| Popis: |
Kaivostoiminnassa mineraalien rikastuksessa muodostuva rikastushiekka sijoitetaan rikastus-hiekka-altaisiin, joiden haitallisten aineiden päästöt pohja- tai pintavesiin aiheutuvat altaan pohja- ja patorakenteiden läpi kulkeutuvan suotoveden leviämisestä ympäristöön tai käsiteltyjen jätevesien juoksutuksesta alapuoliseen vesistöön. Haitallisten aineiden liukeneminen rikastushiekasta suotoveteen ja niiden kulkeutuminen rikastushiekka-altaan ympäristöön ovat seurausta rikastushiekassa ja maaperässä tapahtuvista biologisista, kemiallisista ja fysikaalisista reaktioista haitallisten aineiden ja rikastushiekassa ja maaperässä olevien veden, huokosilman ja kiinteän aineen välillä. Näitä reaktioita säätelevät reaktio-olosuhteet, jotka ovat riippuvaisia ympäristön olosuhteista, kuten veden määrästä ja lämpötilasta. Suotoveden leviämistä rikastushiekka-altaan ympäristöön voidaan estää tai hidastaa suojapumppauksella, joka on pilaantuneen tai pilaantumisen vaarassa olevan pohjaveden aktiivinen kunnostamismenetelmä. Kevitsan kaivoksen toiminnan aikaisessa pohjavesitarkkailussa on havaittu, että vähärikkisen rikastushiekka-altaan A suotovedet ovat osittain sekoittuneet pohjaveteen allasalueen lähiympäristössä aiheuttaen näin joidenkin haitallisten aineiden pitoisuuksien nousua verrattuna alueen taustapitoisuuksiin. Tehtyjen mallinnusten tulosten pohjalta laadittiin suojapumppaussuunnitelma, jota noudattaen suurin osa rikastushiekka-altaan A suotovedestä saadaan kerättyä rikastushiekka-altaan A luoteiskulman padon läheisyyteen asennettujen 12 suotovedenkeräyskaivojen avulla ja johdettua käsittelyyn. Suojapumppauksilla pyritään estämään rikastushiekka-altaan A lähiympäristön veden laadun heikkeneminen ja pienentämään Mataraojan pilaantumisen riskiä. Diplomityön tavoitteena oli rikastushiekka-altaan A suotovesien suojapumppauksen aloituksen ja seurannan suunnittelu ja toteuttaminen. Seurannan tulosten perusteella arvioitiin pumppausjärjestelyn soveltuvuutta alueelle. Työssä laadittiin suojapumppausten alkuvaiheen tarkkailusuunnitelma ja toteutettiin tarkkailu. Suojapumppausten vaikutusta rikastushiekka-altaan A ympäristössä seurattiin vesinäytteenotolla ja vedenpinnan korkeusmittauksilla. Vesianalyysitulosten tulkinnassa huomioitiin alueen taustapitoisuudet ja tuotannon aikaisen tarkkailun tulokset. Haitallisten aineiden pitoisuuksia verrattiin asetusten 1040/2006 ja 1022/2006 mukaisiin ympäristönlaatunormeihin. Tutkimusalueella useimpien suotovedenkeräyskaivojen ja pohjavesiputkien vesien kloridin ja nikkelin pitoisuudet ylittivät ympäristönlaatunormin 1040/2006 vertailupitoisuuden, ja lähes kolmasosa ympäristönlaatunormin 1022/2006 vertailupitoisuuden. Tarkastelujakson aikana suojapumppauksilla ei ollut vaikutusta tutkimusalueen haitallisten aineiden pitoisuuksiin. Nykyisellä pumppausjärjestelyllä ei saavuteta haluttua pohjavedenpinnan alenemaa suotovedenke-räyskaivoissa eikä siten riittävän merkittävää ja tehokasta suojapumppausten vaikutusta rikas-tushiekka-altaan luoteiskulman ympäristön pohjavesiin. Tarkempien johtopäätösten tekemiseksi pumppausten vaikutuksista tarvitaan ympäristön haitallisten aineiden pitoisuuksien muutosten ja vedenpintojen korkeuksien pidempiaikaista, todennäköisesti vuosia kestävää seurantaa. Suojapumppausjärjestelyn tekniseen toteutukseen tulisi tehdä parannuksia: pumppujen lukumäärää ja niiden pumppaustehoja on kasvatettava ja pumppausten automatisoinnin mahdollisuuksia on tutkittava. The tailings from the mineral enrichment in the mining industry are placed in the basin-like tailings storage facilities. The groundwater and the surface waters near the facility can be contaminated via the seepage passing through the bottom of the dam and through the dam structures to the surrounding environment, or via discharging of the treated wastewater into the downstream water. The dissolution of the contaminants from the tailings into the seepage, and their transport into the vicinity of the tailings storage facility, are the result of the biological, chemical and physical reactions between the contaminants and the water, porous air and solids in the tailings and the soil. The reactions are connected to the environmental conditions, e.g. the water content and the temperature of the matrix. The spreading of the seepage to the vicinity of the tailings basin can be prevented or slowed down by protective pumping, pump-and-treat method, which is an active remediation method for contaminated, or at risk of being contaminated, groundwater. In the groundwater monitoring during the operation of the Kevitsa mine, it has been found that the seepage from the low-sulfur tailings storage facility A is partially mixed with the groundwater in the vicinity of the basin, thus causing an increase in some of the contaminant concentrations compared to the background concentrations in the area. Based on the results of the numerical modelling, a seepage capture plan was compiled. According to the modelling, most of the seepage from the tailings basin A can be collected via the 12 seepage capture wells and lead to the treatment. The purpose is to prevent the declining of the water quality in the vicinity of the tailings storage facility A and to reduce the risk of contamination of Mataraoja via pump-and-treat method. The goal of this thesis was to plan and implement the starting and monitoring of the pumping of the seepage of the tailings storage facility A. The suitability of the pumping arrangement for the area was assessed based on the results of the monitoring. A monitoring plan for the initial phase of protective pumping was compiled and implemented. The effects of the pumping on the surroundings of the tailings storage facility A were monitored by water sampling and water level elevation measurements. In the interpretation of the water analysis results the background concentrations and the results of monitoring during production were taken into consideration. Concentrations of the contaminants were compared with the environmental quality standards in the Decrees 1040/2006 and 1022/2006. In the study area, the concentrations of chloride and nickel in the waters of most seepage collection wells and groundwater observation pipes exceeded the environmental quality standard in 1040/2006, and almost one third the environmental quality standard in 1022/2006. During the period examined, the pumpings had no effect on the concentrations of the contaminants in the study area. With the current pumping arrangement, the desired water level reduction in the seepage collection wells will not be achieved, nor the desired impact of sufficient size and efficiency on the groundwater surrounding the northwest corner of the facility. In order to make valid conclusions of the effectiveness of the pump-and-treat method, longer-term, probably years-long monitoring of changes in the concentration of pollutants in the environment and in the heights of the water levels is needed. Some improvements for the technical implementation are recommended to be made: the amount and the capacities of the pumps must be increased, and the possibilities of automation of the pumpings should be examined. |
