|
|
|
Hankekoodi: A70886
Hankkeen nimi: Öljy- ja metallipäästöjen jatkuvatoiminen mittaaminen kaivoksissa ja satamissa sekä niiden leviämisen CFD-pohjainen mallintaminen (JaMit)
Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen
Erityistavoite: 4.1. Tutkimus-, osaamis- ja innovaatiokeskittymien kehittäminen alueellisten vahvuuksien pohjalta
Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.6.2015 ja päättyy 31.8.2017
Toiminnan tila: Toiminta päättynyt
Vastuuviranomainen: Pohjois-Pohjanmaan liitto
Hakijan virallinen nimi: Oulun Yliopisto
Organisaatiotyyppi: Yliopisto
Y-tunnus: 0245895-5
Jakeluosoite: Ympäristö- ja kemiantekniikka, Teknillinen tiedekunta, PL 4300
Puhelinnumero: +358-29-448 0000
Postinumero: 90014
Postitoimipaikka: Oulun yliopisto
WWW-osoite: http://oulu.fi/yliopisto
Hankkeen yhteyshenkilön nimi: KULJU TIMO JUHANI
Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: Tutkijatohtori
Yhteyshenkilön sähköpostisoite: timo.kulju(at)oulu.fi
Yhteyshenkilön puhelinnumero: +358-40-726 3018
Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely:
TAVOITTEET
Kaivosteollisuuden päästöt niin kaivosvesissä kuin kaivossatamissakin aiheuttavat ympäristöön joutuessaan merkittävää vahinkoa. Jotta näihin ympäristövahinkoihin voitaisiin reagoida mahdollisimman nopeasti, tulisi kaivos- ja satama-alueiden vesiä monitoroida jatkuvatoimisesti. Tämän hankkeen tavoitteena on kehittää jatkuvatoimista mittausjärjestelmää, joka soveltuu nikkeli ja elohopea päästöjen havainnointiin niin kaivos- ja prosessivesissä kuin myös kaivossatamien haastavissa jäisissä olosuhteissa. Hankkeessa kehitettävällä mittaustekniikalla voidaan havaita myös öljypäästöjä, jolloin sitä voidaan soveltaa myös satamien öljypäästöjen mittaamiseen. Lisäksi tavoitteena on yhdistää satama-alueella tehtävät öljynmittaukset ja virtauslaskennan avulla tehtävä leviämismallinnus, jolloin satamien öljyntorjuntaa voidaan kehittää, erityisesti jääolosuhteisiin soveltuvaksi.
TOIMENPITEET
Kehitettävää mittausteknologiaa tullaan testaamaan Suomessa Rauman satamassa ja Talvivaaran kaivosympäristössä, sekä Kirkenesin tai jossain muussa Norjan kaivossatamassa. Näin saadaan tietoa teknologian soveltuvuudesta eri ympäristöihin (Itämeri, Jäämeri, kaivosympäristöt) ja ilmasto-olosuhteisiin (sulat vedet, jääolosuhteet). Hankkeessa tehtävässä öljyn leviämismallinnuksessa keskitytään tutkimaan kuinka satamassa oleva jää vaikuttaa öljyn leviämiseen satama-alueella. Näin voidaan satama-alueen öljyntorjuntaa suunnitella paremmin. Hankkeessa selvitetään lisäksi kirjallisuuden perusteellaa kaivosten ja satamien vesissä pienissä pitoisuuksissa esiintyvien raskasmetallien mittaustarvetta sekä satamien ja kaivosten tarvitsemaa liikenneinfrastruktuuria. Lopuksi hankkeessa arvioidaan kehitettyjen menetelmien taloudellista, ympäristöllistä ja sosiaalista kestävyyttä.
TULOKSET
Hankkeen tuloksena saadaan mittauskonsepti öljyn, nikkelin ja elohopean mittaamiseen niin sulissa kuin jäisissä olosuhteissa. Kehitetty mittauskonsepti on hankkeen jälkeen kaupallisesti hyödynnettävissä. Virtausmallinnuksen tuloksena saadaan tieto öljyn leviämisestä jäisissä olosuhteissa sekä siitä, kuinka jäätä voidaan käyttää hyväksi öljyntorjunnassa satama-alueella. Kestävyyden arvioinnissa saadaan tietoa mittausjärjestelmän taloudellisista, ympäristöllisistä ja sosiaalisista vaikutuksista.
Hankkeen tuloksista hyötyvät mittalaitevalmistajat, kaivosteollisuus, kaivossatamat, satamateollisuus ja ympäristöviranomaiset.
Hankkeen kohderyhmä on myös tutkimusta tekevät organisaatiot. Osaamisen ja teknologian kehittämisen avulla parannetaan huomattavasti mahdollisuuksia liittyä kansainvälisiin konsortioihin, joiden tavoitteena on hakea T&K&I rahoitusta H2020 ohjelmasta.
Kaivosten ympäristössä olevat ihmiset ja yhteiskunta.
Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 239 770
Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 231 221
Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 324 528
Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 318 315
Maakunnat: Pohjois-Pohjanmaa, Lappi, Kainuu
Seutukunnat: Kemi-Tornion, Kajaanin, Oulun
Kunnat: Keminmaa, Oulu, Kajaani
Jakeluosoite:
Postinumero:
Postitoimipaikka:
Suunniteltu: 8, joihin työllistyvät naiset 6
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joihin työllistyvät naiset 0.00
Suunniteltu: 0, joista naisten perustamia 0
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joista naisten perustamia 0.00
| Välitön | Välillinen | |
| Ekologinen kestävyys | ||
| Luonnonvarojen käytön kestävyys | 8 | 8 |
| Hankkeen tavoitteena on ennakoida ja tehostaa päästöjen talteenottoa sekä kaivoksissa että satama-alueella. | ||
| Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen | 4 | 4 |
| Öljypäästöjen (haihtuvat orgaaniset yhdisteet) torjunnan edistäminen vähentää ilmastonmuutokseen liittyviä tekijöitä. | ||
| Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus | 8 | 8 |
| Ehkäisemällä nikkeli, elohopea ja öljypäästöjä kaivosalueen ympäristöön ja satama-alueelle, voidaan vuotojen ympäristövaikutuksia minimoida. | ||
| Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) | 7 | 8 |
| Hankkeessa kehitetään havaintomenetelmää vesien saastumisen minimoisimiseksi nikkeli, elohopea ja öljypäästöjen sattuessa. Lisäksi öljyn leviämisen mallinnuksen avulla öljyntorjunnan tehokkaampi suunnittelu antaa mahdollisuudet minimoida öljyvuotojen vaikutuksia satama-alueen vesistöihin ja maaperään. | ||
| Natura 2000 -ohjelman kohteet | 3 | 7 |
| Hankkeen kohderyhmien päästöjen vaikutukset voivat ulottua luonnonsuojelualueille, mm. Natura 2000-alueille. Näin ollen päästöjen jatkuvatoiminen tarkkailu, ennakointi ja vahinkojen ennaltaehkäisy on tarpeen. | ||
| Taloudellinen kestävyys | ||
| Materiaalit ja jätteet | 9 | 9 |
| Keskittymällä pienpitoisten raskasmetallien (Ni, Hg) ja öljyn jatkuvatoimiseen mittaamiseen, voidaan mahdolliset vuodot havaita ajoissa ja näin ryhtyä tarvittaviin toimenpiteisiin materiaalihävikin minimoimiseksi. | ||
| Uusiutuvien energialähteiden käyttö | 0 | 0 |
| Tutkimus ei liity uusiutuvien energialähteiden käyttöön. | ||
| Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen | 8 | 5 |
| Hankkeeseen osallistuu aktiivisesti hankkeen tuloskista kiinnostunut sekä mahdollisesti myöhemmin sitä käyttävä yritys, jolloin hankkeella on uoria vaikutuksia elinkeinoelämän kehittämiseen. Epäsuorat vaikutukset ovat myös muun elinkeinoeleämän hyötyminen hankkeen aikana luoduista kansainvälisisstä kontakteista. | ||
| Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen | 0 | 3 |
| Hankkeessa kehitetyn mittaustekniikan ympärille on mahdollista muodostaa liiketoimintaa. | ||
| Liikkuminen ja logistiikka | 9 | 7 |
| Hankkeeessa selvitetään optimaalista logistiikkaa kaivoksista satamiin. | ||
| Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus | ||
| Hyvinvoinnin edistäminen | 6 | 5 |
| Hankkeella on mahdollisuus edistää ihmisten ja luonnon hyvinvointia, kun vaaralliset materiaalit saadaan havaittua ja kerättyä vesiympäristöstästä pois. | ||
| Tasa-arvon edistäminen | 5 | 5 |
| Hankkeessa on tasa-arvoisesti mukana sekä naisia että miehiä, jolla edesautetaan tasa-arvoista urakehitystä. | ||
| Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus | 4 | 5 |
| Hankkeessa suoritetaan mittauskia sekä suomessa, norjassa että venäjällä, joten mittauspaikkojen ympäristön kulttuuriset erityispiirteet otetaan huomioon paikan päällä toimittaessa. | ||
| Kulttuuriympäristö | 3 | 3 |
| Hankkeen aikana tuodaan tekniikka ja tiedettä lähemmäksi paikallista väestöä. | ||
| Ympäristöosaaminen | 4 | 7 |
| Hankkeessa kehitetyn mittaustekniikkaa voidaan hyödyntää ympäristön tilan tarkkailuun, ympäristövuotojen havainnoimiseen tarkoitettujen järjestelmien kehityksessä. | ||
JaMit-hankkeessa kehitettiin jatkuvatoimisia mittaustekniikoita nikkeli-, elohopea- ja öljypäästöjen havainnointiin niin, että tekniikat toimivat luotettavasti paitsi kaivos- ja prosessivesissä niin myös satamien haastavissa jääolosuhteissa. Lisäksi hankkeessa kehitettiin virtauslaskentaan pohjautuvaa öljyn leviämismallia, jonka avulla satamien öljyntorjuntaa voitaisiin kehittää niin, että myös jääolosuhteet huomioidaan.
Hankkeessa kehitettiin reaaliaikainen pienten nikkelipitoisuuksien mittaamiseen soveltuva mittausmenetelmä, joka tarjoaa kustannustehokkaan ja nopean keinon monitoroida raskasmetallien kulkeutumista kaivosten vesistä luontoon. Jatkuvatoimisen mittauksen myötä myös prosessin ohjaus voidaan tehdä ajantasaisesti ja näin mm. arvometallien talteenottoa on mahdollista tehostaa. Kehitetyn mittalaitteen käytettävyyden parantaminen ja kaupallistamistoimet on aloitettu. Myös elohopean jatkuvatoimiseen mittaamiseen kehitettiin mittalaite, joka testattiin laboratoriossa ja jonka kehitys kaupallistettavaksi laitteeksi on mahdollista. Öljyn mittaamisen osalta saatiin kenttätestausvaihe päätökseen ja sen jälkeen, kun huollon ja mittausjärjestelmän ylläpitoasiat on ratkaistu, on laite kaupallistettavissa.
Tehdyn kestävyysarvioinnin (taloudellinen, ympäristöllinen ja sosiaalinen kestävyys) mukaan hankkeessa kehitetyt jatkuvatoimiset mittausmenetelmät osoittautuivat sekä nikkeli että öljypäästöjen mittauksissa kestävyydeltään paremmiksi tekniikoiksi kuin vertailukohtana käytetyt näytteen ottoon perustuvat menetelmät (ICP-OES ja kaasukromatografia). Nikkelin mittauksessa ero jatkuvatoimisen menetelmän hyväksi oli suurempi kuin öljypäästöjen mittauksessa.
Öljyn leviämistä mallinnettiin virtauslaskennan eli CFD:n avulla ja näin voitiin saada tietoa öljy-vesiseoksen dynaamisesta käyttäytymisestä avovedessä ja erityyppisten jääolosuhteiden läsnä ollessa. Lisäksi Rauman satama-altaasta laadittiin 2D-malli, jolla mallinnettiin esimerkiksi satamalaiturissa tapahtuvaa öljyvuotoa. Mallin perusteella voidaan päätellä, että öljy leviää laiturin reunaosaa mukaillen kohti ulappaa niin, että satama-altaan suuntaan muodostuu öljypyörteitä, jotka kuljettavat öljyä myös hieman sisämaahan päin. Mallinnuksesta saatua tietoa voidaan hyödyntää mm. öljyntorjunnan suunnittelussa.
Lisätietoa JaMit-hankkeesta löydät täältä: www.oulu.fi/environmentalengineering/projects