Influence of environmental conditions on leaching from materials to be used in earth constructions

Tämä raportti on jatkoa VTT Tiedotteita 1801 -julkaisuun "Standardoidut liukoisuustestimenetelmät maarakentamisessa hyötykäytettävien materiaalien ympäristötestauksessa", jossa esitettiin hyötykelpoisuustutkimuksiin soveltuvien testien periaatteet, soveltuvuusalue ja rajoitukset. Granuloiduille materiaaleille suositellaan kolonnitestiä ja kiinteytetyille materiaaleille diffuusiotestiä kuvaamaan liukenemista lyhyellä ja keskipitkällä aikavälillä. Pitkäaikaisliukenemisen arviointi voidaan tehdä kokonaispitoisuuden, geokemiallisen mallinnuksen tai ravistelutestisarjan perusteella. Testit antavat kuitenkin tietoja lähinnä testiolosuhteissa liukenevista aineista. Tässä raportissa tarkastellaan ympäristöolosuhteiden vaikutusta liukoisuuteen sekä esitetään tähänastinen tietämys soveltuvista testimenetelmistä ja tulosten tulkinnasta. Liukoisuustutkimuksissa on ympäristötekijöiden huomioonottamista arvioitava tapauskohtaisesti materiaalin ja sijoituspaikkaolosuhteiden perusteella. Ympäristötekijöistä merkittävimpiä ovat pH-redox -olosuhteet ja niiden vaikutus liukoisuuteen. Monet ympäristötekijät, kuten ilman vaikutus vesikyllästymättömissä olosuhteissa, biologinen toiminta ja pelkistävät materiaalit, aiheuttavat muutoksia sijoitus-ympäristön pH-redox -olosuhteissa. Esimerkkejä muista ympäristötekijöistä ovat uuttoveden laatu ja lämpötila. Näiden tekijöiden vaikutusta voidaan huomioida testituloksia tulkittaessa. Haitta-aineiden kulkeutumiseen ympäristöön vaikuttaa erityisesti sijoituspaikan rakenne ja mahdolliset eristysrakenteet. Raportissa suositellaan pH-olosuhteiden vaikutuksen arviointia erityisesti sellaisille materiaaleille, joiden raskasmetallipitoisuudet ovat merkittäviä. Tällä hetkellä on meneillään pH-staattisten testien standardointityö. Näillä pH-staattisilla testeillä arvioidaan muuttuvien pH-olosuhteiden vaikutusta liukoisuuteen. Materiaalien redox-herkkyyden arvioimiseksi tarvitaan vielä kehitystyötä sekä myös kokemusta erilaisista materiaaleista. Tutkimuksen kokeellisessa osassa on esitetty kahden metallurgisen kuonan ja yhden sementillä kiinteytetyn maamassan liukoisuustutkimuksen vaiheet. Menetelmien valinnassa on arvioitu merkittävimmät ympäristötekijät sekä tutkittu näiden vaikutusta liukoisuuteen. Tutkimuksissa todettiin vain uuttoveden pH-arvon ja kompleksimuodostajien määrän lähinnä vaikuttavan kuonamateriaaleista liukenevien aineiden määrään. Sen sijaan lämpötilan laskeminen vähensi jonkin verran metallien liukoisuutta kiinteytetystä materiaalista