Kasutaja:Ave.sikk/liivakast

Kõikides põlevkivitööstuse harudes (kaevandamine, elektri- ja soojusenergia tootmine, õlitööstus) tekib suur hulk jäätmeid. Ida-Virumaa, mille pindala on 7,5% Eesti territooriumist ning kus elab 15% Eesti elanikkonnast, annab umbes 90% kogu riigi tööstusjäätmetest.

Termilise töötlemise jäätmete kogus võrreldes põletamise ja kaevandamise omadega on väiksem, kuna selleks kasutatakse vaid 18-19% toodetud põlevkivist. Põlevkivitööstus on olnud aastakümnete vältel põhiliseks Kirde-Eesti loodusliku tasakaalu nihestajaks ja saasteallikaks, kahjustades maastikku, lito-, hüdro- ja atmosfääri, mõjutades elanike tervist.

Põlevkiviõlitööstuse jäätmete ladestuskohtade iseloomustus

Esimesed põlevkiviõlitehased rajati reeglina põlevkivikihindi avamusele ja esimeste karjääride (Pavandu, Kiviõli, Vanamõisa ja Kohtla) vahetusse lähedusse, kuhu nad ka jäid kaevandamise kaugenedes.

Kohtla-Järve ja Kiviõli õlitööstuse jäätmed (kogus ligi 90 miljonit tonni) on ladestatud üle 100 m kõrgustesse kuhilatesse, hõlmates üle 22,5 km². Kohtla-Järvel eristati kuut poolkoksimäge, kuhu ladestati tahket jääki. Kasvades ühinesid nad jalamil, moodustades ühise mäeaheliku pindalaga 1,4 km², millega külgneb ka elektrijaama tuha ladestusplats. Kiviõlis on kolm eri vanusega mäge, mille üldpindala on ligi 1 km². Seega on juba jäätmete paigutamiskohtadega viidud maakasutusest välja suued alad.

Põlevkivi õlitööstuse jäätmete kogus

Jäätmete liik	Jäätmed seisuga 2002.a		Tekkis 2002.a jäätmeid
(asukoht)	Pindala, ha	Kogus, mln t	Kogus, tuh t
Poolkoks (Kohtla-Järve)	157	71	613
Fuuss	1,3	0,08	17,6
Poolkoks (Kiviõli)	91	25	198
Fuuss	0,25	0,06	0,8
Must tuhk (Narva)	-	3,66	364

Põhilise osa õlitööstuse jäätmetest moodustab tahke jääk ehk poolkoks. Poolkoks jahutati ja seejärel transporditi vagonettides jäätmemäele ning uhuti veega laiali. Käesoleval ajal kasutatakse aastas termiliseks töötlemiseks generaatorites 1,5 mln tonni tükipõlevkivi ja tekib üle 800 tuhande tonni poolkoksi. Peale selle tekib ligi 18 tuhat tonni pigijäätmeid ehk nn fuussi. Fuussi ladestuskohad kujutavad endast poolkoksi mägedele rajatud spetsiaalseid järvi (hoidlaid), mille pindala Kohtla-Järve mäel hõlmab 1,3 ha, Kiviõlis 0,25 ha, sügavus kuni 7...10 meetrit ja fuussi kogus statistiliste andmete järgi vastavalt 78 000 ja 60 000 tonni. Enne 1970. a ladestati fuusse segamini poolkoksiga ja ilmselt on aegade jooksul neid maetud palju rohkem kui statistilised andmed näitavad. Viru Keemia Grupi ja Kiviõli Keemiatööstuse andmetel on 2002. aastaks fuussi ladestamine poolkoksi mägedesse lõpetatud.

Narva Elektrijaamde AS Eesti soojuselektrijaamade juures asuva õlitehase jäätmeid (nn must tuhk) ladestatakse tuhaväljale hüdrauliliselt koos elektrijaama tuhašlakiga. Tuha kogust hinnatakse õlitehase TSK-3000 ekspluateerimise algusest umbes 3,7 miljonit tonni aastas ja lisandub tuhamäele ligi 0,35 tonni.

Jäätmete koostis ja omadused

Termilisel töötlemisel tekkiv tahkejääk (poolkoks) moodustab 55-60% kasutatavast põlevkivist. Poolkoks, nagu ka põlevkivi koosneb mineraalsest ja orgaanilisest ainest. Generaatorites kasutatavas tükipõlevkivis on orgaanilise aine sisaldus ligi 35%, poolkoksi jääb seda valdavalt 10-13% (peamiselt süsinikuna), tahke soojuskandajaga utteseadme mustas tuhas – alla 1%.

Utmine generaatorites toimub temperatuuril alla 550 °C, kuid temperatuur võib ajuti tõusta kuni 700 °C ja karbonaatsed mineraalid ka osaliselt laguneda. Generaatorite “värske” poolkoksi ja aastaid puistangus olnud poolkoksi 5 tuhastatud proovi koostis varieerus järgmistes piirides: SiO₂ 18,8 - 25,0%; Al₂O₃ 4,8 - 6%; Fe₂O₃ 3,7 - 4,6%; CaO 26,9 - 29,7%; MgO 2,8 - 5,4%; Na₂O 0,05 - 0,1%; K₂O 1,7 - 2,5%; TiO₂ 0,3%. Üldiselt on poolkoksi mineraalosa koostis üsna isotoopne ja praktiliselt sama mis põlevkivi tuhal ja savikatel karbonaatkivimitel. Poolkoks on tugevalt leeliselise reaktsiooniga materjal. Poolkoksi vesileotise tõmmise pH on värskest poolkoksist määratud 12 ja üle 10 aasta seisnud materjalist 10.

Mikroelementide, sealhulgas raskete metallided (Ni, Co, Cr, Mo, U jt) sisaldus on poolkoksis madal ega ületa settekivimite klarki. Seega ei osale poolkoksi mineraalosa makro- ega mikroelemendid puistangutes vee ja atmosfääri saastamises ning keskkonnale ohtu ei põhjusta, tõstavad vaid vee leeliselisust. Siin on tarvis märkida, et ülaltoodud mikrokomponentide sisaldus on määratud poolkvantitatiivse spektraalanalüüsiga ja puudub info niisuguste kahjulike elementide nagu Cd, As, F, Hg kohta.

Poolkoksimägedest võetud proovides on määratud orgaanilise aine sisalduseks 9-16%; põlevkiviõli - 0,6-5,0%; fenoole – 0-107 mg/kg; monoaromaatseid süsivesinikke 0-20 mg/kg; polüaromaatseid süsivesinikke 0-31 mg/kg.

Poolkoksi lademe ülaosa filtratsioonimoodul on madal ega üle 0,1 m/ööp. Samete perioodidel tekivad jäätmemäe pinnal ajutised veevoolud, madalamatel aladel – tehisveekogud. Arvatakse, et jäätmeladestu alaosa on tihenenud ja veelgi madalama filtratsioonimooduliga.

Fuuss. Fuuss on ohtlik jääde, mis sisaldab polütsüklilisi aromaatseid süsivesinikke, fenoole jt. Fuussi ladestuskohad Kohtla-Järvel ja Kiviõlis ei vasta keskkonnanõuetele, kuna ohtlikud ained võivad neist levida ümbritsevasse keskkonda filtratsiooni teel, läbi tammikehade või üle nende äärte. Vanemates ladestuskohtades on fuuss polümeriseerunud ja muutunud pealt tahkeks, sügavamal on see viskoosne. Uuemates hoidlates moodustab pinnakihi suure fenoolide sisaldusega õlisegune vesi. Sügavuse suunas väheneb fuussis vee sisaldus, suureneb mehaaniliste lisandite ja raske põlevkiviõli sisaldus. Fuussi koostist ja omadusi on uuritus Kohtla-Järve poolkoksimäel asuvas hoidlas (tabel 1). Sondeerimise alusel on välja eraldatud erineva tihedusega voolavplastne ja sitkeplastse fuussi kihid. Hoidlate põhi ja küljed on esindatud suhteliselt vettpidava poolkoksiga.

Fuussi koostis ja omadused Kohtla-Järve poolkoksimäel

Näitaja	Proov 1 (veepinnalt)	Proov 2 (0,5 m sügavuselt)	Proov 3 (1,0 m sügavuselt)
Fenoolide sisaldus, g/l	1,5	1,5	-
Põlevkiviõli sisaldus, mg/l	320	-	-
Vee sisaldus, %	-	79,9	21,4
Põlevkiviõli sisaldus, %	-	15,3	31,1
Bensiini sisaldus, %	-	1,9	5,3
Mehaanilised lisandid, %	0,13	2,9	42,2
Kütteväärtus, MJ/kg	-	6,6	14,0

Keskkonnamõjude hinnang

Poolkoksimäed

Läbiviidud uuringute tulemusel selgus, et õlitööstuse tahked jäätmed võib nende keskkonnaohtlikuse järgi liigitada sõltuvalt utmis- ja ladestustehnoloogiast vähemalt kolme gruppi:

• Generaatorite poolkoksi (orgaanilise aine sisaldus 10-14%) märgladestustehnoloogia (Kiviõlis kuni 2001a, Kohtla-Järvel kuni 2002a.).
• Käesoleval ajal kasutuses olev generaatorite jäätmete kuivladestustehnoloogia, poolkoks ( orgaanilise aine sisaldus 10-14%) transporditakse autodega jäätmemäele.
• Tahke soojuskandjaga utteseadme must tuhk (orgaanilise aine sisaldus alla 1%), ladestatakse hüdrotranspordiga (Narva õlitehas).

Uuringud on näitanud, et poolkoksi koostis vastab pärast generaatorist väljumist ohtlike orgaaniliste ainete (polüaromaatsed ühendid, fenoolid, benso(a)püreen, naftaleen) sisalduse järgi ligilähedaselt tööstusterristooriumi pinnase jaoks kehtestaud piirnormidele, üle 10 aasta seisnud poolkoksi võiks liigitada tavajäätmeks. Märgladestustehnoloogia kasutamisel on suur osa tekkinud keskkonnakahjust põhjustatud mitte niivõrd poolkoksi enda koostisest ja omadustest, kuivõrd fuussijäätmetest. Kuivladestamisel satub jäätmemäele vähem ohtlikke aineid ja nende emissioon sealt nõrgveega on piiratud. Et kuiva ladestamistehnoloogia kasutamisel on poolkoksimäed oluliselt keskkonnaohutumad, mindi nii Kiviõlis kui ka Kohtla-Järvel üle kuivale poolkoksi ladestamisele.

Eesmärgiga vähendada orgaaniliste ühendite sisaldust poolkoksis ja seega ohtlikkust, on pakutud mõnd utmisagregaatide tehnoloogilist uuendust. Nii on peetud võimalikuks gasifitseerimisrežiimi parandamisega vähendada orgaanilise aine sisaldust poolkoksis 12-lt 8 %-ni. Kuid see ei lahenda küsimust täielikult.

TTÜ Eesti Energeetika Instituut on viinud läbi generaatorite poolkoksi keevkihis põletamise katsed. Poolkoksi põletamist restküttekolletes ja tolmküttekolletes peetakse tehniliselt ja majanduslikult ebaefektiivseks. Võrreldes nendega on keevkihikolletes põletamise eeliseks see, et võib kasutada väga erinevate füüsikalis-mehaaniliste omaduste ja terasuurusega, väga madala kütteväärtusega kütuseid ja saasteainete sisaldus tekkivas tuhas on madalam. Uuriti nii puhta poolkoksi kui poolkoksi ja põlevkivi segude (10:1 ja 5:1) põletamise võimalusi. Katsetaud materjali alumine kütteväärtus oli 4,4-6,1 MJ/kg, niiskus 6,2-11,3%.

Uuringutega selgitati:

• Keevkihi tehnoloogiaga on põletamine stabiilne temperatuuri vahemikus 780-860 °C;
• Poolkoksi on võimalik stabiilselt põletada kui niiskus on alla 10%; niiskusel üle 10% on vaja lisada 10-20% põlevkivi;
• Selgesti on jälgitav põlemistemperatuuri mõju karbonaatide lagunemisastmele (temperatuuril 787 °C laguneb 44% karbonaate; 855 °C – 84%);
• Sulfiidse väävli sisaldus tuhas madal – 0-0,05%;
• Pookoksi põletamisel saadud tuha kui sideaine aktiivsus on madalam kui tolmküttekolletes temperatuurik 1300-1400 °C saadud tuhal;
• Poolkoksi ja segude süsiniku väljapõlemisaste oli 89-98%; kütuse osakeste täielik põlemine vajab nende pikemat viibimist koldes.

Poolkoksi põletamisel keskkonna saastamist lendavate väävliühenditega praktiliselt ei toimu, kuna tekkiv SO₂ seostub peaaegu täielikult tahkesse faasi. Kõik ülalmainitud meetmed ei lahenda täielikult poolkoksijäätmete küsimust ja võivad vaid leevendada nende keskkonnaohtlikkust. Samas tuleb arvestada ka poolkoksi põletamisel suure hulga CO2 tekkimisega. Seega pakuks keevkihi tehnoloogiaga seadmete ehitamine vahetult olemasolevate õlitehaste juurde põhimõtteliselt uut poolkoksi keskkonnaohtlikkuse vähendamise võimalust, mis vääriks esialgset läbiarvutamist.

Tahke soojuskandjaga utteseadme must tuhk on lähedane elektrijaamde tuhale ja on leeliselisem kui generaatorite poolkoks. Orgaanilise aine sisaldus on temas erinevatel andmetel 0,7-3% ja ta ei sisalda põhilisi reostusaineid – fenoole, aromaatseid süsivesinikke. Fuussi on kõrge kütteväärtuse – 7-14 MJ/kg tõttu võimalik põletada nii hävitamise eesmärgil kui lisakütusena. 2002. a lõpetatigi fuussi ladestamine ja see põletatakse Kiviõli jõujaamas ja Kundas tsemendi põletamise tunnelahjudes.

Et vähendada fuussist ohtlike ainete emissiooni keskkonda, on pakutud mitmeid vanade fuussihoidlate sulgemise variante. Põhivariant näeb ette hoidla täitmise poolkoksiga ja katmise vett mitteläbilaskva kihiga, et isoleerida fuuss sademetevee eest. Muidugi oleks parimaks variandiks fuussi täielik väljakaevamine ja taaskasutamine. Kuid fuuss on vertikaalses läbilõikes väga erineva vee, põlevkiviõli, mehaaniliste sisalduse ja kütteväärtusega, mis raskendabväga selle otsest kasutamist. On vaja valikulist kaevandamist ja homogeniseerimist, kuid see muudab protsessi tehnoloogiliselt üsna keerukaks ja majanduslikult kulukaks.

Mõju pinnaveele

Kohtla-Järve ja Kiviõli õlitööstuse reostunud vee puhastus toimub biopuhastusseadmetes Kohtla-Järvel, seejärel juhitakse heitvesi kollektori kaudu merre. Kohtla-Järve poolkoksimäe nõrgvesi suunatakse Kohtla jõkke ja edasi Purtse jõe kaudu merre. Nõrgvee seiret teeb Viru Keemia Grupp AS keskkonna kaitseteenistus. Purtse jõel tehakse tehakse äravoolu vaatlusi Lüganuse vaatluspostil ja 1 km kaugusel jõesuudmest, kus igakuiselt võetakse veeproove ja määratakse keemiliste komponentide sisaldused, sh raskemetallid, naftasaadused, fenoolid.

Seire andmetel on jõgedes prkatiliselt aastaringselt fenoolireostus; kõige kõrgem on see kevadel ja sügisel, kui vihmaveega uhutakse jäätmemäelt rohkem reoaineid. Poolkoksimäele suunatakse ka puhastusseadmete muda, mis samuti võib anda osa orgaaniliste ühendite ja lämmastiku reostusest pinnavees.

Mõju põhjaveele

1989-1992.a loodi Kohtla-Järve elektrijaama tuhavälja ja põlevkivikombinaadi poolkoksimäe ümbruses vaatluspuuraukude võrk põhjavee reostuse seireks.

Aastatel 1996-2002 läbi viidud põhjavee seire Kohtla-Järve poolkoksi ladestusala ümbruses võimaldas jälgida reostuse levikut Lasnamäe-Kunda ja Ordoviitsiumi-Kambriumi põhjaveekihtides. Selgus, et Lasnamäe-Kunda veekiht on reostunud tööstusterritooriumil ja jäätmevälja ümbritseval alal kuni 300-500 meetri kaugusel. Naftasaaduste, fenoolide, arseeni ja aromaatsete süsivesinike (benseen) sisaldus ületab siin põhjaveele kehtestaud piirarve. Kõrgendatud on ka vee pH väärtused – 6,9-11,3, mis on tingitud tuha ja poolkoksi karbonaatse osise mõjust. Jäätmemäest kaugemal kuni 300-5000 m paiknevates puuraukudes on olnud fenoolide ja arseeni sisaldus alla piirarvu, teiste orgaaniliste ühendite sisaldus jääb allapoole labori määramistäpsust.

Ordoviitsiumi-Kambriumi veekihis ei täheldatud 2002.a kogu vaadeldaval alal naftasaaduste ja sromaatsete süsivesinike sisaldusi. Varasematel aastatel on siin selles veekihis piirkonniti ja episoodiliselt täheldatud kõrgendatud fenoolide ja naftasaaduste sisaldust ning benseenireostust, seepärast ei pakuta veekihti joogiveevarustuse allikaks.

Veekeskkonna (pinna- ja põhjavee) reostuses võisid osaleda fuuss ning jäätmemägede nõrgvesi, ka poolkoksi kustutamiseks ja laialiuhtmiseks kasutatud tööstusheitvesi ja puhastusseadmete jäätmed.

Veekeskkonna reostuse vähendamiseks eesmärgiga viia reoainete sisaldus jõgedes vastavusse keskkonnanõuetega ning piirata põhjavee reostuse edasist levikut, on lõpetatud vee kasutamine poolkoksi jahutamiseks ja väljauhtmiseks ning fuussi paigutamine poolkoksi ladestusaladele.

Mõju õhule

Saasteainete emissiooni ja õhu kvaliteeti on Ida-Virumaal uurinud Ökoloogia Instituudi Kirde_eesti osakond. Üldiselt loetakse Ida-Virumaad problemaatilise õhukvaliteediga piirkonnaks. Statsionaarsetest allikatest õhku paisatavate saasteainete aastase koguhulga poolest domineerib (85-88%) energiatööstus. Õlitööstuse, sealhulgas jäätmeväljade osa õhu saastamises on oluliselt väiksem (6-8%) ja sellele on pööratud vähem tähelepanu. Põlevkivi utmisel läbivad õliaurud ja gaas tehnoloogilise tsükli kontaktita väliskeskkonnaga ja õhusaastet ei toimu.

Kuigi Kohtla-Järve piirkonnas jääb saasteainete sisaldus õhus keskmiselt alla lubatud piirnorme, on siin esinenud ka normatiivide ületamisi fenoolide, formaldehüüdi ja väävelvesinikuga. Kergelt lenduvate kahjulike orgaaniliste ühendite emissioon võib toimuda poolkoksimägede nõrgveest, fuussist, utmise vedelproduktide lahtistest mahutitest. Tugeva tuulega reostab õhku tahkete osakestega kuival ajal poolkoksimägedest tõusev tolm. Tolmu ja lenduvate ohtlike ainete leviku piiramiseks tuleks mäed haljastada, fuussijärved likvideerida või katta. Kohta-Järve poolkoksi ladestusala haljastamisega on tegeldud alates 1970. Aastast. Tänapäevaks on haljastatud ligi 45 ha poolkoksimäe nõlvadest, ehk 1/3 mägede kogupindalast. Istutatud on üle 30 erineva puu- ja põõsaliigi. 2001.a istutati umbes 3 ha ligi 8000 arukaske, mis kasvavad nendes tingimustes küllalt hästi.