Pintavesiin kohdistuvat vaikutukset
Mistä vaikutuksia aiheutuu?
Kaivoksen rakentamisesta voi aiheutua valumavesien samentumista ja kiintoainekuormitusta. Mahdollisesti kaivoksen alueella kulkevia ojia joudutaan myös siirtämään tai esimerkiksi alueella sijaitsevia lampia tai järviä kuivattamaan.
Toiminnan aikana vaikutuksia alapuolisiin vesistöihin aiheutuu käsiteltyjen ylijäämävesien johtamisesta purkuvesistöön sekä kaivosalueen ohi johdettavista luonnonvesistä. Käsiteltäviä vesiä muodostuu mm. kaivoksen kuivanapitovesistä, sivukivialueen ja rikastushiekan läjitysalueiden suotovesistä, rikastusprosessin vesistä sekä rakennettujen alueiden sade- ja hulevesistä. Vedet käsitellään kaivosalueella ja käsitellyt ylijäämävedet johdetaan purkuvesistöön.
Toiminnan päätyttyä avolouhos ja maanalainen kaivos täyttyvät hiljalleen vedellä. Sivukiven ja rikastushiekan läjitysalueet suljetaan ja maisemoidaan, jolloin näillä alueilla muodostuvien suotovesien määrä vähenee toiminnan aikaiseen tilanteeseen verrattuna. Kaivosalueella muodostuvia vesiä käsitellään sulkemisen jälkeen niin pitkään kuin käsittelylle on tarve.
Miksi kaivoksilta johdetaan vettä pois? Mihin vettä käytetään kaivoksella? Miksi kaivoksella ei käytetä alueella muodostuvia vesiä tai kierrätysvesiä? Miksi otetaan raakavettä?
Suomen ilmasto-olosuhteissa sadanta on suurempaa kuin haihdunta. Koska kaivosalueiden pinta-alat ovat suuria (muutamasta neliökilometristä kymmeniin neliökilometreihin), on myös alueelle luontaisesti sadannan mukana ja kaivoksen valuma-alueelta kulkeutuvien vesien määrä suuri. Lisäksi kaivokseen (avolouhos, maanalainen kaivos) kulkeutuu pohjavettä, joka on pumpattava kaivoksesta pois kaivostoiminnan mahdollistamiseksi. Näiden syiden takia kaivosalueelle kertyy lähtökohtaisesti luontaisesti enemmän vettä kuin sitä kaivoksella tarvitaan, minkä vuoksi vettä on aina purettava alueelta pois.
Vettä käytetään kaivoksilla pääsääntöisesti rikastamolla prosessivetenä. Vettä voidaan tarvita myös kasteluvetenä esimerkiksi pölyntorjunnassa. Prosessivetenä pyritään käyttämään kaivosalueella muodostuvia vesiä eli kierrätysvesiä, millä vähennetään tarvetta ottaa raakavettä vesistöstä. Kierrätysvettä ovat mm. vesialtailta ja rikastushiekan läjitysalueilta rikastamolle palautettavat vedet ja niiden osuus on tyypillisesti rikastamolla käytettävästä vedestä yli 90 %, toisinaan lähes 100 %. Raakavettä ei voida lähtökohtaisesti kuitenkaan kokonaan korvata kierrätysvedellä eli ns. täysin suljettu kierto ei ole Suomen ilmasto-olosuhteissa mahdollinen. Suljetussa kierrossa raakavettä ei ole tarvetta ottaa, eikä käsiteltyä vettä purkaa ulos. Kaivoksilla esteitä suljetulle kierrolle ja kierrätysvesien täysimääräiselle käytölle ovat esimerkiksi kemikaalien ja muiden aineiden konsentroituminen rikastamon kierrossa, pumppujen kuluminen ja rikastamon saannin heikkeneminen. Tietyt aineet voivat myös muutoin olla haitallisia prosessille. Lisäksi esimerkiksi kemikaalien valmistamiseen tarvitaan hyvin puhdasta vettä.
Mikä on vesitase ja mitä sillä tehdään?
Yksinkertaistettuna vesitase kuvaa kaivokselle tulevan veden määrää, miten se jakautuu eri käyttö- ja kulutuskohteisiin, missä ja miten paljon vettä varastoidaan ja kuinka paljon ja miten vettä poistuu kaivokselta. Vesitase kattaa mm. kaikki edellä kaaviokuvassa esitetyt alueet ja toiminnot. Vesitaseen laadinta aloitetaan jo kaivoksen suunnitteluvaiheessa ja sitä päivitetään ja tarkennetaan jatkuvasti kaivoksen toiminnan aikana. Se on kaivoksen vesienhallinnan tärkein työkalu, jolla pyritään ennakoimaan kaivosalueelle kertyvän veden määrä, käsittelytarve ja ylijäämäveden purkutarve, huomioiden myös kaivoksen ympäristöluvan velvoitteet. Vesitaseen avulla voidaan myös hallita kaivosalueella varastoitavien vesien kokonaismäärää, jolla on suuri merkitys rikastushiekka-altaiden ja muiden altaiden patoturvallisuuden kannalta.
Kaivokset ja niiden ympäristöt ovat erilaisia. Esimerkiksi kuivanapitovesien määrät voivat vaihdella merkittävästi mm. kaivoksen sijainnista ja ympäristöolosuhteista sekä toiminnan laajuudesta riippuen. Muodostuvien vesien määrä riippuu myös esimerkiksi rakennettavien alueiden, kuten kaivannaisjätealueiden, pinta-aloista ja ilmasto-olosuhteista eli sadannasta. Suuri osa kaivosalueella muodostuvista vesistä muodostuu sadannasta. Koska alueiden, kuten avolouhoksen ja kaivannaisjätealueiden pinta-alat ovat suuria, ovat myös niillä muodostuvat vesimäärät suuria. Sadannassa on vaihtelua vuodenaikojen ja eri vuosien välillä. Myös ilmastonmuutos pyritään huomioimaan vesitaseessa. Esimerkiksi kaivoksen kuivanapitovesien määrä voi vaihdella vuosittain noin 1-5 miljoonan m3:n (1 m3 = 1 000 litraa) välillä. Kaivoksilta purettavien käsiteltyjen ylijäämävesien osuus vastaanottavien purkuvesistöjen virtaamista on tyypillisesti alle 5 %.
Miten vedet käsitellään? Minkä laatuista vettä puretaan?
Kaivosten vesienkäsittely suunnitellaan kohdekohtaisesti eli huomioiden käsiteltävien vesien laatu sekä tavoitteet ja vaatimukset purettavan veden laadulle. Vesienkäsittelyn suunnittelussa huomioidaan purkuvesistön ominaisuudet, eli mm. virtaama ja purkuvesistön herkkyys. Vesienkäsittely suunnitellaan siten, että vaikutukset purkuvesistössä ovat mahdollisimman vähäiset.
Vesienkäsittely voi koostua esimerkiksi kiintoaineen laskeutuksesta altaissa (kiintoaine laskeutuu altaan pohjalle) ja kemiallisesta käsittelystä kuten kemikaaleilla tehtävästä haitta-aineiden saostuksesta ja sakan erottamisesta sakeuttimella. Vesienkäsittelyssä voidaan käyttää myös esimerkiksi kalvosuodatusta tai biologisia menetelmiä erityisesti typpipitoisten vesien käsittelyssä. Vesienkäsittelyn lopputuote on käsitelty ylijäämävesi, joka puretaan ympäristöluvan lupaehtojen mukaisesti (luparajat pitoisuuksille ja määrille) purkuvesistöön. Vesienkäsittelyssä muodostuvat muut jakeet, kuten altaiden pohjalle laskeutuva kiintoaines tai vesienkäsittelyssä muodostuva sakka, käsitellään kaivosalueella tai toimitetaan muualle käsiteltäväksi tai hyötykäytetään metallina eli toimitetaan rikasteiden mukana sulatolle.
Kaivosten vesienkäsittelylaitokset eivät olennaisilta osin poikkea esimerkiksi muun teollisuuden vesienkäsittelylaitoksista, joissa vesienkäsittely on osa prosessia vastaavasti kuin kaivoksilla. Yhdyskuntajätevedenpuhdistamoilla käsiteltävän veden laatu poikkeaa kaivosvesistä esim. fosforin osalta. Eri teollisten toimialojen laitoksilla tai jätevedenpuhdistamoilla muodostuvia jätevesiä ei ole teknis-taloudellisesti mahdollista käsitellä täysin puhtaaksi.
Kemijoen vesienhoitoalueella ihmistoiminnasta tulevasta fosfori- ja typpikuormituksesta huomattava osuus tulee hajakuormituksena maa- ja metsätaloudesta sekä haja- ja loma-asutuksesta. Pistemäinen ravinnekuormitus on pääosin peräisin teollisuudesta ja yhdyskuntien jätevesistä. Kaivosteollisuus on vesienhoitoalueella kasvanut, mikä lisää vesistöjen kuormitusta etenkin metallien ja vesille haitallisten aineiden osalta. Kemijoen vesienhoitoalueella on 2000-luvulla ollut toiminnassa viisi kaivosta; kromikaivos Kemissä, kultakaivokset Sodankylässä ja Kittilässä, nikkeli-kuparikaivos Sodankylässä sekä kalkkikaivos Torniossa. Kittilän kultakaivos on avattu vuonna 2009 ja Kevitsan kaivos vuonna 2012. Kaivosvesistä sekä usein myös kaivostoiminnan laskeumasta aiheutuu tyypillisesti typen, suolojen sekä haitallisten aineiden, kuten nikkelin kuormitusta. Uusien, suurten kaivosten avaaminen näkyy sulfaatin, nikkelin ja kokonaistypen kuorman kasvuna. (Lapin ELY-keskus, Kemijoen vesienhoitoalueen vesienhoitosuunnitelma vuosille 2022–2027, raportteja 31/2022; Kemijoen vesienhoitoalueen vesienhoitosuunnitelma vuosille 2022-2027 Osa 1. Vesienhoitoaluekohtaiset tiedot)
Kuvissa 1 ja 2 on esitetty Kemijoen vesienhoitoalueella sijaitsevien yhdyskuntien jätevedenpuhdistamoiden sekä kaivosten kokonaisfosfori- ja typpikuormitukset vuosilta 2005–2023. Tiedot ovat peräisin ympäristöhallinnon YLVA-rekisteristä. Joillakin jätevedenpuhdistamoilla tapahtuu typen vähenemää, vaikkakin Lapin alueella yhdyskuntien jätevedenpuhdistamoja ei ole rakennettu varsinaisesti typpeä poistaviksi. Puhdistamoilla fosforin reduktio (väheneminen) on vuosien mittaan parantunut puhdistustekniikan paranemisen ja saostuskemikaalien kehittymisen vuoksi. (Lapin ELY-keskus, Kemijoen vesienhoitoalueen vesienhoitosuunnitelma vuosille 2022–2027, raportteja 31/2022) Kaivostoiminnasta aiheutuva kokonaisfosforin ja -typen kuormitus on ollut huomattavasti alhaisempaa verrattuna yhdyskuntien jätevedenpuhdistamoiden vastaavaan kuormitukseen vuosina 2005–2023. Nykyisin kaivoksille asetetaan usein vaatimus typpikuormituksen vähentämisestä, mikä edellyttää typen puhdistamista purettavista vesistä.
Miksi purkuputkia tarvitaan? Miksi jokia käytetään viemäreinä?
Kaivosten ja muiden teollisten hankkeiden ympäristölupakäsittelyssä on huomioitava EU:n vesipuitedirektiivin mukaiset reunaehdot. Kaivoksen toiminta ei siis saa vaarantaa vastaanottavan vesistön hyvää ekologista tilaa edes yhden ekologisen tilan luokittelua koskevan laatutekijän alenemisen osalta. Riski yhden yksittäisen laatutekijän heikkenemiselle voi aiheutua hyvinkin alhaisesta kuormituksesta. Kaivokset sijaitsevat usein pienten vesistöjen äärellä, valuma-alueiden latvoilla, joissa virtaamat ovat alhaisia ja riski ekologisen tilan heikkenemiselle on siten suuri.
Tämän vuoksi käsitellyt vedet joudutaan usein johtamaan purkuputkea pitkin isompiin vesistöihin, joissa virtaamat ja vesimäärät ovat luontaisesti suurempia. Mitä pienempi ja suljetumpi vesistö on, sitä herkempi se on ihmisen toiminnan aiheuttamille muutoksille. Kaivosten vesienkäsittelyn suunnittelussa huomioidaan vastaanottavan vesistön ominaisuudet niin, että vaikutukset ovat mahdollisimman vähäisiä. Suunnittelussa olennaista on mm. vastaanottavan vesistön ekologinen luokittelu.