voidaan ennen toiminnan aloittamista arvioida sadantatietojen perusteella pyrkimällä huomioimaan kunkin toiminnan vaikutus haihduntaan. Louhosten kuivanapitovesien määrän arviointi on haastavaa, koska kallioperän ruhjeet ja niiden vedenjohtavuus vaikuttavat vesimääriin voimakkaasti. Kuivanapitovesien laadusta voidaan saada viitteitä jos vesinäytteitä otetaan kalliopohjavedestä jo tutkimusvaiheessa, mutta esimerkiksi räjähdysaineiden ja kalliotilojen tukemisessa käytettyjen menetelmien vaikutus veden ominaisuuksiin täytyy arvioida erikseen. Varastoalueiden suotovesien laadun arvioiminen etukäteen on sekin vaativaa. Rikastushiekkojen ja sivukivien suotovesiä käsitellään toisaalla tässä raportissa.

Kuva 1. Esimerkki kaivoksen perinteisestä vesikaaviosta (Tuorevesi = pintavesi lähivesistöstä; Puhdasvesi = talousvesi). Kauppila et al. 2011.

Rikastusprosessin vedet johdetaan yleensä rikastushiekan kanssa rikastushiekkaaltaaseen, jossa ne selkiytetään ja/tai käsitellään, ja palautetaan prosessiin tai johdetaan vesistöön. Osa rikastuskemikaalien yhdisteistä edelleen osittain hajoaa tai saostuu rikastushiekka-altaassa. Selkeytysaltaaseen menevän veden laatua arvioidaan etukäteen rikastuskokeiden yhteydessä raportoitavan jätevesien laatutietojen ja rikastushiekasta suodatetun veden analyysien perusteella. Tämän lisäksi arviossa on otettava huomioon samaan kiertoon kerättävät valumavedet ja mahdollinen suotovesien kierrätys.

Taulukko 1. Esimerkkejä kotimaisten malmiesiintymien rikastushiekka-alueiden suoto- ja valumavesien laadusta (alkuaineiden liukoiset pitoisuudet)kaivosten eri toimintavaiheissa. (Kauppila et al. 2011)

Malmiesiintymä	Cu-Zn-Au sulfidimalmi	Au-Cu-sulfidimalmi	Cu-Zn-Co-Ni-S-sulfidimalmi	Ni-Cu-sulfidimalmi	Cu-W-As-sulfidimalmi	Fe-oksidi-Cu-Au-malmi
Malmimineraalit	Magneettikiisu, kuparikiisu, rikkikiisu, sinkkivälke*	Magneettikiisu, rikkikiisu, kuparikiisu, magnetiitti, ilmeniitti	Kuparikiisu, sinkkivälke, Copentlandiitti, magneettikiisu, Co-rikkikiisu	Pentlandiitti, magneettikiisu, mackinawiitti, kuparikiisu, sinkkivälke	Magneettikiisu kuparikiisu, arseenikiisu, rikkikiisu	Magnetiitti, magneettikiisu, kuparikiisu, rikkikiisu
Harmemineraalit	Kvartsi, kloriitti, serisiitti, kalsiitti, sideriitti	Sarvivälke, plagioklaasi, kvartsi, kalimaasälpä, kloriitti	Kvartsi, talkki, kloriitti, grafiitti, kalsiitti	Serpentiini, kloritti, talkki, karbonaatit	Kvartsi, plagioklaasi, kalimaasalpä, turmaliini, biotiitti, kloriitti	Diopsidi, kvartsi, sarvivälke, kalsiitti, plagioklaasi, kalimaasälpä, skapoliitti, biotiitti, ambibolit andradiitti, kloriitti, talkki, serpentiini, epidootti, apatiitti
Kaivoksen toimintavaihe	Suljettu	Suljettu	Suljettu / talkin prosessointi käynnissä	Toiminnassa	Suljettu	Suljettu
Vesityyppi	Valumavesi	Valumavesi	Suotovesi	Suotovesi	Suotovesi	Suotovesi
pH	2,7-6,9	3,4-6,5	2,7-5,3	5,7-6,8	3,4-6,4	2,8-6,7
SO4 (mg/l)	25,2-3570	191-1170	760-5690	2800-6900	271-1180	196-4910
Fe (mg/l)	<0,03-978	0,7-8,2	4,7-1730	2,3-163	0,4-58,2	33,4-1260
Al (mg/l)	<1-67,4	0,3-24,3	<0,2-2,7	0,23-25,7	0,004-104
As (mg/l)	-	0,0003-0,0009	<0,0002	-	0,004-3,4	<0,0001-0,03
Co (mg/l)	<0,001-0,8	0,02-1,6	0,006-3,7	<0,001-0,05	0,2-5,5	0,005-3,8
Cr (mg/l)	-	0,0005-0,003	0,0004-0,41 (1)	-	<0,0002-0,002	<0,0002-0,021 (1)
Cu (mg/l)	<0,001-0,8	0,02-1,6	0,006-3,7	<0,001-0,05	0,2-5,5	0,005-3,8
Ni (mg/l)	0,003-0,5	0,01-0,7	0,3-1,9	0,01-2,1	0,004-0,3	0,03-9,9
Zn (mg/l)	0,01-45,1	0,01-0,7	0,1-21,2	0,01-0,3	0,004-1,3	0,01-6,1
Viite	Räisänen et al. 2003	Parviainen 2009	Räisänen & Juntunen 2004	Heikkinen et al. 2009	Carlson et al. 2002	GTK:n julkaisematon aineisto

(1)= Cr3

Rikastusprosessin tuottama jätevesi on vettä, joka päästetään rikastusprosessin suljetun kierron ulkopuolelle tarkoituksella ja hallitusti (Kuva 1). Tuotetun ja juoksutetun jäteveden määrä ja laatu tunnetaan siis toiminnan aikana, koska sen määrää ja ominaisuuksia mitataan purkukohdassa (taulukko 2).

Taulukko 2. Rikastusprosessista aiheutuvia päästöjä vesiin kotimaisilla metallimalmikaivoksilla vuonna 2009. (Kauppila et al. 2011)

Kaivos/ tuotantolaitos	Päästöt vesistöön /v
Kemin kaivos (1)	ka 34 t, kok.P 679 kg, kok.N 10 t, Ca 420 t, Fe 33 t, kok.Cr 28 kg, liukoinen Cr 5 kg
Kittilän kaivos (2)	Fe 97 kg, Mn 206 kg, Ni 4,7 kg, Sb 490 kg, As 10,1 kg, SO4 141 t
Pyhäsalmen kaivos	Cu 133 kg, Zn 641 kg, Fe 2676 kg Ca 3790 t, SO4 9230 t, Cd 1,2 kg, Pb 2,1 kg
Talvivaaran kaivos	Bioliuotuksesta ei vesipäästöjä, liuos kierrätetään metallien erotusprosessiin; liuospäästöt kierrätyksestä mahdollisia vain onnettomuustapauksissa. Vesipäästöjä muodostuu metallien talteenottolaitokselta (jälkikäsittelyn jälkeen).
Sastamalan rikastamo	Jätevettä juoksutettu ulos vain 28 000 m3; vedessä pieni nikkelipitoisuus
Lahnaslammen kaivos (Sotkamo)	Jätevesijuoksutus päättyi 2010, sisäinen vesien kierrätys (2009: As: 59,3 kg, Ni 91,2 kg)

(1) Luvut perustuvat vuoden 2008 toimintaan, koska kaivoksella oli kuukausien tuotantokatkos v. 2009.

(2) Vesipäästöt ympäristöön aiheutuvat lähinnä kaivoksen kuivanapitovesistä.

Riskin laskentaan vaikuttavia tekijöitä

• veden geokemia
• veden juoksutus rikastushiekka/saostusaltaalta ympäristöön (m3/a)
• laimeneminen (altaan koko)
• erikoisolosuhteet jolloin geokemialliset vaikutukset saattavat olla suuremmat

Katso myös

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

Viitteet

Carlson, L., Hänninen, P., Vanhala, H. 2002. Ylöjärven Paroistenjärven kaivosalueen nykytilan selvitys. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti. S/41/0000/3/2002. 54 s.

GTK:n julkaisematon aineisto

Heikkinen, P. M., Räisänen, M. L., Johnson, R. H. 2009. Geochemical characterization of seepage and drainage water quality from two sulphide mine tailings impoundments: Acid mine drainage vs. neutral mine drainage. Mine Water and the Environment 28:30-49.

Kauppila, P., Räisänen, M.L. & Myllyoja, S. (toim.) 2011. Metallimalmikaivostoiminnan parhaat ympäristökäytännöt. Suomen ympäristökeskus. Suomen ympäristö 29, 213

Parviainen, A. 2009. Tailings mineralogy and geochemistry at the abandoned Haveri Au-Cu Mine, SW Finland. Mine Water and the Environment 28: 291-304.

Räisänen, M. L., Niemelä, K., Saarelainen, J. 2003. Rautasulfidipitoisen rikastushiekan läjitysalueen rakenne ja ympäristön pintavesien nykytila. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti S/44/0000/1/2003. 27 s.

Räisänen, M. L. & Juntunen, P. 2004. Decommissioning of the old pyritic tailings facility previously used in talc operation, eastern Finland. In: Jarvis A.P., Dudgeon B.A., Younger P.L. (eds.) Proceedings of the Symposium Mine Water 2004 – Process, Policy and Progress vol. 1: 91-99.