GTK vahvistaa kaivannaisjätteiden peittorakenteisiin liittyvää osaamista

Geologian tutkimuskeskus (GTK) testaa Särkiniemen kaivosalueella biokaasun tuotannossa syntyvän mädätysjäännöksen soveltuvuutta sivukivien peittomateriaaliksi. Tutkimus suoritetaan pitkäkestoisten lysimetritestien avulla, ja tutkimustulokset julkaistaan vuonna 2021.

Happamien ja metallipitoisten suotovesien muodostuminen on yksi kaivostoiminnan suurimmista ympäristöhaasteista. Happamia vesiä muodostuu pääasiassa kaivoksilla, joilla työstetään sulfidimineraaleja sisältäviä malmeja. Kun ilmakehän happi ja vesi pääsee kosketuksiin jäteaineksen, kuten sivukivien ja rikastushiekkojen kanssa, alkavat kiviaineksen sisältämät sulfidimineraalit hapettua ja muodostaa mm. rikkihappoa.

Kaivannaisjätteet tulee peittää oikealla tavalla hapen ja veden kulkeutumisen minimoimiseksi ja happamien suotovesien muodostumisen ehkäisemiseksi. Peittotapoja on useita, mutta sulfidisille sivukiville suositellaan usein useammasta kerroksesta koostuvaa paksua peittorakennetta. Peittorakenteen pohjalla tulee olla tiivis, heikosti vettä ja happea läpäisevä kerros. Peittorakenteen pintaosa koostuu huokoisemmasta kerroksesta, jonka tehtävänä on haihduttaa vettä takaisin ilmakehään, suojata alempia kerroksia, sekä toimia kasvualustana haihduntaa tehostaville kasveille.

GTK:n luo luonnonvarojen kestävää käyttöä ja kiertotaloutta tukevia ratkaisuja. Viime vuosina GTK on ollut mukana tutkimassa mm. rikastushiekkojen hyötykäyttöä keraamien valmistuksessa (Ceratail-projekti), biohiilen hyödyntämistä kaivannaisjätteiden peittorakenteissa (Biopeitto-projekti), kaivannaisjätteiden hallintamenetelmien ja hyötykäytön edistämistä (KaiHaMe-projekti), sekä arvoaineiden talteenottoa kaivosten sivuvirroista (Morecovery-projekti).

Särkiniemen kaivosalueella GTK testaa biokaasun tuotannossa syntyvän mädätysjäännöksen soveltuvuutta kaivannaisjätteiden peittomateriaaliksi. Kaivosalue soveltuu hyvin tutkimuskohteeksi, sillä testiainesta on runsaasti saatavilla ja olosuhteet ovat autenttiset. Tutkimus ei suoraan liity Särkiniemen alueen kunnostamiseen, mutta tuloksista voi olla hyötyä kunnostamisen suunnittelussa.

Vuoden 2019 kesällä alkaneessa GTK:n omarahoitteisessa tutkimuksessa hyödynnetään viittä sivukiviaineksella täytettyä lysimetriä, jotka on sijoitettu Särkiniemen sivukivialueen pintaosiin. Viidestä lysimetristä kahden päälle asennettiin ensin noin viiden senttimetrin kerros mädätysjäännöstä, jonka päälle läjitettiin noin 0,3 m kerros moreenia. Vertailun vuoksi kahden lysimetrin päälle asennettiin pelkkä moreenikerros, ja yksi lysimetri jätettiin kokonaan ilman peittorakennetta. Lysimetreihin ja peittorakenteisiin asennettiin happipitoisuutta, sekä kosteutta, sähkönjohtavuutta ja lämpötilaa mittaavia antureita. Lysimetreistä suotautuvien vesien määrää ja laatua seurataan soveltuvilla mittareilla ja laboratorioanalyyseillä. Lisäksi koealueelle asennettiin sääasema paikallisten säähavaintojen tallentamiseksi.

Monivuotisen tutkimuksessa selvitetään toimiiko mädätysjäännös happea kuluttavana ja/tai vettä pidättävänä kerroksena kaivannaisjätteen peittorakenteessa. Lisäksi selvitetään vaikuttavatko peittorakenteen orgaanisesta aineksesta liukenevat hiiliyhdisteet sivukiven rapautumisprosesseihin. Projektin tavoitteena on myös kehittää GTK:n osaamista peittorakenteiden toimivuuden mittaamiseen ja mallintamiseen liittyen. Tutkimuksen tuloksia julkaistaan vuonna 2021.

Lisätietoja:
Geologi Teemu Karlsson, 029 503 3999, teemu.karlsson@gtk.fi

GTK:n peittorakennetutkimuksessa hyödynnetään Särkiniemen sivukivialueen pintaosiin haudattuja, sivukivimurskeella täytettyjä lysimetrejä. Kuva: Teemu Karlsson, GTK.

 

Lysimetrejä ja niistä suotautuvien vesien laatua seurataan peittorakenteiden toimivuuden tarkastelemiseksi. Yksi lysimetri jätettiin vertailun vuoksi ilman peittorakennetta. Kuva: Teemu Karlsson, GTK.

 

Yksi kommentti artikkeliin ”GTK vahvistaa kaivannaisjätteiden peittorakenteisiin liittyvää osaamista”