23.10.2017

Geoblogi: SMART GROUND – uusioraaka-aineita kaatopaikoilta

Teksti:
Tuire Valjus, geofyysikko

Geologian tutkimuskeskus (GTK) on mukana EU:n Horisontti 2020 -rahoitteisessa SMART GROUND -projektissa, jossa tutkitaan erilaisten kaatopaikkojen soveltumista uusiomateriaalien lähteeksi.

Projektissa kehitetään tietopankki ja sovellusalusta, jossa raaka-aineiden ostajat ja myyjät voivat vaihtaa tietoja markkinoilla olevista jätevirroista. Sovellusalustaan tulee esimerkkidatana tutkimustuloksia viiden partnerimaan pilottikaatopaikoilta. Yksi projektin tehtävistä on myös tiedon välitys harrastamalla julkaisutoimintaa ja pitämällä alan koulutustilaisuuksia.

Pilottikohteiksi valittiin osallistujamaista yhdyskunta- ja teollisuusjätteen kaatopaikkoja sekä kaivosten sivukivi- ja rikastehiekka-alueita. Suomen kohteista GTK:n vastuulla oli Kiskossa sijaitsevan Aijalan suljetun kaivoksen rikastehiekka-alueen tutkiminen. GTK osallistui myös Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulun (XAMK) pilottikohteella Mikkelissä Metsä-Sairilan kaatopaikan tutkimuksiin. Kolmannen kohteen, Vierumäellä sijaitsevan Kuusakoski Oy:n teollisuusjätteen kaatopaikan tutkimuksista vastasi VTT.

Metsä-Sairilan kaatopaikalla tehtiin geofysiikan mittauksia, joiden avulla paikallistettiin todennäköisimmin metallia sisältävät kohteet näytteenottoa varten. Geofysiikan avulla voitiin myös määrittää näytteenoton syvyyden turvaraja, jolla vältettiin jätekasan alapohjan vaurioituminen. Geofysiikan tutkimustulokset olivat vertailukelpoisia näytteenotossa saatujen jätemateriaalikerrostumien kanssa.

Kuva 1. Painovoimamittausta Aijalan rikastehiekka-alueella.
Kuva 2. Geofysiikan ja geokemian yhteiskäytöllä saatu kuva rikastehiekka-altaan rakenteesta.

Aijalan rikastehiekka-alueella tehtiin kokonaisvaltainen tutkimus, jonka tuloksena voitiin laskea arvio alueen mineraalipotentiaalista. Alueella oli jo aiemmin tehty geokemian näytteenottoa, jota täydennettiin tämän työn aikana. Näytteiden analyysituloksista voitiin erottaa alimpana olevan Aijalan kuparipitoisen rikastehiekan ja sen yläpuolella olevan, Metsämontun kaivoksesta tuodun lyijypitoisen materiaalin rajapinta. Alueella testattiin useita geofysiikan mittausmenetelmiä, joista käyttökelpoisimmiksi osoittautuivat painovoimamittaus (kuva 1) ja sähköinen vastusluotaustomografia (ERT).

Painovoimamittauksella määritettiin rikastehiekka-altaan alapinta sekä kalliopinnan taso. ERT-tuloksilla määritettiin sähköä johtava rikastehiekka pohjalla olevasta moreenista. Näiden kahden menetelmän yhteiskäyttö yhdistettynä geokemian analyysituloksiin ja niistä saatuihin rajapintoihin tuotti tarvittavan tiedon mineraalipotentiaalin laskemiseen (kuva 2).

Aijalan, kuten muidenkin SMART GROUND -projektin pilottikohteiden raaka-ainepitoisuudet osoittautuivat hyvin pieniksi jalostettavaksi nykyisillä raaka-aineiden hinnoilla. Aijalan rikastehiekan kokonaismassa sisältää vain 0,4 % hyödynnettäviä alkuaineita, joista pääosa on sinkkiä ja lyijyä. Muiden metallien, esimerkiksi kuparin (kuva 3) ja kullan, pitoisuus rikastehiekassa on erittäin vähäinen.

Raaka-aineiden saanti kuitenkin heikkenee ajan myötä ja niiden hinnat nousevat, joten jo tässä vaiheessa on hyvä tutkia sekundääristen raaka-aineiden käyttömahdollisuuksia ja listata tietoa materiaalien määrästä, laadusta ja saatavuudesta.

Euroopan parlamentin päätöslauselmassa uuteen kaatopaikkadirektiiviin halutaan lisätä viittaus kaatopaikkojen sisältämän uusioraaka-aineen tehokkaaseen hyödyntämiseen. Jäsenmaiden tulisi vuoden 2025 loppuun mennessä inventoida kaatopaikkojen potentiaali uusioraaka-aineiden hyödyntämisen kannalta. Tämä luo aidon tarpeen SMART GROUND -projektissa kehitettävälle tietoalustalle ja tietopankille.

Kuva 3. Blokkimalli Metsämontun kaivoksen rikastehiekasta Aijalan alueella. Vihreällä analyyseistä saadut kupari- ja harmaalla lyijypitoisuudet kairanrei’issä. Graafissa kuparipitoisuudet eri cut-off-arvoilla.

Linkki SMART GROUND -sivustoon: www.smart-ground.eu

Tuire Valjus

Teksti: Tuire Valjus

Tuire Valjus toimii geofyysikkona GTK:n Pohjavesiyksikössä Espoossa. Hän soveltaa työssään geofysiikkaa harjualueiden rakenneselvityksiin ja muihin pohjavesialueiden tutkimuksiin. Smart Ground -projektissa hän toimii GTK:n osuuden hankepäällikkönä.