Vastaanottaja Riikinvoima Oy Asiakirjatyyppi Koosteraportti Päivämäärä RIIKINVOIMAN JÄTTEENPOLTTOLAITOKSEN TUHKIEN ANALYYSITULOKSET

Vastaanottaja Riikinvoima Oy Asiakirjatyyppi Koosteraportti Päivämäärä 3.1.2017 RIIKINVOIMAN JÄTTEENPOLTTOLAITOKSEN TUHKIEN ANALYYSITULOKSET

TIIVISTELMÄ Päivämäärä 3.1.2016 Laatinut Valtteri Laine, LUT Kuvaus Asiakirja sisältää Riikinvoiman laitoksella syntyvien tuhkien perusmäärityksen analyysitulokset ja ensimmäiset tulokset seurantajaksolta.

SISÄLLYSLUETTELO SYMBOLI- JA LYHENNELUETTELO 5 JOHDANTO 6 TULOKSET PERUSMÄÄRITTELYSTÄ JA SEURANTAJAKSOSTA 7 2.1 POHJATUHKA KARKEA, PTK 8 2.2 POHJATUHKA HIENO, PTH 11 2.3 LENTOTUHKA, LT 13 2.4 SAVUKAASUNKÄSITTELYJÄÄNNÖS, SKJ 15 2.5 MUUT SUORITETUT ANALYYSIT 17 2.6 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

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

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.

7 TULOKSET PERUSMÄÄRITTELYSTÄ JA SEURANTAJAKSOSTA Syntyvien jätetuhkajakeiden näytteenotto perusmääritykseen suoritettiin standardiin SFS-EN 14899 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 17025 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.

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 3000 301 298-240 600 230 180 Kadmium Cd 15 1,43 1,4 3,2 2,7 2,9 2,3 2,6 Kromi yht. Cr 400 98,4 97,7 248,2 180 98 67 210 Kupari Cu 400 2030 8180 1488 18000 1900 2300 2100 Lyijy Pb 300 147 194 164,6 1300 1000 520 450 Molybdeeni Mo 50 3,51 3,54 8,7 10,0 7,0 4,0 22,0 Sinkki Zn 2000 994 1060 1139 2100 1400 1300 790 Vanadiini V 400 15,3 14,9 17,1 15 17 14 13 TOC 30000 (3 %) 50000 (5 %) 60000 (6 %) <500 BTEX 6 ND PCB 7 1 1 ND Min. öljyt (C 10 -C 40 ) 500 ND PAH 16 40 20/40 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 4-45- 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.

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 2 25 0,5 1,5 <0,05 0,02 <0,01 0,03 0,03 Barium Ba 20 100 300 20 60 1,5 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 - 10 150 500 10 50 <2 <5 <5 <5 <5 Kadmium Cd 0,04 1 5 0,04 0,04 <0,05 <0,003 0,007 <0,003 <0,003 Kloridi Cl - 800 15000 25000 800 2400 35 96 110 77 91 Kromi yht. Cr 0,5 10 70 0,5 3 <0,16 0,47 1,4 0,72 0,6 Kupari Cu 2 50 100 2 6 <0,06 <0,05 0,07 0,28 0,29 Lyijy Pb 0,5 10 50 0,5 1,5 <0,05 0,12 0,26 0,3 3,5 Molybdeeni Mo 0,5 10 30 0,5 6 <0,05 0,62 0,57 0,53 0,43 Nikkeli Ni 0,4 10 40 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 4 50 200 4 12 <0,6 0,2 0,3 0,5 0,5 Sulfaatti SO 4 2-1000 20000 50000 1000 10000 1113 3500 3300 1500 2000 Vanadiini V 2 3 <0,2 DOC 500 800 1000 500 500 95 <1 1,5 2,5 2,9 TDS 4000 60000 100000 5490 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.

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

11 2.2 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 3000 339 361-450 740 710 440 Kadmium Cd 15 5,54 5,2 3,5 4,9 6,1 7,3 5,7 Kromi yht. Cr 400 180 175 148,2 220 190 270 200 Kupari Cu 400 1050 1360 708 2100 6900 3000 1400 Lyijy Pb 300 331 116 144,6 350 430 370 200 Molybdeeni Mo 50 11,1 10,5 2,8 8,0 13,0 21,0 14,0 Sinkki Zn 2000 1900 6460 1227 2500 3800 3400 2100 Vanadiini V 400 18 18,5 8,7 23 23 29 21 TOC 30000 (3 %) 50000 (5 %) 60000 (6 %) <500 BTEX 6 ND PCB 7 1 1 ND Min. öljyt (C 10 -C 40 ) 500 ND PAH 16 40 20/40 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.

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 2 25 0,5 1,5 <0,05 <0,01 <0,01 0,02 0,02 Barium Ba 20 100 300 20 60 2,4 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 - 10 150 500 10 50 <2 <5 <5 <5 <5 Kadmium Cd 0,04 1 5 0,04 0,04 <0,05 <0,003 <0,003 <0,003 <0,003 Kloridi Cl - 800 15000 25000 800 2400 41 160 130 130 160 Kromi yht. Cr 0,5 10 70 0,5 3 0,9 1,9 1,8 1,7 3 Kupari Cu 2 50 100 2 6 <0,05 <0,05 0,09 0,35 0,49 Lyijy Pb 0,5 10 50 0,5 1,5 <0,05 0,02 0,06 0,06 0,27 Molybdeeni Mo 0,5 10 30 0,5 6 0,5 1,4 0,82 1 1,9 Nikkeli Ni 0,4 10 40 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 4 50 200 4 12 <0,6 0,2 0,3 0,6 0,5 Sulfaatti SO 4 2-1000 20000 50000 1000 10000 1320 1700 3300 2600 2600 Vanadiini V 2 3 0,1 DOC 500 800 1000 500 500 78 2,2 6,3 6,7 <1 TDS 4000 60000 100000 537 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.

13 2.3 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 3000 165 157-160 320 270 270 Kadmium Cd 15 30,1 30,3 27,8 42,0 35,0 35,0 27,0 Kromi yht. Cr 400 412 414 538,1 530 580 530 460 Kupari Cu 400 5890 5870 5017 6000 5900 5800 5300 Lyijy Pb 300 2530 2540 2455 2900 2600 2600 2200 Molybdeeni Mo 50 24,6 24,4 22 23,0 22,0 28,0 29,0 Sinkki Zn 2000 5500 5470 5416 8100 7900 6900 6700 Vanadiini V 400 36,3 36,2 32,6 43 46 41 37 TOC 30000 (3 %) 50000 (5 %) 60000 (6 %) 4000 BTEX 6 ND PCB 7 1 1 ND Min. öljyt (C 10 -C 40 ) 500 ND PAH 16 40 20/40 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 13 15-kertaa, sinkkiä 3-4-kertaa ja lyijyä 8-10- 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.

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 2 25 0,5 1,5 <0,08 <0,01 <0,01 0,02 <0,01 Barium Ba 20 100 300 20 60 4,5 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 - 10 150 500 10 50 <2 <5 <5 <5 <5 Kadmium Cd 0,04 1 5 0,04 0,04 <0,05 0,008 0,009 0,012 <0,003 Kloridi Cl - 800 15000 25000 800 2400 59745 61000 60000 55000 57000 Kromi yht. Cr 0,5 10 70 0,5 3 0,5 75 75 64 63 Kupari Cu 2 50 100 2 6 <0,05 <0,05 <0,05 0,1 0,07 Lyijy Pb 0,5 10 50 0,5 1,5 <0,05 <0,01 0,02 0,02 0,2 Molybdeeni Mo 0,5 10 30 0,5 6 3 8,9 9 7,1 7,1 Nikkeli Ni 0,4 10 40 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 4 50 200 4 12 <0,6 0,1 0,1 0,4 0,4 Sulfaatti SO 4 2-1000 20000 50000 1000 10000 7977 13000 13000 6500 6200 Vanadiini V 2 3 <0,05 DOC 500 800 1000 500 500 101 3,4 2,4 2,8 4,8 TDS 4000 60000 100000 125086 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.

15 2.4 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 16,6 16 19,0 19,0 17,0 19,0 Barium Ba 3000 238 234-560 210 380 330 Kadmium Cd 15 31,9 32,5 29,5 39,0 42,0 38,0 34,0 Kromi yht. Cr 400 313 318 422,2 390 370 380 390 Kupari Cu 400 4430 4500 3987 6000 6000 6300 5500 Lyijy Pb 300 2650 2690 2554 3300 3400 3600 3200 Molybdeeni Mo 50 19,3 19,5 18,4 20,0 21,0 23,0 28,0 Sinkki Zn 2000 4260 4340 4170 6700 7100 5700 5700 Vanadiini V 400 26,2 26,5 24,2 36 35 32 33 TOC 30000 (3 %) 50000 (5 %) 60000 (6 %) 44000 BTEX 6 ND PCB 7 1 1 ND Min. öljyt (C 10 -C 40 ) 500 ND PAH 16 40 20/40 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 10 16-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.

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 2 25 0,5 1,5 <0,15 0,01 <0,01 0,01 0,03 Barium Ba 20 100 300 20 60 20 14 13 22 19 Elohopea Hg 0,01 0,2 2 0,01 0,01 0,2 <0,002 <0,002 <0,002 <0,002 Fluoridi F - 10 150 500 10 50 <2 18,8 <5 <5 <5 Kadmium Cd 0,04 1 5 0,04 0,04 <0,05 0,036 0,086 0,011 0,13 Kloridi Cl - 800 15000 25000 800 2400 83809 90000 100000 76000 84000 Kromi yht. Cr 0,5 10 70 0,5 3 <0,15 0,44 <0,01 0,46 0,25 Kupari Cu 2 50 100 2 6 <0,2 0,6 0,55 0,11 0,15 Lyijy Pb 0,5 10 50 0,5 1,5 <0,11 0,01 0,05 0,07 0,05 Molybdeeni Mo 0,5 10 30 0,5 6 1 2 1,4 3,1 2,4 Nikkeli Ni 0,4 10 40 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 4 50 200 4 12 <0,6 0,2 1,4 0,2 0,2 Sulfaatti SO 4 2-1000 20000 50000 1000 10000 7881 4000 6800 2700 3500 Vanadiini V 2 3 <0,07 DOC 500 800 1000 500 500 15 3,7 <1 4,8 2,7 TDS 4000 60000 100000 190160 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.

17 2.5 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 ; 10,9-11,4 248-423 ; 64,7-88,4 11,6-11,9 ; 10,8-11,2 267-338 ; 58,7-61,1 9,43-10,4 ; 9,37-10,7 6900-7780 ; 196-1200 Vesi H 2 O 0,02 % 0,02 % 0,28 % 0,21 % 9,2-9,44 ; 7,4-9,36 10700-12200 ; 87,5-1760 99,9-100 % 99,4-99,8 % 99,2-100 % 98-100 % Kloori Cl 0,04 % 0,10 % 7,10 % 12,60 % Alumiini Al ; metallinen (%) 6800 ; 0,19 6000 ; 0,17 11000 ; 0,18 9600 ; 0,19 80000 ; 5,21 71000 ; 2,61 58000 ; 3,49 59000 ; 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 1480 1460 3220 3100 8250 8170 5940 6070 Natrium Na 3400 3350 4830 4750 29900 29900 26300 26700 Kalium K 2050 2030 1070 1120 19200 19200 17900 18200 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 3767 3139 11379 9386 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

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 0-550 C. Savukaasunkäsittelyjäännöksen tuloksiin vaikutti 400 500 C kemiallinen reaktio, josta vapautui lämpöä.

h [kj/kg] 19 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 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 = 0,9486 0 100 200 300 400 500 600 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.

20 2.6 Analyyseihin käytetyt standardit ja menetelmät Näytteistä kuiva-aine määritettiin standardin EN 14346 mukaisesti. Öljyhiilivedyt (C10-C40) määritettiin menetelmällä EN 14039. BTEX-yhdisteiden summa määritettiin menetelmällä EN ISO 22155. PCB-7 määritykseen käytettiin standardia EN 15308. PAH-16 määritykseen standardia ISO 18287. 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-11466 (vastaa SFS-EN 13657 standardia) mukaisesti. Kosteus määritettiin gravimetrisesti (menetelmä ISO 589). Elohopean pitoisuus määritettiin akkreditoidusti pyrolyyttisesti. Kloorin pitoisuus määritettiin standardin SFS-EN ISO 10304-1 mukaisesti. Perusmäärityksen liuotustesti suoritettiin standardin SFS-EN 14405 mukaisesti. Liuoksesta määritettiin Hg, Sb, As, Ba, Co, Cr, Cu, Pb, Mo, Ni, S, Se, Zn, ph ja sähkönjohtavuus standardin SFS-EN 12506 mukaisesti. Liuoksen AOX määritettiin standardin EN ISO 9562:2004 mukaisesti. Syanidi määritettiin standardin ISO 17380 mukaan. Liuoksen fenoli-indeksi määritettiin standardin EN ISO 14402 mukaisesti. Liuoksen ammonium määritettiin muunnetulla standardilla SFS 3032. Fluoridi, kloridi ja sulfaatti määritettiin liuoksesta standardin SFS-EN ISO 10304-1 mukaisesti. Kadmium ja vanadiini ICP-MS-tekniikalla standardin EN 12560 mukaisesti. Nitriitin määritykseen käytettiin standardia SFS-EN ISO 13395:1997. Liuennut orgaaninen hiili DOC määritettiin standardin SFS 1484 1997 mukaisesti. Seurantajakson liuotustesti suoritettiin standardin EN 12457-3 mukaisesti. Liuoksen ph määritettiin DIN 38404-C5 menetelmällä. Sähkönjohtokyky määritettiin standardin EN 27888 mukaisesti. Uuttoliuoksen Al, As, Pb, Cd, Cr, Cu, Ni, Zn, Sb, Ba, Mo ja Se määritettiin standardin EN ISO 17294-2 mukaisesti. Elohopea määritettiin standardin EN ISO 12846 mukaisesti. Seurantajakson pitoisuudet määritettiin standardin EN ISO 17294-2 mukaisesti. Metallisen alumiinin pitoisuuden määritykseen käytettiin CEN/TS 15412 menetelmää.

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.

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).

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 2 25 50 0,5 1,5 Barium Ba 20 100 300 3000 20 60 Elohopea Hg 0,01 0,2 2 0,01 0,01 Fluoridi F - 10 150 500 10 50 Kadmium Cd 0,04 1 5 15 0,04 0,04 Kloridi Cl - 800 15000 25000 800 2400 Kromi yhteensä Cr kok 0,5 10 70 400 0,5 3 Kupari Cu 2 50 100 400 2 6 Lyijy Pb 0,5 10 50 300 0,5 1,5 Molybdeeni Mo 0,5 10 30 50 0,5 6 Nikkeli Ni 0,4 10 40 0,4 1,2 Seleeni Se 0,1 0,5 7 0,1 0,5 Sinkki Zn 4 50 200 2000 4 12 Sulfaatti SO 4 2-1000 20000 50000 1000 10000 Vanadiini V 400 2 3 DOC 500 800 1000 500 500 TDS 4000 60000 100000 ph [-] >6,0 fenoli-indeksi [mg/l] 1 TOC 30000 (3 %) 50000 (5 %) 60000 (6 %) BTEX 6 PCB 1 1 Min. öljyt (C10-C40) 500 PAH 40 20/40 ANC [-] "aina tutkittava ja arvioitava" LOI 10 %

LIITE II Karkean pohjatuhkan kokojakauma

Hienon pohjatuhkan kokojakauma