YVAR Esiintymätyypin vaikutus

Esiintymätyypin vaikutus kaivostoiminnan ympäristövaikutuksiin

Kaivostoiminnan ympäristövaikutukset liittyvät keskeisesti sellaisten alkuaineiden ja yhdisteiden kulkeutumiseen ympäristöön, joiden esiintyminen voi olla ihmisten terveydelle tai eliöille haitallista. Osa näistä haitta-aineista, esim. metallit (Al, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Pb, Ni, Zn, V), puolimetallit (As, Sb), suolat (SO₄) tai ravinteet (P), voivat olla peräisin louhittavasta malmista itsestään (vrt. Taulukko 1).

Kaivostoiminnan ympäristövaikutusten laajuus ja laatu riippuvatkin voimakkaasti malmiesiintymän geologiasta ja arvonainepitoisuudesta. Haitta-aineiden vapautuminen kivistä riippuu niiden esiintymismuodosta sekä kivilajien ja mineraalien rapautumisherkkyydestä. Yleisesti ottaen emäksiset, ts. tummat syväkivet (esim. peridotiitit, gabrot), ovat herkempiä rapautumiselle kuin happamat, ts. vaaleat kivet (esim. kvartsiitit, graniitit), ja vastaavasti huokoiset kivet rapautuvat herkemmin kuin tiiviit kivet. Edellä esitettyjen seikkojen vuoksi myös YVA-menettelyssä tulee kaivostoiminnan vaikutusten arviointi tehdä kohdekohtaisesti esiintymätyypistä riippuen, eivätkä kaikki ympäristövaikutukset ole yhtä keskeisiä kaikkien esiintymien kohdalla.

Taulukko 1. Metallien, puolimetallien ja fosforin keskipitoisuuksia (kokonaispitoisuudet) yleisissä kivilajeissa (Koljonen 1992). Vertailuarvoina on esitetty maaperän pilaantumisen arvioinnissa käytettävät kynnys- ja ohjearvot (suositusmenetelmä: kuningasvesi- tai typpihappouutto) (VNa 214/2007). (Taulukko muokattu teoksesta Heikkinen et al. 2007).

Kivilaji	As mg/kg	Cd mg/kg	Co mg/kg	Cr mg/kg	Cu mg/kg	Hg mg/kg	Ni mg/kg	P mg/kg	Pb mg/kg	Sb mg/kg	Zn mg/kg	V mg/kg
Ultraemäksiset kivet*	0,7	0,05	110	2300	40	0,004	2000	220	0,05	0,1	60	80
Emäksiset kivet**	2	0,2	45	250	90	0,01	130	1200	4	0,2	100	260
Graniitit, granodioriitit	3	0,1	4	10	12	0,03	5	750	20	0,3	50	70
Liuskeet	13	0,25	20	100	45	0,18	70	800	22	1,0	100	130
Hiekkakivet	0,5	<0,04	0,3	35	2	0,01	2	30	10	0,05	20	20
Kalkkikivet	1,5	0,1	0,1	5	6	0,02	5	350	5	0,15	40	15
PIMA-asetus***
Kynnysarvo	5	1	20	100	100	0,5	50		60		200	100
Alempi ohjearvo	50	10	100	200	150	2	100		200		250	150
Ylempi ohjearvo	100	20	250	300	200	5	150		750		400	250

^*peridotiitit; ^**gabrot, basaltit; ^***Maaperän pilaantuneisuuden arvioinnissa käytettävät kynnys- ja ohjearvot (VNa 214/2007)

Suomesta louhittavat kaivoslain mukaiset kaivoskivennäiset käsittävät metallimalmeja (Cr, Ni, Cu, Zn, Co, Au, Ag, Pt, Pd, rikkikiisu), teollisuusmineraaleja (apatiitti, kalsiitti, dolomiitti, wollastoniitti, talkki, kvartsi ja maasälpä), teollisuuskiven, vuolukiven ja koru- ja jalokivet (ametisti) (GTK 2015). Näistä merkittävimmät ympäristövaikutukset liittyvät yleensä sulfidisten metallimalmien (Ni, Cu, Zn, Au, Ag, Pt. Pd, rikkikiisu) louhintaan, sillä ne sisältävät usein runsaasti ympäristölle haitallisia metalleja sekä rautasulfideja (magneetti- tai rikkikiisua), ja arvoaineet (ja myös suurelta osin haitta-aineet) esiintyvät niissä sulfidimineraaleina (metallin ja rikin yhdisteenä). Sulfidimineraalit hapettuvat altistuessaan maan pinnan hapelle ja vedelle. Hapettumisreaktioissa muodostuu happamuutta, jonka myötä sulfidimineraaleista ja myös muista kiven sisältämistä mineraaleista liukenee edelleen metalleja (raskasmetallit, Fe, Al, Mn), puolimetalleja (As, Sb), maa-alkali- ja alkalimetalleja (Ca, Mg, Na, K) sekä sulfaattia kaivosalueen vesiin.

Sulfidimetallimalmikaivoksilla keskeiset ympäristövaikutukset liittyvät kaivannaisjätteiden varastointiin ja vesipäästöihin. Kaivannaisjätteiden läjityskasoissa sulfidimineraalit ovat alttiita hapettumiselle. Sivukivissä hapettuminen on hitaampaa kuin rikastushiekassa johtuen jätteiden suuremmasta raekoosta. Sulfidimineraalien hapettumista voi tapahtua myös louhosten seinämissä, rikastusprosessissa, rikasteen varastokasoissa sekä alueilla, joihin on levinnyt sulfidipitoista pölyä.

Vesipäästöjen happamuus riippuu kivissä ja jätteissä olevien happoa tuottavien sulfidimineraalien ja happamuutta neutraloivien mineraalien suhteesta. Neutraloivia mineraaleja ovat mm. karbonaatit (esim. kalsiitti ja dolomiitti) ja jotkut ns. emäksiset tai ultraemäksiset silikaattimineraalit (esim. serpentiini, Ca ja Mg sisältävät pyrokseenit). Silikaattien kyky neutraloida happamuutta on vähäisempi kuin karbonaateilla johtuen niiden hitaammassa liukenemisesta/rapautumisesta. Vaikka kiviaines olisi happamuutta neutraloivaa ja vesipäästöt neutraaleja, niin ne voivat silti sisältää kiviaineksesta liuenneita ympäristölle haitallisia metalleja.

Myös talkki- ja vuolukivimalmit voivat sisältää vaihtelevia tai pieniä määriä sulfidimineraaleja. Molemmat malmit esiintyvät karbonaattirikkaissa kivilajeissa, joilla on yleensä hyvä kyky neutraloida happamuutta, jolloin happamia valumavesiä ei tavallisesti pääse muodostumaan etenkään rikastushiekka-alueilta. Sivukivenä talkkimalmiesiintymissä on kuitenkin usein mustaliusketta, joka on rauta- ja nikkelisulfidipitoinen, happamia, metallipitoisia (mm. Fe, Mn, Ni, Zn, Al, As) valumavesiä muodostava kivilaji. Sekä talkkimalmit että vuolukiviesiintymät sisältävät mm. nikkeliä, arseenia ja kromia. Arseeni ja nikkeli esiintyvät mm. nikkeliarsenideissa ja sulfideissa, ja kromi ja osa nikkelistä niukkaliukoisissa silikaatti- ja oksidimineraaleissa. Talkkimalmeissa nikkelin määrät ovat usein niin merkittäviä, että se voidaan rikastaa malmin prosessoinnissa erilliseksi rikasteekseen. Vuolukivituotantoon valikoituvat tavallisesti kohteet, joissa sulfidimineraalien määrät ovat vähäisiä, sillä ne heikentävät vuolukiven laatua ja käytettävyyttä. Talkki- ja vuolukivituotannon vesipäästöissä voi olla kohonneita pitoisuuksia esim. nikkeliä, arseenia ja magnesiumia. Kromimalmit poikkeavat muista metallimalmeista siten, että kromi esiintyy niissä kromioksidina (kromiittina) eikä metallisulfidina. Oksidimalmit ovat tavallisesti pysyvämpiä ja heikommin rapautuvia kuin sulfidimineraalit, joten niiden louhintaan ja rikastukseen liittyvät vesipäästöt sisältävät yleensä vähemmän metalleja kuin muussa metallimalmituotannossa. Kromimalmit esiintyvät tyypillisesti ultraemäksisistä, karbonaattirikkaista kivilajeista koostuvissa esiintymissä, jotka voivat sisältää vähäisiä määriä sulfidimineraaleja ja mm. nikkeliä silikaattimineraaleissa. Oksidimalmien ympäristövaikutusten kannalta mm. mineraaliaineksen pölyäminen, maisemalliset vaikutukset ja räjähdysaineista peräisin oleva typpipäästöt ovat keskeisempiä kuin malmityyppiin liittyvät vesipäästöt.

Myös uraanimalmit ovat tyypillisesti oksidimalmeja. Uraanimalmit ovat luonnostaan radioaktiivisia ja sisältävät radium-226:ta, joten niiden louhintaan liittyy säteily- ja radonriski. Päinvastoin kuin kromimalmit uraanimalmit ovat herkästi rapautuvia hapettavassa ympäristössä, jolloin niistä voi vapautua ympäristöön uraania ja toriumia sekä niiden hajoamistuotteita (esim. Ra-226, Rn-222, Pb-210). Uraanimalmien louhinnassa merkittävimmät ympäristöriskit liittyvät kaivosvesiin, kaivannaisjätteiden varastointiin ja pölyämisen. Suomesta ei louhita yhtään varsinaista uraanimalmia, mutta uraania esiintyy mm. karbonatiittisissa lyijy- ja fosforimalmeissa (Korsnäs, Sokli), metasedimenttisissä ja karsikivien yhteydessä olevissa kulta-kuparimalmeissa (Juomasuo, Laurinoja), mustaliuskeisiin liittyvissä monimetallimalmeissa (Talvivaara) sekä sinkki-kuparimalmien yhteydessä (Pahtavuoma, Vihanti; esim. Papunen 1986).

Suomessa louhittavista teollisuusmineraaliesiintymistä apatiitti-, kalsiitti-, dolomiitti-, wollastoniitti-, kvartsi- ja maasälpämalmien ympäristövaikutukset ovat yleensä merkittävästi vähäisempiä kuin metallimalmituotannossa erityisesti vesipäästöjen osalta, sillä näissä esiintymissä ympäristölle haitallisten raskasmetallien ja puolimetallien pitoisuudet ovat luontaisesti alhaisia eivätkä ne yleensä sisällä merkittäviä määriä sulfidimineraaleja. Apatiittia, wollastoniittia, kalsiittia ja dolomiittia louhitaan karbonaattirikkaista esiintymistä, joten niiden vesipäästöt voivat olla alkalisia. Apatiitin tuotantoon liittyvissä vesissä voi olla malmista peräisin olevia kaliumia, natriumia, rautaa, fluoria, fosforia ja strontiumia. Kalkkikivet on luokiteltu pysyviksi pysyvän kaivannaisjätteiden kriteerien pohjalta (Luodes et al. 2011), mikä osoittaa, ettei niistä ole odotettavissa malmin koostumukseen liittyviä ympäristövaikutuksia aiheuttavia vesipäästöjä. Edellä lueteltujen malmien ympäristövaikutukset liittyvät tavallisesti maisemavaikutuksiin, pölyämiseen ja kiintoainepäästöihin tai rikastuksessa käytettäviin kemikaaleihin liittyviin päästöihin.