Vastaanottaja Riikinvoima Oy Asiakirjatyyppi Koosteraportti Päivämäärä RIIKINVOIMAN JÄTTEENPOLTTOLAITOKSEN TUHKIEN ANALYYSITULOKSET

Transkriptio

1 Vastaanottaja Riikinvoima Oy Asiakirjatyyppi Koosteraportti Päivämäärä RIIKINVOIMAN JÄTTEENPOLTTOLAITOKSEN TUHKIEN ANALYYSITULOKSET

2 TIIVISTELMÄ Päivämäärä Laatinut Valtteri Laine, LUT Kuvaus Asiakirja sisältää Riikinvoiman laitoksella syntyvien tuhkien perusmäärityksen analyysitulokset ja ensimmäiset tulokset seurantajaksolta.

3 SISÄLLYSLUETTELO SYMBOLI- JA LYHENNELUETTELO 5 JOHDANTO 6 TULOKSET PERUSMÄÄRITTELYSTÄ JA SEURANTAJAKSOSTA POHJATUHKA KARKEA, PTK POHJATUHKA HIENO, PTH LENTOTUHKA, LT SAVUKAASUNKÄSITTELYJÄÄNNÖS, SKJ MUUT SUORITETUT ANALYYSIT ANALYYSEIHIN KÄYTETYT STANDARDIT JA MENETELMÄT 20 YHTEENVETO 21 LÄHDELUETTELO 22 LIITE I 23 ANALYYSIEN TULOKSIEN VERTAILUARVOT (331/2013 JA 403/2009) 23 LIITE II 24 KARKEAN POHJATUHKAN KOKOJAKAUMA 24 HIENON POHJATUHKAN KOKOJAKAUMA 25

4 5 SYMBOLI- JA LYHENNELUETTELO Lyhenteet ANC AOX BTEX DOC L.O.I. LT ND PAH PCB PTH PTK SKJ TDS TOC Haponneutralointikapasiteetti Adsorboituvat orgaaniset halogeeniyhdisteet Bentseeni, tolueeni, etyylibentseeni ja ksyleeni Liuennut orgaaninen hiili Hehkutushäviö Lentotuhka Komponenttien kaikki analyysitulokset alle standardin määritysrajan Polysyklinen aromaattinen hiilivety Polykloorattu bifenyyli Pohjatuhka, hieno Pohjatuhka, karkea Savukaasunkäsittelyjäännös Liuenneet aineet yhteensä Orgaanisen hiilen kokonaismäärä

5 6 JOHDANTO Näytteille suoritettavat analyysit on jaettu kolmeen ryhmään; taso 1 on perusmäärittely, taso 2 laadunvalvonta ja taso A (=Andritz) on kattilatoimittajan toiveet analyysien suhteen. Näytteitä on kuutta erilaista: karkeaa ja hienoa pohjatuhkaa, lentotuhkaa, savukaasunkäsittelyjäännöstä, petituhkaa ja kierrätyspolttoaine. Näytteistä neljä on laitokselta poistuvia jätevirtoja: pohjatuhkat (PTK&PTH), lentotuhka (LT) ja savukaasunkäsittelyjäännös (SKJ). Näihin näytteisiin liittyy lainmukaisia velvoitteita tehtäville analyyseille, lisäksi ympäristöluvan lupamääräyksien mukaisesti kierrätyspolttoaineelle tulee suorittaa analyysejä savukaasujen määräaikaispäästömittauksien yhteydessä. Petituhkalle, lentotuhkalle, hienolle pohjatuhkalle ja kierrätyspolttoaineelle tehdään lisäksi laitostoimittajan toivomia testejä. Laitoksella syntyvien jätetuhkien ulkoiset ominaisuudet on esitetty kuvassa 1.1. Kuva 1.1. Laitoksella syntyvät jätetuhkan jakeet.

6 7 TULOKSET PERUSMÄÄRITTELYSTÄ JA SEURANTAJAKSOSTA Syntyvien jätetuhkajakeiden näytteenotto perusmääritykseen suoritettiin standardiin SFS-EN perustuvan näytteenottosuunnitelman mukaisesti. Näytteenottosuunnitelmasta poiketen yksittäisnäytteitä ei saatu kerättyä 10 kappaletta kokoomanäytettä varten, johtuen odottamattomista tuotannollisista seikoista. Kokoomanäytteet muodostettiin 5-6 kappaleesta yksittäisnäytteitä per jätejae. Suunniteltu ja toteutettu seurantajakso tuhkan koostumuksen lainsäädännön kannalta keskeisten ominaisuuksien valvomiseksi varmistaa perusmäärityksen tulokset. Seurantajakson näytteitä ei sekoitettu. Perusmäärityksen analyyseista on pääosin vastannut Labtium Oy (FINAS testauslaboratorio T025, akkreditoitu SFS-EN ISO/IEC standardin mukaisesti), jonka alihankkijoina osassa testejä ovat toimineet Eurofins Scientific Finland Oy, Ahma ympäristö Oy, Savo-Karjalan Ympäristötutkimus Oy ja Savonia-AMK. Osa analyyseistä on suoritettu Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa ja Savonia-AMK:ssa (ei alihankintana). Seurantajakson analyyseistä on vastannut Eurofins Scientific Finland Oy. Valtioneuvoston asetus eräiden jätteiden hyödyntämisestä maarakentamisessa annetun valtioneuvoston asetuksen liitteiden muuttamisesta 403/2009 ei suoraan sovellu jätteenpoltossa syntyvien tuhkien hyötykäytön määrittelyyn. Taulukon raja-arvot kuitenkin antavat hyvän kuvan mitä jätteenpolttolaitoksen tuhkien tulisi olla, jotta hyötykäyttö maarakentamiseen olisi edes teoriassa mahdollista. Raja-arvot on esitetty liitteessä 1. Liitteen I taulukon muut raja-arvot ovat valtioneuvoston asetuksesta kaatopaikoille 331/2013. Seuraavissa kappaleissa on esitetty kunkin neljän tuhkajakeen perusmäärityksen ja seurantajakson tulokset ja vertailtu niitä raja-arvoihin. Taulukoissa vihreä väri kuvaa arvon olevan sallitun rajoissa ja keltainen tarkoittaa ylitystä pysyvälle jätteelle. Oranssi kuvaa ylitystä tavanomaisen jätteen rajaarvoihin ja punainen arvon ylittävän kaikki raja-arvot. Tason 2, seurantajakson, määrityksissä elohopean ja kadmiumin liukoisuudet olivat merkittävästi alle tason 1 perusmäärityksen. Kyseiset aineet eivät ilmeisesti ole helposti liukenevassa muodossa, mahdollista hyötykäyttöä varten tämä seikka on huomioitava testauksessa.

7 8 2.1 Pohjatuhka karkea, PTK Taulukko 2.1. Karkean pohjatuhkan perusmäärityksen ja seurantajakson tulokset pitoisuuksille. Vna 331/2013 raja-arvot kaatopaikalle Vna 403/2009 Pitoisuudet [mg/kg ka ] Pysyvä Tavanomainen Vaarallinen raja-arvot PTK 1 (1) PTK 1 (2) PTK 1 (3) PTK 2 (1) PTK 2 (2) PTK 2 (3) PTK 2 (4) Arseeni As 50 7,86 7,99 10,2 7,0 9,2 7,2 6,1 Barium Ba Kadmium Cd 15 1,43 1,4 3,2 2,7 2,9 2,3 2,6 Kromi yht. Cr ,4 97,7 248, Kupari Cu Lyijy Pb , Molybdeeni Mo 50 3,51 3,54 8,7 10,0 7,0 4,0 22,0 Sinkki Zn Vanadiini V ,3 14,9 17, TOC (3 %) (5 %) (6 %) <500 BTEX 6 ND PCB ND Min. öljyt (C 10 -C 40 ) 500 ND PAH /40 ND ANC [H + mol/kg] "aina tutkittava ja arvioitava" 1,2 Karkean pohjatuhkan pitoisuudet eivät ylitä 331/2013-asetuksen raja-arvoja kaatopaikalle sijoittamiseksi. Analyysitulokset olivat kaikille komponenteille alle määritysrajan (tulos ND). Mahdollista hyötykäyttöä varten maarakentamisessa karkea pohjatuhka sisältää kuparia kertaa yli raja-arvon. Tason 2 määrityksessä lyijyn pitoisuus ylitti raja-arvon 2-4-kertaisesti ja yhdessä näytteessä sinkkiä oli hieman yli raja-arvon. Muut pitoisuudet alittavat raja-arvot selvästi. Hapon neutralointikyky ANC karkealla pohjatuhkalla ei ole erityisen korkea. PTK 1 (3) näytteestä poistettiin ennen pitoisuuden määritystä isoja lasinpaloja, vaikutus tuloksen tarkkuuteen on arvioitu pieneksi.

8 9 Taulukko 2.2. Karkean pohjatuhkan perusmäärityksen ja seurantajakson tulokset liukoisuudelle. Vna 331/2013; L/S=10 Vna 403/2009; L/S=10 Liukoisuudet [mg/kg ka ] Pysyvä Tavanomainen Vaarallinen Peitetty Päällystetty PTK 1 PTK 2 (1) PTK 2 (2) PTK 2 (3) PTK 2 (4) Antimoni Sb 0,06 0,7 5 0,06 0,18 <0,13 0,43 0,39 0,41 0,48 Arseeni As 0, ,5 1,5 <0,05 0,02 <0,01 0,03 0,03 Barium Ba ,5 1,6 2,3 1,8 2,4 Elohopea Hg 0,01 0,2 2 0,01 0,01 0,05 <0,002 <0,002 <0,002 <0,002 Fluoridi F <2 <5 <5 <5 <5 Kadmium Cd 0, ,04 0,04 <0,05 <0,003 0,007 <0,003 <0,003 Kloridi Cl Kromi yht. Cr 0, ,5 3 <0,16 0,47 1,4 0,72 0,6 Kupari Cu <0,06 <0,05 0,07 0,28 0,29 Lyijy Pb 0, ,5 1,5 <0,05 0,12 0,26 0,3 3,5 Molybdeeni Mo 0, ,5 6 <0,05 0,62 0,57 0,53 0,43 Nikkeli Ni 0, ,4 1,2 <0,05 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 Seleeni Se 0,1 0,5 7 0,1 0,5 <0,05 <0,01 0,03 0,02 0,02 Sinkki Zn <0,6 0,2 0,3 0,5 0,5 Sulfaatti SO Vanadiini V 2 3 <0,2 DOC <1 1,5 2,5 2,9 TDS ph [-] L/S=2 >6,0 12,10 11,50 11,60 11,9 12,1 fenoli-indeksi 1 <0,08 Karkea pohjatuhka alitti suurimmaksi osaksi 331/2013-asetuksen raja-arvot pysyvälle jätteelle. Raja-arvot ylittyivät antimonin, kromin, molybdeenin, sulfaatin ja liuennut materiaali yhteensä TDS:n osalta, kuitenkin selvästi ali tavanomaisen jätteen raja-arvojen. Yksittäisiä ylityksiä oli elohopealla, kadmiumilla ja lyijyllä, kuitenkin selvästi ali tavanomaisen jätteen raja-arvojen. Mahdollista hyötykäyttöä varten maarakentamisessa antimonin, elohopean, kadmiumin, kromin, molybdeenin ja sulfaatin liukoisuuksia tulisi tarkastella tarkemmin. Yksinkertaisten käsittelytekniikoiden, kuten vanhentamisen, vaikutus liukoisuuksiin tulisi tutkia karkealla pohjatuhkalle. Liukoisuustestin sujuvuuden varmistamiseksi näytteestä poistettiin yksittäisiä kappaleita, esitetty kuvassa 2.1. Poistetuilla esineillä ei arvioida olevan merkittävää vaikutusta testin tuloksiin.

9 Kuva 2.1. Karkean pohjatuhkan näytteestä ennen tason 1 liukoisuustestiä poistetut kappaleet. 10

10 Pohjatuhka hieno, PTH Taulukko 2.3. Hienon pohjatuhkan perusmäärityksen ja seurantajakson tulokset pitoisuuksille. Vna 331/2013 raja-arvot kaatopaikalle Vna 403/2009 Pitoisuudet [mg/kg ka ] Pysyvä Tavanomainen Vaarallinen raja-arvot PTH 1 (1) PTH 1 (2) PTH 1 (3) PTH 2 (1) PTH 2 (2) PTH 2 (3) PTH 2 (4) Arseeni As 50 18,2 18,3 8,5 17,0 15,0 21,0 16,0 Barium Ba Kadmium Cd 15 5,54 5,2 3,5 4,9 6,1 7,3 5,7 Kromi yht. Cr , Kupari Cu Lyijy Pb , Molybdeeni Mo 50 11,1 10,5 2,8 8,0 13,0 21,0 14,0 Sinkki Zn Vanadiini V ,5 8, TOC (3 %) (5 %) (6 %) <500 BTEX 6 ND PCB ND Min. öljyt (C 10 -C 40 ) 500 ND PAH /40 ND ANC [H + mol/kg] "aina tutkittava ja arvioitava" 2,8 Hienon pohjatuhkan pitoisuudet eivät ylitä 331/2013-asetuksen raja-arvoja kaatopaikalle sijoittamiseksi. Analyysitulokset olivat kaikille komponenteille alle määritysrajan (tulos ND). Mahdollista hyötykäyttöä varten maarakentamisessa hieno pohjatuhka sisältää kuparia 2-17-kertaa yli raja-arvon. Lyijyllä neljä ja sinkillä viisi seitsemästä tuloksesta ylitti raja-arvot. Muut pitoisuudet alittavat raja-arvot selvästi. Hapon neutralointikyky ANC hienolla pohjatuhkalla on kohtuullinen.

11 12 Taulukko 2.4. Hienon pohjatuhkan perusmäärityksen ja seurantajakson tulokset liukoisuudelle. Vna 331/2013; L/S=10 Vna 403/2009; L/S=10 Liukoisuudet [mg/kg ka ] Pysyvä Tavanomainen Vaarallinen Peitetty Päällystetty PTH 1 PTH 2 (1) PTH 2 (2) PTH 2 (3) PTH 2 (4) Antimoni Sb 0,06 0,7 5 0,06 0,18 0,3 0,33 <0,01 0,78 0,72 Arseeni As 0, ,5 1,5 <0,05 <0,01 <0,01 0,02 0,02 Barium Ba ,4 2,1 0,33 2,8 3,1 Elohopea Hg 0,01 0,2 2 0,01 0,01 0,06 <0,002 <0,002 <0,002 <0,002 Fluoridi F <2 <5 <5 <5 <5 Kadmium Cd 0, ,04 0,04 <0,05 <0,003 <0,003 <0,003 <0,003 Kloridi Cl Kromi yht. Cr 0, ,5 3 0,9 1,9 1,8 1,7 3 Kupari Cu <0,05 <0,05 0,09 0,35 0,49 Lyijy Pb 0, ,5 1,5 <0,05 0,02 0,06 0,06 0,27 Molybdeeni Mo 0, ,5 6 0,5 1,4 0,82 1 1,9 Nikkeli Ni 0, ,4 1,2 <0,05 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 Seleeni Se 0,1 0,5 7 0,1 0,5 <0,05 <0,01 0,02 0,02 0,03 Sinkki Zn <0,6 0,2 0,3 0,6 0,5 Sulfaatti SO Vanadiini V 2 3 0,1 DOC ,2 6,3 6,7 <1 TDS ph [-] L/S=2 >6,0 11,9 11,6 11,7 11,6 12,2 fenoli-indeksi 1 <0,08 Hieno pohjatuhka alitti suurimmaksi osaksi 331/2013-asetuksen raja-arvot pysyvälle jätteelle. Tavanomaisen jätteen raja-arvot ylittyivät kahdessa viidestä tuloksesta antimonilla, ylitykset kuitenkin pieniä. Lisäksi antimoni ylitti pysyvän jätteen raja-arvot kahdessa viidestä tuloksesta, ylitys selvä. Pysyvän jätteen raja-arvot ylittyivät kromin, molybdeenin ja sulfaatin osalta, kuitenkin selvästi ali tavanomaisen jätteen raja-arvojen. Yksittäisiä ylityksiä oli elohopealla ja kadmiumilla. Mahdollista hyötykäyttöä varten maarakentamisessa antimonin, elohopean, kadmiumin, kromin, molybdeenin ja sulfaatin liukoisuuksia tulisi tarkastella tarkemmin. Yksinkertaisten käsittelytekniikoiden, kuten vanhentamisen, vaikutus liukoisuuksiin tulisi tutkia hienolle pohjatuhkalle.

12 Lentotuhka, LT Taulukko 2.5. Lentotuhkan perusmäärityksen ja seurantajakson tulokset pitoisuuksille. Vna 331/2013 raja-arvot kaatopaikalle Vna 403/2009 Pitoisuudet [mg/kg ka ] Pysyvä Tavanomainen Vaarallinen raja-arvot LT 1 (1) LT 1 (2) LT 1 (3) LT 2 (1) LT 2 (2) LT 2 (3) LT 2 (4) Arseeni As 50 16,9 19,6 18,8 20,0 22,0 23,0 20,0 Barium Ba Kadmium Cd 15 30,1 30,3 27,8 42,0 35,0 35,0 27,0 Kromi yht. Cr , Kupari Cu Lyijy Pb Molybdeeni Mo 50 24,6 24, ,0 22,0 28,0 29,0 Sinkki Zn Vanadiini V ,3 36,2 32, TOC (3 %) (5 %) (6 %) 4000 BTEX 6 ND PCB ND Min. öljyt (C 10 -C 40 ) 500 ND PAH /40 ND ANC [H + mol/kg] "aina tutkittava ja arvioitava" 6,6 Lentotuhkan pitoisuudet eivät ylitä 331/2013-asetuksen raja-arvoja kaatopaikalle sijoittamiseksi. Analyysitulokset olivat kaikille komponenteille alle määritysrajan (tulos ND), paitsi orgaanisen hiilen kokonaismäärä TOC, joka oli myös selvästi alle raja-arvon. Mahdollista hyötykäyttöä varten maarakentamisessa lentotuhka sisältää kuparia kertaa, sinkkiä 3-4-kertaa ja lyijyä kertaa yli raja-arvon. Kromin pitoisuudet ylittivät raja-arvon selvästi ja kadmium 2-3-kertaisesti. Muut pitoisuudet alittavat raja-arvot selvästi. Lentotuhkan koostumuksesta johtuen sen hapon neutralointikyky on korkea.

13 14 Taulukko 2.6. Lentotuhkan perusmäärityksen ja seurantajakson tulokset liukoisuudelle. Vna 331/2013; L/S=10 Vna 403/2009; L/S=10 Liukoisuudet [mg/kg ka ] Pysyvä Tavanomainen Vaarallinen Peitetty Päällystetty LT 1 LT 2 (1) LT 2 (2) LT 2 (3) LT 2 (4) Antimoni Sb 0,06 0,7 5 0,06 0,18 0,2 <0,01 <0,01 0,11 <0,01 Arseeni As 0, ,5 1,5 <0,08 <0,01 <0,01 0,02 <0,01 Barium Ba ,5 3,1 3,1 5,5 6,3 Elohopea Hg 0,01 0,2 2 0,01 0,01 0,3 <0,002 <0,002 <0,002 <0,002 Fluoridi F <2 <5 <5 <5 <5 Kadmium Cd 0, ,04 0,04 <0,05 0,008 0,009 0,012 <0,003 Kloridi Cl Kromi yht. Cr 0, ,5 3 0, Kupari Cu <0,05 <0,05 <0,05 0,1 0,07 Lyijy Pb 0, ,5 1,5 <0,05 <0,01 0,02 0,02 0,2 Molybdeeni Mo 0, , ,9 9 7,1 7,1 Nikkeli Ni 0, ,4 1,2 <0,05 <0,01 <0,01 0,05 <0,01 Seleeni Se 0,1 0,5 7 0,1 0,5 0,3 1,1 1,1 0,78 2,6 Sinkki Zn <0,6 0,1 0,1 0,4 0,4 Sulfaatti SO Vanadiini V 2 3 <0,05 DOC ,4 2,4 2,8 4,8 TDS ph [-] L/S=2 >6,0 9,43 10,1 10,4 10,4 10,3 fenoli-indeksi 1 <0,08 Lentotuhka ylitti 331/2013-asetuksen raja-arvot vaaralliselle jätteelle kloridin, kromin ja liuennut materiaali yhteensä TDS:n osalta. Tavanomaisen jätteen raja-arvo ylittyi yhdessä näytteessä elohopean osalta ja neljässä seleenillä, kuitenkin selvästi alle vaarallisen jätteen raja-arvon. Pysyvän jätteen raja-arvot ylittyivät antimonilla, kadmiumilla, molybdeenilla ja sulfaatilla. Hyötykäyttöä maarakennuksessa varten lentotuhkan liukoisuudet ylittivät raja-arvot useilla alkuaineilla ja pitoisuuksissa oli useita ylityksiä, hyötykäyttö maarakennuksessa ilman merkittävää jälkikäsittelyä ei ole todennäköisesti mahdollista.

14 Savukaasunkäsittelyjäännös, SKJ Taulukko 2.7. Savukaasunkäsittelyjäännöksen perusmäärityksen ja seurantajakson tulokset pitoisuuksille. Vna 331/2013 raja-arvot kaatopaikalle Vna 403/2009 Pitoisuudet [mg/kg ka ] Pysyvä Tavanomainen Vaarallinen raja-arvot SKJ 1 (1) SKJ 1 (2) SKJ 1 (3) SKJ 2 (1) SKJ 2 (2) SKJ 2 (3) SKJ 2 (4) Arseeni As 50 17,6 16, ,0 19,0 17,0 19,0 Barium Ba Kadmium Cd 15 31,9 32,5 29,5 39,0 42,0 38,0 34,0 Kromi yht. Cr , Kupari Cu Lyijy Pb Molybdeeni Mo 50 19,3 19,5 18,4 20,0 21,0 23,0 28,0 Sinkki Zn Vanadiini V ,2 26,5 24, TOC (3 %) (5 %) (6 %) BTEX 6 ND PCB ND Min. öljyt (C 10 -C 40 ) 500 ND PAH /40 0,9 5,97 0,6 0,26 0,97 ANC [H + mol/kg] "aina tutkittava ja arvioitava" 7,7 Savukaasunkäsittelyjäännöksen orgaanisen hiilen kokonaismäärä TOC ylittää 331/2013-asetuksen raja-arvon pysyvälle jätteelle, kuitenkin alle tavanomaisen jätteen raja-arvon. Muut analyysitulokset olivat kaikille komponenteille alle määritysrajan (tulos ND), paitsi polysykliset aromaattiset hiilivedyt PAH 16, joka oli myös selvästi alle raja-arvon. Mahdollista hyötykäyttöä varten maarakentamisessa savukaasunkäsittelyjäännös sisältää kuparia kertaa, sinkkiä 2-4- kertaa ja lyijyä 9-12-kertaa yli raja-arvon. Kromin pitoisuudet ylittivät raja-arvon hieman yhdessä mittauksessa ja kadmiumilla kaikissa mittauksissa 2-3-kertaisesti. Muut pitoisuudet alittavat rajaarvot selvästi. Savukaasunkäsittelyjäännöksen koostumuksen takia sen hapon neutralointikyky on korkea.

15 16 Taulukko 2.8. Savukaasunkäsittelyjäännöksen perusmäärityksen ja seurantajakson tulokset liukoisuudelle. Vna 331/2013; L/S=10 Vna 403/2009; L/S=10 Liukoisuudet [mg/kg ka ] Pysyvä Tavanomainen Vaarallinen Peitetty Päällystetty SKJ 1 SKJ 2 (1) SKJ 2 (2) SKJ 2 (3) SKJ 2 (4) Antimoni Sb 0,06 0,7 5 0,06 0,18 0,3 0,28 0,4 0,08 0,29 Arseeni As 0, ,5 1,5 <0,15 0,01 <0,01 0,01 0,03 Barium Ba Elohopea Hg 0,01 0,2 2 0,01 0,01 0,2 <0,002 <0,002 <0,002 <0,002 Fluoridi F <2 18,8 <5 <5 <5 Kadmium Cd 0, ,04 0,04 <0,05 0,036 0,086 0,011 0,13 Kloridi Cl Kromi yht. Cr 0, ,5 3 <0,15 0,44 <0,01 0,46 0,25 Kupari Cu <0,2 0,6 0,55 0,11 0,15 Lyijy Pb 0, ,5 1,5 <0,11 0,01 0,05 0,07 0,05 Molybdeeni Mo 0, , ,4 3,1 2,4 Nikkeli Ni 0, ,4 1,2 <0,07 <0,01 0,04 <0,01 <0,01 Seleeni Se 0,1 0,5 7 0,1 0,5 0,2 0,44 0,79 0,42 0,49 Sinkki Zn <0,6 0,2 1,4 0,2 0,2 Sulfaatti SO Vanadiini V 2 3 <0,07 DOC ,7 <1 4,8 2,7 TDS ph [-] L/S=2 >6,0 9,44 9,2 9,2 9,6 8,9 fenoli-indeksi 1 <0,08 Savukaasunkäsittelyjäännös ylitti 331/2013-asetuksen raja-arvot vaaralliselle jätteelle kloridin ja liuennut materiaali yhteensä TDS:n osalta. Tavanomaisen jätteen raja-arvo ylittyi yksissä näytteissä elohopean ja seleenin osalta, kuitenkin selvästi alle vaarallisen jätteen raja-arvon. Pysyvän jätteen raja-arvot ylittyivät antimonilla, bariumilla kadmiumilla, molybdeenilla, seleenillä ja sulfaatilla. Yksittäinen ylitys pysyvän jätteen raja-arvoihin oli fluoridilla. Hyötykäyttöä maarakennuksessa varten savukaasunkäsittelyjäännöksen liukoisuudet ylittivät rajaarvot useilla alkuaineilla ja pitoisuuksissa oli useita ylityksiä, hyötykäyttö maarakennuksessa ilman merkittävää jälkikäsittelyä ei ole todennäköisesti mahdollista.

16 Muut suoritetut analyysit Liuokset Taulukko 2.9. Tuhkille suoritetut muut analyysit. PTK 1 (1) PTK 1 (2) PTH 1 (1) PTH 1 (2) LT 1 (1) LT 1 (2) SKJ 1 (1) SKJ 1 (2) Ammonium NH + 4 [mg/kg ka ] 1,52 0,094 1,792 8,718 AOX [mg/kg ka ] <0,1 <0,1 0,13 0,3 Nitriitti NO - 2 [mg/kg ka ] 6,234 1,842 0,266 0,204 Syanidi CN - [mg/kg ka ] <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 ph [-] (L/S 2 ; L/S 8) Sähkönjohtavuus [ms/m] (2;8) Koostumus [mg/kg ka ] kuiva-aineksen osuus 11,5-12,1 ; 10,9-11, ; 64,7-88,4 11,6-11,9 ; 10,8-11, ; 58,7-61,1 9,43-10,4 ; 9,37-10, ; Vesi H 2 O 0,02 % 0,02 % 0,28 % 0,21 % 9,2-9,44 ; 7,4-9, ; 87, ,9-100 % 99,4-99,8 % 99,2-100 % % Kloori Cl 0,04 % 0,10 % 7,10 % 12,60 % Alumiini Al ; metallinen (%) 6800 ; 0, ; 0, ; 0, ; 0, ; 5, ; 2, ; 3, ; 4,02 Elohopea Hg <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 0,0815 0,0795 6,62 4,1 Tina Sn 62,4 72,0 141,5 114,1 Koboltti Co 10,1 10,4 52,9 40,6 Seleeni Se 0,3 0,2 3,2 2,4 Antimoni Sb 90,9 43,8 250,6 206,1 Nikkeli Ni 86,8 65,2 131,3 102,4 Tallium Tl <0,02 <0,02 0,3 0,4 Mangaani Mn 296,6 267,7 1005,4 760,6 Fosfori P Natrium Na Kalium K Hopea Ag 1,8 1,7 15,7 15,9 Kulta Au <0,03 <0,03 0,4 0,4 Beryllium Be 0,3 0,2 0,7 0,6 Cerium Ce 18,0 12,2 32,6 25,9 Dysprosium Dy 1,2 0,7 1,5 1,2 Erbium Er 0,7 0,4 0,7 0,6 Europium Eu 0,3 0,2 0,9 0,7 Gallium Ga 4,5 3,3 15,6 10,2 Gadolinium Gd 1,4 1,1 2,3 1,8 Germanium Ge 0,2 0,2 0,6 0,4 Holmium Ho 0,2 0,1 0,3 0,2 Indium In 0,2 0,1 0,2 0,1 Iridium Ir <0,002 <0,002 <0,002 <0,002 Lantaani La 9,6 6,8 18,6 13,9 Lutetium Lu 0,1 0,052 0,1 0,1 Magnesium Mg Neodyymi Nd 7,8 9,2 12,0 8,9 Palladium Pd 0,08 0,10 0,32 0,23 Praseodyymi Pr 2,7 3,0 3,7 2,8 Platina Pt <0,03 <0,03 0,1 0,1 Rutenium Ru <0,04 <0,04 <0,04 <0,04 Skandium Sc 2,1 1,1 2,7 2,0 Samarium Sm 1,5 1,0 2,3 1,8 Terbium Tb 0,2 0,1 0,4 0,3 Tellurium Te <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 Tulium Tm 0,1 0,1 0,1 0,1 Yttrium Y 6,3 3,6 12,5 10,2 Ytterbium Yb 0,6 0,3 0,7 0,6

17 18 Tuhkien mahdollista hyötykäyttöä varten näytteistä testattiin 591/2006-asetuksen mukaisesti myös sähkönjohtavuus, ammonium, nitriitti, AOX, ph ja syanidi. Syanidia liuotustestin näytteistä ei löytynyt ja adsorboituneiden orgaanisten halogeeniyhdisteiden AOX pitoisuus uuttoliuoksissa oli vähäistä. Ammoniumin pitoisuus savukaasunkäsittelyjäännöksessä selittyy käytetyllä savukaasunpuhdistusmenetelmällä. Nitriitti karkean pohjatuhkan näytteessä on todennäköisesti peräisin liuotustestissä alkaneesta bakteeritoiminnasta, tuhka sisältää jonkin verran ravinteita. Pohjatuhkien ph oli korkea, lentotuhkalla ja savukaasunkäsittelyjäännöksellä alempi. Sähkönjohtavuus L/S=2 liuoksessa oli erittäin korkea lentotuhkalle ja savukaasunkäsittelyjäännöksellä. Tuhkat olivat kaikki hyvin kuivia, kuiva-ainespitoisuus hyvin korkea ja kosteus alhainen. Lentotuhka ja savukaasunkäsittelyjäännös sisältävät molemmat merkittäviä määriä klooria. Selvästi suurin osa elohopeasta oli päätynyt savukaasunkäsittelyjäännökseen, pohjatuhkissa pitoisuus alle havaintorajan ja lentotuhkassa vain pieniä määriä. Tuhkille suoritettiin ICP-MS-tekniikalla kattava alkuainetestaus, koska kustannus oli sama kuin yksittäisille alkuaineille ja mahdollinen hyötykäyttö lainsäädännön ulkopuolisiin kohteisiin saattaa tarvita tuloksia. Tuloksien perusteella tuhkat sisältävät jonkin verran arvokkaita metalleja, pitoisuudet keskimäärin pieniä. Taulukon 2.9 numeroinnista poiketen alumiini määritettiin näytteistä 2 (3) ja 2 (4). Määritys suoritettiin kuningasvesiuutolla ja metallisen osuus määritettiin erikseen, tuhkien sisältämän alumiinisilikaatin (hiekka) takia % -muodossa esitetty tulos on luotettavampi alumiinin määrän arvioinnissa. Tuhkajakeille määritettiin lisäksi entalpiakäyrät, jotta tuhkien mukana poistuvaa lämpövirtaa voidaan arvioida. Tulokset saatiin DSC-laitteen tuottamista kuvaajista, välillä C. Savukaasunkäsittelyjäännöksen tuloksiin vaikutti C kemiallinen reaktio, josta vapautui lämpöä.

18 h [kj/kg] Entalpiakäyrät y = -0,0042x 2 + 3,3626x + 56,689 R² = 0,9706 y = 1,4547x - 37,556 R² = 0,9907 y = 0,681x + 36,776 R² = 0,9884 y = 0,5686x - 40,58 R² = 0, T [ o C] PTK PTH LT SKJ Linear (PTK) Linear (PTH) Linear (LT) Poly. (SKJ) Kuva 2.2. Tuhkajakeiden entalpiakäyrät (käyttö: x= T [ C]). Lisäksi tuhkien kokojakauma selvitettiin, tulokset on esitetty liitteessä II. Alkuperäisestä suunnitelmasta poiketen kokojakaumaa ei määritetty lentotuhkalle ja savukaasunkäsittelyjäännökselle, sillä molemmat olivat liian hienojakoisia mekaaniselle siivilälle. Karkean pohjatuhkan massasta noin puolet kertyi >4mm partikkeleista. Karkean pohjatuhkan massasta 40 % kertyi <2mm partikkeleista, mikä saattaa viitata pohjatuhkan seulonnan heikkoon suorituskykyyn (liikaa hienoa ainesta karkean seassa). Hienossa pohjatuhkassa oli vain 0,5 % massasta partikkeleita väliltä 2-4mm ja >4mm massa oli 0 %, mikä viittaa että pohjatuhkan seulonta ei vuoda isoja partikkeleita hienolle puolelle. 60 % massasta oli välillä 0,25-0,5mm ja 20 % väliltä 0,125-0,25mm.

19 Analyyseihin käytetyt standardit ja menetelmät Näytteistä kuiva-aine määritettiin standardin EN mukaisesti. Öljyhiilivedyt (C10-C40) määritettiin menetelmällä EN BTEX-yhdisteiden summa määritettiin menetelmällä EN ISO PCB-7 määritykseen käytettiin standardia EN PAH-16 määritykseen standardia ISO Haponneutralointikapasiteetti ANC määritettiin standardin CEN/TS 15364:2006 mukaisesti. Arseenin, bariumin, kadmiumin, kromin, kuparin, kaliumin, molybdeenin, natriumin, fosforin, lyijyn, vanadiinin ja sinkin pitoisuudet määritettiin akkreditoidulla ICP-OES-tekniikalla, kuningasvesiliuotus standardin SFS-ISO (vastaa SFS-EN standardia) mukaisesti. Kosteus määritettiin gravimetrisesti (menetelmä ISO 589). Elohopean pitoisuus määritettiin akkreditoidusti pyrolyyttisesti. Kloorin pitoisuus määritettiin standardin SFS-EN ISO mukaisesti. Perusmäärityksen liuotustesti suoritettiin standardin SFS-EN mukaisesti. Liuoksesta määritettiin Hg, Sb, As, Ba, Co, Cr, Cu, Pb, Mo, Ni, S, Se, Zn, ph ja sähkönjohtavuus standardin SFS-EN mukaisesti. Liuoksen AOX määritettiin standardin EN ISO 9562:2004 mukaisesti. Syanidi määritettiin standardin ISO mukaan. Liuoksen fenoli-indeksi määritettiin standardin EN ISO mukaisesti. Liuoksen ammonium määritettiin muunnetulla standardilla SFS Fluoridi, kloridi ja sulfaatti määritettiin liuoksesta standardin SFS-EN ISO mukaisesti. Kadmium ja vanadiini ICP-MS-tekniikalla standardin EN mukaisesti. Nitriitin määritykseen käytettiin standardia SFS-EN ISO 13395:1997. Liuennut orgaaninen hiili DOC määritettiin standardin SFS mukaisesti. Seurantajakson liuotustesti suoritettiin standardin EN mukaisesti. Liuoksen ph määritettiin DIN C5 menetelmällä. Sähkönjohtokyky määritettiin standardin EN mukaisesti. Uuttoliuoksen Al, As, Pb, Cd, Cr, Cu, Ni, Zn, Sb, Ba, Mo ja Se määritettiin standardin EN ISO mukaisesti. Elohopea määritettiin standardin EN ISO mukaisesti. Seurantajakson pitoisuudet määritettiin standardin EN ISO mukaisesti. Metallisen alumiinin pitoisuuden määritykseen käytettiin CEN/TS menetelmää.

20 21 YHTEENVETO Riikinvoiman jätteenpolttolaitoksella syntyville jätetuhkille suoritettiin näytteenottosuunnitelman ohjeistusta seuraten näytteenotto, ja näytteet lähetettiin testaukseen. Analyyseista saatuja tuloksia verrattiin valtioneuvoston asetus kaatopaikoista 331/2013 raja-arvoihin ja lisäksi valtioneuvoston asetus eräiden jätteiden hyödyntämisestä maarakentamisessa annetun valtioneuvoston asetuksen liitteiden muuttamisesta 403/2009 raja-arvoihin (ei suoraan sovellettavissa jätteenpoltossa syntyviin tuhkiin). Saatujen tuloksien perusteella karkea pohjatuhka soveltuisi sijoitukseen tavanomaisen jätteen kaatopaikalle. Hieno pohjatuhka soveltuu sijoitukseen vaarallisen jätteen kaatopaikalle, soveltuvuus tavanomaisen jätteen kaatopaikalle tulisi tutkia tarkemmin antimonin osalta (liukoisuus ylittyi 2/5 näytteessä vähäisesti). Mahdollista hyötykäyttöä varten maarakennuksessa molempien jakeiden kuparipitoisuutta tulisi alentaa, sekä seurata pohjatuhkien lyijyn ja sinkin pitoisuuksia. Liukoisuuden osalta molemmat ylittivät usean alkuaineen osalta raja-arvot peitetylle rakenteelle. Päällystettyihin rakenteisiin liukoisuuden raja-arvot ylittyivät säännönmukaisesti vain antimonilla molemmilla pohjatuhkilla. Yksinkertaisten ja kustannustehokkaiden jälkikäsittelymenetelmien, kuten esimerkiksi vanhentaminen, vaikutusta liukoisuuksiin tulisi tutkia hyötykäyttöä varten. Lentotuhka ja savukaasunkäsittelyjäännös eivät tulosten perusteella sovellu suoraan vaarallisen jätteen kaatopaikalle. Selvät ylitykset tapahtuivat kloridin ja liuenneet aineet yhteensä TDS osalta, joten ennen sijoitusta käsittely on tarpeen. Lentotuhkalla lisäksi kaksi näytettä viidestä ylitti hieman vaarallisen jätteen raja-arvon kromin liukoisuudelle. Hyötykäyttöä maarakentamisessa varten lentotuhka ja savukaasunkäsittelyjäännös sisältävät liian suuria pitoisuuksia useita eri alkuaineita (erityisesti lyijy), ja molemmista liukenee montaa alkuainetta liikaa. Käsittelyn vaikutus lentotuhkan ja savukaasunkäsittelyjäännöksen ominaisuuksiin tulisi tutkia hyötykäyttöä varten, mutta on epätodennäköistä että kumpikaan soveltuu hyötykäyttöön ilman merkittävää ja kallista käsittelyä.

21 22 LÄHDELUETTELO Valtioneuvoston asetus kaatopaikoista (331/2013). Valtioneuvoston asetus eräiden jätteiden hyödyntämisestä maarakentamisessa (591/2006). Valtioneuvoston asetus eräiden jätteiden hyödyntämisestä maarakentamisessa annetun valtioneuvoston asetuksen liitteiden muuttamisesta (403/2009). Valtioneuvoston asetus jätteen polttamisesta (151/2013). Jätelaki (646/2011).

22 LIITE I Analyysien tuloksien vertailuarvot (331/2013 ja 403/2009) 403/2009; L/S=10 l/kg (laatu=liukoisuus) 331/2013; L/S=10 l/kg liukoisuus Perustutkimus Laadunvalvontatutkimukset [mg/kg ka ] Pysyvä Tavanomainen Vaarallinen Pitoisuus Peitetty Päällystetty Antimoni Sb 0,06 0,7 5 0,06 0,18 Arseeni As 0, ,5 1,5 Barium Ba Elohopea Hg 0,01 0,2 2 0,01 0,01 Fluoridi F Kadmium Cd 0, ,04 0,04 Kloridi Cl Kromi yhteensä Cr kok 0, ,5 3 Kupari Cu Lyijy Pb 0, ,5 1,5 Molybdeeni Mo 0, ,5 6 Nikkeli Ni 0, ,4 1,2 Seleeni Se 0,1 0,5 7 0,1 0,5 Sinkki Zn Sulfaatti SO Vanadiini V DOC TDS ph [-] >6,0 fenoli-indeksi [mg/l] 1 TOC (3 %) (5 %) (6 %) BTEX 6 PCB 1 1 Min. öljyt (C10-C40) 500 PAH 40 20/40 ANC [-] "aina tutkittava ja arvioitava" LOI 10 %

23 LIITE II Karkean pohjatuhkan kokojakauma

24 Hienon pohjatuhkan kokojakauma