Browsing by Subject "kaivosvesi"

Sort by: Order: Results:

Now showing items 1-3 of 3
  • Väänänen, Kristiina; Abel, Sebastian; Oksanen, Tähti; Nybom, Inna; Leppänen, Matti T.; Asikainen, Harri; Rasilainen, Maj; Karjalainen, Anna K.; Akkanen, Jarkko (Elsevier, 2019)
    Science of The Total Environment 662 (2019), 88-98
    There are several methods for studying metal-contaminated freshwater sediments, but more information is needed on which methods to include in ecological risk assessment. In this study, we compliment the traditional Sediment Quality Triad (SQT) approach – including information on chemistry, toxicity and ecological status – with studies on metal bioavailability and metal body residues in local organisms. We studied four mining-affected boreal lakes in Finland by conducting chemical analyses of sediment and water, toxicity tests (L. variegatus, V. fischeri, C. riparius, L. stagnalis), and analysis of benthic organism community structure. In addition, we studied the relationships between metal loading, toxicity, metal bioavailability, and metal body residues in the field-collected biota. Chemistry and benthic organism community structures show adverse effects in those lakes, where the metal concentrations are the highest. However, toxicity was connected to low sediment pH during the experiment, rather than to high metal concentrations. Toxicity was observed in 4 out of 6 toxicity tests including growth test with L. variegatus, bulk sediment test with V. fischeri, and the L. stagnalis toxicity test. The C. riparius test did not show toxicity. Metal body residues in biota were not high enough to induce adverse effects (0.1–4.1 mg Cu/kg fw, 0.01–0.3 mg Ni/kg fw, 2.9–26.7 mg Zn/kg fw and 0.01–0.7 mg As/kg fw). Chemical analyses, metal bioavailability assessment and benthic community structures survey revealed adverse effects in the sediments, where metal concentrations are highest (Lake SJ and Lake KS). Standard toxicity tests were not suitable for studying acid, sulfide-rich sediments and, therefore, benthic structure study and chemical analyses are believed to give more reliable results of the ecological status of these sediments.
  • Laamanen, Tiina; Mäkinen, Jari; Koivuhuhta, Auri; Nilivaara-Koskela, Ritva; Karppinen, Anssi; Hellsten, Seppo (Suomen ympäristökeskus, 2019)
    Suomen ympäristökeskuksen raportteja 38/2019
    Kaivosten vesistövaikutukset ja niiden ennakointi ja hallinta ovat olleet viime vuosina julkisuudessa erityisen paljon Talvivaaran pato-onnettomuuden jälkeen. Kaivosvesien hallinnan kannalta merkittävimmät kehittämistä vaativat kysymykset ovat olleet päästöjen leviämisen ennakkoarvioiminen, kuormituksen aiheuttamien vesistöjen kerrostuneisuuden muutosten ennustaminen, päästöjen ekologiset vaikutukset vesistöissä, kuormituksen kertyminen ja vaikutukset pohjasedimenteissä sekä kuormittuneiden vesistöjen turvallinen kunnostus ja hoito. Osaamisen lisääminen on myös kestävän ja ympäristön kannalta turvallisen kaivostoiminnan edellytys maassamme. Kaivosvesiä vastaanottavien vesistöjen hallinta ja kunnostaminen (KaiHali) hankkeen tavoitteena oli kehittää osaamista ja liiketoimintaa kaivosvesien turvallisesta johtamisesta järviin ja jokiin. Hankkeen ta-voitteena oli myös kehittää kaivosvaikutteisten järvien hoitoa ja kunnostamista huomioiden kaivosvesien erityispiirteet kuten reaktiivisuuden, korkean suolapitoisuuden ja eliöihin kertyvät aineet sekä kohdevesistöjen ominaisuudet kuten ympäristölaatunormeihin liittyvät taustapitoisuudet ja kerrostuneisuuden muodostumiseen vaikuttavat tekijät. Hankkeessa on mallinnettu kaivosvesien leviämistä VEMALA-vesistömalliin pohjautuen. Mallinnuksen ansiosta kaivosvesien sekoittumisen ja laimenemisen arviointitavat ovat parantuneet sekä kaivosvesien aiheuttamien vesistöpäästöjen leviämisen arvioinnin työkalut ovat kehittyneet. Kaivosten suolapitoisten vesien aiheuttamaa järvien pysyvän kerrostuneisuuden syntyä mallinnettiin MyLake-ohjelmalla. Hankkeessa myös arvioitiin nikkelin, sinkin ja kuparin biosaatavuutta mittaavien bioligandimallien (BLM) toimivuutta suomalaisissa vedenlaatuolosuhteissa ja sovellettiin malleja paikallisissa kaivoskohteissa. Metallien yhteisvaikutusmallin periaatteita demonstroitiin pintavesissä ja sedimenteissä sekä tuotettiin onnistuneesti toksisuustestiaineistoa BLM-mallien validointiin ja jatkokehittämiseen nikkelin ja sinkin osalta. Hankkeessa on tutkittu miten voidaan arvioida kaivosten haitta-aineiden kertymistä sedimentteihin sekä julkaistu ohjeistusmuotoinen raportti sedimenttitutkimuksen toteuttamiseksi kaivoskohteessa. Hankkeessa on tuotettu laajalti taustatietoa sedimentin geokemiallisten olojen muutoksista ja huomioimisesta sekä kerrostuneisuuden purkamisen haitallisten vaikutusten arviointiin kaivoskohteissa sekä kehitetty autonomisten mittausalusten käyttömahdollisuuksia vesistötutkimuksen apuvälineinä. Hankkeessa selvitettiin sekä kemiallisen mallinnuksen että pilot-mittakaavan kenttäkokein kerrostuneiden järvien kemiallisen kerrostuneisuuden purkamisen vaikutuksia. Tutkitut menetelmät soveltuvat kunnostustoimien suunnittelun tueksi. Sedimentin luontaisen puhdistumisen tehostamista selvitettiin, mutta menetelmät vaativat vielä lisää tutkimusta eivätkä ole vielä taloudellisesti kannattavia kunnostusmenetelmiä. Hankkeen tuottamia tausta-aineistoja voivat käyttää tutkimuslaitokset, yritykset, konsultit sekä viranomaiset tukena kaivosvaikutteisten vesistöjen tilan selvittämisessä ja kaivosvesien vaikutusten arvioinnissa. Hanke on tuottanut monipuolisesti uutta tietoa, osaamista ja liiketoimintaa kaivosvesiä vastaanottavien vesistöjen hallinnan menetelmistä ja vesistöjen kunnostamisesta.
  • Kiani, Sepideh; Lehosmaa, Kaisa; Kløve, Bjørn; Ronkanen, Anna-Kaisa (Elsevier BV, 2022)
    Ecological Engineering
    To remove nitrogen in cold conditions, we studied new nature-based treatment solutions using six pilot-scale reactors. The pilots were woodchip bioreactor (WBR), aquatic floating hook-moss (Warnstorfia fluitans) (MBR), and a combined woodchip and floating hook-moss hybrid unit (HBR) with an improved hydraulic design. The experiment was run in a climate room at temperatures of 10 °C and 5 °C and using mine water from two sites located in northern Finland. Unlike traditional horizontal flow woodchip bioreactors, in this study the hydraulic efficiency was improved from poor (λ = 0.06) in the woodchip bioreactor to satisfactory (λ = 0.51) in the hybrid unit by inserting two inner plates along the water flow and adding floating hook-moss. The hybrid bioreactor revealed the highest capability of nitrogen removal in all inorganic forms at T ≤ 10 °C with a mean HRT of 70.5 h. On average, 30–78 % of dissolved inorganic nitrogen was removed in the hybrid unit, which was 2 and 3 times more than in units consisting only of woodchip or floating hook-moss. The hybrid bioreactor revealed a maximum NO−3-N removal rate of 1.0–5.2 g m−3 d−1 and a 21.8–99.7 % removal efficiency for an average incoming NO−3-N load of 40 g d−1. The maximum NH+4-N removal efficiency of 75.6 and 53 % took place in HBR and MBR, respectively, when the incoming NH+4-N load was 23.6 ± 0.7 g d−1 at 10 °C. Over the 154 days of the experiment, the hybrid unit removed a total of 2.95 kg DIN-N, which was 0.8 kg higher than the sum of the DIN-N mass removed in the individual woodchip (1.7 kg) and moss units (0.55 kg). The nitrogen content of the aquatic moss was higher in the hybrid unit compared to the moss unit, showing a higher contribution of N plant uptake. Overall, our results suggest that combining woodchips and aquatic moss in a hybrid unit with improved hydraulic efficiency using inner walls may enhance nitrogen removal in cold climate conditions.