1 (14) VESIENKÄSITTELYN TARKENNUKSIA - Rikastamolta tulevan veden laatu - Rikastushiekka-altaan veden laatu ja määrä. 1. Johdanto

Transkriptio

1 1 (14) VESIENKÄSITTELYN TARKENNUKSIA - Rikastamolta tulevan veden laatu - Rikastushiekka-altaan veden laatu ja määrä 1. Johdanto Hannukainen Mining Oy on hakenut ympäristölupaa kaivostoiminnan uudelleen käynnistämiseksi Hannukaisen kaivoksella Kolarissa. Lupaprosessi on edennyt kuvan 1 mukaisesti käsittäen ympäristövaikutusanalyysin, varsinaisen lupahakemuksen ja siihen tehdyt täydennykset sekä vastineet ajalla Tässä raportissa esitetty tarkennus on tehty korvaamaan lupaprosessin aikaisissa, aiemmissa dokumenteissa, esitetyt sulfaatin kokonaispäästöön tehdyt laskelmat sekä niiden perusteet johtuen rikastamon sulfaattipäästön tarkentumisesta tehtyjen koerikastusten perusteella. Koerikastuksen raportti löytyy kokonaisuudessaan täydennyksen ( ) liitteestä 2. Kuva 1. Kuormitus- ja vesistövaikutuslaskelmat ovat kehittyneet lupaprosessin aikana useaan otteeseen. YVAn aikaisia tietoja käytettiin vaikutusarvioiden perustana sulfaattia lukuunottamatta vastineeseen ( ) asti. Vastineen

2 2 (14) yhteydessä laskettiin kuormitus kokonaan uudelleen, ja tässä täydennyksessä sekä sulfaatti- että purettava vesimäärä on tarkentunut edelleen (Pöyry) Lisäksi tässä raportissa on esitetty rikastamon vesienkierrätyksen sekä vedenkäsittelyn esisuunnitelmat ja annettu ehdotus uusiksi kuormitusraja-arvoiksi. Uusille kuormitusraja-arvoille ja muodostuville vedenkäsittelysakoille on tehty seuraavat laskelmat ja arviot: - Kipsijätteen karakterisointi ja käsittely niin, ettei pitkälläkään ajanjaksolla aiheudu metallipäästöjä ympäristöön. Tämän dokumentin liitteenä on Pöyryn laatima muistio: Käsitteellinen arvio kipsin läjityksen geokemiallisista vaikutuksista Rautuvaaran rikastushiekka-altaalla Sulfaatin vesistövaikutukset on arvioitu uusilla päästöarvoilla. Täydennyksen ( ) kappaleessa 2 - Vesitaselaskennassa on huomioitu yhtäaikainen lumen sulaminen sekä sadanta.

3 3 (14) 2. Rikastamon toiminta ja rikastushiekka-altaan veden laatu koerikastuksen perusteella Rikastamon periaatekaavio on esitetty kuvassa 2. Rikastamon toiminnan sekä veden laadun arvioimiseksi Hannukainen Mining Oy teki koerikastuksen GTK:lla (Geologinen Tutkimuskeskus) syksyllä Varsinainen koerikastusraportti on esitetty täydennyksen ( ) liitteenä, joskin salassa pidettävänä liikesalaisuuksien vuoksi. Rikastushiekka-altaalle rikastamolta tulevan sekä rikastushiekasta vapautuvan veden laatu on arvioitu koerikastusraportin perusteella ja lisäksi tässä kappaleessa on esitetty siihen liittyvät laskentaperusteet. Rikastamon sisäisellä vesien kierrätyksellä vähennetään altaalle tulevan veden määrää ja huolehditaan eri vesijakeiden pysymisestä erillään toisistaan, jotta tuoreveden ja kemikaalien tarve pysyvät mahdollisimman pieninä. Vedenkäsittelyn suunnittelun kannalta avainparametrejä rikastamolta ovat: - altaalle johdettavan lietteen (rikastushiekan) kiintoainepitoisuus - altaalla lietteeseen (rikastushiekkaan) sitoutuva vesimäärä - altaalla lietteestä irtoava vesimäärä - altaalle tulevan sekä lietteestä irtoavan veden laatu - altaalta kierrätettävä vesimäärä rikastamolle (prosessivesi) - tarvittava tuoreveden määrä rikastamolle - rikastushiekkaaltaalla tarvittava vesimäärä (viipymäaika) kierrätysveden kiintoainepitoisuuden hallitsemiseksi takaisin rikastamolle

4 4 (14) Kuva 2. Rikastamon vesikierto ja virtaukset 2.1. Rikastamon vesitase Laskennoissa on käytetty malmin syöttömääränä massavirtaa 825 t/h sekä puhtaanveden kulutuksena 200 m 3 /h, josta 100 m 3 /h on tuorevettä ja 100 m 3 /h on RO:lla puhdistettua vettä. Rikastushiekkaan sitoutuva vesi sekä lietemäärä riippuvat malmin ominaisuuksista sekä selkeytyksen toiminnasta. Vettä sitoutuu myös tuotteisiin rikastehiekan mukana, mikä korvautuu joko tuorevedellä tai rikastushiekka-altaan vedellä. Malmierän muuttuessa massavirtaukset tuotteisiin ja rikastushiekkoihin muuttuvat, sekä kiintoainepitoisuus lietteessä että irtoavan veden määrä voivat muuttua. Edellä esitetyissä laskennoissa, liittyen koko vesitaseeseen, on käytetty taulukon 1 arvoja, jotka perustuvat GTK:n vuonna 2017 tekemään koerikastukseen. Rikastamon vesitaseessa sekä korkea- että matala-rikkisten altaiden vesienhallinta on tässä yhdistetty niin, että korkea-rikkisen rikastehiekka-altaan vedet käsitellään saman vesienkäsittelyn kautta, joko kierrätykseen tai selkeytysaltaalle, kuin matala-rikkisen vesialtaan vesi.

5 5 (14) Taulukko 1. Rikastamon vesitaseen laskennassa käytetyt arvot Suunnitteluarvo Minimi Maksimi Rikastamon syöttö, t/h 825 Altaalle johdettavan rikastushiekkalietteen kiintoainepitoisuus, % Altaalla rikastushiekkaan sitoutuva vesi, m 3 /h Altaalla rikastushiekkalietteestä irtoava vesi, m 3 /h Altaalta rikastamolle kierrätettävä vesimäärä, m 3 /h Rikastamolle tarvittava puhtaan veden määrä, m 3 /h Rikastushiekka-altaalla tarvittava vesitilavuus rikastamolle kierrätettävän veden kiintoainepitoisuuden hallitsemiseksi, m 3 Rikastushiekka-altaalla tarvittava viipymäaika rikastamolle kierrätettävän veden kiintoainepitoisuuden hallitsemiseksi, h Rikastushiekka-altaiden veden laatu Rikastushiekka-altaan veden laatu on arvioitu koerikastuksen aikana otettujen vesianalyysien perusteella. Koerikastuksessa käytetty puhtaan tuoreveden määrä oli noin 7000 l/h 750 kg/h malmisyötölle, mikä tekee vesi-malmi-suhteeksi 9,3. Taulukossa 2 on esitetty mitatut pitoisuudet koerikastuksessa sekä lasketut pitoisuudet varsinaisella vesi-malmi-suhteella 0,27 (200 m3/h puhdasta vettä ja 825 t/h malmisyöttö). Pitoisuudet on esitetty niille alkali- ja maa-alkalimetalleille, joilla on vaikutusta sulfaatin liukoisuuteen tai sen saostumiseen kipsinä. Kalsiumin ja sulfaatin pitoisuuksissa on huomioitu rikastushiekan joukkoon rikastamolla saostuva kipsi, joka vähentää sekä sulfaatin että kalsiumin pitoisuutta.

6 6 (14) Taulukko 2. Rikastushiekka-altaan veden mitatut pitoisuudet koerikastuksessa sekä lasketut pitoisuudet suunnitellun tuorevesimäärän perusteella Aine Pitoisuus pilotissa [mg/l] Laskennallinen pitoisuus [mg/l] SO Ca K 3,3 116 Mg 17,5 613 Na 14,4 504 Taulukon 2 laskennallista pitoisuutta on käytetty sekä rikastehiekasta irtoavan että koko rikastehiekka-altaan veden analyysinä. Oletuksena on, että altaan kautta osittain kiertävä ja rikastamolle palautettava vesi sekoittuu muuhun veteen altaassa niin, että sadeveden laimentava vaikutus kumoutuu suurimmaksi osaksi vuoden aikana. Lisäksi on jätetty huomiotta mahdollinen alkalimetallien sitoutuminen rikastehiekkaan.

7 7 (14) 3. Vedenkäsittelyn esisuunnittelumateriaali ja päästöt Kaivosten vedenkäsittelyä on haastettu kehittymään lisäämällä kierrätystä sekä pitämään parempilaatuiset vedet erillään suola- ja metallipitoisemmista vesistä ja samalla vähentämään vesien varastointimääriä altaissa. Tätä periaatetta on sovellettu myös Hannukaisen kaivoksen vesienkäsittelyn suunnittelussa. Suunnitelma pitää sisällään vähintään kaksi vedenkäsittelyn prosessikokonaisuutta, joista toinen liittyy rikastushiekka-altaan veden kierrätykseen takaisin prosessiin (I) ja toinen (II) rikastushiekka-altaan ylijäämävesien, kaivosvesien sekä mahdollisesti happoa tuottavan sivukivikasan suotovesien puhdistamiseen (Kuva 3.). Lisäksi mukana suunnitelmissa on rakentaa sivukivikasan suotovesille erillinen puhdistusjärjestelmä (III) Hannukaisen kaivosalueelle. Vedenkäsittely I käsittää käänteisosmoosilaitoksen esikäsittelyineen puhtaan veden kierrättämiseksi takaisin prosessiin sekä sulfaatin saostuslaitoksen. Vedenkäsittelyt II ja III sisältävät perinteisen kalsiumhydroksidisaostuksen happamille kaivosvesille tai sivukivikasan suotovesille eikä niillä ole vaikutusta vastaavalla tavalla kaivoksen sulfaattikuormitukseen tai pitoisuuksiin kuin vedenkäsittely I:llä. Rikastushiekka-altaan ylijäämävedet voidaan johtaa vedenkäsittely II kautta selkeytysaltaalle metallien poistamiseksi ja ph:n tasaamiseksi. Vedenkäsittelyn mitoituksessa maksimivirtaaman suunnittelemiseksi käytetään yhtäaikaista lumen sulamista ja korkeaa kk-sadantaa. Kuva 3. Hannukaisen kaivoksen ja rikastamon vedenkäsittelyprosessit

8 8 (14) Edellä on kuvattu tarkemmin - rikastamon vesien kierrätysjärjestelmä, - rikastushiekka-altaan rikastushiekan laadun muutokset kipsin saostumisesta johtuen, sekä - sadannan muutosten ja rikastushiekka-altaan pinta-alamuutosten takia muuttuvat sulfaattipitoisuudet sekä kokonaiskuormitus Rikastushiekka-altaan ja rikastamolta tulevien vesien käsittely Vesienkäsittelyn suunnittelun perustana on mahdollisimman pieni tuoreveden käyttömäärä, ja prosessivesien kierrätys rikastamon sisällä selkeytyksen ja sakeutuksen avulla. Lisäksi kierrätystä lisätään niin, että rikastehiekka-altaan vedestä valmistetaan käänteisosmoositekniikalla uudelleen käyttöön tuorevettä. Konsentraattivirtaukseen väkevöitynyt sulfaatti saostetaan erillisessä sulfaatin poistolaitoksessa alkuperäiselle tasolleen kalsiumhydroksidilla korkeassa ph:ssa. Virtauskaavio vesien kierrätyksestä on esitetty kuvassa 4 sadannalla noin 1,3 Mm3 vuodessa rikastehiekka-altaalle. Kuva 4. Alustava virtauskaavio sekä vesitase keskimääräisellä sadannalla prosessivesien kierrätyksestä rikastamolla. RO=käänteisosmoositekniikka

9 9 (14) 3.2. Kipsin saostumisen aiheuttamat muutokset rikastushiekan laadussa Perustuen sekä koerikastukseen, rikastamon ph:n säätötarpeeseen, että suunniteltuun vedenkäsittelyprosessiin rikastushiekka-altaalle saostuu rikastushiekan joukkoon kipsiä. Kipsin osuus rikastushiekasta on laskennallisesti: rikastushiekkamäärä noin 400 t/h saostunut kipsi rikastamolla noin 3 t/h saostunut kipsi sulfaatin poistossa noin 0,8 t/h kipsin osuus rikastushiekasta 0,5 1,5 % Tämän raportin liitteessä 1 on verrattu muutosta aiemmin esitettyihin arvioihin Sadannan ja rikastushiekka-altaan pinta-alan muutosten vaikutukset sulfaatin kokonaiskuormitukseen Sadannan vaihtelut rikastushiekka-altaille muuttavat rikastamoalueen sulfaattien päästötasoa. Tämä johtuu rikastushiekka-altaalle kerättävästä rikastushiekasta sekä siitä eroavan veden laadusta ja jatkuvasta veden sekoittumisesta kierrätyksestä johtuen rikastamolle ja takaisin. Jos sadanta kasvaa sellaiselle tasolle, että sitä ei enää pystytä prosessivesien kierrätysjärjestelmällä kierrättämään takaisin käyttöön, merkitsee se, että rikastushiekka-altaan sulfaattipitoisia vesiä tulee enemmän johdettavaksi kalkkisaostuksen läpi selkeytysaltaalle. Kuvan 4 taseesta voidaan nähdä, että noin 1,3 1,5 Mm 3 vettä sitoutuu rikastushiekka-altaalle. Jos ylimääräistä vettä tulee sadannan muodossa tai muuten altaalle, tulee se käsitellä edelleen poisjohdettavaksi jälkiselkeytyksen kautta rikastushiekka-altaan ylitäyttymisen estämiseksi. Kuvasta 5 nähdään, että sekä rikastushiekka-altaan pinta-alan ja sadannan kasvaessa käsiteltävien vesien määrä nousee tasolle 0,2 1,5 Mm 3. Kuvaan 6 on laskettu vastaavasti, miten muutokset vaikuttavat sulfaattipäästötasoon kokonaisuudessaan. Kuvan 6 päästöihin on laskettu yhteen myös sekä sivukivikasoilta että kaivokselta tulevat sulfaattipäästöt. Niiden osuus on noin kolmannes kokonaispäästöistä vaihdellen minimisadannan päästötasosta noin 2000 t/a tasoon 4000 t/a, jolloin rikastamon päästöosuus on tasolla 2000 t/a tasolle 6000 t/a sadannasta riippuen.

10 10 (14) Kuva 5. Sadanta rikastushiekka-altaille (minimi-keskimääräinen-maksimi) Kuva 6. Sadannan vaikutus kaivoksen kokonaispäästöön, t SO4/a

11 11 (14) 4. Koko kaivoksen päästöt ja sadannan vaikutus päästöihin Koko kaivoksen kuormitus sulfaatin osalta on esitetty kuvassa 6. Sadannan muutokset muuttavat vastaavasti myös pitoisuustasoja, sillä vesimäärän pienentyessä lähtevän jäteveden pitoisuus nousee. Nämä muutokset on laskettu kuvaan 7. Minimisadannalla aivan kaivoksen toiminnan alkuvuosina on mahdollista, että lähtevän jäteveden pitoisuus nousee tasolle noin 3300 mg/l. Sen jälkeen ensimmäisten toimintavuosien jälkeen pitoisuudet laskevat samalla kerättävän vesimäärän noustessa. Kuva 7. Sulfaattipitoisuus lähtevässä jätevedessä keskimääräisenä vesivuonna, kerran sadassa vuodessa toistuvana vähäsateisena vuotena ja kerran sadassa vuodessa toistuvana sateisena vuotena Verrattaessa sulfaattipäästöjen ja pitoisuuksien muutosta YVA-arvioon oleellista on ottaa huomioon tai tarkastella, onko uusilla esitetyillä päästöarvoilla sellaisia ympäristövaikutuksia, joilla olisi vaikutuksia pidemmän aikavälin ympäristövaikutuksiin. Sadannan huipputilanteet huomioidaan prosessisuunnittelussa niin, että vedenkäsittelykapasiteetti mitoitetaan (vedenkäsittely II ja III) vastaamaan sekä yhtäaikaisia sulamisvesiä että vesisadetta. Näillä toimenpiteillä pystytään varmistamaan hyvä päästömääräykset täyttävä veden laatu selkeytysaltaalla.

12 12 (14) 5. Ehdotus pitoisuus- ja kuormitusraja-arvoiksi Laskennan perusteella esitetään uusia päästöraja-arvoja seuraavasti: Pitoisuusraja-arvo Pitoisuusraja-arvo toimintavuosille Y0-Y3 Pitoisuusraja-arvo toimintavuosille Y4-> 2500 mg/l 1500 mg/l Kuormitusraja-arvo Kuormitusraja-arvo esitetään muuttuvan vuotuisen sadannan mukaan seuraavasti: Kuormitusraja-arvo lasketaan vuotuisen sadannan mukaan. Sadantaa seurataan kuukausittain, minkä mukaan kuormitusraja-arvo muuttuu liukuvasti kaavan kuormitusraja-arvo (t SO4/a) = 0,0363 x 2-26,316x+9772,7, missä x on sadanta (mm) Kuva 8. Kuormitusraja-arvo muuttuu sadannan mukaan

13 13 (14) 6. Yhteenveto Hannukainen Mining Oy on hakenut ympäristölupaa kaivostoiminnan uudelleen käynnistämiseksi Hannukaisen kaivoksella Kolarissa. Lupaprosessi on edennyt kuvan 1 mukaisesti käsittäen ympäristövaikutusanalyysin, varsinaisen lupahakemuksen ja siihen tehdyt täydennykset sekä vastineet ajalla Tehdyt laskelmat on tehty korvaamaan lupaprosessin aikaisissa, aiemmissa dokumenteissa, esitetyt sulfaatin kokonaispäästöön tehdyt laskelmat sekä niiden perusteet johtuen rikastamon sulfaattipäästön tarkentumisesta tehtyjen koerikastusten perusteella. Vesienkäsittelyn suunnittelun perustana on mahdollisimman pieni tuoreveden käyttömäärä, ja prosessivesien kierrätys rikastamon sisällä selkeytyksen ja sakeutuksen avulla. Lisäksi kierrätystä lisätään niin, että rikastehiekka-altaan vedestä valmistetaan käänteisosmoositekniikalla uudelleen käyttöön tuorevettä. Konsentraattivirtaukseen väkevöitynyt sulfaatti saostetaan erillisessä sulfaatin poistolaitoksessa alkuperäiselle tasolleen kalsiumhydroksidilla korkeassa ph:ssa. Sulfaatin vuosikuormitukselle esitetään liukuvaa päästörajaa 4000 tonnista vuodessa ylöspäin sadannan mukaan ollen enintään tonnia vuodessa.

14 14 (14) Liitteet Liite 1 Käsitteellinen arvio kipsin läjityksen geokemiallisista vaikutuksista Rautuvaaran rikastushiekka-altaalla, Pöyry

15 Muistio Pöyry Finland Oy Koskikatu 27 B FI ROVANIEMI Finland Kotipaikka Vantaa, Finland Y-tunnus Puh Vastaanottaja Jaana Koivumaa Hannukainen Mining Oy Päivi Picken Päivä Sivu 1 (3) Kopio Maija Vidqvist KÄSITTEELLINEN ARVIO KIPSIN LÄJITYKSEN GEOKEMIALLISISTA VAIKUTUKSISTA RAUTUVAARAN RIKASTUSHIEKKA-ALTAALLA Vesienkäsittelyssä muodostuvan kipsin läjittämisellä rikastushiekka-altaalle on sekä kemiallisia että fysikaalisia vaikutuksia. Fysikaalisten vaikutuksilla on kuitenkin myös geokemiallista merkitystä: ne muuttavat läjityksen olosuhteita ja aiheuttavat siten epäsuoria kemiallisia vaikutuksia. Keskeisimmät kemialliset parametrit ja suorat kemialliset vaikutukset Prosessiveden ominaisuuksien lisäksi altaan huokosvesiin vaikuttavat myös kipsisakassa esiintyvät muut aineet ja rikastushiekasta hapettumisreaktioiden myötä pitkällä aikavälillä vapautuvat aineet. Kaivoksen sulkemisen jälkeen prosessivesien vaikutus vähitellen poistuu, kun altaille ei tule enää uusia prosessivesiä. Rikastushiekan osalta tärkeimmät haitta-aineet ovat sulfideihin sitoutuneet aineet. Vuoden 2017 koerikastuksen rikastusjätteen karakterisoinnin yhteydessä tammikuussa 2018 selvitettiin metallien ja metalloidien hapettuvissa olevia osuuksia vertaamalla NAG-uutteeseen (vetyperoksidihapetus) vapautuneiden aineiden osuutta samojen aineiden kokonaispitoisuuksista. Merkittävimmin sulfidien hapettumisen kautta rikastushiekka-alueen huokosveteen voisi pitkällä aikavälillä vapautua kobolttia, nikkeliä, sinkkiä, kuparia ja rikkiä (sulfaattia). Rikastushiekan huokosveden sulfaattipitoisuuksia säätelee kipsin liukoisuus allasolosuhteissa (Al & Blowes 1995). Kaivosympäristössä vesienkäsittelyn kipsisakassa voidaan olettaa olevan läsnä myös metallien hydroksideja. Näiden stabiilius on pitkälti ph-riippuvaa. Niiltä osin, kuin näitä metalleja mobilisoituu uudelleen, niiden lopullista määrää huokosvedessä säätelee kuitenkin esimerkiksi raudan ja mangaanin oksihydroksidien muodostuminen ja niihin liittyvä metallien kerasaostuminen. Kipsisakan suorien reaktioiden varsinaisen rikastushiekan kanssa voitaneen olettaa jäävän merkitykseltään edellä esitettyä vähäisemmäksi.

16 2 Fysikaaliset vaikutukset Fysikaalisista vaikutuksista merkittävimmäksi muodostunee tiiviskerrosten kehittyminen (ja läjityksen mahdollinen yleinen tiivistyminen). Kipsin tiedetään muodostavan yhdessä muiden sekundäärimineraalien kanssa ns. hardplan -kerroksia rikastushiekka-altaisiin (Moncur ym. 2003, Blowes & Jambor 1991). Hardplan - tyyppisiä tiivistyneitä kerroksia esiintyy myös pääosin raudan oksihydroksideista muodostuneina (Blowes ym. 1990). Tällaiset sementoituneen kaltaiset kerrokset voivat lisätä olosuhteiden erilaistumista läjityksen eri syvyysvyöhykkeissä. Periaatteessa tällaisen tiivistyneen kerroksen alapuolelle jäävässä osassa alkuaineiden alempien hapetusasteiden muodot ovat yläosaa tavallisempia ja esimerkiksi metallien saostuminen sulfideina voi olla todennäköisempää kuin ilman tiivistä kerrosta. Tiivistyneen kerroksen vaikutus riippuu kuitenkin myös siitä, esiintyykö altaalla merkittävissä määrin veden vaakasuuntaisia virtauksia. Fysikaaliset vaikutukset: kipsin läjitys rikastushiekka-altaalle vs. ei kipsin läjitystä Matalarikkisen rikastushiekka-altaan toimintavaiheen geokemiallisessa mallissa (tammikuu 2018) allasvesi ei ollut ylikylläistä kipsin (vedellinen kalsiumsulfaatti) tai anhydriitin (vedetön kalsiumsulfaatti) suhteen, vaan molempien saturaatioindeksit jäivät alhaisiksi. Ilman kipsin läjitystä altaalle siis kipsisakan muodostamien tiiviskerrosten esiintyminen jäisi vähäiseksi, tosin muita tiivistymistä mahdollisesti aiheuttavia sekundäärimineraaleja saostuisi mallinkin perusteella. Tätä taustaa vasten voidaan arvioida, että kipsin läjitys lisäisi selkeästi ainakin kipsistä johtuvien tiivistyvien kerrosten muodostumista. (On kuitenkin huomattava, että prosessiveden mukana altaalle tulevan sulfaatin määrä on viimeisimmän arvion mukaan tammikuussa 2018 saatavilla ollutta tietoa suurempi, joten alkuvuodesta 2018 laadittua geokemiallista mallia ei voida pitää täysin ajantasaisena.) Epäsuorat kemialliset vaikutukset Moncur ym. (2003) ovat tutkineet rikastushiekkakerrosten ja olosuhteiden erilaistumista tiiviiden kerrosten vaikutuksesta. Tutkimuskohteena oli Sherridonin Manitobassa sijaitsevan suljetun kaivoksen rikastushiekka-allas. Rikastushiekan valtamineraaleina altailla olivat rikkikiisu ja magneettikiisu. Välittömästi tiivistyneiden kerrosten yläpuolella rikastushiekan vesipitoisuus oli pintaa ja syvempiä osia suurempi. Pinnassa huokosveden hapen määrä oli melko suuri, mutta väheni merkittävästi tultaessa vesipitoisempaan kerrokseen tiiviimmän kerroksen yläpuolella. Pelkistävimmillään olosuhteet olivat kuitenkin läjityksen syvimmässä vyöhykkeessä. Happaminta huokosvesi oli pinnan lähellä, tiivistyneen kerroksen yläpuolella. Sulfaattien ja raudan määrät olivat suurimmillaan tiivistyneessä kerroksessa ja heti sen alapuolella. Metallien esiintyminen oli suurimmillaan tiivistyneessä kerroksessa tai välittömästi sen alapuolella. Esimerkiksi kuparin, sinkin ja kadmiumin esiintyminen huokosvedessä oli vähäistä tiivistyneen kerroksen syvemmällä alapuolisessa vyöhykkeessä. Jokseenkin vastaavaa syvyyssuuntaista metalli- ja sulfaattipitoisuuksien erilaistumista voitaneen odottaa tapahtuvan myös Rautuvaarassa, mikäli rikastushiekkaa ja vesienkäsittelyn kipsisakkaa läjitetään samalle altaalle. On toki huomioitava, että

17 3 vastaavien tiiviskerrosten muodostumista voi pienemmässä mittakaavassa tapahtua myös ilman erityistä kipsiläjitystä sekundäärimineraalien luonnollisen muodostumisen kautta. Lisäksi, läjityksen sisällä tapahtuu aineiden liikkumista ja pitkällä aikavälillä tiiviitä kerroksia saattaa esiintyä yhtenäisempänä, tiettyyn syvyysvyöhykkeeseen erityisesti kertyneenä (vrt. Sherridon) kuin alkuperäisen läjitystavan perustella voisi päätellä. Eräs epäsuora vaikutusmekanismi liittyy happamuuden muutoksiin. Kipsisakan läjittäminen muuttaa läjityksen ph:ta ja vaikuttaa (erityisesti löyhemmin sitoutuneiden) aineiden liukoisuuteen joko lisäten tai vähentäen sitä. Alustavat teoreettiset johtopäätökset Tiivistettynä voidaan todeta, että kerrosten erilaistumisen seurauksena alimmista kerroksista voi muodostua pintaosia vähemmän haitallisia, mikäli alimpien kerrosten läpi ei tapahdu vaakasuuntaista hapekkaan veden läpivirtaamaa eikä muita hapettimia ole saatavilla merkittävässä mittakaavassa. Läjitysten haitta-aineet voivat rikastua erityisesti tiiviiden kerrosten yhteyteen. Näiden rikastumien kemiallinen stabiliteetti voi vaihdella. Näitä kerroksia tulisi mahdollisuuksien mukaan häiritä mahdollisimman vähän toiminnan ja sulkemisen yhteydessä. Sulkemisen jälkeen peittorakenteiden tehtävänä on estää hapen kulkua kaikkiin kerroksiin ja rajoittaa läjityksen läpi kulkevaa veden virtausta. Tässä esitetyt arviot perustuvat käsitteelliseen ja yleisluontoiseen tarkasteluun. Arvioita laadittaessa ei ole ollut käytettävissä esimerkiksi läjitettävän kipsisakan laatutietoja eikä johtopäätöksiä ole vahvistettu numeerisin perustein. Lähteet: Al. T. & Blowes, D A geochemical, hydrogeological and hydrological study of the tailings impoundment at the Falconbridge Limited, Kidd Creek Division metallurgical site, Timmins, Ontario. MEND Report d Blowes, D. & Jambor, J The porewater chemistry and the mineralogy of the vadose zone of sulfide tailings, Waite Amulet, Quebec, Canada. s Appl. Geochem. 5. Blowes, D. Reardon, E., Jambor, J. & Cherry, J The formation and potential importance of cemented layers in inactive sulfide mine tailings. s Geochim. Cosmochim. Acta 55. Moncur, M., Ptacek,C., Blowes, D. & Jambor, J Fate and transport of metals from an abandoned tailings impoundment after 70 years of sulfide oxidation, s Proceedings of Sudbury '03, mining and the environment III, May 2003, Sudbury, Ontario.