KAJAK-pilotti: Mielenkiintoisia havaintoja kaivannaisjätteiden metallianalytiikasta
KAJAK-pilotti on tuottanut uutta tietoa metallien analytiikasta. Esimerkiksi analyysimenetelmät ovat erilaisia pilaantuneiden alueiden ympäristötutkimuksissa verrattuna malminetsintään. Kannattaisiko pima-tutkimuksissakin hyödyntää enemmän laadunvarmistusta, mikä on perusasia malminetsinnässä?
Pirkanmaan ELY-keskuksen KAJAK-hankkeen pilotin tarkoituksena on selvittää, miten suljettujen ja hylättyjen kaivannaisjätealueiden raaka-ainepotentiaalin selvittämistä voitaisiin yhdistää kaivannaisjätealueiden ympäristötutkimuksiin. Pilotointi perustuu GTK:n marraskuussa 2023 laatimaan suunnitelmaan kaivannaisjätealueiden raaka-ainepotentiaalin arviointityöstä. Selvityksen tilaajana toimii Pirkanmaan ELY-keskus. Selvitystä toteuttavat Ramboll Finland Oy, Envineer Oy ja Geologian tutkimuskeskus (GTK).
Pilotti on edennyt siihen vaiheeseen, että pääosa rikastushiekka-alueilta otettujen näytteiden kemiallisista analyyseistä on valmistunut. Työn edetessä on noussut mielenkiintoisena havaintona esille se, että raaka-ainepotentiaaliselvitysten metallianalytiikka poikkeaa metodiikaltaan yllättävänkin paljon siitä mitä pilaantuneiden maiden tutkimuksissa on totuttu tekemään. Analytiikan ja saatujen analyysitulosten tarkastelu ovat pilotissa tärkeässä roolissa ympäristötutkimusten ja raaka-ainepotentiaalitutkimusten yhdistämisen etujen ja haasteiden arvioinnissa.
Kaksi analyysimenetelmää
Pilaantuneiden maiden tutkimuksissa alkuaineiden määrityksiä varten näytteistä seulotaan alle 2 mm fraktio, minkä jälkeen alkuaineet uutetaan kuningasvedellä. Analyysimenetelmät on esitetty Valtioneuvoston asetus maaperän pilaantuneisuuden ja puhdistustarpeen arvioinnista (VnA 214/2007).
Malminetsinnässä sen sijaan koko otettu fyysinen näyte murskataan ja jauhetaan. Jauhettu näyte uutetaan nelihappouutolla, joka on tehokkaampi kuin kuningasvesiuutto. Analyysissä määritetään 60 alkuainetta, mikä on puolestaan oleellisesti enemmän kuin pima-tutkimuksissa, joissa määritetään 11 alkuainetta. Ympäristötutkimustenkin kannalta on kuitenkin oleellista, että nelihappouutolla tutkitaan myös rikkipitoisuus, koska sen hapettumisessa muodostuva rikkihappo on keskeinen tekijä, joka vaikuttaa kaivannaisjätteistä muodostuviin metallipäästöihin. Lisäksi nelihappouutolla määritetään esimerkiksi alumiini, jonka pitoisuus kaivannaisjätteessä on usein korkea ja joka liukenee helposti happamissa olosuhteisessa. Alumiini on hyvin haitallista vesieliölle.
Molemmilla menetelmillä tehtiin Kärväsvaaran pilottikohteessa analyysit 15 rikastushiekkanäytteestä Eurofinsin laboratoriossa Oulussa. Kuten voidaan olettaa, nelihappouutolla metallipitoisuudet olivat hieman suurempia. Mutta koska ero oli kauniin lineaarinen (kuva 1), voidaan 4-happouuton tuloksesta laskea tarvittaessa korjauskertoimella paljonko olisi pitoisuus ollut kuningasvesiuutolla.
Kuningasvesiuuton ja 4-happouuton kobolttipitoisuuksien riippuvuudet.
Laadunvarmistus
Pilotissa on kiinnitetty erityistä huomiota analytiikan laadunvarmistukseen, mikä on malminetsinnässä taas yksi perusasia. Kärväsvaaran rikastushiekka-altaista otettiin kaikkiaan 55 näytettä itse rikastushiekasta. Näiden lisäksi kymmenestä näytteestä tehtiin homogenisoinnin jälkeen identtiset rinnakkaisnäytteet. Alkuperäisen näytteen ja rinnakkaisnäytteen 4-happouuton tulokset olivat erittäin lähellä toisiaan, esimerkiksi nikkelillä rinnakkaisnäytteiden ero oli suurimmillaankin 12 %. Nikkelin mittausepävarmuus 4-happouutolla on 11 %.
Rinnakkaisnäytteiden lisäksi näytesarjassa oli 5 standardinäytettä, joiden metallipitoisuudet tunnetaan. Kaikkien standardinäytteiden analysoidut metallipitoisuudet olivat lähellä toisiaan, nikkelin kohdalla pienimmän ja suurimman tuloksen ero oli alle 9 %. Standardinäytteiden lisäksi tutkittiin kolme 0-näytettä.
Näin ollen 55 varsinaista tutkimusnäytettä kohti tutkittiin 18 näytteenoton ja analyysien laatuun liittyvää rinnakkais-, standardi- ja 0-näytettä, mikä on noin 30 % varsinaisten tutkimusnäytteiden määrästä. Näiden lisänäytteiden avulla voidaan vähentää näytteenottoon ja analyyseihin liittyvää epävarmuutta ja lisätä tutkimusten luotettavuutta selvästi, mutta kustannusvaikutus on vain joitakin satoja euroja lisää.
Jo tässä vaiheessa pilottia voidaan arvioida, että metallien laboratorioanalytiikka on korkealla tasolla, minkä huolellinen laadunvarmistus osoittaa. Voidaan myös pohtia, kannattaisiko pima-puolella lisätä laadunvarmistuksen analytiikkaa, koska se on varsin edullista tutkimuksien kokonaiskustannuksiin verrattuna ja laadunvarmistuksella voidaan sulkea tutkimukseen liittyviä epävarmuuksia pois.
Raaka-ainepilotti on tuottanut jo nyt mielenkiintoisia havaintoja analytiikasta. Niitä käsitellään tarkemmin hankkeen loppuraportissa, joka valmistuu joulukuussa 2024. Yksityiskohtaisempia tuloksia esitellään myös hankkeen loppuseminaarissa 13.12.2024.
Voit seurata KAJAK-pilottihankkeen etenemistä tässä blogissa. Hankkeessa selvitetään, miten suljettujen ja hylättyjen kaivannaisjätealueiden raaka-ainepotentiaalin selvittämistä voitaisiin yhdistää ympäristötutkimuksiin. Tänä vuonna raaka-ainepotentiaalia selvitetään kahdella entisellä kaivosalueella. Uusimmat blogit löydät maaperä kuntoon -sivuilta.
Lue edelliset blogit:
- KAJAK-pilotti: Raaka-ainepotentiaalin selvittämisessä myös yllätyksiä (5.8.2024)
- KAJAK-pilotti: Kaivannaisjätteiden hyödyntäminen raaka-aineina (4.6.2024)
