Talvivaaran kaivoksen jätevesien vaikutukset vastaanottajavesistöjen orgaanisen aineen käyttäytymiseen
Uotila, Jenni (2013)
Uotila, Jenni
Tampereen ammattikorkeakoulu
2013
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2013120319812
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2013120319812
Tiivistelmä
Talvivaaran kaivos sijaitsee Sotkamon kunnassa Itä-Suomessa ja se on aloittanut toimintansa vuonna 2009. Lyhyen toimintansa aikana yhtiö on tullut tunnetuksi lukuisista ympäristöongelmistaan, joista suurin sattui marraskuussa 2012, kun kipsisakka-altaasta vuosi satoja tuhansia kuutioita metallipitoista jätevettä vastaanottaviin vesistöihin.
Talvivaara käyttää tuotannossaan ensimmäisenä maailmassa biokasaliuotusta nikkelille, jossa metallit liuotetaan malmista bakteerien avulla. Prosessi koostuu neljästä vaiheesta, jotka ovat louhinta, nelivaiheinen murskaus, biokasaliuotus sekä metallien talteenotto. Alun perin menetelmä valittiin, koska sen oletettiin olevan edullinen ja ympäristöystävällinen. Metallien louhinnasta, liuotuksesta sekä vesien käsittelystä päätyy kaivokselta lähteviin vesiin korkeita pitoisuuksia metalleja, kuten rautaa tai alumiinia sekä anioneja, pääasiassa sulfaattia. Vesistöihin päässeet metallit saostavat vastaanottajavesistöjen humusaineita.
Humuksen pitoisuus järviveden orgaanisesta aineesta on 50 %. Se koostuu monimutkaisista hiiliyhdisteistä, eikä sille ole pystytty määrittämään tarkkaa rakennekaavaa. Humus vaikuttaa vesistöissä väriin, valon kulkuun ja ravinteisiin. Sitä voidaan määrittää usealla eri tavalla. Yksinkertaisia menetelmiä ovat veden väriluvun ja liuenneen orgaanisen hiilen määritys (DOC, dissolved organic carbon). Tarkempaa tietoa saadaan kromatografisilla menetelmillä, joista yleisin on molekyylikokojakauman määrittäminen SEC-menetelmällä.
Työ tehtiin Tampereen Teknillisellä Yliopistolla ja sen tavoitteena oli selvittää Talvivaaran vuoto- ja neutralointivesien mahdollisia vaikutuksia Oulunjoen- ja Vuoksenvesistöjen orgaanisen aineen käyttäytymiseen. Tutkimusaika sijoittuu kipsisakka-altaan vuodon jälkeiseen aikaan. Näytteistä mitattiin pH, sameus, väri, liuennut orgaaninen hiili sekä sähkönjohtokyky. Lisäksi tutkittiin näytteiden molekyylikokojakaumaa SEC-menetelmällä sekä sulfaatin määrää ja sen vaikutusta kromatogrammiin.
Saadut tulokset vahvistavat edelleen TTY:llä aikaisemmin tehtyjen kandidaatintöiden tuloksia humuksen vähittäisestä saostumisesta metallipitoisten jätevesien vaikutuksesta. Molekyylikokojakaumatuloksista nähtiin selvästi humuksen väheneminen edellisiin tutkimuksiin verrattuna. Sulfaatin todettiin myös aiheuttavan häiriötä kromatogrammiin molekyylikokojakaumaa määritettäessä. Jäteveden sähkönjohtokyky oli erittäin korkea ja DOC-pitoisuus matala etenkin kaivosalueen lähivesistöissä. Tuloksissa oli selvästi nähtävissä sekä vuoto- että juoksutusvesien negatiiviset vaikutukset kaivoksen lähialu-een vastaanottajavesistöihin.
Talvivaara käyttää tuotannossaan ensimmäisenä maailmassa biokasaliuotusta nikkelille, jossa metallit liuotetaan malmista bakteerien avulla. Prosessi koostuu neljästä vaiheesta, jotka ovat louhinta, nelivaiheinen murskaus, biokasaliuotus sekä metallien talteenotto. Alun perin menetelmä valittiin, koska sen oletettiin olevan edullinen ja ympäristöystävällinen. Metallien louhinnasta, liuotuksesta sekä vesien käsittelystä päätyy kaivokselta lähteviin vesiin korkeita pitoisuuksia metalleja, kuten rautaa tai alumiinia sekä anioneja, pääasiassa sulfaattia. Vesistöihin päässeet metallit saostavat vastaanottajavesistöjen humusaineita.
Humuksen pitoisuus järviveden orgaanisesta aineesta on 50 %. Se koostuu monimutkaisista hiiliyhdisteistä, eikä sille ole pystytty määrittämään tarkkaa rakennekaavaa. Humus vaikuttaa vesistöissä väriin, valon kulkuun ja ravinteisiin. Sitä voidaan määrittää usealla eri tavalla. Yksinkertaisia menetelmiä ovat veden väriluvun ja liuenneen orgaanisen hiilen määritys (DOC, dissolved organic carbon). Tarkempaa tietoa saadaan kromatografisilla menetelmillä, joista yleisin on molekyylikokojakauman määrittäminen SEC-menetelmällä.
Työ tehtiin Tampereen Teknillisellä Yliopistolla ja sen tavoitteena oli selvittää Talvivaaran vuoto- ja neutralointivesien mahdollisia vaikutuksia Oulunjoen- ja Vuoksenvesistöjen orgaanisen aineen käyttäytymiseen. Tutkimusaika sijoittuu kipsisakka-altaan vuodon jälkeiseen aikaan. Näytteistä mitattiin pH, sameus, väri, liuennut orgaaninen hiili sekä sähkönjohtokyky. Lisäksi tutkittiin näytteiden molekyylikokojakaumaa SEC-menetelmällä sekä sulfaatin määrää ja sen vaikutusta kromatogrammiin.
Saadut tulokset vahvistavat edelleen TTY:llä aikaisemmin tehtyjen kandidaatintöiden tuloksia humuksen vähittäisestä saostumisesta metallipitoisten jätevesien vaikutuksesta. Molekyylikokojakaumatuloksista nähtiin selvästi humuksen väheneminen edellisiin tutkimuksiin verrattuna. Sulfaatin todettiin myös aiheuttavan häiriötä kromatogrammiin molekyylikokojakaumaa määritettäessä. Jäteveden sähkönjohtokyky oli erittäin korkea ja DOC-pitoisuus matala etenkin kaivosalueen lähivesistöissä. Tuloksissa oli selvästi nähtävissä sekä vuoto- että juoksutusvesien negatiiviset vaikutukset kaivoksen lähialu-een vastaanottajavesistöihin.