Põlevkivituhk ohtlike jäätmete seast välja – kuidas see nüüd järsku ohutuks sai?

Tuhamägi Kohtla-Järvel. Foto: Sille Annuk / Tartu Postimees

Keskkonnaministeerium tahab põlevkivituha eemaldada ohtlike jäätmete nimekirjast, et anda sellele laiemat kasutust ja ekspordivõimalust, kuid kas tegemist on vaid juriidilise lükkega või on tuhk ka tegelikult ohutu?

Keskkonnaminister Rene Kokk toob plaani ettekäändena välja vaid selle, et põlevkivituhad on samasuguste omadustega nagu kivisöetuhad, mistõttu pole põhjust neid eraldiseisvalt ohtlikeks jäätmeteks liigitada. Seega on jutt vaid võrdlusest teiste jäätmetega, mille viisid ministeeriumi tellimusel läbi Tartu ülikooli ja Tehnikaülikooli teadlased.

«Sellepärast peaks põlevkivituhkasid edaspidi käsitlema tavajäätmetena,» räägib minister.

Ometi on põlevkivituhad omal ajal ohtlikuks jäätmeks tunnistatud. Uurime Tartu Ülikooli geoloogia ja mineraloogia professori Kalle Kirsimäe käest, miks ja mis viimasel ajal muutunud on.

Kas te saaksite palun lihtsas keeles täpsustada, millised need põlevkivituha ohtlikud omadused täpsemalt on? Näiteks kui segada seda - väga suure lubjasisalduse tõttu kõrgelt aluselist ja veega reageerivat ainet - mulla sekka, siis milline on mõju õhule, põhjaveele, inimeste ja loomade tervisele? Või millist mõju omaks see loodusele kasutatud kaevanduste täitmisel? Lubi kipub veega kokku saamisel vist ka soojust eraldama, lisaks on see söövitav?

Põlevkivituhka on senise praktika kohaselt loetud ohtlikuks jäätmeks peamiselt selle kõrgenenud kaltsiumoksiidi ehk vaba lubja ning viimase veega reageerimisel tekkiva kaltsiumhüdoksiidi (portlandiit) tõttu.

Vaba lubja sisaldus vanades juba käesoleval aastal suletavates tolmpõletuskatelde põlevkivituhkades ulatus üle 30 protsendi. Uutes keevkihttehnoloogiat kasutatavate katelde – näiteks Auvere elektrijaama  -põlevkivituhas on vaba lubja sisaldused oluliselt madalamad, olles enamasti vahemikus 10 kuni 15 protsenti, kuid rikastatud põlevkivi kasutamisel saavutatakse vaba lubja sisaldus isegi alla 10 protsendi.

Uutes tahke soojuskandja põlevkiviretortides (Petroter ja Enefit 280) tekkivates põlevkivituhkades  on Kirsimäe sõnul vaba lubja sisaldused kuni 1-2 protsenti või isegi alla selle.

Vaba lubi tekib põlevkivis leiduva lubjakivi termilisel lagunemisel ning selle osakaal uutes kateldes on väiksem peamiselt tänu madalamate põlemistemperatuuridele, mistõttu ei ole lubjakivi lagunemine täielik.

Miks vaba lubi inimestele või keskkonnale ohtlik on?

Vaba lubi põhjustab tänu selle vesilahuste kõrgele aluselisusele otsesel sisse hingamisel ja nt silma sattumisel ärritust või põletust ja söövitust.

Selles mõttes ei erine põlevkivituha ohtlikud omadused lubjakivi põletamisel valmistatavast lubjast ja ka tsemendist, mida kasutatakse laialdaselt ja igapäevaselt näiteks ehitustes. Lubjatolmu ja tsemendi sisse hingamisel või paljaste kätega nendest  valmistatavate segudega töötamisel tekkivad samasugused ärritused ja põletused.

Küsimus on lihtsalt selles, et nende igapäevaste ehitusmaterjalidega ümberkäimisel tuleb järgida vastavaid ohutusreegleid ning samasuguseid nõudeid tuleb arvesse võtta ka põlevkivituha käitlemisel.

Teine vaba lubaja ohtlikkusega haakuv küsimus on selle ohtliku omaduse püsivus.

Vaba lubja tugevalt aluselised omadused on mööduvad, kuna lubja reageerimisel veega moodustuv Ca-hüdroksiid (portlandiit) hakkab õhust siduma süsihappegaasi ning aja jooksul moodustub tagasi stabiilne kaltsium karbonaat.

Piltlikult öeldes saab ring täis ja oleme tagasi alguses ehk lubjakivis. Kõige tavalisem lubimört, mida kasutatakse sideainena vanade müüride ladumisel ja taastamisel, töötab samal põhimõttel.

Põlevkivituha ja mulla reaktsioonide küsimuse osas  tuleb esmalt meelde tuletada, et põlevkivituhka (ja tsemenditööstuses tekkivat samasuguste aluseliste omadustega klinkritolmu) kasutati Eestis aastakümneid happeliste (eriti Lõuna-Eesti) muldade lupjamiseks. Tegemist on väga põhjalikult juba varem käsitletud teemaga ning põlevkivituhk on tunnistatud muldade lupjamisel efektiivseks ja ohutuks.

Varem on olnud probleemiks kuiva lendtuha tolmavus ja sissehingatavus, aga just eelmisel aastal lõppesid katsed granuleeritud ehk mittetolmava põlevkivituha valmistamiseks ja muuhulgas ka põllumajanduslikud katsed.

Kaevanduste tagasitäitmisel hakkavad rolli mängima põlevkivituhkade sideainelised omadused, mis esiteks peaksid vältima vanade kaevanduskäikude sisse varisemist ning põhimõtteliselt võimaldaks ka põlevkivi kadudeta kaevandamist ning täna (kandev-)tervikutena maa alla jäetava põlevkivi väljavõtmist.

Eksperimentaalselt ei ole maa all veega reageeriva põlevkivituha aluselisuse käitumist eraldi selgitatud, kuna selliseid suuremahulisi katseid ei ole tehtud, kuid geokeemilise modelleerimise analüüs näitab teadlase sõnul, et kõrge aluselisus puhverdatakse kiiresti vahetult tuhaga kontaktis oleva lubjakivi poolt ning aluselise frondi ulatus jääb otsese kontakti piiresse.

Üheks küsimuseks on soojuse eraldumine , mis on seotud vaba lubja eksotermilise reageerimisega veega ning tegemist on tehnoloogilise küsimusega, mida võib näiteks lahendada kuiva tuha hüdratiseerumisega avatud tingimustes ning maa alla suunatakse juba reageerinud sideaineliste omadustega tuhasegu nagu näiteks betooni pumpamisel.

Tunnen huvi ka raskemetallide ja lenduva (sissehingatava) kristallilise kvartsi sisalduse vastu - kui suur on nende sisaldus Enefiti ja Silpoweri tuhkades ning eriti viimase osas - kas see sisalduse määr võib olla keskkonnaohtlik?

«Jälgelementide sh raskmetallid nagu (Pb, Cd, Zn jn) sisaldused Eesti põlevkivis ja selle töötlemisel tekkivates tuhkades on tüüpiliselt väga madalad ja ei ületa kehtivaid piirnorme nt elamumaadele (va üksikutel juhtudel Ba ja Sr, mis on seotud põlevkivi karbonaatse st lubjakivi osaga). Vastavalt EL ohuhinnangutes kasutatavatele peamiselt raskmetallide sisaldustest lähtuvale arvutusskeemidele, millega hinnatakse jäätmete keskkonnaohtlikkust, ei ole mitte ükski Eesti põlevkivituhaliik ka kõige halvema stsenaariumi korral liigitatav keskkonnaohtlikuks,» ütles Kirsimäe.

Kristallilise kvartsi sisaldused on tema sõnul aga ohtlikuks tunnistamise piiri lähedal või kõrgenenud põlevkivituhkade lendtuhkade peenfraktsioonides.

«Nagu me uuringus rõhutame, siis mikrokristallilise kvartsi liigitumine ohtlikuks ei sõltu ainult kvartsi enese olemasolust . Võimalik ohtlikkus sõltub paljudest lisateguritest, sh keemilised ja füüsikalised omadused, kvartsiga kaasnevad ained ja ühendid jn). Seepärast on otstarbekas enne kaalutletud otsuse tegemist ja nende tuhkade liigitamist ohtlikeks nimetatud klassides viia läbi spetsiaalsed bioloogilised uuringud põlevkivituha lendtuhkade võimalike kahjulike omaduste selgitamiseks,» arvas Kirsimäe.

Mu küsimuste mõte on sellest, et põlevkivituhale võib küll anda teise koodi võrdluses söetuhkadega, aga see ei muuda tuhka ennast - kas selle ohtlike nimekirjast eemaldamine võib tuua kaasa riske Eesti keskkonnale? Tuhamäed on ju tohutud ja ka tuhka tuleb tohutustes kogustes (9 miljonit tonni aastas) juurde.

Põlevkivituha peamine potentsiaalne ohtlikuks loetud omadus - kõrgenenud aluselisus - ei kao koodi muutmisega kusagile. Kuigi uutes elektri- ja õlitööstuses tekkiv tuhk on võrreldes suletavate jaamadega oluliselt madalam, siis jäävad lendtuhad endiselt aluselisteks.

Küsimus on suhtumises – kas me loeme põlevkivituha selle olemuslikult ajas mööduva omaduse tõttu automaatselt ohtlikuks jäätmeks, millega kaasnevad kitsendused tuha taaskasutusele, või loeme selle tavajäätmeks, millel käsitlemine nõuab küll sarnaselt lubja ja tsemendiga ohutusnõuete järgmist (nt tolmamise vältimine, kaitsevahendid jne), aga millel taaskasutusvõimalused ja ekspordivõimalused on laiemad.

Oluline on võimalikult igakülgselt tunda neid potentsiaalseid ohtlikke omadusi ning osata ennetada ja vältida nende mõju.

Eesti põlevkivituha taaskasutus on täna vaid 1-2 protsenti ning iga uus võimalus selle materjali taaskasutuseks kas kaevanduste tagasitäitmise, põldude lupjamisel, materjalitööstuses ja (teede-) ehituses on teretulnud.

Piiravaks teguriks on just tuha liigitamine ohtliku jäätmena. Oluline aspekt on ka see, et Euroopas ja laiemalt maailmas loetakse täpselt samasuguste aluseliste omaduste söetuhad (nn Ca-rikkad kivisöetuhad) tavajäätmeteks ning need leiavad laialdast kasutust erinevates taristuobjektides. Näiteks Poolas tekkib ligniidi põletamisel aastas Eestiga võrreldavas koguses aluselisi Ca-rikkaid kivisöetuhkasid (ligikaudu 8 miljonit tonni aastas) milles valdav osa kasutatakse tagasitäitmiseks ning (kiir-)teede ehituses. Seega tuleks mõelda tuhale kui potentsiaalsele toormele ja mõelda ka uuringutele, kuidas saada selliseid tuhkasid nagu mõningates rakendustes just vaja on.

LISA

Väljavõte Tartu ülikooli ja Tehnikaülikooli uuringust

Eesti põlevkivituhkade omadused lähtudes EL jäätmete raamdirektiivis loetletud jäätmete ohtlikest omadustest HP 1–HP 15:

3.1. Põlevkivituhkade koostise ja omaduste analüüs näitab, et põlevkivituhkade korral ei ole asjakohased jäätmete ohtlikud omadused HP 1, HP 2, HP 3, HP 9, HP 10, HP 13 ja HP 15.

3.2. Ohtlike omaduste HP 4, HP 5, HP 6, HP 7, HP 8, HP 11 ja HP 12 osas tuleb lugeda põlevkivitööstuse elektrijaamade ja õlitööstuse tahked jäätmed ohtlikeks kas kõigi erinevate tuhaliikide osas või ainult osade tuhaliikide piires.

3.3. Põlevkivituhkade ohtlikuks liigitamine koodiga HP 4/HP 8 tuleneb põlevkivituhkades piirväärtuseid ületavast lubja (vaba CaO) sisaldusest, mille alusel liigituvad tuhad, sõltuvalt koostisest, kas HP 4 – ärritav (vaba CaO sisaldused <5%) või HP 8 - söövitav (vaba CaO sisaldused >5%).

3.4. Põlevkivituhkade liigitumine ohtlikuks koodiga HP 5, HP 6, HP 7, HP 11 ja HP 13 tuleneb esmaselt respireeritava kvartsi või respireeritava kvartsi ja lubja (vaba CaO) piirväärtuseid ületavast sisaldusest. Neist HP 7 - kantserogeenne ja HP 11 – mutageenne on põhjustatud respireeritava kristallilise kvartsi piirväärtuseid ületavast sisaldusest (vastavalt >0,1% ja >1%).

3.5. Ohtliku omaduse HP 14 hindamise tulemused sõltuvad kasutatavast metoodikast. Arvestadeska kõige halvema stsenaariumiga ei ole arvutustulemuste põhjal, mis põhiosas arvestavad raskmetallide sisaldustega, mitte ükski põlevkivituha liik ohtlik jääde. Ökotoksikoloogiliste katsete tulemused näitavad, et elektrijaamade tuhad on akuutselt toksilised vesikirbu Daphna magna suhtes (TU järgi), kuid on vähetoksilised või ei ole toksilised bakteritele Vibrio fischeri. Seejuures sõltub toksilisuse hinnang ka Daphnia magna testi tulemustele rakendatavast piirväärtustest.

3.6. Kuna olemasolevad bioloogiliste katsetega määratud toksilisuse ja arvutusvalemite tulemused on vasturääkivad ning bioloogiliste katsetega määratud toksilisuse tegelikud põhjused ei ole üheselt selged, siis vajab ohtliku omaduse HP 14 hindamise metoodika (sh kasutatavad testid ja rakendatavad piirväärtused) valik eraldi otsustust. Lähtudes olemasolevast EL praktikast ja arvestades lähiriikide soovitusi (nt. Soome) on soovitatav rakendada ohtliku omaduse HP 14 hindamisel arvutusmeetodit.