Kukruse A-kategooria jäätmehoidla (Kukruse aherainemäe) korrastamiseks ettevalmistava projekti koostamine. Projekti SFOS kood

Transcript

1 Kukruse A-kategooria jäätmehoidla (Kukruse aherainemäe) korrastamiseks ettevalmistava projekti koostamine Viitenumber Projekti SFOS kood

2 Sissejuhatus 2

3 Sissejuhatus 1 SISSEJUHATUS PROJEKTI OSAPOOLED PROJEKTI TAUST JA EESMÄRGID PÕHIMÕISTED JA REGULATSIOONID PROJEKTI PIIRKOND JA AJALUGU KESKKONNASEISUND Geoloogiline ehitus Hüdrogeoloogiline läbilõige. Põhjavesi Looduskaitsealad ja mälestised Klimaatilised tingimused PROJEKTI RAAMES TEOSTATUD UURINGUTE KOKKUVÕTE TOPOGEODEETILINE UURING AHERAINEMÄE 3D MUDELI KOOSTAMINE GEOTEHNILISED UURINGUD Puurimine ja proovivõtt Ladestatud materjalide füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste uuring Mineraloogia ja geokeemia Penetreerimine Ladestu temperatuuride uuring Geofüüsikalised uuringud. Elektromeetrilised mõõdistamised Ohtlike ainete sisaldus pinnases HÜDROGEOLOOGILISED UURINGUD EELNEVALT TEOSTATUD UURINGUD Välisõhu uuringud ja modelleerimine LADESTU ISELOOMUSTUS LADESTU PAIKNEMINE LADESTU KUJU LADESTU ALGNE KOOSTIS KUKRUSE A-KATEGOORIA JÄÄTMEHOIDLAS LADESTATUD JA TERMILISE MUUNDUMISE KÄIGUS TEKKINUD MATERJALIDE ISELOOMUSTUS NING KESKKONNAMÕJU PÕLEVKIVI, PÕLEVKIVI AHERAINE JA TERMILISTE REAKTSIOONIDE KÄIGUS TEKKINUD MATERJALID Põlevkivi Põlevkivi aheraine ja mineraloogiline koostis Poolkoks Tuhk KUKRUSE AHERAINEMÄES SISALDUVATE MATERJALIDE ISELOOMUSTUS JA PAIKNEMINE NING PROGNOOSITAVAD KOGUSED Tsoon I Tsoon II Tsoon III Tsoon IV Tsoon V AHERAINEMÄE SEES TOIMUVAD PROTSESSID JA MÕJU ÜMBRITSEVALE KESKKONNALE

4 Sissejuhatus Mäe massi iseeneslik soojenemine. Püriidi oksüdatsioon Põlemine Utmine Vajumine KUKRUSE A-KATEGOORIA JÄÄTMEHOIDLAST LÄHTUV KESKKONNAREOSTUS TEGEVUSED JÄÄTMEHOIDLA OHUTUKS MUUTMISEL ÕHU- JA VEETIHEDA SULUNDSEINA (VAISEINA) RAJAMINE ÕHUTIHEDA ALUSKIHI RAJAMINE KAEVANDUSKÄIKUDE LIKVIDEERIMINE SADEMEVEE ÄRAJUHTIMINE JA KOGUMINE EHITUSTÖÖDE AJAL NÕRGVEE KOGUMINE KATTEKIHTIDE RAJAMINE GAASIDE KOGUMINE JA KÄITLEMINE VAHELADESTUSPLATSIDE RAJAMINE TÖÖMAA HALJASTAMINE, TEEDE JA PLATSIDE RAJMAINE SEIRESÜSTEEMIDE RAJAMINE JA KESKKONNAOHUTUSE KONTROLL KUKRUSE A-KATEGOORIA JÄÄTMEHOIDLA KORRASTAMISE LAHENDUSALTERNATIIVID PÕHIMÕTTED LAHENDUSALTERNATIIVIDE VALIKUL JA HINDAMISEL ALTERNATIIV I KUKRUSE A-KATEGOORIA JÄÄTMEHOIDLASSE LADESTATUD MATERJALI TÄIELIK VÕI OSALINE ÄRAVEDU JA ÜMBERPAIGUTAMINE Alternatiiv 1.1 Mäe täielik äravedu Alternatiiv Mäe osaline äravedu ning allesjäävast keskkonnaohutust materjalist uue mäe kujundamine olemasoleva mäe kõrvale Alternatiiv Läbikaevatud materjalist uue mäe kujundamine olemasoleva mäe kõrvale ALTERNATIIV II KUKRUSE AHERAINEMÄE KATMINE OLEMASOLEVA OLUKORRA JÄTKUMINE FINANTSMAJANDUSLIK JA SOTSIAALMAJANDUSLIK OSA PROJEKTI ELLUVIIMISEGA KAASNEV SOTSIAALMAJANDUSLIK KASU FINANTSMAJANDUSLIK HINNANG Finantsanalüüsi põhieeldused Investeeringuprogrammi alternatiivide võrdlus JÄÄTMEHOIDLA KORRASTAMISE ALTERNATIIVIDE HINDAMISE KOKKUVÕTE JA VALITUD TEHNILINE LAHENDUS KUKRUSE A-KATEGOORIA JÄÄTMEHOIDLA KORRASTAMISEGA SEOTUD RISKID ALTERNATIIVIDE TEHNILISE TEOSTATAVUSE HINDAMISE TULEMUSED PROJEKTI INFRASTRUKTUURI PROJEKTEERIMIS- JA EHITUSTÖÖDE HANGETE ELLUVIIMISE PLAAN JA AJAKAVA HANGE 1. PROJEKTI JUHTIMINE PROJEKTI EHITUSFAASIS HANGE 2. PÕLLUMÄE KINNISTU HANKIMINE HANGE 3. OMANIKUJÄRELEVALVE JA FIDIC INSENERI TEENUS PROJEKTI EHITUSFAASIS HANGE 4. KUKRUSE A-KATEGOORIA JÄÄTMEHOIDLA KORRASTAMISE EHITUSHANGE KASUTATUD MATERJALID

5 Sissejuhatus LISAD o Lisa A.1 Joonis 1. Asendiskeem. M 1: IPT Projektijuhtimine OÜ. Töö nr o Lisa A.2 Joonis 2. Geoloogiline-hüdrogeoloogiline läbilõige. M 1:2000 / 1:1000 IPT Projektijuhtimine OÜ. Töö nr o Lisa A.3 Joonis 3. Asendiskeem kaevanduskäikudega. M 1:2000 IPT Projektijuhtimine OÜ. Töö nr o o Lisa A.4 Joonis 4. Temperatuur 1 m sügavusel. M 1:1000 IPT Projektijuhtimine OÜ. Töö nr Lisa A.5 Joonis 5. Uuringupunktide paiknemine. M 1:1000 IPT Projektijuhtimine OÜ. Töö nr o Lisa A.6.1 Joonis 6.1. Läbilõige 1-1, M 1:500, IPT Projektijuhtimine OÜ. Töö nr o Lisa A.6.2 Joonis 6.2. Läbilõige 2-2, M 1:500, IPT Projektijuhtimine OÜ. Töö nr o Lisa A.6.3 Joonis 6.3. Läbilõige 3-3, M 1:500, IPT Projektijuhtimine OÜ. Töö nr o Lisa A.6.4 Joonis 6.4. Läbilõige 4-4, M 1:500, IPT Projektijuhtimine OÜ. Töö nr o Lisa A.6.5 Joonis 6.5. Läbilõige 5-5, M 1:500, IPT Projektijuhtimine OÜ. Töö nr o Lisa A.7 Joonis 7. Kukruse aheraineladestu tsoneerimine. M 1:1000 IPT Projektijuhtimine OÜ. Töö nr o Lisa A.8 Tabel 1. Uuringupunktide kataloog. IPT Projektijuhtimine OÜ. Töö nr o o o o Lisa A.9 Tabel 2. Proovide ja analüüside nimekiri. IPT Projektijuhtimine OÜ. Töö nr Lisa A.10 Tabel 3. temperatuurid maapinnal ja 1 2 m sügavusel. IPT Projektijuhtimine OÜ. Töö nr Lisa A.11 Tabel 4. Puuraukudes mõõdetud temperatuurid. IPT Projektijuhtimine OÜ. Töö nr Lisa A.12 Tabel 5. Kuumutuskadu, looduslik niiskus ja karbonaatsus. IPT Projektijuhtimine OÜ. Töö nr o Lisa A.13 Tabel 6. Terrattest tulemused. IPT Projektijuhtimine OÜ. Töö nr o o o o Lisa A.14 Tabel 7. Ohtlike ainete sisaldus pinnases. IPT Projektijuhtimine OÜ. Töö nr Lisa A.15 Tabel 8. Hüdrogeoloogiliste puuraukude andmed. IPT Projektijuhtimine OÜ. Töö nr Lisa A.16 Tabel 9. Terrattest tulemused (põhjavesi). IPT Projektijuhtimine OÜ. Töö nr Lisa B.1 Alternatiiv 1.1. Mäe äravedu. Projekti eelarve. 5

6 Sissejuhatus o Lisa B.2 Alternatiiv Mäe osaline äravedu ja ümberpaigutamine. Projekti eelarve. o o o o Lisa B.3 Alternatiiv Mäe ümberpaigutamine. Projekti eelarve. Lisa B.4 Alternatiiv 2. Mäe katmine. Projekti eelarve. Lisa C.1 Joonis AS-01. M 1:2000 Alternatiiv 1.1. Mäe äravedu, Lisa C.2 Joonis AS-02. Alternatiiv Mäe osaline äravedu ja ümberpaigutamine, 1:2000 o Lisa C.3 Joonis AS-03. Alternatiiv Mäe ümberpaigutamine, M 1:2000 o Lisa C.4 Joonis AS-04. Alternatiiv 2. Mäe katmine, 1:2000 o Lisa D.1 Elektromeetrilised mõõtmised Kukruse mäel. Tartu Ülikool. Geoloogia osakond. Märts o Lisa D.2 Kukruse mäe 3D pinnamudel. Tartu Ülikool. Geoloogia osakond. Mai o o Lisa D.3 Nihkekatse koondtulemused. Eesti Keskkonnauuringute Keskus. Geotehnika labor. Protokoll 01IP-15 ( ) Lisa D.4 Pinnase omadused. Eesti Keskkonnauuringute Keskus. Geotehnika labor. Protokoll 01IP-15 ( ) o Lisa E.1 Viru Keemia Grupp AS kiri nr VKGk/262-2, o Lisa E.2 Eesti Energia AS kinnituskiri,

7 Sissejuhatus 1 SISSEJUHATUS 1.1 PROJEKTI OSAPOOLED Projekti nimetus: Tellija: Kukruse A-kategooria jäätmehoidla korrastamise ettevalmistava projekti koostamine Keskkonnaministeerium, Narva mnt 7a, Tallinn Tellija esindaja: Liina Laiverik, liina.laiverik@envir.ee, Konsultant: Raimo Jaaksoo, raimo.jaaksoo@envir.ee, Peeter Eek, peeter.eek@envir.ee Infragate Eesti AS, Kadaka tee 5, Tallinn, IPT Projektijuhtimine OÜ, Kopli 96-1, Tallinn Alkranel OÜ, Riia 15b, Tartu Töövõtja esindaja: Indrek Tamberg, indrek.tamberg@infragate.ee, Raul Hansen, raul.hansen@infragate.ee, PROJEKTI TAUST JA EESMÄRGID Endise Kukruse kaevanduse maa-alal paiknev Kukruse A-kategooria jäätmehoidla (aherainemägi) asub Kohtla vallas, Peeri külas Tallinn-Narva põhimaantee kõrval sellest ida suunas. Kukruse aherainemägi (varasema nimega Kukruse aheraineladestuse puistang nr 1) paikneb jätkuvalt riigi omanduses oleval maal, Vulkaani kinnistul (kat nr 32001:001:0174). Jäätmehoidla pindala on 4,85 ha ning sinna ladestatud aheraine kogus on orienteeruvalt 1,3 milj tonni (jäätmekood ). Vastavalt 2012.a AS Maves poolt koostatud töö nr Suletud, sh peremeheta jäätmehoidlate inventeerimisnimistiku koostamine II etapp [2] mahus läbiviidud uuringutele ja riskihinnangule on Kukruse aheraineladestuse puistang nr 1 liigitatud A- kategooria ohtlikkusega kaevandamisjäätmete hoidlaks. Põhiliseks ohufaktoriks põlevkivi kaevandamisjäätmete puhul on nende süttimise võimalikkus isekuumenemise tulemusel, lõkkest, kulu- ja prahipõletamisest või metsatulekahjude tagajärjel. Põlengut võib lugeda ka ainsaks võimaluseks kaevandamisjäätme hoidlas suurõnnetuse tekkeks [1]. Põlenguohtu suurendab see, et Kukruse aheraineladestu on juba põlenud 1960-l ja 1970-l aastatel kahe pikema perioodi vältel. Põlenud kaevandamisjäätmete hoidlatest võivad ohtlikud ained väljuda gaasina, samuti võib aset leida nõrgvee väljakandumine pinnasesse ja põhjavette. Kukruse jäätmehoidla puhul viitavad põlemisele või poolkoksistumisele vingugaasi, väävelvesiniku ja lenduvate orgaaniliste ühendite olemasolu, seal mõõdetud temperatuurid ning uute lõhede ja aktiivsete kuumenemiskollete laienemine. Jäätmehoidlast eralduvate ohtlike gaaside sisaldused on ohtlikud inimese tervisele. Käesolev teostatavusuuring (TU) on koostatud Kukruse A-kategooria jäätmehoidla korrastamiseks optimaalseima variantlahenduse leidmiseks. Uuring käsitleb erinevaid alternatiive alates aherainemäe katmisest kuni mäe äravedamiseni. Kavandatava tegevuse eesmärk on Kukruse aherainemäe korrastamine, mille tarbeks teostatakse mäe seisundi hindamiseks vajalikud uuringud ning leitakse Kukruse aherainemäe korrastamiseks sobiv lahendus. Väljatöötatud alternatiividele viiakse läbi keskkonnamõju hindamine (KMH). Tehnilismajanduslikult ja keskkonnaalaselt kõige optimaalsemale lahendusele koostatakse tööprojekt. 7

8 Sissejuhatus Teostatavusuuring põhineb käesoleva projekti raames ajavahemikul kuni läbiviidud ladestu uuringutel, mis teostati IPT Projektijuhtimine OÜ töögrupi poolt, väiksemal määral on kasutatud ka varasemate uuringute materjale. Uuringud peavad andma vastuse järgnevatele küsimustele: Jäätmehoidlasse ladestatud ja termiliste muundumiste läbi tekkinud materjalide keemilised ja füüsikalised omadused, materjalide orienteeruvad kogused ning paiknemine; ohtlike ainete esinemine jäätmehoidlasse ladustatud materjalis ja pinnases; kas ja mis mahus leiab aset ohtlike ainete kandumine jäätmehoidlast põhjavette; kas ja mis ulatuses leiab aset jäätmehoidlast saasteainete kandumine õhku. Projekti eesmärgiks on Kukruse A-kategooria jäätmehoidla (aherainemäe) korrastamine tagades selle keskkonnaohutuse ja piirates edasist keskkonna (pinnas, põhja- ja pinnavesi, välisõhk jm) reostamist ja välistades aheraineladestu iseenesliku süttimise lähtuvalt aherainemäe sees toimuvatest protsessidest (utmine, termooksüdatsioon). Projekti eesmärgiks on pakkuda välja tehniline lahendus, mis võimaldaks optimaalsete kuludega tagada lisaks keskkonnaohutusele ka lahenduse jäätmehoidla maa-ala edasiseks kasutamiseks ja kui see osutub mõistlike kuludega teostatavaks, ka aherainemäe osalist või täielikku säilitamist pärandkultuuri objektina. Sobiv tehniline lahendus peab arvestama ka optimaalsete püsikuludega ekspluatatsioonil ning tagatud peab olema kasutatava lahenduse pikaealisus (TU majandus-finantsprojektsioonis on ladestu ja kattekihtide elueaks arvestatud 100 aastat) ilma täiendavaid korrastustöid teostamata. Tehniline lahendus peab olema kooskõlas õigusaktidega ja vajadusel kasutama neis antud võimalusi leevendada sulgemise nõudeid, kui keskkonnamõju hindamise tulemused seda võimaldavad. On võimalik, et mõningane mittevastavus keskkonnanõuetega jääb püsima, kuna kõikehõlmavat lahendust jäätmehoidla korrastamiseks ei ole mõistlike kuludega võimalik saavutada. Kuna aheraineladestu ümber on varasemate uuringute käigus mõõdetud kõrged gaasiliste saasteainete kontsentratsioonid (H2S, SO2, CO ja lenduvad orgaanilised ühendid), mis mäe pinnal ületavad mitmekordselt lubatud välisõhu kvaliteedi piirväärtusi ka lühiajalise ekspositsiooni korral ja kujutavad otsest ohtu inimese tervisele ning juhuslik astumine mäe pinnal esinevatesse gaaside väljumislõhedesse võib põhjustada põletusi (nt väikelaste puhul) tuleks kuni mäe korrastamiseni (ohutuks muutmiseni) piirata sellele kõrvaliste isikute juurdepääsu ning tähistada ala vastavate hoiatussiltidega. 1.3 PÕHIMÕISTED JA REGULATSIOONID Kukruse jäätmehoidla korrastamise aluseks on riiklikud arengudokumendid, ladestu keskkonnaohutuks muutmine on seatud oluliseks tegevuseks riigi jäätmekavas (2014), samuti Eesti Keskkonnastrateegias aastani 2030 (2007), mis seab eesmärgiks aastaks 2030 likvideerida kõik teadaolevad jääkreostusobjektid. Alljärgnevalt on toodud käesolevas teostatavusuuringus kasutatavad põhilised terminid: Kaevandamisjäätmed - jäätmed, mis on tekkinud maavarade uuringute, maavarade kaevandamise, rikastamise ja ladustamise ning kaevandamise töö tulemusena (Jäätmeseadus, 7 1 lg 1) Jäätmeseadus 1 lg 3 1. Kaevandamisjäätmete käitlemisele ei kohaldata Jäätmeseaduse lõikeid 19 lõikeid 3 ja 5, 31, , 37 ja 38, 39 lõikeid 1 3, 40, 42 j a ning ja peatükki, välja arvatud juhul, kui kaevandamisjäätmeid ladestatakse prügilas. Jäätmeseadus 34 defineerib prügila mõiste, mis ei laiene kaevandamisjäätmete kogumise ega ladestamise kohtadele. Seega ei saa kaevandamisjäätmete käitluskohta lugeda prügilaks ja sellele ei rakendu sellele Keskkonnaministri määruse nr 38 ( ) Prügila rajamise, kasutamise ja sulgemise nõuded. 8

9 Sissejuhatus Kaevandamisjäätmete hoidla rajamist, kasutamist, seiret ja järelhoodust reguleerib Keskkonnaministri määrus nr 56 ( ) Kaevandamisjäätmete käitlemise kord 1 Jäätmehoidla. Jäätmehoidlaks loetakse iga ehitist või ala, mida kasutatakse tahkel, vedelal, lahuse või suspensiooni kujul olevate kaevandamisjäätmete kogumiseks või ladestamiseks: 1) määramata ajaks A-kategooria jäätmehoidlates ja Jäätmeseaduse 42 1 nimetatud kaevandamisjäätmekavas kirjeldatud ohtlike jäätmete hoidlates; 2) rohkem kui kuueks kuuks ootamatult tekkinud ohtlike jäätmete hoidlates; 3) rohkem kui aastaks tavajäätmete, mis ei ole püsijäätmed, hoidlates; 4) rohkem kui kolmeks aastaks saastumata pinnase, uuringute käigus tekkivate tavajäätmete, turba kaevandamisel, rikastamisel ja ladustamisel tekkivate jäätmete ning püsijäätmete hoidlates. (Jäätmeseaduse 35 2 lg 1) Jäätmehoidla klassifitseerimine - jäätmehoidla klassifitseeritakse Jäätmeseaduse 35 2 lg 4 alusel ohtlikkusest lähtuvalt A- või B-kategooria jäätmehoidlaks, A-kategooria jäätmehoidla. Vastavalt Jäätmeseaduse 35 2 lg 5 määratakse jäätmehoidlale A-kategooria kui esineb üks või mitu järgmistest asjaoludest: 1) jäätmehoidla praegust või tulevast suurust, asukohta ja keskkonnamõju arvesse võttev analüüs näitab, et rike, näiteks puistangu varing või tammi purunemine, või väär käitamine võib põhjustada suurõnnetuse: 2) jäätmehoidlas on käesoleva seaduse Jäätmeseaduse 2 lõike 4 ja 6 lõike 2 alusel kehtestatud Vabariigi Valitsuse määruste kohaselt ohtlikeks jäätmeteks klassifitseeritud jäätmeid üle teatava piiri 3) jäätmehoidlas on kemikaaliseaduse kohaselt ohtlikeks aineteks või valmistiteks klassifitseeritud aineid või valmistisi üle teatava piiri Jäätmeseaduse 35 2 lg 6. Jäätmehoidlale, mis ei vasta eelpool nimetatud asjaoludele, määratakse B-kategooria. Jäätmeseaduse 35 2 lg 7. Jäätmehoidlale A- või B-kategooria määramise otsustab jäätmehoidla käitamiseks loa andmisel jäätmeloa andja. Suurõnnetus. Jäätmeseaduse 27 2 lg 2. Suurõnnetus on käesoleva seaduse tähenduses tegevuskohal kaevandamisjäätmete käitlemise käigus tekkiv juhtum, mis kujutab otsekohe või aja jooksul tegevuskohal või mujal ilmnevat tõsist ohtu inimese tervisele või keskkonnale. Suurõnnetuse vältimine. Jäätmeseaduse 27 2 lg 3. Suurõnnetuse ohuga jäätmehoidla projekteerimisel, rajamisel, kasutamisel, hooldamisel, sulgemisel ning järelhooldamisel tuleb võtta vajalikke meetmeid, et vältida selliseid õnnetusi ja piirata nende kahjulikke tagajärgi inimese tervisele või keskkonnale, piiriülesed mõjud kaasa arvatud. Termooksüdatsioon kütuse (põlevkivi) sihipärane mittetäielik põletamine (põlemine) protsess toimub hapnikuvaeses keskkonnas. Eesmärgiks on maksimaalsel tehniliselt võimalikul tasemel põlevkivi pürolüüsisaaduste ärapõlemist vältida, st saada võimalikult suur põlevkiviõli saagis samas rahuldades utmisprotsessi soojusenergia vajadust väliseid kütuseid kasutamata [24]. 9

10 Sissejuhatus Utmine (ka kuivdestillatsioon, poolkoksistamine) lenduvaid komponente sisaldavate tahkekütuste (turvas, pruunsüsi, põlevkivi) termiline lagundamine õhu juurdepääsuta temperatuuril kuni C. Protsessi eesmärk on suurte orgaaniliste molekulide lagunemine väiksemateks, kuid tekkivad lenduvad ained muutuvad pürolüüsireaktsioonide tagajärjel vähe. Põlevkivi utmisel on eesmärgiks eelkõige kerogeeni termiline lagundamine ja õli saamine, kaasnevad uttegaas ja uttevesi, tahke jäägina poolkoks [24]. Pürolüüs. Aine muundumine kõrgel temperatuuril ilma hapniku juurdepääsuta. Nõrgvesi. Igasugune jäätmehoidlasse ladestatud jäätmetest läbi nõrguv vedelik, mis jääb jäätmehoidlasse või voolab jäätmehoidlast välja. Suublasse juhitav nõrgvesi peab vastama "Veeseaduse" 24 alusel kehtestatud nõuetele. Oht - kahju potentsiaalne tekkimine Risk - kombinatsioon negatiivse mõju ulatusest ja selle esinemise tõenäosusest (sagedusest) 1.4 PROJEKTI PIIRKOND JA AJALUGU Kukruse aherainemägi asub Ida-Virumaal, Kohtla valla territooriumil Peeri külas. Jäätmehoidla paikneb Vulkaani kinnistul, (kat nr 32001:001:0174, pindala 5,77 ha, sihtotstarve 100% jäätmehoidla maa) ning piirneb vahetult maatulunduse sihtotstarbega kinnistutega. Nii ida kui lääne suunalt on jäätmehoidla piiratud maanteedega, läänes Tallinn-Narva põhimaantee nr 1, tee kaugus jäätmehoidla kinnistu piirist on ~75 m. Idas kulgeb Kohtla-Järve-Kukruse-Tammiku tugimaantee nr 93 (vana Tallinn-Narva maantee). Aherainemäe kinnistust ida suunas ~120 m kaugusel asub Kohtla-Järve Kukruse linnaosa, mis on jäätmehoidlale lähim tiheasutuspiirkond. KOHTLA-JÄRVE LINN Järve linnaosa KUKRUSE A-Kategooria jäätmehoidla (aherainemägi) KOHTLA-JÄRVE LINN Kukruse linnaosa Joonis 1.1 Kukruse A-kategooria jäätmehoidla paiknemine Tallinn-Narva põhimaantee nr 1 ääres 10

11 Sissejuhatus Aherainemägi ja selle lähiümbrus Kohtla valla üldplaneeringus (2012) on tsoneeritud kui kaubandus-, teenindus- ja büroohoonete maa. Seejuures on Kukruse mägi määratud ilusa vaatega kohaks. Nii Ida-Viru maakonnaplaneeringu teemaplaneeringu Asustust ja maakasutust suunavad keskkonnatingimused (2003) kui ka Kohtla valla üldplaneeringu alusel jääb Kukruse aherainemägi maakondliku tähtsusega Järve-Edise-Peeri väärtuslikule maastikule, kuid ei paikne otse rohevõrgustiku alal. Kukruse kaevandamisjäätmete hoidla on rajatud a töötanud Kukruse kaevanduse kohale ning paikneb endise kaevanduse tuulutusstreki peal. Põlevkivi aheraine (jäätmekood ) ladestamine jäätmehoidlasse toimus perioodil [1]. Suletud Kukruse kaevandus paikneb 13 km 2 suurusel alal. Põlevkivi kaevandamisega Kukrusel alustati a. Järgmisel aastal töö lõpetati ning uuesti alustati põlevkivi kaevandamist riikliku põlevkivitööstuse eestvedamisel a. Kaevandamine Kukruse kaeveväljal (kaevanduse põhjapoolne osa) lõpetati a. ja mäetöid alustati 1. kaeveväljal (kaevanduse lõunapoolne osa) [10] a. rajati maa-alune põlevkivi sorteerimiskompleks ja kallakšaht (vt Lisa A.3 Joonis 3), mille kaudu transporditi aheraine vagonettidega ammendatud kaevevälja kohale rajatud aheraineladestusse (praegune Kukruse mägi). Põlevkivi sorteerimine toimus käsitsi. Aherainega täidetud vagonetid transporditi vintsiga mäe harjale, kus vagoneti külgluugid avanesid automaatselt ja aheraine valgus välja [10]. Jäätmehoidla-alune maa on jätkuvalt riigi omandis, samuti on riigi omandis ka jäätmehoidlast põhja ja lääne pool asuv Nisu kinnistu (kat nr 32002:002:0156, 10,11 ha, 100 % maatulundusmaa). Aherainemäest lõuna ja ida suunas paiknev Põllumäe kinnistu (kat nr 32002:002:0185, 22,5 ha, 100 % maatulundusmaa) on eraomanduses. Kõik nimetatud kinnistud paiknevad täielikult endise Kukruse kaevanduse kohal (vt Joonis 3.1) 1.5 KESKKONNASEISUND Geoloogiline ehitus Pinnakate Lähedusse jäävate ehitusgeoloogiliste puuraukude andmetel koosneb looduslik pinnakate mullast ning moreenist. Moreen on liustikutekkeline pinnas, mis sisaldab fraktsioone savist liivani ning sisaldab kruusa, veeriseid ning lubjakivilahmakaid. Loodusliku pinnakatte paksus ladestu piirkonnas on 0,3...1,5 m. Kohati moreen puudub ning mulla all paikneb vahetult lubjakivi. Ladestusse kuhjatud aheraine moodustab kuni 40 m paksuse tehnogeensete pinnaste kompleksi. Aluspõhi Uuritud piirkond paikneb Ordoviitsiumi lubjakivide Kukruse lademe avamusalal. Kukruse lade koosneb põlevkivi vahekihtidega lubjakivist, lademe paksus aheraineladestu piirkonnas on m. Umbes 3 m paksuse tootsa kihindi moodustavad lademe alumises osas esinevad põlevkivikihid. Tootluskiht on kaevandamise käigus suures osas eemaldatud, põlevkivi on säilinud vaid tervikutes. Kukruse lade suidub välja ladestust põhja- ja idasuunda jäävas klindiastangus (vt. Lisa A.1 Joonis 1). Kukruse lademe lamamiks on Uhaku lade, mis koosneb savikatest lubjakividest. Lubjakivikompleksi alumise osamoodustavad Kunda ja Lasnamäe lademe lubjakivid ja dolomiidid. Uhaku lademe paksus piirkonnas paiknevate puurkaevude andmetel on umbes 22 m, Kunda-Lasnamäe lademete paksus kokku umbes 24 m. Lamav Kambrium-Ordoviitsiumi liivakivi on eraldatud lubjakivist paari meetri paksuse savika glaukoniitliivakivi ja argilliidikihiga. Kambriumi-Ordoviitsiumi liivakivi paksus on umbes 20 m. Liivakivi all lamab m paksune Kambriumi savi, mille all omakorda Kambriumi- Vendi vanusega liivakivid. 11

12 Sissejuhatus Hüdrogeoloogiline läbilõige. Põhjavesi Ala geoloogiline-hüdrogeoloogiline läbilõige on näidatud Lisa A.2 Joonisel 2. Pinnakattega seotud põhjaveekiht alal praktiliselt puudub, kuna pinnakatte paksus on väga väike. Siiski võib suurvee ajal koguneda moreeni pinnale ajutine ülavesi. Aheraine suure veeläbilaskvuse tõttu ei ole ladestus kujunenud tehnogeenset veekihti. Lubjakivides levisid enne kaevandamist ülemine (Keila-Kukruse) ning alumine (Kunda- Lasnamäe) põhjaveekiht. Nendevaheliseks veepidemeks loetakse üldreeglina Uhaku lademe savikat lubjakivi. Kaevandamise tõttu on uuritud piirkonnas Kukruse lademe lubjakivid praktiliselt kuivendatud ning veetase paikneb maapinnast umbes m sügavusel, Uhaku lademe pinnal või selle ülemises osas. Kuigi Uhaku ladet loetakse veepidemeks, on uuringupiirkonnas rikketsoonidest, karstinähtustest või maapinnalähedusest tingituna kivimid lõhelised ning lamav Kunda-Lasnamäe veekiht moodustab tõenäoliselt Uhaku lademes oleva põhjaveega ühise vabapinnalise põhjaveekihi. Lubjakividega seotud põhjaveekihi veetase paikneb ladestu piirkonnas absoluutkõrgustel m. Kunda-Lasnamäe veekihi alumiseks veepidemeks on savikas glaukoniitliivakivi ja argilliit, mida siiski väikese paksuse tõttu (2...3 m) tõhusa veepidemena käsitleda ei saa. Kambrium-Ordoviitsiumi liivakividega seotud veekiht on surveline, survetase paikneb absoluutkõrgusel umbes m. Sügaval paiknev Kambrium-Vendi liivakividega seotud põhjaveekiht on samuti surveline, survetase paikneb absoluutkõrgusel umbes -12 m. Põhjaveekihti eraldab ülemisest Kambrium-Ordoviitsiumi põhjaveekihist m paksune veepide Kambriumi savi näol. Uuritud alal esinevatest põhjaveekihtidest on reostuse eest hästi kaitstud ainult sügaval paiknev Kambrium-Vendi põhjaveekiht. Pindmise reostuse eest on täiesti kaitsmata lubjakividega seotud põhjaveekiht. Kuigi veetase paikneb suhteliselt sügaval (~10 m maapinnast), on kivimid kaevandamise käigus tekkinud langatuste tõttu lõhelised ning väga suure veejuhtivusega. Käesoleva töö raames puuriti jäätmehoidla erinevatele külgedele 3 uuringupuurauku, lähtuvalt veetasemetest puuraukudes toimub põhjavee liikumine jäätmehoidla kontuuris ida-kagusse, klindiastangu suunas (hüdrogeoloogilised puuraugud rajati üks põhjavee ülavoolu ja kaks allavoolu suunale). Puuraukudes mõõdetud veetasemete absoluutkõrgused jäävad vahemikku 56,07-57,48 m (sügavus maapinnast 9,92-11,81 m). Käesoleva töö raames raames teostatud uuringud kinnitavad jätkuvat põhjavee reostumist nii naftaproduktide, PAH-de kui ka aromaatsete süsivesinikega, vt teostatud hüdrogeoloogiliste uuringute kirjeldust ja tulemusi ptk 2.4. Põhjavee analüüside tulemuste kokkuvõtte on toodud Tabel Looduskaitsealad ja mälestised Vastavalt EELIS (Eesti Looduse Infosüsteem - Keskkonnaregister: Keskkonnaagentuur, ) andmetele ei ole Vulkaani kinnistul ega selle lähialal (1 km raadiuses) registreeritud kaitsealuseid liike, kivistisi ega mineraale. Samuti ei jää kinnistu ühegi kaitseala ega Natura 2000 alade võrgustiku territooriumile ega ka nende lähedusse. Lähim kaitseala Kukruse mõisa park (KLO ) jääb ca 1,2 km kaugusele kagusse ning lähim Natura 2000 ala Edise loodusala (EE ) ca 2,5 km kaugusele. EELIS-e andmetel on Kukruse aherainemäe kagunõlval registreeritud võõrliigi - Sosnowsky karuputke (Heracleum sosnowskyi) kasvukoht. Aherainemäele on istutatud puid ning ala on kaetud hõreda taimestikuga. Lisaks on aherainemägi ise määratud pärandkultuuri objektide nimistusse. Aherainemägi paikneb Kohtla-Järve, Käva ja Kohtla-Nõmme piirkonna üleujutusala servaalal. 12

13 Sissejuhatus Maa-ameti kaardirakenduse (2014) alusel puuduvad aherainemäe lähiümbruses (1 km raadiuses) kultuurimälestised. Lähimad muinsuskaitseobjektid jäävad ca 1,2 km kaugusele Kukruse mõisakompleksi Klimaatilised tingimused Piirkonna klimaatilised tingimused on iseloomulikud Ida-Eestile, st kliima on mõõdukalt kontinentaalne, valdavad lõuna- ja lõunaedela tuuled, sademete hulk on suurem kui aurumine. Ööpäeva maksimaalne sademete hulk on perioodil olnud 115,7 mm ( ). Pikaajaline keskmine sademete hulk oli Jõhvi meteojaama mõõteandmete põhjal 720 mm/aastas. 13

14 Sissejuhatus 14

15 Projekti raames teostatud uuringute kokkuvõte 2 PROJEKTI RAAMES TEOSTATUD UURINGUTE KOKKUVÕTE Käesoleva projekti raames koostatud uuringud teostati peamiselt IPT Projektijuhtimine OÜ töögrupi poolt, eesmärgiks jäätmehoidlas toimunud ja käesoleval ajal aset leidvate protsesside väljaselgitamine. Uuringud peavad andma vastuse, kui suur osa mäest on kas põlenud või utetud kujul ning milline osa ladestatud materjalist seisab põlevkivirikka aherainena, milleni kuumenemiskolded pole veel ulatunud. Uuringute tulemustest peab selguma, millised materjalitüübid sisalduvad Kukruse A-kategooria jäätmehoidlas ning andma nende orienteeruvad kogused ja paiknemise, samuti võimalikult täpselt määrama materjalide reostusastme neile hilisema käitlusviisi valikuks ja leidmaks optimaalsema lahendusvariandi Kukruse jäätmehoidla korrastamiseks. Uuringud teostati ajaperioodil kuni , millest viimaseks jäi kogu lasundit läbiva sügava puuraugu (43 m) rajamine, mis puuriti sügavamale loodusliku lubjakivi pinna tasemest. Uuringute teostamine oli seotud mitmete probleemidega, millest olulisemateks osutusid mäe nõlvus ja lasundi temperatuur. Suurel osal mäest on nõlvade kalle 1/2,6, mis takistas puurimisagregaadi juurdepääsu ja sellega turvalist töötamist, uuringute käigus ei olnud võimalik puurtehnika transport mäe põhja, loode ja kirdenõlvale. Samuti oli puuraukude rajamisel pidev oht sattuda kuumenemiskoldele, kus lasundi liiga kõrge temperatuur võis rikkuda puurimisagregaadi või puurimisvardad. Foto 2.1 Puuragregaadi transport mäele Erinevatest ladestu uuringutest teostati: - puurimine ja proovivõtt pinnase koostise ja reostuse määramiseks; - penetreerimine lasundi tugevuse määramiseks; - temperatuuride uuring kuumenemiskollete paiknemise määramiseks; - geofüüsikalised uuringud; Pinnaseproovidele teostati alljärgnevad laboratoorsed uuringud: - ladestatud materjalide füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste uuring; 15

16 Projekti raames teostatud uuringute kokkuvõte - pinnaseproovide ohtlike ainete sisalduse määramine; - mineraloogiline ja geokeemiline uuring; Pinna- ja põhjavee reostuse määramiseks teostati hüdrogeoloogiline uuring. Kokkuvõte uuringutest on toodud alljärgnevates peatükkides. 2.1 TOPOGEODEETILINE UURING Jäätmehoidla ala ja naaberkinnistute ehitusgeodeetilised mõõdistamised teostati valdavalt novembris a OÜ Geolevel poolt (MKM reg nr EEP001829). Täiendavad mõõdistamised telliti OÜ-lt Geolevel mais 2015, jäätmehoidlast kagu suunas paikneva eraomanduses oleva kinnistu (kat nr 32002:002:0185) mõõdistamiseks, lähtudes teostatavusuuringu alternatiivlahenduste hindamise tulemustest. Geodeetilise mõõdistuse käigus kaardistati pinnad, mille all paiknevad kuumenemiskolded, st alad, kus puudub taimkate ning leiab aset gaaside väljatungimine. Geodeetilise uuringu ja Maa-Ameti Lidar-mõõdistuse andmete põhjal koostati mäe 3-mõõtmeline mudel. Mõõdetud ala moodustab kokku 34 ha ja katab ka kõrvalkinnistuid, arvestades mäe nõlvade muutmise, ladestuplatside ja teede rajamise ning sõltuvalt valitud variantlahendusest ka ümbertõstmise vajadusega. 2.2 AHERAINEMÄE 3D MUDELI KOOSTAMINE Kukruse mäe 3D pinnamudel koostati aherainemäe vajumise eripärade ja lõhedesüsteemi arengute analüüsimiseks. Kukruse aherainemäe pinnamudeli loomiseks kasutati fotogrammeetrilist structure-from-motion (SfM) tehnikat. Kukruse aherainemäe puhul kasutati pildistamiseks drooni Dji Phantom Vision+, mis võimaldab teha kuni 14 megapiksli suuruseid pilte kasutades intervallpildistamist (antud juhul 4 s). Kogu ala kanti paralleelsete lennuradadega (ca 50 m vahega), kusjuures üks lend oli põhiliselt N-S ja teine W-E suunaline, et katta kogu mägi igast küljest ühtlaselt. Lennukõrgus oli tüüpiliselt 70 m maapinnast, mäe tipu kohal 40 m. Kokku pildistati mäge ja selle lähiümbrust 204 korral. Pildid on varustatud ka võttekoha GPS koordinaatidega, mis hõlbustab hilisemat pinnamudeli koostamist. Eeldusel, et mäge kattev keskmine kulu- ja lumekiht on 10 cm, saadi kogu aherainemäe (nõlvade pindala m 2 ) mahuks fotogrammeetrilise mudeli põhjal (60660*0.1) = ca m 3. 1 Ilma tekstuurita mudelil (vt Lisa D.2 lisa 2) on hästi jälgitav ümber mäe tipu tekkinud pingelõhede süsteem, mis koos üldise mäe kujuga viitab tipu sissevajumisele. Enamus pingelõhesid on külmad, praegu kuumad lõhed on hästi näha tekstuuriga mudelil (vt Lisa D.2 lisa 1), sest sooja pinnase tõttu on seal ka taimestik roheline. 2.3 GEOTEHNILISED UURINGUD Puurimine ja proovivõtt Lasundi koostise ja reostuse selgitamiseks tehti puuragregaadiga GM 65 GTT tigupuurimismeetodil 28 puurauku. Puuraukude sügavus jäi vahemikku 4-14 m. Puuraukude asukohtade valikut piiras juurdepääsetavus ja nõlva kalle. Puuraukude asukoha- ja sügavuse andmed on toodud teostatavusuuringu LISA A.8. 1 Puistangu kaevemahtude arvutamisel on lähtutud materjali kogusest m 3, arvestades, et sõltuvalt variantlahendusest teisaldatakse ladestatud materjal vähemalt 0,3 m sügavuselt allpool ümbritseva maapinna taset. 16

17 Projekti raames teostatud uuringute kokkuvõte Viimasena (mais 2015) teostati puurimisagregaadiga URB ladestut läbiva 43 m sügavuse puuraugu (Ø 93 mm) rajamine, mis puuriti välja mäe aluspinna lubjakivisse. Puuraukudest võeti pinnaseproovid geotehnilisteks katseteks, reostusanalüüsiks ja mineraloogilisteks analüüsideks. Proovipunktide paiknemine ladestu pinnal on toodud Lisa A.5 joonisel 5, puuraukude asukoht ja pinnase temperatuurid Lisa A.11 Tabel Ladestatud materjalide füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste uuring Pinnase omadused (vt Tabel 2.1) ja nihketugevus määrati Eesti Keskkonnauuringute Keskuse Geotehnikalaboris. Katsetati kolme erinevat materjali: - oksüdeerunud ja kuumenenud karbonaatset materjali - moondumata aherainet (peenpõlevkivi) - poolkoksilaadset materjali Kuumutuskao ja materjalide loodusliku niiskuse uuring viidi läbi TÜ geoloogia osakonna laboris. Veesisalduse määramiseks kuivatati proove 24 tundi 105 C juures, veesisaldus (Wn) on antud vee ja tahke osa masside suhtena protsentides. Kuumutuskao (LOI 550 C) määramiseks hoiti eelnevalt 105 C juures kuivatatud proove 2 tundi 550 C juures. Kuumutuskadu on arvutatud kuumutuskao ja algse massi suhtena protsentides. Eesti Keskkonnauuringute Keskuse geotehnika laboris tehtud teimide tulemused on toodud Lisa D.3. ja Lisa D.4. Analüüsiti 49 proovi, hinnati ka proovide värvuse muutust pärast 105 C ja 550 C juures kuumutamist, osades proovides määrati kuumutuskadu ja karbonaatsus. Lasundis toimuvate protsesside ja materjali muundumise selgitamiseks kuumutati teatud hulka proove järk-järguliselt 24 h kaupa 200, 300 ja 400 C juures ning hinnati visuaalselt materjali muundumist (värvuse muutumist). Tabel 2.1 Eri tüüpi materjalide paiknemine aheraineladestuses, kuumutuskadu, niiskus, karbonaatsus. Proovivõtupunkt Proovi keskmine sügavus, m Materjali tüüp Kuumutuskadu LOI 550 o C Looduslik niiskus, Wn Karbonaatsus % PA1 1,75 I 11,7 50,2 PA1 5,6 I 9,3 55,1 PA3 1,6 IV 30,2 41,3 PA3 3,6 IV 22,8 PA3 5,1 IV 14,9 54,1 PA3 7,7 IV 27 48,2 PA3 9,3 IV 17,3 45,4 PA3 11,4 IV 22,2 14,1 49,9 PA4 1,45 II 4,6 72,6 PA4 2,9 II 4,3 69,5 PA4 7,3 II 7,4 13,4 53,2 PA9 3,6 II 6,0 43,3 PA10 1,5 II 8,3 83,7 PA10 5,5 II 9,1 56,5 PA10 9,7 II 5,5 34,3 PA11 1,7 II 2,8 37,7 PA11 7,4 II 5,7 53,0 PA11 9,8 II 3,6 56,7 PA11 11,7 II 4,2 33,9 PA12 1,6 III 11,3 20,9 PA12 5,7 III 9,5 12,0 17

18 Projekti raames teostatud uuringute kokkuvõte PA12 11,8 III 8,8 7,4 PA13 1,6 III 11,4 28,2 PA13 7,7 III 9,7 17,9 PA14 1,7 IV 25,3 16,5 PA14 3,7 IV 26,2 15,5 PA14 5,6 IV 16,0 14,3 PA15 0,5 I 6,3 58,7 PA15 1,7 II 7,1 62,9 PA15 5,5 II 4,0 38,5 PA15 6,9 III 17,0 14,0 PA15 7,5 IV 29,1 12,6 PA16 1,6 III 13,4 18,7 PA16 7,7 III 10,4 19,0 PA17 1,7 II 3,8 36,6 PA17 3,6 II 6,9 41,6 PA18 5,6 II 4,7 45,1 PA19 1,6 II 12,1 33,2 PA20 1,5 III 11,9 57,1 PA20 3,5 IV 8,8 11,5 PA22 1,6 IV 10,3 10,2 PA22 3,6 II 4,1 29,2 PA25 1,6 II 8,0 77,6 PA25 7,2 II 9,1 80,8 PA26 3,7 II 7,6 47,3 PA26 7,7 II 6,6 41,4 PA26 11,8 II 5,8 34,4 P5lõhe 0,5 II 4,3 144,4 Allikas: IPT projektijuhtimine Töö nr Puuraukudest võetud pinnaseproovide tulemuste põhjal teostati materjalide grupeerimine lähtuvalt orgaanilise aine sisaldusest (väljendatud kuumutuskao kaudu) ja karbonaatsusest (vt Tabel 2.1) ning mineraloogilisest koostisest (vt Tabel 2.2), mille alusel: Tüüp I Täide ja peamiselt lubjakivist koosnev aheraine mäe jalami osas; Tüüp II Karbonaatne põlenud-oksüdeerunud materjal, mis on tekkinud suure kuumuse toimel ladestu sisemuses (lubjakivi lagunemisel CaCO3 CaO) või madalama kuumuse mõjul poolkoksi või aheraine oksüdeerumisel hapnikurikkas keskkonnas (pindmises kihis); Tüüp III Utmisjääk. Poolkoksilaadne materjal, mis kujutab endast utmise läbi teinud aherainest. Utmisjääk on erinevatest materjaligruppidest kõige tugevamini reostunud; Tüüp IV Põlemata aheraine (peenpõlevkivi); mullane täide, mis moodustab pindmise kihi ladestu haljastatud osas; kustutustööde ajal kasutati katmiseks põlevkivituhka. Pinnaseproovide põhjal on see mullane-kivine pinnas, mille paksus kõigub m. Reostunud osa esineb peamiselt maapinnal nähtavate põlemiskollete ala piires Mineraloogia ja geokeemia Proovide mineraloogiline koostis (vt Tabel 2.2) määrati TÜ geoloogia osakonna laboris röntgendifraktsioonanalüüsi (XRD) meetodil difraktomeetril Bruker D8 Advance. Eelnevalt 105 C juures kuivatatud proovid peenestati ahhaatuhmris, peenestatud proovidest valmistati tasapinnalised orienteerimata pulberpreparaadid. 18

19 Projekti raames teostatud uuringute kokkuvõte Mineraalide kvalitatiivne ja kvantitatiivne interpretatsioon tehti Topas 4.0 koodiga. Mikrostruktuuri analüüsid tehti TÜ geoloogia osakonna laboris, kasutades skaneerivat elektronmikroskoopi (SEM), millele on integreeritud EDEX-analüsaator. See võimaldab analüüsida konkreetsete pindade/punktide keemilist koostist. Kuna SEM puhul on tegemist vaakumikeskkonnaga, saab analüüsida ainult tsementeerunud materjali (pude sete pudeneb vaakumi rakendamisel laiali). Proovides esinevate veeriseliste moodustiste siseehituse makroskoopiliseks kirjeldamiseks ning kuumenemisilmingute tuvastamiseks kasutati optilist mikroskoopi MBC-10. Viiel põlenud-oksüdeerunud karbonaatsel proovil (tsoon II) määrati ph, et kontrollida veega kokkupuutel tekkiva lahuse reaktsiooni. Määramine viidi läbi TÜ geoloogia osakonna laboris Mettler Toledo Seven Excellence Multiparameter analüsaatoril. Proovid segati veega tahkevesi suhtes 1:2 ning mõõdeti vee ph koheselt peale segamist ning pärast 8-tunnist seismist. 19

20 Projekti raames teostatud uuringute kokkuvõte Tabel 2.2 Mineraloogia Kristallilise faasi mineraloogiline koostis massiprotsentides. tr (traces) - mineraal esines väikses koguses. NA - ei analüüsitud. Mineraalse koostise põhjal on proovid jagatud kolme kategooriasse: valdavalt põlemata põlemise/kuumenemise ilmingutega tugevalt põlenud/ kuumenenud Proovivõtupunkt Proovi keskmine sügavus, m Materjali tüüp* Kvarts Põlevkivi algses koostises Püriidi oksüd. Kõrgetemperatuurilised faasid Evaporiitsed Albiit K-päevakivi Illiit/K-vilk Dolomiit Kaltsiit Hematiit/ püriit Bassaniit Kips Periklaas Brussiit Portlandiit Meliliit Akermaniit Tobermoriit Wollastoniit C2S (beliit) Merviniit Andradiit Kristobaliit Aragoniit Haliit Sülviit LOI (550 C) PA1 5,6 I 12,6 5,0 8,1 4,8 16,1 47,8 1,1 2,1 0,7 1,4 9,3 PA2 3,6 III 1,8 2,7 4,9 80,2 0,5 1,6 1,5 0,4 1,8 4,2 NA PA3 0,3 III 1,1 3,4 14,1 1,6 69,5 0,9 1,7 1,2 0,7 5,4 NA PA3 1,6 IV 6,7 4,8 6,4 15,8 62,5 0,6 0,7 0,9 30,2 PA3 5,1 IV 10,3 6,4 9,9 15,9 53,7 0,4 tr 1,0 tr 14,9 PA3 7,7 IV 7,7 4,8 7,5 21,2 54,1 1,4 0,7 0,9 tr tr 27,0 PA3 9,3 IV 10,5 2,6 5,5 6,5 9,4 60,5 1,4 0,4 1,7 17,3 PA4 1,45 II 0,4 1,2 1,7 5,2 1,3 72,4 6,2 0,7 9,2 4,6 PA4 3,3 II 0,5 1,3 1,6 5,9 1,5 68,4 0,6 9,8 1,0 0,6 7,9 NA PA4 5,5 II 1,0 2,7 9,4 1,9 59,6 1,2 6,0 1,7 0,8 14,2 NA PA4 7,7 III 9,7 7,1 9,4 18,3 49,5 1,8 2,1 NA PA4 9,5 III 6,0 4,3 7,3 13,6 56,1 5,0 5,7 NA PA9 3,6 II 1,7 1,8 2,4 6,3 2,7 0,9 1,2 5,3 12,8 20,3 1,9 18,5 8,4 4,0 5,4 6,0 PA10 5,5 II 0,5 0,5 7,2 12,2 2,0 0,7 0,7 3,3 26,6 10,4 2,3 10,6 13,0 5,1 9,1 PA11 7,4 II 1,5 1,6 6,0 56,9 2,2 1,3 2,5 1,3 5,6 5,6 11,4 2,5 5,7 PA12 5,7 III 10,1 0,9 4,4 1,5 13,1 62,5 0,9 1,1 9,5 20

21 Projekti raames teostatud uuringute kokkuvõte PA13 1,6 III 11,5 0,8 7,7 8,3 1,6 65,8 0,8 11,4 PA14 3,7 IV 12,4 1,1 6,5 9,5 11,9 53,5 1,0 26,2 PA15 1,7 II 0,5 0,7 1,0 1,7 69,7 0,9 0,8 5,2 9,9 3,3 0,8 3,3 7,1 PA15 5,5 II 1,1 0,5 2,3 2,5 1,7 86,6 1,3 4,0 PA15 6,9 III 15,6 8,2 8,9 14,4 44,3 1,3 0,8 17,0 PA15 7,5 IV 19,1 1,1 6,4 10,2 19,9 34,2 1,6 29,1 PA16 7,7 III 10,5 7,4 6,4 16,5 53,2 0,8 10,4 PA17 3,6 II 0,6 0,8 5,2 0,9 66,3 2,3 2,4 6,6 6,9 3,9 6,9 PA20 1,5 III 8,6 0,7 4,9 2,1 74,6 4,9 0,8 1,3 1,1 12,1 PA20 3,5 IV 12,5 10,3 9,8 24,0 38,6 8,8 PA25 7,2 II 0,7 1,1 29,5 0,7 0,5 52,8 3,0 9,1 PA26 7,7 II 0,5 0,6 1,3 31,2 2,1 1,2 2,5 0,7 3,0 16,8 18,6 22,1 6,6 P5Lõhe 0,5 II 0,5 8,1 50,5 3,5 4,4 3,4 3,1 7,0 PA29 16,2 IV 6,8 tr 3,4 16,1 57,0 14,9 1,7/- tr tr? PA29 20,6 III 6,2 3,7 8,3 55,2 25,0 tr/0,7 0,6 PA29 27,8 II 2,6 2,4 3,8 68,8 8,2 -/1,3 0,5 tr 2,5 2,9 1,4 2,0 0,5 2,7 PA29 30,9 II 0,9 1,1 7,4 52,0 2,5 -/1,9 3,8 0,6 1,8 1,2 2,1 6,9 4,1 4,0 3,2 6,4 PA29 35,2 II 3,7 tr 2,4 6,4 57,4 5,9 -/1,3 2,1 tr 0,8 1,1 0,5 2,5 4,3 2,7 3,7 2,0 3,3 Allikas: IPT projektijuhtimine Töö nr

22 Projekti raames teostatud uuringute kokkuvõte Penetreerimine Lasundi tugevuse määramiseks tehti 5 kombipenetratsioonikatset (SLP) agregaadiga GM 65 GTT. Asukohtade valikut piiras juurdepääsetavus ja nõlva kalle. Kasutati Rootsi standardile ENV ; 1995 vastavat löökpenetratsioonikatse seadet- 63,5 kg löögivasarat langetuskõrgusel 0,5 m, vardaid kaaluga 6 kg, koonuse otsikut pindalaga 16 cm 2. Katse käigus, sügavusintervallides, kus see oli võimalik, suruti koonus pinnasesse ning mõõdeti surumisjõudu elektrooniliselt iga 4 cm tagant. Surumisjõust arvutati eritakistus. Kui pinnasetugevus ületas surumisjõu, siis tehti löökpenetratsioonikatse ning mõõdeti 20 cm läbimiseks kulunud löökide arvu. Penetratsioonikatsete sügavus jäi vahemikku 6,8...33,9 m. Katse lõpetati tsementeerunud kihtide ilmumisel. Katse tulemused on toodud Lisa A.4. Joonis 4 ja temperatuuride tabel Lisa A.11. Tabel Ladestu temperatuuride uuring Kogu ladestu osas (58 mõõtmispunkti) viidi läbi pinnasetemperatuuride sondeerimine m sügavusel, samuti mõõdeti igas asukohas maapinna temperatuur. Uuringu raames mõõdeti ka gaaside temperatuuri maapinnale avanevates lõhedes, kus oli märgatav gaaside eraldumine. Mõõtmispunktide asukohad on toodud teostatavusuuringu Lisa A.5 Joonis 5 ja katse tulemused on Lisa A.10 Tabel Geofüüsikalised uuringud. Elektromeetrilised mõõdistamised Kuna nõlvade kalle ei võimaldanud kogu mäe koostist ühtviisi põhjalikult uurida, teostati ülejäänud ladestu kohta informatsiooni saamiseks Tartu Ülikooli Geoloogia osakonna töögrupi poolt märtsis 2015 geofüüsikalised uuringud elektrilise tomograafia meetodil (ERT electrical resistivity tomography). Uuringud teostati kaheksal profiilil, millest kaks teostati ühe jätkuva profiilina. Tulemused on toodud käesoleva aruande lisas, Lisa D.1, samuti ladestu läbilõigete joonistel Lisa A.6.1 A.6.5. Antud meetodi korral lähtutakse eeldusest, et erineva koostise ja temperatuuriga materjalid on erineva eritakistusega. Elektromeetriliste meetodite korral juhitakse madala sagedusega elektrivool maa sisse kahe (toite)elektroodi abil ning kahe eraldiseisva (vastuvõtu)elektroodi vahel mõõdetakse potentsiaalide vahet ( V). Mõõtes potentsiaalide vahet, pinnasesse juhitud voolu tugevust (I) ning teades elektroodide kaugust üksteisest, arvutatakse näiveritakistuse väärtus. ERT-uuringu põhjal saab teha alljärgnevad järeldused: - Mäe sisemuses levib väikese eritakistusega materjal, mida puurimiste alusel saab seostada kuumutamisel muutunud aherainega. Kivimite madalat eritaksitust saab seletada kõrgenenud temperatuuri, ph ja vee suurenenud soolsuse koosmõjuga, kuid eritakistus võib peegeldada ka kunagi toimunud muutuste jääknähtusid (poorivee kõrgenenud ph ja soolsus); - Kõige väiksemad eritakistused on seotud auru maapinnale väljumise kohtadega; - Nõlvade keskosas levib maapinnalähedases osas suure eritakistusega kiht. Materjal on kohapeal tuvastatav oma füüsilise kõvadusega (elektroode on raskem maandada). Kooriku-laadne kiht on muutliku paksusega (kuni mõni meeter paks) ja üldjuhul mäe harja suunas õhenev; - Muutumata aheraine esineb mäe lõunaosa jalamil, kus nõlva kaldenurk on väiksem. 22

23 Projekti raames teostatud uuringute kokkuvõte Ohtlike ainete sisaldus pinnases Ohtlike ainete sisaldus pinnaseproovides määrati Hollandis Eurofins Analytico laboris (akrediteerimistunnistus L010 vastavalt ISO/IEC 17025:2005). Selgitamaks välja võimalike ohtlike ainete olemasolu, tehti neljast pinnaseproovist kompleksanalüüs (Terrattest, vt Tabel 2.3) mille käigus on võimalik määrata umbes 200 enamlevinud saasteaine sisaldust. Terrattesti käigus tuvastati peamiste saasteainetena, naftaproduktid (C10-C40), lenduvad aromaatsed süsivesinikud, polütsüklilised aromaatsed süsivesinikud (PAH) ning fenoolid. Edasistes uuringutes määratigi naftaproduktide (C10-C40), BTEX (benseen, tolueen, etüülbenseen, ksüleenid) ja PAH sisaldus. Terrattest analüüsitulemused on toodud Lisa A.13 Tabel 6, ülejäänud proovides määratud ohtlike ainete sisaldused on toodud Lisa A.14 Tabel 7. Pinnase seisundi hindamisel lähtuti Keskkonnaministri määrusest nr 38 Ohtlike ainete sisalduse piirväärtused pinnases (vastu võetud ). Ohtlike ainete sisalduse piirväärtused pinnases on esitatud siht- ja piirarvude kaudu. Sihtarv näitab ohtliku aine sellist sisaldust pinnases, millega võrdse või väiksema väärtuse korral loetakse pinnase seisund heaks. Piirarv näitab ohtliku aine sellist sisaldust pinnases millest suurema väärtuse korral loetakse pinnas reostunuks. Pinnase jaoks on piirarvud sätestatud eraldi elamumaa ja tööstusmaa kohta, uuritud piirkond kuulub tööstusmaa kategooriasse. Tabel 2.3 Saasteainete sisaldus pinnaseproovides Saasteainete sisaldus mg/kg (kuivaines) P5 Proovivõtukoht PA3 PA4 T7 Lõhe Materjali tüüp* V III V II KKM määrus nr 38 Ohtlike ainete sisalduse piirväärtused pinnases (vastu võetud ) Proovi sügavus. m 0,6 6,9 maapind 0,5 Kuivaine % (kaal) 84,7 88,3 74,8 44,2 Frakts. <2 µm (Savi) 6,6 6,4 5,3 Aromaatsed süsivesinikud Sihtarv Piirarv elumaal Piirarv tööstusmaal Benseen 7,6 0,05 0,5 5 Tolueen 26 4, Etüülbenseen o-ksüleen 41 nõue puudub m,p-ksüleen 25 1,1 12 nõue puudub Ksüleenid (sum) 66 1,1 12 0, ,2,4-Trimetüülbenseen nõue puudub n-propüülbenseen 15 8,5 nõue puudub n-butüülbenseen 12 9,4 nõue puudub Summa , Polütsüklilised aromaatsed süsivesinikud (PAH) Naftaleen 22 0, , Atsenaftüleen 3, Atsenafteen 8,2 nõue puudub Fluoreen 1,2 nõue puudub Fenantreen 3,9 0, Antratseen Fluoranteen 1,4 nõue puudub Püreen 4,7 0, Benso(a)antratseen 2,9 0,18 nõue puudub Krüseen 2,6 0,3 0, Benso(b)fluoranteen Benso(k)fluoranteen nõue puudub nõue puudub 23

24 Projekti raames teostatud uuringute kokkuvõte Benso(a)püreen 0, Dibenso(ah)antratseen Benso(ghi)perüleen Indeno(123cd)püreen PAH 10 VROM (sum) ,03 nõue puudub nõue puudub nõue puudub PAH 16 EPA (sum) 38 2,3 94 0, Fenoolid ja kresoolid Fenool 0,18 9,2 0, o-kresool 22 0, m-kresool 0, , p-kresool 3,9 0, Kresoolid (sum) 0, , ,4-Dimetüülfenool 14 0, ,5-Dimetüülfenool 0, , ,6-Dimetüülfenool 6,6 0, ,4-Dimetüülfenool 9,5 0, o-etüülfenool 17 0, m-etüülfenool 19 0, Tümool 3,3 0, ,3/3,5-Dimeüülfenool+4- etüülfenool 0, , aluselised fenoolid (sum) 0 1,0 304, Metallid Arseen (As) 6,1 5,6 6,5 4, Baarium (Ba) Kaadmium (Cd) Kroom (Cr) , Koobalt (Co) 2,4 2,1 2, Vask (Cu) 9,8 4, Elavhõbe (Hg) 0,51 0,17 0, Molübdeen (Mo) 1,9 2,4 1, Nikkel (Ni) 9,5 11 9,9 3, Plii (Pb) Vanaadium (V) Tsink (Zn) Muud orgaanilised ühendid Bifenüül 0, nõue puudub Naftaproduktid (C10-C12) (C12-C16) (C16-C21) (C21-C30) (C30-C35) (C35-C40) 11 8,8 Sum (C10-C40) ületab elumaa piirarvu ületab tööstusmaa piirarvu Allikas: IPT projektijuhtimine Töö nr Saadud tulemuste põhjal on reostuse (naftaproduktid, fenoolid ja kresoolid, aromaatsed süsivesinikud) levik väga muutlik, kohati on reostunud aheraine, kohati poolkoksilaadne materjal. Lähtudes analüüsitulemustest on reostuse leviku osas seaduspärasuste leidmine keeruline. Vt pinnaseproovide andmete põhjal tehtud järeldusi ptk 4.2 ja

25 Projekti raames teostatud uuringute kokkuvõte 2.4 HÜDROGEOLOOGILISED UURINGUD Hüdrogeoloogiliste tingimuste selgitamiseks rajati jäätmehoidla servadesse hüdrogeoloogilised puuraugud, kuhu paigaldati 50 mm läbimõõduga PVC torud veetasemete mõõtmiseks ja proovivõtuks. Täpsed andmed hüdrogeoloogiliste puuraukude ja veetasemete kohta on toodud Lisa A.15 Tabel 8. Veetasemete absoluutkõrguste põhjal määrati põhjavee liikumise suund. Jäätmehoidla kontuuris toimub põhjavee liikumine ida-kagusse, klindiastangu suunas. Hüdrogeoloogilised puuraugud rajati üks põhjavee ülavoolu ja kaks kaevu allavoolu suunale. Põhjaveeproovid võeti Puuraugus PA6/VV2 täheldati proovivõtu käigus vees õli esinemist. Kõikidest proovidest telliti Terrattest kompleksanalüüs. Alljärgnevas tabelis on toodud veeproovide tulemused ja nende võrdlus Keskkonnaministri määruses nr 39 Ohtlike ainete põhjavee kvaliteedi piirväärtused ( ) toodud künnis- ja piirarvudega. Tabelis punasel taustal toodud väärtused ületavad lubatud piirarvusid. Tabel 2.4 Põhjavee analüüside tulemused. Saasteainete sisaldus µg/l KKM määrus nr 39 ( ) Proovivõtukoht VV1 VV2 VV3 künnisarv piirarv EC - temp. korr. faktor (mathemaatiline) 1,131 1,124 1,139 Elektijuhtivus 25 C µs/cm Mõõtmistemperatuur (EC) C 19,4 19,7 19,1 Mõõtmistemperatuur (ph) C 20,2 20,4 20,1 ph 7,5 7,3 7,5 Aromaatsed süsivesinikud Benseen 6,5 12 9, Tolueen 0,39 0,72 Etüülbenseen 0,81 0,29 o-ksüleen 0,42 0,48 m,p-ksüleen 0,77 Ksüleenid (sum) 1,2 0,48 1,2,4-Trimetüülbenseen 1,2 n-propüülbenseen 0,69 Isopropüülbenseen 0,13 n-butüülbenseen 2,5 Sek-butüülbenseen 0, , p-ksümeen 0,3 Summa 6,5 20,56 11, Polütsüklilised aromaatsed süsivesinikud (PAH) Naftaleen 1 50 Atsenaftüleen 5,9 0,05 Atsenafteen Fluoreen 32 0,07 Fenantreen 140 0,41 0,05 2 Antratseen 130 0,2 0,1 5 Fluoranteen 28 0,2 Püreen 110 0,3 1 5 Benso(a)anthratseen 55 0,16 Krüseen 29 0,1 Benso(b+k)fluoranteen 17 0,07 0,03 0,3 Benso(a)püreen 25 0,01 1

26 Projekti raames teostatud uuringute kokkuvõte Dibenso(ah)antratseen 4,3 Benso(ghi)perüleen 12 0,02 0,2 Indeno(123cd)püreen 4 0,02 0,2 PAH 10 VROM (sum) 430 2,1 PAH 16 EPA (sum) 620 2,5 0,2 10 Fenoolid ja kresoolid Fenool 0,5 50 o-kresool 0,5 50 m-kresool 0,5 50 p-kresool 0,5 50 Kresoolid (sum) 2,4-Dimetüülfenool 0,5 50 2,5-Dimetüülfenool 0,04 0,5 50 2,6-Dimetüülfenool 0,12 0,05 0,5 50 3,4-Dimetüülfenool 0,5 50 o-etüülfenool 0,03 m-etüülfenool Tümool 2,3/3,5-Dimeüülfenool+4-etüülfenool 0,06 0,74 1-aluselised fenoolid (sum) 0,25 0,74 0, Metallid Baarium (Ba) Molübdeen (Mo) 11 2,5 28 Muud orgaanilised ühendid Bifenüül Naftaproduktid (C10-C12) < <10 (C12-C16) < <15 (C16-C21) < <15 (C21-C30) < (C30-C35) < <20 (C35-C40) < < Sum (C10-C40) < < Allikas: IPT projektijuhtimine 2015, uuringud teostatud Eurofins laboris (Holland) Benseeni sisaldus ei vasta normidele mitte üheski põhjavee proovis, samas võib antud näitaja sisaldus olla ka fooniline. Puuraugus VV2 ei vasta normidele naftaproduktid ega PAH-d, antud puurauk jääb ka mäe asukohast põhjavee liikumise suunas allavoolu. Ohtlike ainete sisalduse piirväärtused põhjavees on esitatud künnis- ja piirarvude kaudu. Piirarv näitab ohtliku aine sellist sisaldust põhjavees, millest suurema väärtuse korral loetakse põhjavesi reostunuks ja tuleb rakendada meetmeid reostuse likvideerimiseks ja põhjavee kvaliteedi parandamiseks. Künnisarv näitab ohtliku aine sellist sisaldust põhjavees, millega võrdse või millest väiksema väärtuse korral loetakse piirkonna põhjavee kvaliteet heaks. 2.5 EELNEVALT TEOSTATUD UURINGUD Välisõhu uuringud ja modelleerimine aasta maikuus teostati Eesti Keskkonnauuringute Keskuse poolt Kukruse ja Sompa aherainemägede gaasiliste saasteainete mõõtmised [9]. Mõõtmispunktide valikuks teostati eelnevalt paikvaatlus termokaameraga, mille käigus tuvastati soojenemiskolded. Kukruse mäel teostati mõõtmised kolmes punktis soojenemiskollete lähedal, lisaks mõõdeti väävelvesiniku sisaldust Kukruse küla välisõhus. Vastavalt mõõtmistulemustele ületatakse 26

27 Projekti raames teostatud uuringute kokkuvõte Kukruse aherainemäe kõigis mõõtepunktides mitmekordselt SO2, H2S, CO ja LOÜ (lenduvad orgaanilised ühendid) piirväärtusi. Eriti oluline on, et mõõdetud divesiniksulfiidi H2S (kõrgeim mõõdetud väärtus 297 ppm) ja CO (1394 ppm) tasemed on inimtervisele otseselt ohtlikud, näiteks kujutab H2S tase üle 100 ppm otsest ohtu inimtervisele juba lühikesel ekspositsioonil, gaasilise väävelvesiniku kontsentratsioon üle 1000 ppm tekitab surmava hingamisteede halvatuse. Lisaks välisõhu piirväärtusele on ületatud ka SO2 häiretase (500 µg/m3), mõõtepunktis 3 mõõdeti SO2 väärtuseks 8 ppm = µg/m 3. Tabel 2.5 on toodud gaasiliste saasteainete kontsentratsioonide mõõtmistulemused, mis on teisendatud ka ühikule µg/m 3. Aromaatsetest süsivesinikest esines välisõhus benseeni, tolueeni ja ksüleene [9]. Kukrusel aherainemäel on lisaks välisõhu kvaliteedi piirväärtustele ületatud ka töökeskkonnas 15 minutit kestval ekspositsioonil lubatud saasteainete sisaldused nii H2S, CO kui ka C6H6 (benseen) osas. Reaalne oht on Kukrusel maapinnalõhedest väljuvate gaaside sissehingamisel näiteks maapinnal pikutamisel ja päevitamisel, eriti ohtlikuks võib saasteainete kontsentratsioon osutuda gaaside väljapääsulõhede lähedusse sattunud väikelastele. Gaaside väljumiskohast kõrgemal ja kaugemal kontsentratsioonid lahjenevad. [9] Mõõtepunktis 3 mõõdetud vingugaasi väärtus viitab põlemise või koksistumise laadse protsessi toimumisele puistangus. Arvestades Kukruse edela- ja kagunõlva gaasiproovide vingugaasisisalduse olulist erinevust, on võimalik, et gaaside lähteallikad on erinevad või paiknevad puistangusiseselt omavahel isoleeritult [2]. 27

28 Projekti raames teostatud uuringute kokkuvõte Tabel 2.5 Kukruse aherainemäest erituvate gaasiliste saasteainete kontsentratsioonide mõõtmistulemused a, mõõdistused teostati vahetult maapinna lõhede juures. Saasteaine Mõõte-koht Mõõdetud, ppm SO2 CO H2S LOÜ sum 3) Mõõdetud, µg/m 3 SPV1 1), µg/m 3 Mõõdetud, ppm Mõõdetud, µg/m 3 SPV8, µg/m 3 Mõõdetud, ppm Mõõdetud, µg/m 3 SPV1, µg/m 3 Mõõdetud, µg/m 3 SPV1 2) µg/m 3 MP , , MP , , MP3 Kukruse välisõhk <1 < , , ,44 4) Allikas: OÜ Eesti Keskkonnauuringute Keskus, Kukruse A-kategooria jäätmehoidla korrastamise KMH aruanne. Märkused: 1) SPV aluseks on keskkonnaministri määrus nr 43 Välisõhu saastatuse taseme piir- ja sihtväärtused, saasteaine sisalduse muud piirnormid ning nende saavutamise tähtajad; 2) alifaatsete süsivesinike piirväärtus SPV1. 3) LOÜ osas andmed mõõtearuandes esitatud ühikus µg/m 3 4) Eeldatud, et tegemist on välisõhus normaaltemperatuuriga; 28

29 Ladestu iseloomustus 3 LADESTU ISELOOMUSTUS Kukruse aherainemäe (Kukruse aheraine ladestu nr 1) pindala on 4,85 ha, suhteline kõrgus 40 m ja maht vastavalt koostatud mäe 3D mudelile, lidar-mõõdistamise ja geodeetilise mõõdistamise kombineeritud andmetele m 3. Aherainemägi paikneb täielikult endise Kukruse kaevanduse kohal. Seejuures on kaevanduse põhja sügavus antud asukohas ca 15 m sügavusel maapinnast ja langeb lõunasuunas. Endise Kukruse kaevanduse maa-alal paiknevasse kaevandamisjäätmete hoidlasse toimus põlevkivi aheraine (jäätmekood ) ladestamine perioodil [1]. Foto 3.1 Põlemisprotsessil tekkivate gaaside väljapääsulõhe Keskkonnaregistri põhjal on Kukruse aherainemägi määratud üheks kahest endise Kukruse kaevanduse põlenud aheraineladestuseks ehk jääkreostusobjektiks (JRA ). Kukruse aherainemägi põles 1960-l ja 1970-l aastatel kahe pikema perioodi vältel. Mäe esmakordsel põlemisel aastatel teostati kustutustööde ajal puistangu osaline katmine tuhaga ja planeeriti mäe nõlvu lamedamaks. Need abinõud viisid küll mäe temperatuuri alanemiseni, kuid ei osutunud siiski piisavaks, kuna aastatel leidis aset Kukruse aherainemäe teine põleng. Kuna põles ka Kukruse kaevandus, pole tagantjärele päris selge, kas aherainepuistang süttis tulekahjust kaevanduses või vastupidi. Mäe sees on temperatuurid tsooniti püsivalt üle 300 C ning õhu juurdepääs on takistatud, nendes tsoonides toimub põlevkivi utmine põlevkiviõliks ja poolkoksiks. Utmise protsessi toimumist tõestavad mäepinnale moodustunud naftaproduktidega küllastunud pinnasekihid, mis on tekkinud mäe seest väljapääsu otsivate naftaaurude kondenseerumisel madalamal temperatuuril pindmistes kihtides, samuti viitab sellele puistangu kagukülje lõhedest eralduvad vingugaas, väävelvesinik ja lenduvad orgaaniliste ühendid [9]. Kukruse kaevandamisjäätmete hoidla seisund pole aerofotode, termopildistamise, temperatuurimõõtmiste ja puistangust eralduvate gaaside koostise põhjal stabiilne, täheldada võib kuumenemiskollete laienemist puistangu kagunõlvale [2], võimalik on kuumenemistsoonide edasine laienemine. Aherainemägi sisaldab vahekihte, kus põlevkivi pole täielikult oksüdeerunud, ja mäes leidub poolkoksistumisprotsessil moodustunud 29

30 Ladestu iseloomustus põlevkiviõli ja muude termiliste protsesside käigus tekkivate ühenditega reostunud pinnasekogumeid. Arvestades Kukruse aheraineladestuse korduvat põlemist ning seda, et mäe sees toimuvad protsessid (utmine) on muutunud viimasel kümnel aastal aktiivsemaks, ei saa olla kindel, et juba kahel korral põlenud jäätmehoidla enam uuesti ei sütti. Kukruse aherainemäe isesüttimise riski suurendavad järgnevad asjaolud: - Mäe kõrgus - suurem kõrgus suurendab süttimisohtu tänu parema tõmbe tekkimisele. - Mäe nõlvus kooniline kuju tagab mäele hea õhu juurdepääsu, järsud nõlvad soodustavad õhu juurdevoolu. - Suur põlevkivi osakaal aheraines, sh piisava hulga rektsioonidest puutumatu põlevkivi olemasolu. Suure põlevkivisisaldusega aherainemäed tekkisid nt kaevanduse avamisel esimeste kaevetööde käigus, kui põlevkivi veel tootmisesse ei suunatud. Samuti oli rohke põlevkivi sisalduse põhjuseks ebaefektiivselt läbiviidud rikastamine, kus töö teostati käsitsi. - Gravitatsiooniline fraktsioneerumine, mille tõttu paikneb peenem orgaanilise aine rikas materjal ladestu ülaosas ning jämepurdne materjal nõlvadel; ülalt täitmise tõttu tekkinud harja poole suunduvate jämepurdsete tsoonide olemasolu. - Lihtsustatud õhu juurdepääs läbi mäealuste kaevanduskäikude - Kukruse aherainemägi paikneb vana Kukruse kaevanduse tuulutusstreki kohal. Kaevanduskäikude olemasolu ja nende kõrval asuvad varisenud pinnasega tsoonid tagavad mäe alaosast intensiivse õhu juurdevoolu nii läbi käikude kui ka käikude ümber hõrenenud pinnase, eelkõige lasundi keskosasse jäävast endise kaevanduse tuulutusavast. - Suhteliselt kiire täitmine a kaardil (Maa-amet) on Kukruse mäe suhteliseks kõrguseks näidatud 22 m, sellise kujuga mäe ligikaudne maht oleks m 3. Arvestades, et käesoleval ajal on mäe maht m 3, oli Kukruse kaevanduse sulgemise ajaks 6 aastaga lisandunud mäkke suur kogus materjali (~ m 3 ). Kukruse mägi on saanud oma kuju tingituna aheraine transpordiks vagonettide kasutamisest, mis mäe tipus avanesid lastes aherainel alla langeda. Pärast Kukruse ja ka teiste ladestute põlenguid hakati uuemaid ladestuid rajama platoodena. Lähtudes eelnevatest asjaoludest ja sellest, et aheraineladestu on juba põlenud, on peamiseks riskiallikaks Kukruse kaevandamisjäätmete hoidla puhul isesüttimise oht, millest lähtuvalt on aherainemägi hinnatud A-kategooriasse kuuluvaks jäätmehoidlaks, arvestades põlemisel, utmisel ja termooksüdatsioonil juba tekkinud ja tekkida võivate ohtlike ainete sisaldust. Kukruse jäätmehoidla põlemisest tingitud suurõnnetuse riski võimendavad veel kohtspetsiifilised iseärasused (lähedal paiknevad elamud, mäe külastatavus kohalike seas, lõkete tegemine jm). Põlenud aherainepuistangutes võib täheldada suure hulga uute mineraalide teket (lubi, portlandiit, kaltsiit, etringiit, hematiit jne). Põlenud puistangus infiltreeruv sademevesi seotakse esialgu tehnogeensete uusmineraalide moodustumises, aluseline nõrgvesi võib tekkida põlemisajast aastakümneid hiljem [2]. Lähtudes käesoleva töö raames teostatud uuringute järeldustest moodustub ohtlike ainetega reostunud nõrgvesi, mis kandub põhjavette (vt Tabel 2.4). Kukruse A-kategooria jäätmehoidla korrastamise teeb keeruliseks tõsiasi, et lahtikaevamisel suureneb hapniku juurdepääs kuumenemiskolletele ning materjal võib süttida. Lisaks võib mäe sees esineda tühimikke, mis võivad lahtikaevamisel kokku variseda ning olla ohtlikud mäel töötavatele inimestele ja tehnikale. Alljärgnev ladestu kirjeldus põhineb IPT projektijuhtimine tööl

31 Ladestu iseloomustus 3.1 LADESTU PAIKNEMINE Ladestu paiknemine vanade kaevanduskäikude suhtes on näidatud Joonis 3.1. Alusena on kasutatud Maa-ameti Geoportaali reljeefikaarti, millel joonistuvad hästi välja tervikutest ümbritsetud kaevanduskäikude asukohad. Täpsem info kaevanduskäikude paiknemise kohta Kukruse aherainepuistangu all on näidatud teostatavusuuringu joonisel Lisa A.3 Joonis 3, kus on toodud ka maa-aluse sorteerimisjaama ja kallakšahti arvatavad asukohad. Samuti on näidatud kunagise kaevanduse tuulutusšahti asukoht, mis jäi ladestu alla ja mida mäeinsener Arvo Lekk i mälestuste järgi eraldi ei tamponeeritud [10], vaid see täideti sama aherainega, millest koosnes mägi. Tuulutusšahti asukohas, mis paikneb ladestust umbes 100 m kaugusel loodes, oli a umbes 2 m sügavune ringikujuline langatus. Käesolevaks ajaks võib ka osa käike olla sisse langenud. Uuringute käigus rajatud puuraukudes PA5/VV1 ja PA7/VV3, mille asukohad valiti kaevanduskäikude kohale, ei tuvastatud puurimise käigus suuri tühemikke. Samas, laialdaste puurimistööde käigus, mis tehti Kukruse liiklussõlme projekteerimiseks aastatel , fikseeriti kaevanduskäikude asukohtades kuni 3,5 m ulatusega tühikuid. Joonis 3.1 Kukruse aheraineladestu paiknemine alt-kaevandatud alal (Väljavõte Maa-ameti reljeefikaardilt). 31

32 Ladestu iseloomustus 3.2 LADESTU KUJU Ladestu kuju ja struktuuri määras aheraine transpordiviis, mille käigus veeti aheraine ladestu harjale ning puistati välja. Selle tulemusena kujunes üsna järskude nõlvadega ( ) kooniline teravatipuline küngas (vt Foto 3.2). Konstrueerides nõlva kallete abil endise ladestu kuju, pidi mäe tipp paiknema absoluutkõrgusel umbes 130 m (vt Joonis 3.2). Hilisemate kustutustööde ajal mäe terav tipp tasandati, kuna 1977.a tehtud stereotopograafilise kaardistuse 1:5000 järgi on lameda ülaosa absoluutkõrguseks näidatud 120 m. Tõenäoliselt muudeti laugemaks ka nõlvu. Foto 3.2 Vaade Kukruse aheraineladestule. Foto on võetud 1969.a. välja antud raamatust Kohtla-Järve. Linn ja rajoon [11]. Joonis 3.2 Kukruse aheraineladestu esialgne ja tänapäevane kuju Käesoleval ajal paikneb mäe lame hari absoluutkõrgusel 109 m, seega on ladestu keskosa praegu veel umbes 10 m võrra madalam. Osaliselt on mäe kõrguse vähenemine tingitud vajumisest, millest annavad tunnistust arvukad lõhed, mis on ladestu põhja- ja idaosas sadevete toimel arenenud kohati sügavateks ovraagideks (Foto 3.3). Välistatud ei ole ka tühemike teke karbonaatse materjali lahustumisel mäe sisemuses. Lisaks puistangusisestele mahumuutustele on teoreetiliselt võimalik ka puistangupinnase vajumine tingituna m sügavusel paiknevate kaevanduskäikude lagede sisselangemisest. Väidetavalt teostati 32

33 Ladestu iseloomustus a pärast aherainemäe teistkordset põlengut mäe nõlvade täiendav planeerimine, mille tõttu kujundati mägi madalamaks. Foto 3.3 Ovraagistunud vajumislõhed ladestu kirdeosas Seega võib kokku võtta, et ladestu tänapäevane kuju on mitmete protsesside tulemus. Suhteliselt järsud nõlvad ( ) on säilinud jalami osas, vaid ladestu lõunapoolne nõlv, kust toimus aheraine ülesvedu, on laugem (16 ). Harja ümber, absoluutkõrguste vahemikus m on tõenäoliselt vajumise tulemusel kujunenud laugem platvorm. Mäe kuju on aja jooksul olnud pidevas muutumises. Seda kinnitavad Maa-ameti Geoportaalis olevad ajaloolised aerofotod ajavahemikust , kus on ilmekalt näha lõhede arengut. 3.3 LADESTU ALGNE KOOSTIS Eesti põlevkivimaardla tootsa kihindi moodustavad 7 kukersiitpõlevkivi- (alt üles A, A, B, C, D, E, F1) ja 6 lubjakivi vahekihti (A/A, A /B, B/C, C/D, D/E, E/F1) [6]. Põlevkivi lasund Kohtla läbilõikes on näidatud Joonis 3.3. Aheraine moodustavad tootsa kihindis esinevad lubjakivi vahekihid. Kukruse kaevanduses sorteeriti aheraine välja käsitsi, mistõttu sattus aheraine sekka ka palju põlevkivi. Vastavalt mäeinseneri Arvo Lekk i (Kukruse kaevanduse töötaja a.) seisukohtadele [10] kehtisid maavarade kadude kohta omal ajal normid ning neid täideti. Aheraine ladestusse sattunud põlevkivi kogust on tagantjärele võimatu hinnata, kuid arvestades, et ka lubjakivi vahekihid sisaldasid kuni 12% orgaanilist ainet [13], võis orgaanilise aine sisaldus ladestus olla märkimisväärne. 33

34 Ladestu iseloomustus Joonis 3.3 Kohtla läbilõige [12] Orgaanilise aine rikka materjali kontsentreerumist ladestu ülemisse ossa soosis aheraine puistamine mäe harjalt, mille tulemusena toimus materjali gravitatsiooniline (fraktsioneerumine) sorteerumine: peenem ja kergem, peamiselt põlevkivi sisaldav materjal jäi valdavalt ladestu ülaossa ning raskem ja jämedateralisem lubjakivi veeres allapoole. Ka käesoleva töö raames tehtud puurimistöödel täheldati mäe ülaosas paiknevas aheraines suuremat põlevkivi sisaldust kui jalamiosas, kus esines valdavalt jämepurdsem materjal. Materjali gravitatsiooniline fraktsioneerumine ülalt puistamisel on ilmekalt näha fotol, mis on tehtud Kohtla-Järve poolkoksiladestu lahtikaevamisel (Foto 3.4). Poolkoksiladestul toimus materjali transport samal viisil kui Kukruse aheraineladestul. 34

35 Ladestu iseloomustus Foto 3.4 Ülevalt täitmise tõttu tekkinud jämepurdsed tsoonid Kohtla-Järve poolkoksiladestus. 35

36 Ladestu iseloomustus 36

37 Kukruse A-kategooria jäätmehoidlas ladestatud ja termilise muundumise käigus tekkinud materjalide iseloomustus ning keskkonnamõju. 4 KUKRUSE A-KATEGOORIA JÄÄTMEHOIDLAS LADESTATUD JA TERMILISE MUUNDUMISE KÄIGUS TEKKINUD MATERJALIDE ISELOOMUSTUS NING KESKKONNAMÕJU. 4.1 PÕLEVKIVI, PÕLEVKIVI AHERAINE JA TERMILISTE REAKTSIOONIDE KÄIGUS TEKKINUD MATERJALID Põlevkivi Põlevkivi, teise nimega kukersiit, on Eesti tähtsaim maavara. Lisaks esineb Eestis ka graptoliitargilliiti, mis on samuti põlevkivi, kuid seda Eestis ei kaevandata ja väikse kütteväärtuse tõttu pole teda energia tootmise eesmärgil kunagi kaevandatud. Põlevkivi kütteväärtus on vähemalt 4,9 11,3 MJ/kg ( kcal/kg). Sõltuvalt põlevkivikihist ja deposiidi asukohast on põlevkivi orgaanilise aine (kerogeeni) sisaldus kukersiidis vahemikus %. Kerogeen pärineb veekogudes elutsenud organismide jäänustest ning on orgaanilistes lahustites vähelahustuv amorfne aine. Kerogeen on kõrgmolekulaarsete ja polüfunktsionaalsete orgaanililiste ainete segu, mis lisaks süsinikule (77,3 %), vesinikule (9,8 %), hapnikule (10,8 %) sisaldab ka väävlit (1,7 %), kloriide (0,7%) ja lämmastikku (0,4 %). Niiskussisaldus on 9 12%, ja kütteväärtus 8 10 MJ/kg. Põlevkivi tuhasisaldus kuivaines on 47 63%. Raskemetallide sisaldus põlevkivis on üldjuhul väike, see on toodud alljärgnevas tabelis. Tabel 4.1 Raskemetallide sisaldus põlevkivis, g/t Hg Cd Pb Ni Cr V Sb As Co Cu Zn Mn Mo Põlevkivi Allikas: Ramboll Finland OY [3] Põlevkivi aheraine ja mineraloogiline koostis Kukruse A-kategooria jäätmehoidla näol on tegemist aheraine ladestusega. Aheraine saadakse mäemassiivi rikastamisel, mis seisneb põlevkivi ja lubjakivi eraldamises. Rikastamine põhineb lubjakivi märksa suuremal tihedusel (2,5 g/cm 3 ) võrreldes põlevkiviga. Tänapäeval toimub rikastamine separaatorites, nt raske suspensiooni keskkonnas. Suspensiooniks on peeneksjahvatatud magnetiidipulber vees. Suspensiooni tiheduseks on võetud 2.1 g/cm 3. Separaatori vannis olevas suspensioonis ujuvad kõik kaevise tükid, mille keskmine tihedus on väiksem kui 2.1 g/cm 3 pinnal, andes nii põlevkivi kontsentraadi. Raskemad tükid aga vajuvad põhja ja moodustavad rikastamisjäägi (lubjakivi). Varasematel perioodidel toimus mäemassi sortimine käsitsi, mille tulemusel aheraine ladestustesse paigutati koos lubjakiviga ka arvestatav hulk põlevkivi. See on iseloomulik ka Kukruse puistangus leiduvate materjalidele. Teostatud uuringute raames hinnati Kukruse aherainemäes leiduva aheraine mineraloogilist koostist kuumenemistunnusteta pinnaseproovide põhjal. Keskmised, min ja max tulemused on toodud Tabel 4.2. Võrdluseks on tabelisse lisatud ka põlevkivi keskmine mineraloogiline koostis E. Puura [14] järgi. 37

38 Kukruse A-kategooria jäätmehoidlas ladestatud ja termilise muundumise käigus tekkinud materjalide iseloomustus ning keskkonnamõju. Tabel 4.2 Aheraine mineraloogiline koostis Kristallilise faasi mineraloogiline koostis massiprotsentides (%) Aheraine Kvarts Albiit K- päevakivi Illiit/K-vilk Dolomiit Kaltsiit Hematiit/ püriit LOI (550 C) Keskmine Min Max Põlevkivi Keskmine Allikas: IPT Projektijuhtimine OÜ 2015 Vastavalt eelpool toodud tabelile on aheraines võrreldes põlevkiviga suurem kaltsiidi, dolomiidi ja kvartsi sisaldus ning väiksem püriidi ja orgaanilise aine sisaldus. Orgaanilise aine sisaldust on hinnatud kuumutuskao (LOI 550 C) alusel. Siiski kõigub orgaanilise aine sisaldus ka aheraines suurtes piirides, ulatudes kuni 30%-ni, mis on juba iseloomulik põlevkivile Poolkoks Poolkoks on tahke jääk, mis tekib põlevkivi utmisel ehk poolkoksistamisel (põlevkivi kuumutamisel kuni 500 C). Poolkoks on ohtlik jääde, mille kõige ohtlikemaks koostisaineteks on bitumoidid ja nendes sisalduvad kantserogeensed polüaromaatsed süsivesinikud. Poolkoksi orgaanilise süsiniku üldsisaldus (TOC) võib olla ca 10 %, samuti sisaldab poolkoksi veetõmmis küllaltki suures koguses sulfiidset väävlit, lenduvaid fenoole, raskmetalle ja sel on ka kõrge leeliselisus (ph 11 12) [24]. Poolkoks, mis tekib kaasajal põlevkivitööstuses on esialgu käsitletav kui ohtlik jääde, värskel poolkoksil on toksilised omadused vesikeskkonnas, samal ajal 10 aasta vanune poolkoks enam vesikeskkonnas toksiline ei ole. Erinevatel aegadel rajatud poolkoksimägedel teostatud uuringud on näidanud, et hüdroksüülühendite (fenoolid jm) lagunemine toimub poolkoksi prügilates kiiresti esimestel aastatel pärast ladestamist [5] Tuhk Väiksemal määral esineb utmisjäägis tuhka, põlevkivituha ohtlikkus seisneb tema korrosiivsuses, põlevkivituhk on põhiliselt kustutamata lubi (CaO). Tuhk liigitatakse ohtlike jäätmete hulka eelkõige tänu kõrgele leovee leelisusele. See võib sisaldada ka raskmetalle, mis võivad veega kokkupuutel välja leostuda. Tuhk on tekkinud aherainemäe põlemiste käigus. Kuna aktiivne põlemine kestis palju lühemat aega, kui hilisem utmine, siis tõenäoliselt on kõrgel temperatuuril ära põlenud materjali (tuhk, lubi) vähem. Balti Elektrijaama tuha uurimisel saadud tulemuste põhjal iseloomustavad tuhka järgnevad näitajad: tihedus 0,65-0,85 g/cm 3, erikaal 2,6-2,9 g/cm 3, eripind cm 2 /g, Tuhk seob hästi vett, 0,5 0,6 m 3 1 tonni kohta. Balti elektrijaama tuha keskmine keemiline koostis: CaO %, SiO %, Al2O %, Fe2O3 4-6 %, MgO 3-4 %, and K2O 1,5-2,5 %. 38

39 Kukruse A-kategooria jäätmehoidla korrastamiseks ettevalmistava projekti koostamine Kukruse A-kategooria jäätmehoidlas ladestatud ja termilise muundumise käigus tekkinud materjalide iseloomustus ning keskkonnamõju. 4.2 KUKRUSE AHERAINEMÄES SISALDUVATE MATERJALIDE ISELOOMUSTUS JA PAIKNEMINE NING PROGNOOSITAVAD KOGUSED Kukruse A-Kategooria jäätmehoidlas teostatud pinnaseuuringute tulemuste (vt Lisa A.14 Tabel 7) põhjal tuleb tõdeda, et erinevate materjalide paiknemine on üsna ebaühtlane. Paarikümne meetri raadiuses võib esineda ühes puuraugus kogu ulatuses poolkoksilaadne, samas paarikümne meetri kaugusel asuvas puuraugus ainult karbonaatne materjal ning kolmandas puuraugus peenpõlevkivist koosnev aheraine. Paiguti ilmneb samasugune muutlikkus ka vertikaalses lõikes. Seetõttu on keeruline hinnata täpseid materjalide mahtusid ja ka reostunud materjali kogust. Paratamatult tuleb arvestada, et prognoositud materjalide kogused võivad varieeruda % ulatuses, mõne materjaligrupi puhul ka suuremal määral. Eriti muutlik on materjalide läbilõige jäätmehoidla lõunaosas, kus toimuvad aktiivsed protsessid. Siiski võib materjalide paiknemise osas tuua välja teatud seaduspärasused, millest lähtuvalt on Kukruse mägi jagatud iseloomulikeks tsoonideks, milles paikneb valdavalt (kuid mitte ainult) sarnaste omadustega materjal (vt Joonis 4.2). Reostusuuringu tulemuste järgi esineb reostust kohati nii aheraines, poolkoksis kui ka pindmises täitekihis. Ladestu harjaosa ümbritsevas vajunud vööndis esinev karbonaatne materjal on pinnaseanalüüside tulemuste põhjal reostumata. Andmeid reostuse kohta ladestu järskude nõlvadega osast ei olnud võimalik puurimise teel saada. Suurimaks väljakutseks jäätmehoidla korrastustööde teostamise ajal saab olema materjalide sorteerimine tulenevalt materjaligruppide varieeruvusest nii horisontaalselt kui vertikaalselt. Keeruline on ainult visuaalsele vaatlusele tuginedes hinnata, milline materjaligrupp on reostunud ja milline ei ole. Seda on võimalik teha saates materjaliproovid laborisse, kuid see pidurdab tööde kiiret ja efektiivset teostamist. Foto 4.1 on toodud erinevatest tsoonidest võetud proovid enne ja pärast kuumutuskao (550 C) määramist. Foto iseloomustab näitlikult, kuidas lasundis toimunud ja/või toimuvad protsessid ladestatud materjali väljanägemist mõjutavad. Põlenud-oksüdeerunud materjal (topsid nr 1 8, 17, 19, 24, 25, 26, 31 36) jäi kuumutamise käigus muutumatuks, kuid utmistsoonist pärit proovid (topsid nr 9 13, 20, 22, 23, 27, 29, 30) ja kõrge põlevkivisisaldusega aheraine (topsid nr 14 16, 21) omandasid pärast 550 C juures kuumutamist (hapniku juuresolekul) visuaalselt sarnase ilme juba eelnevalt põlenudoksüdeerunud proovidega. Kokkuvõtvalt hapniku juuresolekul piisavalt kõrge temperatuuri juures muutub kogu materjal väliselt sarnaseks. Foto 4.1 Erinevatest tsoonidest pärit proovid enne (A) ja pärast (B) kuumutuskao (550 C) määramist 39

40 Kukruse A-kategooria jäätmehoidlas ladestatud ja termilise muundumise käigus tekkinud materjalide iseloomustus ning keskkonnamõju Tsoon I Tsoon I paikneb ladestu jalamiosas. Materjal koosneb valdavalt jämepurdsest karbonaatsetest kuumenemisilminguteta veeristest, mis on ilmastiku tingimustes osaliselt murenenud. Materjalide grupeerumine, st lubjakivi asetumine mäe jalami ossa, leidis aset juba mäe rajamisel ja selles mängis suurt osa gravitatsiooniline fraktsioneerumine. Joonis 4.1 näitab skemaatiliselt aherainemäe moodustumist materjali lisamise käigus. Esimeses etapis ladestatakse aheraine kindlalt kõrguselt kukutamisega. Põlevkivi tükid lagunevad seejuures palju kergemini kui lubjakivi ning leiab aset fraktsioneerumine. Joonis 4.1 Lubjakivi ja põlevkivi sisaldava aherainemäe kujunemine materjali lisandumise käigus [5] Seetõttu materjal, mille osakesed on suuremad ja parema läbitungivõimega (lubjakivi), koguneb ladestu aluskihtidesse. Sellest ülal asub vahekiht, kus on erinevate omadustega materjali ning ülemises kihis on materjal, millel on kõige väiksem osakese suurus ja seetõttu ka suurim põlevkivi kontsentratsioon. Järgnevates mäe ekspluateerimise staadiumites hakkab transpordi teekond mäe tippu järjest pikenema ja fraktsioneerumine toimub piki uut nõlva [5]. Ladestu jalamile võidi kustutus- ja planeerimistööde käigus lükata kõrgemalt ka muud materjali (põlevkivi, utnud ja reostunud materjal). Siiski võib arvata, et aheraines sisalduv püriit on selles osas ammu oksüdeerunud, seega iseeneslik kuumenemine ei ole tõenäoline. Saasteainete sisalduse selgitamiseks võeti tsoonist kaks pinnaseproovi. Naftaproduktide (C10-C40) sisaldus ületas elumaa piirarvu, kuid jäi oluliselt väiksemaks tööstusmaa piirarvust. PAH, BTEX ja fenoolide sisaldus jäi alla määramispiiri. Antud tsoonis ei ole tõenäoline tööstusmaa piirnormi ületava reostuse esinemine, kuna aeroobsetes tingimustes naftaproduktid lagunevad, samuti võivad need olla hea veejuhtivusega osas sademevee poolt välja kantud. Pinnase reostusanalüüsi tulemused on toodud aruande Lisa A.14 Tabel Tsoon II Tsooni II moodustab karbonaatne põlenud-oksüdeerunud materjal, kus orgaaniline aine praktiliselt puudub. Tsooni II sisse jäävad ka endised põlemiskolded, mistõttu leidub materjali, mille mineraloogiline koostis on kõrgetel temperatuuridel oluliselt muutunud. Teisalt on osa materjalist põlenud/oksüdeerunud temperatuuridel, mis ei ole põhjustanud muutusi mineraloogilises koostises, kuid on piisav orgaanika väljapõletamiseks (kuni C). 40

41 Kukruse A-kategooria jäätmehoidlas ladestatud ja termilise muundumise käigus tekkinud materjalide iseloomustus ning keskkonnamõju. Joonis 4.2 Materjalide tsoonide paigutus Kukuruse A-kategooria jäätmehoidlas. Allikas: IPT Projektijuhtimine OÜ

42 Kukruse A-kategooria jäätmehoidlas ladestatud ja termilise muundumise käigus tekkinud materjalide iseloomustus ning keskkonnamõju. Kunagised kõige kuumemad tsoonid (endised põlemiskolded) paiknevad vööna alal, mis on piiratud absoluutkõrguste vahemikuga m (vt Joonis 4.2). Sellest piirkonnast võetud proovides on tuvastatud märkimisväärses koguses kõrgetemperatuurilisi faase, mis viitavad sellele, et kunagi on temperatuur olnud minimaalselt C. Sellest temperatuurist hakkavad põlevkivi koostises olevad karbonaadid ja savimineraalid lagunema ning tekivad sekundaarsed kõrgetemperatuurilised faasid. Dolomiit hakkab tasapisi lagunema juba C juures, kaltsiit alates 750 C-st, tekivad periklaas (MgO) ja lubi (CaO). Savimineraalide lagunemisel tekkivad silikaatsed faasid reageerivad karbonaatide lagunemissaadustega, moodustades sekundaarseid Ca-Al-Mg-silikaate (näiteks meliliit, akermaniit, wollastoniit, beliit). Vee olemasolul võivad tekkida ka hüdraatfaasid lubja ja periklaasi reageerimisel veega näiteks brussiit (Mg(OH)2) ja portlandiit (Ca(OH)2), samuti tuvastati osades proovides silikaatide hüdraatfaase (nt tobermoriit). Võrreldes aheraine algse mineraloogilise koostisega on dolomiit praktiliselt kadunud, kaltsiidi lagunemisel tekkinud lubjast (CaO) on moodustunud portlandiit (Ca(OH)2), mille hilisemal reageerimisel CO2-ga tekkib sekundaarne kaltsiit. Kohati esineb aurufaasist kondenseerunud aragoniiti, mis ebastabiilse ühendina kristalliseerub ümber kaltsiidiks. Materjali tugevalt punane värvus viitab püriidi oksüdeerumisel tekkinud raua hapnikuühenditele. Foto 4.2 Proov puuraugu PA3 lähedalt kaevest. SEM foto, mõõtkava 20 μm. Põhimassis on näha kärjeline võre, mis koosneb suures osas süsinikust, tegemist on koksistunud orgaanilise massiga. Lõhedeavauste servades esineb eheda väävli koorik, kohati on väävlikristallid kasvanud vaheldumisi kaltsiumsulfaadi (kips/ bassaniit) kristallidega. Kõrgete temperatuuride tõttu ei saa materjal ise olla reostunud. Lasundi idaküljelt lõhest võetud karbonaatse materjali proovist (P-5) tehti saasteainete sisalduse selgitamiseks kompleksanalüüs (Terrattest). Analüüsi käigus ei tuvastatud ühegi saasteaine sisaldust, mis oleks ületanud sihtarvu, enamasti jäid kõik sisaldused alla labori määramispiiri. Ka ülejäänud puuraukudest karbonaatsest materjalist võetud 12-s proovis oli sihtarv ületatud ainult kahes ning sisaldus jäi ikkagi alla elumaa piirarvu. Siiski ei saa väita, et reostuse olemasolu tsoon II materjalis oleks välistatud. Kuna proovides esineb aurufaasist tekkinud aragoniiti, siis on võimalik ka sügavalt lasundi sisemusest tõusvate naftaproduktide aurude kondenseerumisel tekkinud reostus. Analüüside tulemused on toodud teostatavusuuringu Lisa A.13 Tabel 6 ja Lisa A.14 Tabel 7. Kuna tegemist on mineraloogiliselt kõige rohkem muutunud materjaliga, mille koostises on näiteks põlevkivituhale iseloomulikke faase, kontrolliti laborikatses, millise ph-ga on materjaliga kokkupuutuv vesi. Tulemused on toodud allpool Tabel

43 Kukruse A-kategooria jäätmehoidlas ladestatud ja termilise muundumise käigus tekkinud materjalide iseloomustus ning keskkonnamõju. Tabel 4.3 Tsoonis II leiduva materjali ph (tahke-vesi suhe 1:2). Proov ph Puurauk Sügavus, m 0 h 8 h PA10 5,5 12,57 12,54 PA11 1,7 10,00 9,91 PA17 3,6 11,30 11,41 PA22 3,5 11,01 10,98 PA26 7,7 11,15 11,27 Karbonaatse materjaliga kokku puutudes omandab vesi aluselise reaktsiooni, laboris mõõdetud ph väärtused jäid vahemikku 9,9 12,57. Kõige kõrgema ph-ga proov on mineraloogilise koostise järgi kõige rohkem muundunud ning sisaldab >25% portlandiiti, mis põhjustab kokkupuutel veega kõrget ph-d Tsoon III Tsoon III materjal kujutab endast tumeda värvusega nn utmisjääki - teatud määral kuumenenud aherainet, milles orgaaniline aine hapniku vajaku tingimustes (utmine) on söestunud (Foto 4.2). Temperatuurid on olnud tõenäoliselt vahemikus C, mis ei põhjustanud olulisi muutusi mineraloogilises koostises. Puuduvad kõrgetemperatuurilised faasid ning säilinud on dolomiit. Utmisvöö paikneb ladestu kõrgemas osas, tõenäoliselt ka tsoon II all lasundi sügavuses a rajatud sügava puuraugu kirjelduste järgi ulatus musta värvusega materjal sügavuseni kuni 23 m. Kahjuks ei ole võimalik kindlaks teha puuraugu täpset asukohta, ligikaudselt võis see paikneda käesoleva töö käigus rajatud puuraukude PA12 ja PA13 piirkonnas. Tõenäoliselt leidub utnud materjali ka tsoonide II ja I piiril, kuid parema õhu juurdevoolu tõttu ei saa materjali kogus olla märkimisväärne. Kuumutuskadu materjalis kõigub %, kuid orgaaniline aine on utmise käigus (osaliselt) söestunud. Kuna söestunud materjal süttib kõrgemal temperatuuril kui aheraines olev orgaaniline aine, ei ole utnud materjal isesüttimisele nii aldis kui põlemata aheraine. Võimalike saasteainete olemasolu selgitamiseks tehti puuraugust PA4 6,9 m sügavuselt võetud proovist kompleksanalüüs (Terrattest). Analüüsi käigus tuvastati proovis benseen, tolueen, ksüleenid, PAH (naftaleen, fenantreen, püreen, benso(a)antratseen, krüseen), fenool, kresoolid, dimetüülfenool ning naftaproduktid (C10-C40). Kokku analüüsiti 12 proovi, mis võeti erinevatest asukohtadest, eri sügavustelt. Viies proovis ületas ohtlike ainete sisaldus tööstusmaa piirarvu, neljas proovis naftaproduktide (C10-C40) osas ning ühes proovis benseeni osas. Analüüside tulemused on toodud Lisa A.13 Tabel 6 ja Lisa A.14 Tabel 7. Tsoonis III paiknevat poolkoksilaadse materjali võib lugeda ka kõige saastunumaks, kuna suur osa utmisjäägist on segunenud utmisel tekkinud õliga ja seetõttu reostunud. 43

44 Kukruse A-kategooria jäätmehoidlas ladestatud ja termilise muundumise käigus tekkinud materjalide iseloomustus ning keskkonnamõju Tsoon IV Tsoon IV koosneb helepruunist põlevkivilaadsest materjalist. Puurimisandmete järgi esines materjali ladestu ülaosas lauge lõunanõlva piirkonnas absoluutkõrgusest 94 m kõrgemal ning ka ladestu harjaosas. Ladestu harja põhjapoolses osas põlemata aherainet puurimiste käigus ei leitud. Materjal on kuumenemisilminguteta (Foto 4.3), mineraloogilises koostises domineerivad kaltsiit, dolomiit ja K-päevakivi. Orgaanilise aine keskmine sisaldus (massiprotsentides) proovides oli 22%, sisaldus varieerus %. Foto 4.3 Proov puuraugust PA3, sügavus m. Põhimassis on näha kaltsiit, dolomiit, K-päevakivi. Kohati leidub autigeenset kaltsiiti ilusad üksikud kuubilised kristallid. Foto 4.4 Põlevkivirikas aheraine puuraugus PA14 (puursondi pikkus 2 m) 44

45 Kukruse A-kategooria jäätmehoidlas ladestatud ja termilise muundumise käigus tekkinud materjalide iseloomustus ning keskkonnamõju. Fotol 15 on kujutatud IV tsoonist võetud proove, millega on laboris tehtud järk-järguline kuumutamiskatse. Proove kuumutati hapniku juurdepääsul 200, 300 ja 400 C juures, igal temperatuuril 24 h. Juba pärast 200 C juures kuumutamist muutus algselt helepruunikas materjal tumepruuniks, kuna orgaanika hakkas söestuma. Pärast 300 C olid proovid muutunud veelgi tumedamaks, mustjaks, meenutades visuaalselt tsooni III materjali. Pärast 400 C oli orgaanika välja põlenud ning proovid olid visuaalselt sarnased põlenud-oksüdeerunud materjalile (tsoon II). Foto 4.5 Tsoon IV materjal enne ja pärast 200 C, 300 C ja 400 C juures kuumutamist Tsoon V Pindmine mullane täitekiht ehk kasvukiht on toodud välja eraldi tsoonina. Kiht koosneb mullasegusest kohati karbonaatsest ja sageli kivisest materjalist. Tsoon III piirkonnas esineb kihis ka musta värvusega utmisjääki. Kiht on muutliku koostise ja paksusega, kohati on mullane kiht nõlvadelt ära kantud. Kiht on maapinnal laiguti tugevalt reostunud. Reostust täheldati just ladestu lõunapoolses osas, tsoonide III ja IV piires. Saasteaineteks olid aromaatsed süsivesinikud, polütsüklilised aromaatsed süsivesinikud (PAH), fenoolid ja naftaproduktid (C10-C40). Analüüsi tulemused on esitatud Lisa A.13 Tabel 6 ja Lisa A.14 Tabel 7. Lähtudes materjalide paigutusest puistangu lõikes on pinnaseproovide tulemuste põhjal hinnatud eri tüüpi materjalide koguseid ladestus. Hinnangulised kogused on toodud alljärgnevas tabelis, kusjuures hinnatud on ka reostunud materjali osakaalu. Tabel 4.4 Eeldatav jäätmehoidlasse ladestatud ja reaktsioonide (utmine, põlemine) tulemusena tekkinud materjalide kogus Kukruse A-kategooria jäätmehoidlas Nr Materjalid Põhiline esinemistsoon 1 Pindmine mullane täitekiht e kasvukiht 2 Täide ja peamiselt lubjakivist koosnev aheraine mäe jalami V I Maht, m Sellest reostunud Pole reostunud 45

46 Kukruse A-kategooria jäätmehoidlas ladestatud ja termilise muundumise käigus tekkinud materjalide iseloomustus ning keskkonnamõju. osas Põlemata 3 (peenpõlevkivi) aheraine IV (orienteeruv) põlenud- Karbonaatne 4 oksüdeerunud materjal II Pole reostunud 5 Utmisjääk (poolkoks) III (orienteeruv) Allikas: IPT Projektijuhtimine OÜ AHERAINEMÄE SEES TOIMUVAD PROTSESSID JA MÕJU ÜMBRITSEVALE KESKKONNALE Mäe massi iseeneslik soojenemine. Püriidi oksüdatsioon. On tõenäoline, et praegu leiab mäe sees aset kuumenemise uus laine. Seda kinnitab mäe pinnal avanevate gaaside väljatungimisavade arvu suurenemine viimaste aastate lõikes. Aherainemäes toimub hulgaliselt reaktsioone, mille käigus eraldub soojus, mis võimaldab temperatuuril tõusta utmise toimumiseks vajalike väärtusteni ( C). Esmane protsess, mis põlevkivi aheraine ladestutes toimuma hakkab, on püriidi oksüdeerumine. Püriidi oksüdeerumine toimub lasundi pinnalähedases kihis, vajalik hapnik transporditakse lasundisse difusiooni teel, protsessis osalev vesi tuleb sadevete infiltratsioonist. Püriidi oksüdeerumise käigus tekivad iseloomuliku punaka värvusega raua hapnikuühendid. Samal ajal toimub moodustuva happe neutraliseerimine karbonaatidega, küllaldase vee olemasolul moodustub kips (CaSO4 2H2O), vee defitsiidil aga teised Casulfaadid (bassaniit, anhüdriit). Püriidi oksüdeerumine on tugevalt eksotermiline reaktsioon, mille käigus vabaneb suur hulk soojust. Kui soojuse ärakanne on vähene, võib temperatuur lasundi sees tõusta kuni 70 C-ni [19]. Püriidi oksüdatsiooniga kaasnev temperatuuritõus lasundi ülaosas tekitab õhu konvektsioonvoolusid, kus õhk siseneb läbi nõlva ning tekkinud gaasid väljuvad lasundi ülaosast. Konvektsioon võib põhjustada juba mitmesajakraadiseid temperatuuritõuse, mille tõttu võib omakorda süttida orgaaniline aine. Püriidi oksüdeerumine on küllaltki kiire reaktsioon ning arvatavasti on protsess praeguseks ajaks vähemalt pinnakihtides lõppenud, millele viitab ulatusliku levikuga punaka karbonaatse materjali esinemine lasundis. Kuigi algne püriidi kontsentratsioon on väga madal (0,05-0,1 %) võib see osutuda oluliseks mõjuriks esialgsel temperatuuri tõusul, kui ladestatud materjal tiheneb täiendava materjali lisandumisel gravitatsioonijõudude toimel Põlemine Käesoleval juhul mõeldakse põlemise all orgaanilise aine kiiret oksüdatsiooni, millega kaasneb intensiivne soojuse eraldumine. Põlemiseks on vajalikud põlevaine, hapnik õhu näol ja süüteallikas, millega tekitatakse vajalik temperatuur põlevmaterjali isesüttimiseks, sest põlemise tekkeks peab põlevmaterjal olema kuumutatud vastava põlevaine isesüttimistemperatuurini. Kukruse A-kategoria jäätmehoidlas on olemas kõik võimalused aheraine süttimiseks (vt ptk 3) Püriidi oksüdeerumise tõttu kuumenenud materjal ei jõudnud kiire täitmise tingimustes jahtuda ja tekkisid konvektiivsed õhuvoolud, mis süütasid lasundi ülaosas orgaanikarikka aheraine põlema. Süttimise aja ja põlengu kohta on esitatud erinevaid andmeid. Kukruse kaevanduse töötaja A. Lekki sõnul [10] täheldati esimesi kuumenemisilminguid juba a. AS Mavese 46

47 Kukruse A-kategooria jäätmehoidlas ladestatud ja termilise muundumise käigus tekkinud materjalide iseloomustus ning keskkonnamõju. aruandes toodud andmete järgi [20] on ladestu põlenud aastatel ja Eesti Geoloogiakeskuse trükises [21] on põlengu alguseks toodud a. Tõenäoliselt süttis kõigepealt puistang, kust levis tuli hiljem kaeveõõntesse. Trükises esitatud andmete järgi põlesid kaevevälja kirdeosas m sügavusel 13,5 ha suurusel alal tervikud ja laavade täitematerjal. Maa-aluse põlengu kohta ei olnud võimalik rohkem andmeid leida. Uuringute koostaja mälestuste järgi põles Kukruse mägi 1960-te aastate lõpul lahtise leegiga, mis oli pimedal ajal mäe tipus hästi nähtav. Arvatavasti algas põleng mäe loode- ja põhjaosas, kus olid järsemad nõlvad ning tõenäoliselt soosis süttimist ka tuulte suund. Põlemine liikus vööndina edasi lõuna suunas. Karbonaatne kõrgetemperatuuriline vöönd (tsoon II) ilmekate vajumislõhedega on välja kujunenud lasundi põhja- ja kirdeosas. Mineraloogilise koostise põhjal saab öelda, et temperatuurid on ulatunud vähemalt 800 C-ni. Kustutustööde tulemusel summutati ladestu põlemine aastate lõpuks. Kustutustööde käigus lükati terav tipp lamedaks ning tõenäoliselt kujundati ka nõlvu laugemaks. Nõlvad haljastati, milleks tuli kohale vedada pinnast, sest taimedele sobivat kasvukihti aherainepuistangul ei olnud. Kukrusel nagu ka teiste põlenud kaevandamisjäätmete hoidlate puhul esineb maapinna lõhesid ja langatusi Utmine Käesolevas uuringus mõeldakse utmise all orgaanikarikka aheraine muundumist kõrge temperatuuri tingimustes hapnikuvajakul. Protsessi käigus orgaaniline aine söestub ning eralduvad gaasid ja õli. Kui temperatuur lasundis tõuseb üle 300 C ning hapniku juurdepääs on piiratud, hakkab toimuma utmine. Utmisvöönd (tsoon III) kujunes põlenguvööst kõrgemal paiknevas ladestu osas, kuna nõlvadest sisse liikuv hapnik tarvitati tõenäoliselt ära juba põlemisvööndis. Utmisega kaasneb gaaside ja õli eraldumine. Vedel õli valgub allapoole, kuumad gaasid tungivad välja lasundis olevate lõhede ja lõõride kaudu. Kuigi l toimunud kustutustöödega põleng summutati, pidi temperatuur ladestu sisemuses jääma endiselt kõrgeks. Käesoleval ajal on kuumenemine jälgitav ladestu harjal ja sellest lõunasse jääval alal. Seda kinnitavad maapinnast umbes 1 m sügavusel mõõdetud temperatuurid, mis ületasid kohati 50 C. Harja lähedal nõlval mõõdeti 5 m sügavuses temperatuuriks üle 100 C. Temperatuurid umbes 1 m sügavusel lasundis on näidatud TU Lisa A.10 Tabel 3. Pinnatemperatuuride järgi võib eeldada, et ladestu sisemuses on temperatuurid kõrgemad ning toimub veel muutumata aheraine utmine. Utmisprotsessidele lasundi sisemuses viitab ka tugev gaaside eraldumine (vt ptk 2.5.1). Arvestades Kukruse edela- ja kagunõlva gaasiproovide vingugaasisisalduse olulist erinevust, on võimalik, et gaaside lähteallikad on erinevad või paiknevad puistangusiseselt omavahel isoleeritult [20]. Käesoleva töö käigus mõõdeti väljuvate gaaside temperatuure IPT Projektijuhtimine poolt koostatud uuringute raames viies punktis. Mõõdetud gaaside temperatuurid jäid vahemikku 62,1 C...88,8 C. Mõõtmistulemused on toodud alljärgnevas tabelis. Tabel 4.5 Väljuvate gaaside temperatuur X Y Mõõtmispunkt Õhutemperatuur C Väljuvate gaaside temperatuur, C G G G

48 Kukruse A-kategooria jäätmehoidlas ladestatud ja termilise muundumise käigus tekkinud materjalide iseloomustus ning keskkonnamõju. G G Allikas: IPT Projektijuhtimine OÜ 2015 Utmisel tekkivad gaasid liiguvad lasundis ülespoole ning temperatuuri alanedes kondenseeruvad, tekitades maapinnale tugevalt reostunud laike (Foto 4.6). Naftaproduktide summaarne sisaldus maapinnalt võetud proovis temperatuurimõõtmispunkti T7 juures oli mg/kg. Foto 4.6 Maapinnale moodustunud õlilaik PA16 piirkonnas Kohati on maapinnale moodustunud tugevad koorikud, mida iseloomustab aurufaasist kondenseerunud aragoniidi (metastabiilne, kristalliseerub kaltsiidiks), bassaniidi ja eheda väävli esinemine (Foto 4.7 ja Foto 4.8). 48

49 Kukruse A-kategooria jäätmehoidlas ladestatud ja termilise muundumise käigus tekkinud materjalide iseloomustus ning keskkonnamõju. Foto 4.7 Lõhe PA17 juures. Lõhet kattev koorik on üles kergitatud, läbi auru on plaadi alumisel küljel näha väävli koorikud. Puursondi pikkus on 2 m. Foto 4.8 Proov puuraugust PA4, sügavus 5,4...5,6 m. SEM foto, mõõtkava 20 μm. Üle kogu maatriksi on pooriruumis jälgitavad väikesed pulkjad aragoniidikristallid ning suuremad heksagonaalsed bassaniidikristallid, mis on ilmselt evaporiitset päritolu, settinud aurufrondi jahtumisel. Utmise käigus tekkinud õli on liikunud gravitatsioonijõu mõjul sügavamale ning jõudnud läbi kaevanduse lae põhjavette. Ladestu idaserva rajatud puuraugus PA6/VV2 oli õlikiht kogunenud põhjaveetasemele, maapinnast umbes 10 m sügavusele (Foto 4.9). 49

50 Kukruse A-kategooria jäätmehoidlas ladestatud ja termilise muundumise käigus tekkinud materjalide iseloomustus ning keskkonnamõju. Foto 4.9 Õliga kaetud veemõõdusond peale veetaseme mõõtmist puuraugus PA6/VV2 Utmisel tekkiv poolkoks on omakorda aluseks mitmete soojust eraldavate protsesside toimumiseks, mis võivad aidata kaasa kõrgete temperatuuride püsimisele kuumenemiskollete tsoonides. Kukruse kaevandamisjäätmete hoidlas toimunud reaktsioonide (utmine) tulemusena on tekkinud arvestatav kogus utmisjääki (poolkoksilaadne materjal, hinnanguline maht m 3 ). Seega võivad kuumenemisele kaasa aidata ka sarnased eksotermilised reaktsioonid, mis leiavad aset poolkoksimägedel [6]: - Keemilised reaktsioonid anorgaanilistes poolkoksi osakestes energia vabanemine hüdraatimise ja kristallisatsiooni protsessides; - Keemilised eksotermilised muutused poolkoksi orgaanilistes osakestes, mis ei vaja hapniku olemasolu (anaeroobsed protsessid); - Poolkoksi orgaaniliste osakeste reageerimine hapnikuga, mis võib olla katalüüsitud mikroorganismide poolt. Poolkoks sisaldab anorgaanilisi keemilisi ühendeid, mis eraldavad soojust reageerides vee või hapnikuga. Need protsessid on: - Reaktsioon sulfiidide (poolkoksi puhul CaS) ja hapniku vahel, mille käigus tekib kaltsiumsulfaat; - Reaktsioon kaltsiumsulfaadi ja vee vahel, mille käigus tekib kips; - Etringiidi teke täiendava kaltsiumoksiidi ja alumiiniumoksiidi tõttu; Utmine on põhiline Kukruse mäe kehas toimuv protsess, omaaegse põlengu kustutamisega alandati tõenäoliselt mäe temperatuuri selliselt, et see on paras utmise läbiviimiseks, utmise toimumisest annab aimu käesoleva töö raames OÜ IPT Projektijuhtimine poolt läbi viidud pinnaseproovide analüüs, mis kinnitab õlireostusega pinnase olemasolu mäe ülemistes kihtides ning reostuse jõudmist Kvaternaari põhjavee kihti. 50

51 Kukruse A-kategooria jäätmehoidlas ladestatud ja termilise muundumise käigus tekkinud materjalide iseloomustus ning keskkonnamõju. Lähtuvalt eelnevast võib tuletada kuumenemiskollete põhimõttelise paiknemise arvestades teostatud puurimiste andmeid, mineraloogilist analüüsi ja reostusanalüüse. Alljärgnev skeem annab lihtsustatud ülevaate erinevate tsoonide kujunemisest aheraine ladestus. Joonis 4.3 Kuumenemiskollete paiknemine Kukruse aheraineladestus ja reostuse levik (Allikas: IPT Projektijuhtimine OÜ 2015) Nõlvadel paiknevad kuumenemiskolded. Tekkinud ilmselt nõlvadest sisse liikunud õhu toimel. Mineraloogilise analüüsi järgi on temperatuurid ületanud 800 C. Käesolevaks ajaks tõenäoliselt oluliselt jahtunud. Kuumenemiskolle ladestu tuumas. Mineraloogilise analüüsi järgi on temperatuurid ületanud 800 C. Põlemiskolle viitab ilmsele õhu juurdevoolule alt. Ka praegu võib seal oodata kõrgeid temperatuure, võib-olla isegi üle 500 C. Utmistsoon ümbritseb kuumenemiskoldeid. Nõlva laugemas osas algab utmisjääk kohati maapinnalt, tõenäoliselt on sealt pealmine materjali kiht planeerimistööde käigus eemaldatud, ei ole tõenäoline, et nii maapinna lähedal oleks utmise toimumiseks võimalikud tingimused. Kuna temperatuur oli utmisvöös umbes C vahel, siis praeguseks see tõenäoliselt tõusnud ei ole. Muutumata aheraine. Paikneb ladestu ülaosas, uuringute käigus rajatud sügava puuraugu pinnaseproovid osutavad, et seda esineb siiski ka mujal. Ladestu lael paiknevas materjalis kõrgel temperatuuril tekkinud mineraale pole, kuid materjalil on kuumenemise tunnused, sest orgaanilist ainet seal eriti ei leidu Vajumine Joonis 4.4 on näidatud väljavõte Marko Kohv i poolt koostatud Kukruse mäe 3D pinnamudelist (Lisa D.2). Näha on tugevalt vajunud piirkond ladestu põhjaosas ning kaarjad vajunud tsooni piiravad lõhed. Maa-ameti Geoportaalis olevate ajalooliste aerofotode järgi on lõhede ulatus aastate jooksul kasvanud. Vastavalt peatükis 3.2 toodud joonisele on näha, et Kukruse aherainemäe kõrgus on oluliselt vähenenud, erinevus a mõõdetud ja tänapäevase kõrguse vahel on hinnanguliselt umbes 10 m, on tõenäoline, et see on tingitud vajumitest, kuid võib samas olla osaliselt põhjustatud ka ladestu planeerimisest peale viimast põlengut. Tõenäoliselt toimub lasundis vajumite areng ka käesoleval ajal. On selge, et Kukruse mägi ei ole stabiilne. Lisaks uute lõhedel tekkele avarduvad olemasolevad lõhed sadevee toimel ning lasundi sisemusse võivad karbonaatse materjali lahustumise tõttu tekkida tühikud. 51

52 Kukruse A-kategooria jäätmehoidlas ladestatud ja termilise muundumise käigus tekkinud materjalide iseloomustus ning keskkonnamõju. Joonis 4.4 Väljavõte M. Kohv i Kukruse mäe pinnamudelist. Tuule ja sadevete mõjul toimub pidev nõlvaerosioon, mille tulemusel kantakse järskudelt nõlvadelt ära pinnakihti ning kohati paljandub jämepurdne aheraine. Paljakute tekkimine nõlvadel soosib õhu juurdevoolu lasundisse. 4.4 KUKRUSE A-KATEGOORIA JÄÄTMEHOIDLAST LÄHTUV KESKKONNAREOSTUS Kõige raskemate tagajärgedega keskkonnareostuse põhjustajaks aherainemägedes on kaevandamisjäätmete põlengu vallapääsemine, tingituna kas iseeneslikust kuumenemisest (alates püriidi oksüdatsioonist ja selle poolt käivitatavatest protsessidest), lõkke tegemisest või kulupõlengust. Põlenguga kaasnevad muutused ladestatud aine mineraalses koostises ja ohtlike orgaaniliste ainete teke. Põlenud mägede pinnaseproovidest võib samas leida väga erinevaid tehnogeenseid mineraale, nagu lubi, periklaas, portlandiit, brussiit, kaltsiit, aragoniit, leutsiit, diopsiid, anhüdriit jm [5]. Põlenud mägede negatiivsed keskkonnamõjud võivad ilmneda alles mitu kümnendit pärast põlemist, kuna temperatuur ladestutes langeb väga aeglaselt ja esialgu nõrgvett praktiliselt ei teki, st mäe sees valitsevast kuumusest tingituna praktiliselt kogu mäe massi sattunud vesi aurustub ja nõrgvett praktiliselt ei teki [5]. Nõrgvee teke leiab aset mõne aja jooksul peale puistangu põlemist, kui vett enam ladestusisestes protsessides ei seota. Põlenud aherainemägedest lähtuv keskkonnareostus on seotud nõrgvee kõrge leelisusega, sulfaatide sisaldusega ja õlikoonlate liikumisega raskusjõu toimel [5]. Põlemisjääkide väljakanne toimub kas gaaside või nõrgveega. Pärast a põlengut ilmnes põhjaveereostus Kukruse linnaosa Lehe tn 31 kinnistu puurkaevus. Teostatavusuuringu koostamise raames Kvaternaari kihi põhjaveest võetud proovide põhjal (mäe erinevatesse külgedesse rajati 3 uuringupuurkaevu) avaldus põhjavee reostus kõigis puurkaevudes. Reostus naftaproduktidega ilmnes ühes puurkaevus PA6-VV2, mis paikneb mäe kõrval põhjavee liikumise (idast kagusse) suunal. Kõigis kolmes kaevus tuvastati KKMin määruses nr 39 toodud piirarvu ületav benseeni sisaldus, võimalik, et see võib olla antud piirkonna tehnologeenset iseloomu arvestades ka fooniline. Kuna teistes kaevudes muud reostust ei ilmnenud, on üsna selge, et puurkaevu PA6-VV2 põhjavees (vt Tabel 2.4) analüüsitud naftaproduktid (Sum C10-C µg/l, piirarv 600 µg/l) ja polütsüklilised aromaatsed süsivesinikud (PAH 16 EPA summaarne sisaldus 620 µg/l, piirarv 100 µg/l) on vette sattunud Kukruse aherainemäe sees aset leidvate protsesside (utmine, termooksüdatsioon) tulemusena. Käesoleva projekti raames teostatud uuringutes küll fenoolide sisalduse künnisarvu (vastavalt KKMin määrusele nr 39, 52

53 Kukruse A-kategooria jäätmehoidlas ladestatud ja termilise muundumise käigus tekkinud materjalide iseloomustus ning keskkonnamõju ) ületavat reostust põhjavees ei tuvastatud, kuid proovivõtukaevus PA6-VV2 oli täheldatav teiste kaevudega võrreldes oluliselt kõrgem fenoolide kontsentratsioon (1- aluseliste fenoolide summa 0,74 µg/l). Samas AS Maves [2] põhjal sattub Kukruse ladestust põhjavette ka künnisarvu ületavas kontsentratsioonis lenduvaid orgaanilisi ühendeid (LOÜd) ja fenoole. Allikas: IPT Projektijuhtimine OÜ 2015 Joonis 4.5 Reostuse põhimõtteline levik ladestu sisemuses. Mäe seest põhjavette liikuv reostus on seotud peamiselt utmisjäägi ning peenpõlevkiviga. Peenpõlevkivis esinevad valdavalt kergemad lenduvad naftaproduktid (BTEX). Utmisjäägis esineb väga erinevat reostust. Reostuskolletest on visuaalsel vaatlusel nähtavad maapinnal olevad õlised laigud, suure tõenäosusega on tugevalt reostunud ka nõlvadel olevate kuumenemiskollete alumine osa, sest sealt toimub õli liikumine põhjavette. Samuti on tugevalt reostunud ka lasundis olevate lõhede ümbrus, vt Joonis 4.5. Kuumenenud tsoonis ladestu tuumas ja nõlvadel suurt reostust kõrgete temperatuuride tõttu tõenäoliselt olla ei saa. Samuti võib eeldada, et valdavalt on reostumata jalami materjal ja ladestu lael olev karbonaatne kiht. Vastavalt käesoleva töö raames teostatud uuringutele võib järeldada, et tugevalt on reostunud ka mäealune pinnas ning koos põlevkiviõli gravitatsiooonilise liikumisega jätkub ka täiendava reostuse kandumine mäe aluspinnasesse ja sealtkaudu põhjavette. Lisaks pinnase ja põhjavee reostusele kaasneb utmisega ka gaaside - väävelvesinik, vingugaas ja LOÜ emissioon vastavalt Eesti Keskkonnauuringute Keskuse Kesklabori poolt a teostatud mõõtmistele [9]. Eralduvad gaasid toovad kaasa arvestatava terviseriski mäel viibivate inimese tervisele (vt ptk 2.5), seejuures H2S kontsentratsioon ületas lubatud piirväärtust Kukruse aheraine mäe otsas sellisel määral, mida võib lugeda otseselt ohtlikuks inimese tervisele (H2S µg/m 3 ). OÜ Alkranel poolt teostati KMH hindamise raames Kukruse aherainemäe lähipiirkonna välisõhu saastatuse taseme modelleerimine, kasutades välisõhu saaste hindamiseks Gaussi saastelehviku kontseptsioonil baseeruvat mudelit AEROPOL 5.1 võrgulahutusega 10 meetrit. 53

54 Kukruse A-kategooria jäätmehoidlas ladestatud ja termilise muundumise käigus tekkinud materjalide iseloomustus ning keskkonnamõju. Joonis 4.6 Kukruse aherainemäe õhuheitmetest põhjustatud väävelvesniku (H2S) ühe tunni maksimaalne saastatuse tase mäe ümbruses 1,5 m kõrgusel maapinnast, µg/m 3. Allikas: Kukruse A-kategooria jäätmehoidla korrastamise KMH aruanne. Vastavalt Keskkonnaministri määrusele nr 43 on H2S piirnorm välisõhus 8 µg/m 3. Mõõtepunkte ja nende lähiümbrust käsitleti mudelis pindallikatena. Seejuures ei võetud pindallikaks kogu aherainemäe pinda, vaid ainult mõõtepunktide lähiala (maapinnalõhede asukohad). Mudelit kontrolliti eelnevalt EKUK, 2012 aruandes toodud mõõtepunktis Kukruse välisõhk mõõdetud H2S kontsentratsiooni andmetega aheraine mäe kohal ja mõõtepäeval valitsenud meteoandmetega (allikas: Riigi Ilmateenistuse koduleht Modelleerimine teostati mäe ümbruses 1,5 m kõrgusel maapinnast. Maksimaalsete ühe tunni keskmiste kontsentratsioonide arvutamiseks varieeriti mudelis AEROPOL 5.1 tuule suundi 15 sammuga. Modelleerimisel kasutati halvimate hajumistingimustele vastava näitajana tuule kiirust 10 m kõrgusel 0,5-2 m/s ja stratifikatsiooni tugevast inversioonist mõõduka konvektsioonini. Tulemuste tõlgendamisel tuleb silmas pidada, et kontsentratsioon ei saa olla maksimaalne korraga kõigis või enamikus võrgupunktides, vaid ainult vähestes (allatuult). Mõõtmisandmetel baseeruvatel modelleerimiste tulemusel ei ületata maapinnalähedases õhukihis ka halbadel hajumistingimustel välisõhu saastatuse taseme piirväärtusi süsinikmonooksiidi (CO) ja vääveldioksiidi (SO2) osas. Lähtudes teostatud KMH hindamise tulemustest võidakse väävelvesiniku (divesiniksulfiid, H2S) osas välisõhu saastatuse taseme piirväärtust ületada kuni ~1400 m kaugusel Kukruse aherainemäest. Kui halbadel hajumistingimustel valitsevad edela- ja läänetuuled, jääb antud alasse sisse kogu Kohtla- Järve linna Kukruse linnaosa ja osa Kukruse küla ning Peeri küla territooriumist. Viimaste osas on tegemist siiski valdavalt maatulundusmaa otstarbega kinnistutega ja alal, kus divesiniksulfiidi piirväärtust halbadel hajumistingimustel ületada võidakse, jääb üksikuid elamuid. 54