Kaivosten Ympäristöhaitat Vesistöille and Niiden Teknologiset Ratkaisut. Professori Simo O. Pehkonen Ympäristötieteiden Laitos UEF (Kuopio)

Transkriptio

1 Kaivosten Ympäristöhaitat Vesistöille and Niiden Teknologiset Ratkaisut Professori Simo O. Pehkonen Ympäristötieteiden Laitos UEF (Kuopio)

2 Taustaa

3 Taustaa

4 Elohopea Riski

5 Talvivaaran pohjavesituloksia, 2013

6 Talvivaaran pohjavesituloksia, 2013

7 Emäksinen ph Kalliojoen ja Kolmisoppeen lasketun veden emäksinen ph on/ on ollut todennäköisesti kalakuolemia aiheuttavia Kalliojoen ph hypähti happaman vuodon jälkeen arvosta 4.6 emäksiseksi arvoon 8.5. Laski sitten ph 6:een klo 03.00, mutta nousi samana päivänä erittäin emäksiseksi 11,6 jas 11,8 :aan ja on sitten kestänyt erittäin korkeana ainakin 5 vuorokautta, ph Viimeisessä mittauksessa on havaittu Kolmisopen ph:n nousseen syvyydestä riippuen jopa 8.1:een. Kainuun Ely:n mukaan vesien eliöstö on sopeutunut elämään ph:ssa SYKE: pdf -korkeassa ph:ssa esiintyvä ionisoitumaton ammoniakki on myrkyllistä kaloilla Ymparisto.fi: Lohikaloille, ahvenelle ja kiiskelle ph:n arvot > 9,2 ja särkikaloille > 10,8 aiheuttavat kidusvaurioita ja voivat olla tappavia (Svobodá ym. 1993). Korkein ilmoitettu arvo logaritmisella ph asteikolla oli 11,8.

8 Talvivaara Pintavedet, Toukokuu 2014

9 Raskasmetallit Vesissä taustani Lukuisia opiskelijoita (Master s, Ph.D.) tutkinut raskasmetallien kemiaa viimeisen vuoden ajan. Esim., elohopean kemialliset reaktiot ilmakehässä (vesifaasissa). Kromin, elohopean ja arseenin valokatalyyttiset reaktiot.

10 Metalli Joni Selektiiviset Adsorbentit (Huang et al., 2013, JCIS)

11 Adsorbentin Karakterisointi

12 Adsorbentin Synteesin Seuraaminen

13 Karboxyyli Funktionaalisuus

14 Valokuvat ja SEM-kuvat

15 ph:n Vaikutus Sorptioon

16 Adsorption Kinetiikka

17 Sorptio Desorptio Syklit

18 XPS mittaukset: Cd(II) Adsorbentin Pinnalla

19 Biopolymeeri Sovellus Me olemme nyt kahdella kaivoksella kaivoksen kuivanapitovesiä käsittelelmässä. Toinen on jo tehnyt päätöksen, että tulevat käyttämään meidän biopolymeerejä. Lähtöpitoisuudet kiintoaineessa ovat 9000 mg/l ja päästään 2 mg/l selkeytyksen jälkeen. Hyvät pointit ovat, ettei tuote myöskään vaikuta veden ph arvoon kuten alumiini tai rautapohjaiset. Kustannukset ovat olleet halvemmat kaivoskohteissa ja paljon paremmilla tuloksilla. Lisäksi meillä on haihdutusteknologiaa, jonka avulla saadaan kaikki veden epäpuhtaudet kuten sulfaatti poistettua. Lopputuote on tislattua vettä joka voidaan kierrättää takaisin prosessiin. Haihdutuksen liete / rikaste on myytävää tuotetta, eli ei synny lainkaan jätettä. Yhdellä laitteistolla saa käsiteteltyä m3 vettä/t. Meillä on labramittakaavan laitteisto ja peräkärryllä kulkeva laitteisto, jolla voidaan pilotoida kohteessa 100 l/t. Menetelmän käyttökustannukset ovat alle euro/m3. Ref. Jaakko Pellinen, OWA

20 Metallien Liikkuvuuteen ja Haittoihin Vaikuttavia Tekijöitä ph Veden sähkönjohtavuus NOM (tai TOC) pitoisuus ja koostumus Partikkelit (määrä, koko, koostumus ja varaus) Metallijonin pitoisuus

21 Miksi nämä? Erilaiset poistoteknologiat ja niiden tehokkuus riippuu paljon metalli jonin olotilasta (liukoinen (siis joko vesi tai muu epäorgaaninen kompleksi), orgaaninen kompleksi, partikkelien pinnalla, yms.) Metalli jonien toksisuus on myöskin ym. seikoista riippuvainen. Samoin metalli jonien liikkuvuus ja lopullinen kohtalo ympäristössä

22 Yhteenveto Metallien poisto kaivosvesistä tai niiden seuranta ja lopullinen kohtalo vaativat tarkkoja analyyttisiä mittauksia ja räätälöityjä teknologioita. Metalli jonien poisto on tehokkainta niissä kohteissa missä pilantuneen veden määrä on kohtuullinen ja metalli jonien pitoisuudet suhteellisen korkeat.

23 Yhteenveto Jos kaivoskohteissa tapahtuu vuotoja, metalli jonit pääsevät kulkeutumaan lähistön vesialueille, aiheuttaen erilaisia ympäristöhaittoja. Niiden ennustaminen ja minimisointi ovatkin jo sitten paljon hankalampia aiheita/ongelmia.

24 Kiitos! Kysymyksiä, kommentteja?

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37