Haitta-aineiden sitoutuminen sedimenttien stabiloinnissa. Satamien ympäristöverkon teemapäivä,

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Haitta-aineiden sitoutuminen sedimenttien stabiloinnissa. Satamien ympäristöverkon teemapäivä,"

Pia Juusonen
6 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Haitta-aineiden sitoutuminen sedimenttien stabiloinnissa Satamien ympäristöverkon teemapäivä, Noora Lindroos, Ramboll Finland Oy,

2 TUTKITUT MATERIAALIT SEDIMENTTINÄYTTEET Suomi: Kokkolan satama Länsisatama, Helsinki Kymijoki Puola: Gdynian satama Liettua Klaipedan satama SIDEAINEET Eri sementtilaatuja Masuunikuonajauhe Kalkki Lentotuhka Palavankiventuhka Kasavarastoitu dihydraatti kipsi

TUTKIMUSMENETELMÄT Sedimenttinäytteille:

3 TUTKIMUSMENETELMÄT Sedimenttinäytteille: Geotekniset peruskokeet Haitta-aineiden kokonaispitoisuudet Tekniset tutkimukset stabiloidulle sedimentille : 1-aksiaalinen puristuslujuus Vedenläpäisevyys Ympäristökelpoisuustutkimukset stabiloidulle sedimentille: Liukoisuustestejä Toksisuustestejä

4 TEKNISTEN TUTKIMUSTEN TULOKSIA 150 kpa tavoitelujuus voidaan saavuttaa 90 vrk:ssa seuraavilla sideainevaihtoehdoilla: kg/m 3 sementtiä kg/m 3 sementtiä kg/m 3 lentotuhkaa kg/m 3 sementtiä kg/m 3 0 palavankiventuhkaa Compression strength [kpa] Sediment Sample from Port of Kokkola Ce, 90 d Variable Ce; Constant OSA 150 kg/m3, 90 d Variable Ce; Constant FA 150 kg/m3, 90 d Amount of cement [kg/m 3 ] Esimerkkinä m 3 sedimenttiä stabiloidaan: t sementtiä t sementtiä t sementtiä sideainekustannukset!

5 TEKNISTEN TUTKIMUSTEN TULOKSIA, PITKÄAIKAISLUJITTUMINEN Loppulujuus: Sementti-kipsi seos: 90 päivää Sementti-kipsi-LT-seos:180 päivää 1-axial compression strength [kpa] OSA 200 Ce+OSA Ce+OSA+DI Ce+DI Sediment from Port of Kokkola Curing time [d] Sementti-PKT-seos ja PKT: lujittuminen jatkuu vuoden Sideainemäärää voidaan optimoida, mikäli pitkäaikaislujittuminen tunnetaan

6 TEKNISTEN TUTKIMUSTEN TULOKSIA SEDIMENTIN OMINAISUUDET Sediementin korkea vesipitoisuus tai orgaanisen aineksen määrä heikentää saavutettavaa lujuutta vakiosideainemäärällä Myös muita tekijöitä: rakeisuus, pilaantuneisuus, sulfidi/sulfaattipitoisuus Esimerkkinä Kokkolan sataman sedimentti (w 0 = 50 %) -> dramaattinen lasku lujuudessa vesipitoisuuden noustessa Compression strength [kpa] or Water content [%] Cement 150 kg/m 3, 90 d at +8 C LoI [%] Kokkola KS201 Klaipeda nr4 Klaipeda T3 Klaipeda nr5 + nr6 Gdynia Klaipeda nr1 + nr2 90 d UCS [kpa] W [%] LoI [%] axial compression strength [kpa] Sediment sample from Port of Kokkola Ce+FA , 90d Ce+FA , 90 d Water content [%]

7 TEKNISIÄ TULOKSIA, SEDIMENTIN OMINAISUUKSIA Tiheydellä ja vesipitoisuudella hyvä korrelaatio voidaan mitata laadunvalvontaparametrina vesipitoisuuden sijaan 2400 Port of Kokkola, Finland 2200 River Kymi, Finland Density / kg/m y = 3747,4x -0,205 R² = 0,9783 Port of Gdynia, Poland Port of Klaipeda, Lithuania West harbour, Finland River Aura, Finland Deposit Basin, Kokkola w / %

8 LIUKOISUUSTUTKIMUKSIA, KOESUUNNITELMA Tutkitut sedimentit: Kokkola Kymijoki Gävle

9 LIUKOISUUSTUTKIMUSTEN TULOKSIA Liukoisuuksia testattiin 2-vaiheisella ravistelutestillä (SFS-EN )

10 LIUKOISUUSTUTKIMUKSET, ANALYSOIDUT AINEET Hg, Ag, As, Ca, Co, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, Mo, Ni, Pb, Se, Tl, V, Zn, Cd, SO 4, Cl Pitoisuudet analysoitiin seuraavin menetelmin: ICP-OES (Inductively coupled plasma) metallit CV-AAS (cold vapour atomic absorption spectroscopy) elohopea IC (ion chromatography) anionit

11 LIUKOISUUSTUTKIMUKSET, SIDEAINEET, KROMI Cumulative leaching 8,00 7,00 6,00 5,00 [mg/kg] 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 cement fly ash oil shale ash gypsum Gävle fly ash Cr 6,21 7,42 1,23 0,00 0,41 Inert waste limit 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5

12 LIUKOISUUSTUTKIMUKSET, SIDEAINEET, LYIJY

13 LIUKOISUUSTUTKIMUKSET, SIDEAINEET, SULFAATTI

14 LIUKOISUUSTESTIEN TULOKSIA, KOKKOLAN SATAMA Sample code Added binders [kg/m3] Reference values for contaminated soil* Zn tot [mg/kg] Cd tot [mg/kg] Acceptance criteria for landfills*** Zn L/S 10 [mg/kg] Cd L/S 10 [mg/kg] Threshold value Lower guideline value Inert waste 4 0,04 Regular inorganic + Higher guideline treated value hazardous waste 50 1 Hazardous waste limit value** Hazardous waste KS201, aged sample ,95 < KS201, aged sample Ce 50 0,12 < KS201, aged sample Ce+BFS ,24 < KS201, aged sample Ce+FA ,01 < KS201, aged sample Ce+DI ,16 < KS201, aged sample Ce+BFS+FA ,01 < KS201, aged sample Ce+BFS+DI < < KS201, aged sample Ce+FA+DI ,13 < KS201, aged sample Ce+BFS+FA+DI < < KS201, aged sample Ce+BFS+FA+DI ,48 < KS201, aged sample Ce+BFS+FA+DI < < KS201, aged sample Ce+BFS+FA+DI < < * Finnish Govermanet Decree on the Assessment of Soil Contamination and the Remediation Need (214/2007) ** Hazardous waste limit values applied in Finland *** The Amendment of Government Decision on Landfills 202/2006 in Finland

15 LIUKOISUUSTUTKIMUSTEN TULOKSIA, SINKIN LIUKOISUUS Sinkin kokonaispitoisuus 3300 mg/kg

16 LIUKOISUUSTUTKIMUSTEN TULOKSIA, SULFAATIN LIUKOISUUS Sulfaatin liukoisuus korreloi kipsin määrän kanssa

17 LIUKOISUUSTUTKIMUSTEN TULOKSIA, Cu, Mo, Ni, Se liukoisuudet ylittivät useimmissa seoksissa pysyvän jätteen rajaarvon, mutta alittivat selvästi tavanomaisen jätteen raja-arvon Muiden metallien ja kloridin liukoisuudet alittivat selvästi pysyvän jätteen raja-arvot Sulfaatin liukoisuudessa todettiin tavanomaisen jätteen liukoisuusraja-arvojen ylityksiä

18 PÄÄTELMIÄ Pilaantuneen sedimentin stabiloinnilla sedimentin teknisiä ominaisuuksia parannetaan, jotta sitä voidaan hyödyntää maarakentamisessa Samalla erityisesti metallien kulkeutuvuutta voidaan vähentää, niiden liukoisuutta pienentämällä

19 KIITOS!

Samankaltaiset tiedostot

ENERGIA- JA METSÄTEOLLISUUDEN TUHKIEN YMPÄRISTÖKELPOISUUS

ENERGIA- JA METSÄTEOLLISUUDEN TUHKIEN YMPÄRISTÖKELPOISUUS NOORA LINDROOS, RAMBOLL FINLAND OY noora.lindroos@ramboll.fi TUTKIMUKSEN LÄHTÖKOHDAT JA TAVOITTEET Ohjausryhmä: Ympäristöministeriö Metsäteollisuus