TAUSTATIEDOT 211 16WWE993 14.3.212 TALVIVAARA SOTKAMO OY TALVIVAARAN KAIVOKSEN TARKKAILU 211 Osa I Tarkkailun taustatiedot
Talvivaaran kaivoksen tarkkailu v. 211 Osa I Tarkkailun taustatiedot 1 Sisältö 1 JOHDANTO... 1 2 VOIMASSA OLEVAT LUPAPÄÄTÖKSET JA TARKKAILUVELVOITE... 1 3 TOIMINNAN KUVAUS... 2 4 TARKKAILUALUE... 4 5 TARKKAILUVUODEN SÄÄ JA HYDROLOGISET OLOSUHTEET... 5 5.1 Säätila... 5 5.2 Veden korkeus ja virtaama... 7 6 VIITTEET... 9 Pohjakartta-aineistot Maanmittauslaitos, lupa nro 48/MML/12 Pöyry Finland Oy Pirkko Virta, FM Hanna Kurtti, DI Yhteystiedot PL 2, Tutkijantie 2 A 959 OULU puh. 1 3328 sähköposti etunimi.sukunimi@poyry.com www.poyry.fi
1 1 JOHDANTO Talvivaaran kaivoksen rakentaminen aloitettiin keväällä 27. Rakentamistyöt olivat käynnissä koko vuoden 28 ja samanaikaisesti käynnisteltiin myös tuotantoa, lähinnä louhintaa ja bioliuotusta. Vuonna 29 rakennustyöt jatkuivat ja tuotanto oli käynnissä, mutta se ei ollut jatkuvaa teknisten ongelmien vuoksi. Vuosina 21 211 tuotanto on ollut käynnissä koko vuoden. Vuonna 211 prosessivesiä johdettiin jälkikäsittelyyksiköille heinäkuuta lukuun ottamatta marraskuun alkuun asti. Talvivaaran kaivoksen tarkkailu on toteutettu voimassa olevan tarkkailusuunnitelman mukaisesti (Pöyry Environment Oy 27, täydennetty 28). Tarkkailuun on tullut joitain viranomaisten esittämiä muutoksia, jotka on esitetty tarkemmin kyseisen tarkkailuosan raportissa. Tarkkailuun on sisältynyt rakentamisvaiheen aikainen kiintoainepitoisuuden tarkkailu, päästötarkkailu ja ympäristövaikutusten tarkkailu. Päästötarkkailu sisälsi vuonna 211 prosessin ylijäämävesien ja saniteettivesien sekä ilmapäästöjen tarkkailun. Ympäristövaikutusten tarkkailussa oli suppeampi vuosi ja siihen sisältyi pintavesien, pohjavesien ja pölylaskeuman tarkkailu sekä melun ja tärinän tarkkailu. Vuonna 21 alkaneet jätejakeiden kaatopaikkakelpoisuustutkimukset jatkuivat. Koko tarkkailun raportointi on jaettu viiteen osaan: Yhteenveto Osa I Tarkkailun taustatiedot Osa II a) Käyttötarkkailu (kaivos) ja b) Rakentamisvaiheen tarkkailu Osa III Päästötarkkailu Osa IV Ympäristövaikutusten tarkkailu Osa V Jätejakeiden kaatopaikkakelpoisuus Osa IV Ympäristövaikutusten tarkkailu sisältää viisi alakohtaa (a-e). Tässä raportin osassa I esitetään koko tarkkailua koskevat taustatiedot. 2 VOIMASSA OLEVAT LUPAPÄÄTÖKSET JA TARKKAILUVELVOITE Talvivaaran kaivos sai Pohjois-Suomen ympäristölupavirastolta ympäristö- ja vesitalousluvan 33/7/1 29.3.27. Luvasta valitettiin Vaasan hallinto-oikeuteen tietyiltä osin. Vaasan hallinto-oikeus antoi päätöksensä 15.2.28 (8/39/1). Päätös sisälsi mm. muutoksia päästöraja-arvoihin, mikä vaikutti myös tarkkailusuunnitelmaan. Luvasta valitettiin edelleen korkeimpaan hallinto-oikeuteen, joka antoi päätöksen 24.11.28 (2953). Tiettyjä lupamääräyksiä on muutettu Pohjois-Suomen aluehallintoviraston 31.3.211 antamalla päätöksellä (nro 19/11/1). Talvivaaran kaivoksen tarkkailuvelvoite perustuu em. lupapäätöksiin. Tarkkailusuunnitelma (Pöyry Environment Oy 27, täydennetty 28) laadittiin aluksi Pohjois-Suomen ympäristölupaviraston päätöksen mukaisesti. Tarkkailusuunnitelmaa täydennettiin tämän jälkeen Vaasan hallinto-oikeuden päätöksen mukaisesti ja samalla tarkkailusuunnitelmaan täydennettiin Kainuun ympäristökeskuksen hyväksymiskirjeessään (KAI-26- Y-59, 1.3.28) esittämät asiat. Kainuun TE-keskus on hyväksynyt tarkkailusuunnitelman 12.2.28 antamallaan päätöksellä (914/5723-27). Lisäksi Kainuun TEkeskuksen 17.8.29 päivätyn kirjeen (816/5722-29) mukaan Tuhkajoen taimenkannan tilaa tulee seurata vuosittain sähkökoekalastuksin. Vuonna 211 päästö- ja vesistö-
tarkkailuun tuli lisäpisteitä ja analyysivalikoimaa laajennettiin em. lisäksi myös pölytarkkailussa. 2 3 TOIMINNAN KUVAUS Talvivaaran monimineraaliesiintymät muodostavat yhden Euroopan suurimmista tunnetuista sulfidisen nikkelin varannoista. Kaivoksella on kaksi erillistä malmiesiintymää, Kuusilampi ja Kolmisoppi, joiden todetut ja todennäköiset mineraalivarannot ovat nykyisen arvion mukaan 1 121 Mt. Nämä varannot riittävät ylläpitämään tuotantoa kymmeniä vuosia. Suunniteltu vuotuinen tuotantotavoite täydessä mittakaavassa on 5 t nikkeliä, 9 t sinkkiä, 15 t kuparia ja 1 8 t kobolttia. Nykyinen malmin louhintamäärä on noin 15 miljoonaa tonnia vuodessa. Louhinta tapahtuu avolouhintana ja sitä on tehty Kuusilammen esiintymällä. Tuotanto kaivoksella alkoi lokakuussa 28 ja kaupallinen tuotanto vuonna 29. Tuotanto perustuu biokasaliuotukseen, jossa alueella luonnostaan esiintyvien bakteerien avulla metallit liuotetaan malmista. Biokasaliuotuksessa mikrobeille luodaan optimaaliset kasvuolosuhteet. Tuotantoprosessin keskeisimmät vaiheet ovat: louhinta, murskaus, agglomerointi, biokasaliuotus ja metallien talteenotto. Agglomeroinnin jälkeen malmi kasataan kahdeksan metriä korkeaksi kasaksi, jossa sitä liuotetaan bakteerien avulla noin puolentoista vuoden ajan. Kasan alustaan asennetun putkiston läpi puhalletaan malmikasaan alhaisella paineella ilmaa. Kasaa kastellaan rikkihapon avulla happamaksi tehdyllä liuoksella, jota kierrätetään kasan läpi, kunnes liuoksen metallipitoisuus on riittävän suuri metallien talteenottoa varten. Primääriliuotuksen jälkeen kasa siirretään sekundäärialueelle, missä liuotusta jatketaan, jotta metallit saadaan talteen myös osittain liuenneista kasan osista. Sekundäärikasa on myös liuotetun malmin loppusijoituspaikka. Bioliuotuksessa malmin sisältämät metallisulfidit hapetetaan mikrobitoiminnan kautta liukoisiksi yhdisteiksi. Metallien talteenotossa nikkeli, kupari, sinkki ja koboltti saostetaan liuotuskasalta saatavasta liuoksesta pelkistämällä ne jälleen metallisulfideiksi. Saostus tehdään rikkivedyllä eri happamuusolosuhteissa. Prosessit ovat toteutusjärjestyksessä kuparisulfidin saostus, sinkkisulfidien yhteissaostus, esineutralointi ja kipsisakan poisto, nikkeli- ja kobolttisulfidin saostus ja raudan saostus. Saostukset tehdään eri saostuslinjoissa, jotka ovat prosessivaiheiden suhteen lähes identtiset. LONE-vesien happamuus säädetään kalkilla ja nikkelin saostuksessa käytetään lisäksi lipeää. Viimeisen prosessiosan, raudansaostusvaiheen jälkeen liuos syötetään loppuneutralointiin. Liuoksessa vielä olevat metallit saostetaan kolmessa sarjaan kytketyssä reaktorissa käyttäen voimakkaasti emäksistä kalsiumhydroksidia. Metallien talteenottolaitoksen kautta kiertäneet vedet kierrättää pääosin uudestaan biokasaliuotukseen. Kaivospiirin pinta-ala on noin 6 km 2. Käytössä olevat tuotantoalueet ovat Kuusilammen louhos, primääriliuotus (n. 2 ha), sekundääriliuotus (n. 2 ha), pintamaiden läjitysalue (n. 19 ha), kipsisakka allas (n. 8 ha) ja tehdasalue (kuva 1). Sivukivikasalle on aluevaraus, mutta sivukiveä ei ole vielä läjitetty, koska se on hyödynnetty sekundääriliuotusalueen rakentamiseen. Kesäkuussa 211 Talvivaara on jättänyt työ- ja elinkeinoministeriölle hakemuksen kaivospiirin laajentamiseksi noin 7 km 2 :lla noin 13 km 2 :iin. Vuoden 211 toimintaa on kuvattu osassa II a: Käyttötarkkailu.
3 Kuva 1 Kaivoksen toimintojen sijainti kaivospiirin alueella.
4 TARKKAILUALUE Talvivaaran kaivos sijaitsee Sotkamon ja Kajaanin kuntien alueella, noin 23 km Sotkamon keskustasta lounaaseen. Kaivospiirin pinta-ala on noin 6 km 2. Talvivaaran alue on Kainuun vaaramaisemalle tyypillistä metsien, soiden, lampien ja järvien vuorottelua. Vaaroilla kasvaa sekä kuusi- että mäntymetsää. Vaarajaksojen välissä olevilla alavilla mailla on soita ja lampia. Pieniä lampia alueella on runsaasti. Alueen suot on ojitettu ja muutoinkin alue on ollut metsätalouskäytössä. Talvivaaran kaivosalue kuuluu Kainuun liuskekivijaksona tunnetun geologisen vyöhykkeen eteläosaan, missä vallitsevina kivilajeina ovat kvartsiitit, mustaliuskeet ja kiilleliuskeet. Kaivosalueella maapeite on ohut, keskimäärin 1,8 m. Maapeite on korkeilla maastonkohdilla moreenia ja alavilla alueilla turvetta. Niin kasvillisuus, eläimistö kuin linnustokin ovat Kainuulle tyypillisiä. Huomionarvoiset lajit alueella ovat liito-orava ja lepakot (pohjanlepakko, viiksisiippa ja isoviiksisiippa), joiden esiintymistä alueella tarkkaillaan kaivoksen tarkkailun yhteydessä. Kaivospiirin alueella tai sen välittömässä läheisyydessä ei ole suojelualueita. Lähimmät Natura 2 verkoston alueet sijaitsevat yli kahden kilometrin päässä kaivospiirin rajasta. Kaivosalue sijaitsee Oulujoen ja Vuoksen vedenjakajalla. Vesiä johdetaan kaivosalueelta molempiin vesistöihin. Tehdasalueelta johdettiin prosessivesiä vesistöön vuonna 211 noin 1,3 Mm 3. Oulujoen suuntaan purkureitti kulkee Salmisen, Kalliojärven, Kalliojoen, Tuhkajoen, Jormasjärven ja Jormasjoen kautta Nuasjärveen. Oulujoen vesistöalueen suuntaan tuli vesiä tehdasalueelta Kärsälammen pohjoisen jälkikäsittely-yksikön kautta ja kaivoksen rakennustyömaalta Kuusijoen kautta Kalliojokeen. Vuoksen vesistöalueen puolella purkureitti on Ylä-Lumijärvi, Lumijoki, Kivijärvi, Kivijoki ja Laakajärvi. Tällä suunnalla rakennustöitä tehtiin vuoden 211 aikana kipsisakka-altaiden ja uraanilaitoksen työmaa-alueella. Valtakunnallisen vesistöaluejaon mukaan kaivosalue sijaitsee Tuhkajoen valuma-alueella (59.885) ja Kivijoen valuma-alueella (4.645). Vesistöalueiden perustiedot on esitetty taulukossa 1. 4 Taulukko 1 Vesistöalueiden pinta-alat (F) ja järvisyydet (L) (Ekholm, 1993). Vesistöalue vesistöalueen F km 2 L % numero Oulujoen vesistöön Tuhkajoen valuma-alue 59.885 126,18 3,24 Jormasjärven alue 59.882 299,94 8,68 Jormasjärven valuma-alue 59.88 312,53 8,49 Nuasjärven alue 59.81 7478,49 11,72 Vuoksen vesistöön Kivijoen valuma-alue 4.645 53,97 3,93 Laakajärven alue 4.644 463,89 1,58 Talvivaaran kaivosalueen lähivedet ovat pieniä puroja ja lampia. Vesistöjen vesi on tyypillisesti humuspitoista, hapanta ja väriltään tummaa. Mustaliuskealueella sijaitsevien pienten lampien ja purojen ph on alhainen ja puskurikyky pieni. Tästä johtuen alueen vesistöissä tavataan paikoin luonnostaan kohonneita metallipitoisuuksia. Alueen vesistöt ovat tyypillisesti fosforirajoitteisia.
Pintavesien ekologisen laatuluokituksen mukaan Jormasjärven, Jormasjoen alaosan ja Nuasjärven sekä Laakajärven ekologinen tila on arvioitu hyväksi (Hertta-tietopalvelu). Muita alueen vesiä ei ole luokiteltu. Kaikkien Kainuun vesistöjen kemiallinen tila on luokiteltu hyväksi. Vuosien 2 23 aineistoihin perustuvan vesien yleisen käyttökelpoisuusluokituksen mukaan Kivijärven, Ylä-Lumijärven, Mäkijärven, Iso Savonjärven sekä Jormasjärven ja sen alapuolisen vesistön tila oli hyvä ja Kolmisopen sekä Tuhkajoen tila oli tyydyttävä. Muita alueen vesiä ei luokiteltu. Kaivospiirin alueella olevista kiinteistöistä valtaosa on kaivosyhtiön hallinnassa. Muutamaan kiinteistöön on kaivos- ja käyttöoikeus. Muutama kaivospiirin alueella oleva kiinteistö on maanomistajan hallinnassa, mutta yhtiöllä on lupa käyttää aluetta kaivostoimintaan, jos tarve näin vaatii. Vakituista ja loma-asutusta kaivospiirin välittömässä läheisyydessä on mm. Pirttimäessä ja Hakosen ympäristössä, Sorsalan kiinteistö Kolmisopen suunnitellun louhoksen itäpuolella, Metsäpirtin kiinteistö Kolmisopen pohjoispuolella ja loma-asunto Kalliojärven rannalla. Hieman kauempana asutusta on Puhakan alueella, Paavolan tila kaivospiirin itäpuolella sekä Tuhkakylässä kaivospiirin koillispuolella. 5 5 TARKKAILUVUODEN SÄÄ JA HYDROLOGISET OLOSUHTEET 5.1 Säätila Lähin Ilmatieteenlaitoksen kiinteä sääasema sijaitsee Kajaanissa. Vuoden 211 keskilämpötila oli Kajaanissa 3,4 C, mikä on 1,7 C vertailujakson keskiarvoa lämpimämpi. Erityisesti loka-marraskuu olivat keskimääräistä lämpimämpiä, kun taas helmikuu olivat keskimääräistä kylmempi (kuva 2). Vuoden 211 sadesumma (649 mm) Kajaanissa oli 22 % suurempi kuin vertailujaksolla 1971 2 keskimäärin (532 mm) ja lähes samaa tasoa kuin vuosina 28 ja 21 (644 ja 656 mm). Keskimääräistä enemmän satoi tammi-, kesä-, heinä- ja joulukuussa (kuva 2). Niukkasateisinta oli helmi-, huhti- ja marraskuussa. Heinäkuussa 211 satoi lähes kaksinkertainen määrä vertailujakson vastaavaan ajankohtaan verrattuna. Vuositasolla vallitsevat tuulen suunnat olivat pääpiirteissään edellisvuoden kaltaiset, etelästä (17 %), kaakosta (14 %) ja lounaasta (13 %). Harvimmin tuulet kävivät pohjoisen, koillisen ja luoteen suunnalta (3 8%). Tyyntä oli 6 56 %, keskimäärin 19 %, kun v. 21 tyyntä oli keskimäärin 22 % ja v. 29 17 %. Tuulen keskinopeus vaihteli kuukausitasolla välillä 1,4 3,7 m/s keskinopeuden ollessa lähes sama (2,8 m/s) kuin kolmena edellisenä vuotena (2,5 2,6 m/s). Vuodenaikojen välillä oli jonkin verran eroja tuulen suunnan jakaumissa (kuva 3). Tammi-helmikuussa tyyni sää oli vallitseva (35 56 %). Kesä- ja elokuussa vallitsivat idän, huhtikuussa lännen ja loka- ja joulukuussa etelän puoleiset tuulet. Tuulisin kuukausi oli lokakuu (tyyntä 4 %), kuten vuonna 21. Lokakuussa tuulet kävivät lounaan ja etelän suunnalta.
6 C 2 15 1 5-5 -1-15 -2 Lämpötila 211 1971-2 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII mm 14 12 1 8 6 4 2 Sademäärä 211 1971-21 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Kuva 2 Kuukauden keskilämpötila ja sademäärä Kajaanissa vuonna 211 sekä vertailujaksolla 1971 2 (lähde: Ilmatieteenlaitos). tammi-maaliskuu N 25 2 NW 15 1 5 W NE E I II III huhti-kesäkuu W NW N 25 2 15 1 5 NE E IV V VI SW SE SW SE S S heinä-syyskuu W NW N 3 25 2 15 1 5 NE E VII VIII IX loka-joulukuu W NW N 4 3 2 1 NE E X XI XII SW SE SW SE S S Kuva 3 Tuulen suuntien jakautuminen (%) Kajaanin lentoasemalla vuonna 211 (lähde Ilmatieteenlaitos).
5.2 Veden korkeus ja virtaama Kaivoksen toimesta on mitattu Kalliojoen virtaama. Vuonna 211 keskivirtaama oli mittaustulosten perusteella noin,63 m 3 /s ja SYKE:n vesistömallista saadun tiedon perusteella noin,82 m 3 /s. Mittaustulosten perusteella virtaama vaihteli välillä,8 4,6 m 3 /s. Kaivoksen juoksutukset ovat ilmeisesti voineet nostaa hieman virtaamaa talvella, mutta haihdunta ja vesien kierrätys kaivosalueella ovat pienentäneet virtaamia keväällä ja kesällä (kuva 4). 7 m 3 /s 8, 7, Kalliojoki, virtaama 211 Kalliojoki, havaittu Kalliojoki, vesistömalli 6, 5, 4, 3, 2, 1,, tammi helmi maalis huhti touko kesä heinä elo syys loka marras joulu Kuva 4 Kalliojoen virtaama kaivoksen mittausten ja SYKE:n vesistömallista saatujen tietojen perusteella v. 211. Talvivaaran kaivoksen lähialueella mitataan Jormasjärven vedenkorkeutta ja virtaamaa Jormasjärven luusuassa. Jormasjärven vedenkorkeus oli vuonna 211 lähellä vertailujakson 1991 25 keskiarvoa (-1 cm). Tammi-maaliskuussa sekä tulva-aikaan touko-kesäkuussa vedenkorkeus oli tavanomaista alempana. Suurimmillaan ero oli toukokuussa -23 cm. Vedenkorkeus vaihteli vuoden aikana välillä N6 + 144,64 145,33 m (69 cm). Alimmillaan Jormasjärven vedenkorkeus oli 1 cm vertailujakson keskialivettä (MNW) alempana ja korkeimmillaan 36 cm keskiylivettä (MHW) matalammalla. Vedenkorkeuden vaihtelu oli tavanomaista (14 cm) pienempi.
8 N6+ m 145,8 145,6 Vedenkorkeus, Jormasjärvi 211 211 kk-keskiarvo 21 kk-keskiarvo 1991-25 kk-keskiarvo 145,4 145,2 145, 144,8 144,6 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. 1.7. 1.8. 1.9. 1.1. 1.11. 1.12. Kuva 5 Jormasjärven vedenkorkeus vuonna 211 ja 21 sekä vertailujaksolla 1991 25 keskimäärin. Jormasjoen keskivirtaama Jormasjärven luusuassa oli vuonna 211 3,2 m 3 /s, mikä on 2 % vertailujakson 1991 25 keskiarvoa (4, m 3 /s) pienempi, vaikka vuonna 211 satoi keskimääräistä enemmän. Tähän saattoi osaltaan vaikuttaa vuonna 21 alkanut Kolmisopen säännöstely. Vuonna 211 Jormasjoen virtaama oli huhti- ja loka-marraskuuta lukuun ottamatta vertailujakson keskimääräistä tasoa tai sitä pienempi (kuva 5). Kevättulvahuippu ajoittui toukokuun alkuun ja jäi selvästi keskimääräistä sekä vuoden 21 tulvahuippua pienemmäksi. Toukokuussa 211 virtaama oli vain puolet vertailujaksoon verrattuna ja myös kesäkuussa selvästi pienempi. m 3 /s 16 14 12 Virtaama, Jormasjärven luusua 211 211 kk-keskiarvo 21 kk-keskiarvo 1991-25 kk-keskiarvo 1 8 6 4 2 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. 1.7. 1.8. 1.9. 1.1. 1.11. 1.12. Kuva 6 Jormasjoen virtaama vuonna 211 ja 21 sekä vertailujaksolla 1991 25 keskimäärin.
Karkea arvio Tuhkajoen virtaamasta saadaan valuma-alueiden suhteen perusteella eli kertomalla Jormasjärven luusuan virtaamat,42:lla. Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) hydrologisen mallijärjestelmän mukaiset virtaamat Kivijoessa on esitetty taulukossa 2. Kivijoen keskivirtaama oli vuonna 211 keskimääräistä pienempi (v. 199 2 keskimäärin,79 m 3 /s). 9 Taulukko 2 Kivijoen virtaama SYKE:n vesistömallijärjestelmän mukaan. Kivijoki 28 29 21 211 MQ m 3 /s,86,6,64,6 MQ (I-III, XII) m 3 /s,5,24,8,22 MQ (VI-IX) m 3 /s,73,56,69,44 MQ (VIII) m 3 /s,56,39,32,4 6 VIITTEET Ekholm, M. 1993. Suomen vesistöalueet. Vesi- ja ympäristöhallinnon julkaisuja sarja A 126. Pöyry Environment Oy 27, täydennetty 28. Talvivaara Projekti Oy, Talvivaaran kaivoksen tarkkailusuunnitelma.