Sulfidien hapettuminen ja pidättymismekanismit happamien kaivosvesien kontrolloijana suljetuilla rikastushiekka-alueilla

Annika Parviainen

    Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

    Abstrakti

    Kaivosalueiden ympäristöongelmat ovat herättäneet paljon huomiota viime vuosina. Kaivannaisteollisuuden kestävän kehityksen turvaamiseksi ja aikaisempien virheiden välttämiseksi on selvitettävä, millaisia seurauksia on huonosta kaivosjätteiden huollosta ja jälkihuollon laiminlyönnistä. Mineralogiset ja geokemialliset tutkimusmenetelmät ovat avainasemeassa happamien kaivosvesien ennakoimisessa, rapautuneen rikastushiekkasysteemin stabiiliuden arvioimisessa, sekä ympäristöriskinarvioinnissa ja kunnostusmenetelmien valinnassa suljetuilla kaivosalueilla. Väitöskirjatutkimuksessa selvitetään mineralogian ja geokemian menetelmin sulfidien rapautumisen ja haitta-aineiden luontaisten pidättymismekanismien vaikutusta happamien kaivosvesien laatuun Haverin Au-Cu ja Ylöjärven Cu-W-As kaivosten rikastushiekka-alueilla Lounais-Suomessa. Tutkimus on laajin tähän mennessä Suomessa tehty kaivosympäristöselvitys. Tutkimuksessa käytettiin useita eri menetelmiä: mineralogiset (optinen mikroskopia, mikroanalytiikka ja röntgendifraktio), synkrotroniin perustuvat menetelmät, sekä geofysikaaliset ja geokemialliset menetelmät tuottivat monipuolisen tutkimusaineiston. Tutkimuksessa arvioidaan sekundääristen Fe(III)-mineraalien pidättämiskapasiteettia ja stabiilisuutta rikastushiekassa pohjaveden pinnan yläpuolella. Lisäksi valuma-alueiden järvisedimenttien geokemia mahdollisti kaivosvesien pitkäaikaisten vaikutusten tutkimisen. Haverin ja Ylöjärven rikastushiekka-alueiden pintakerrosten rapautuminen viiden vuosikymmenen aikana kaivostoiminnan loputtua on aiheuttanut haitta-aineiden (esim. As, Co, Cu, Ni, Zn) liukenemista. Järvisedimenttitulokset osoittivat, että kuormitus on jo laskenut korkeimmista arvoista vähän taustapitoisuuksia korkeampiin lukemiin. Fe(III)-mineraalit pidättivät adsorboimalla ja kerasaostamalla huomattavia määriä As ja metalleja. Sementoituneet kerrokset edistävät haitta-aineiden luonnollisten pidättymismekanismien tehoa. Jarosiitti ja götiitti pidättävät haitta-aineita kuten As, Cu, ja SO4 happamissa oloissa (pH 2.5-3.5) Haverissa, ja As-pitoinen ferrihydriitti, skorodiitti ja kankiitti pidättivät mm. As, Cu ja Co lähellä neutraalia pH:ta (4.9-8.9). Erityisesti arseenin pidättyminen rapautuneissa näytteissä osoittautui tärkeäksi, missä As-pitoisuus sekundääristen mineraalien perättäisuuttofraktiossa oli jopa 90-100% As kokonaismäärästä. Tulokset osoittivat, että tutkimusalueilla kaivosvedet heikentävät veden laatua edelleen, vaikka luontaiset pidätysmekanismit lieventävät ympäristövaikutuksia. Tulokset antavat myös viitteitä soveltuvista kohdekohtaisista kunnostusmenetelmistä.
    Julkaisun otsikon käännösSulfidien hapettuminen ja pidättymismekanismit happamien kaivosvesien kontrolloijana suljetuilla rikastushiekka-alueilla
    AlkuperäiskieliEnglanti
    PätevyysTohtorintutkinto
    Myöntävä instituutio
    • Aalto-yliopisto
    Valvoja/neuvonantaja
    • Leveinen, Jussi, Valvoja
    • Loukola-Ruskeeniemi, Kirsti, Ohjaaja, Ulkoinen henkilö
    • Nieto Liñán, José Miguel, Ohjaaja
    Kustantaja
    Painoksen ISBN978-952-60-4741-6
    Sähköinen ISBN978-952-60-4742-3
    TilaJulkaistu - 2012
    OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

    Tutkimusalat

    • rikastushiekka
    • sulfidien hapettuminen
    • hapan kaivosvesi
    • arseeni
    • hivenaine
    • sekundääriset Fe(III) mineraalit
    • luontainen metallien pidättyminen
    • Haveri
    • Ylöjärvi

    Sormenjälki Sukella tutkimusaiheisiin 'Sulfidien hapettuminen ja pidättymismekanismit happamien kaivosvesien kontrolloijana suljetuilla rikastushiekka-alueilla'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

  • Siteeraa tätä