Punane muda, vaatus 2: kes on süüdi?

Tegevdirektor Dr Zoltan Bakonyi on arreteeritud. Plaan on ettevõte ajutiselt natsionaliseerida. Põhjuseks miljon kuupmeetrit aastakümnete jooksul kuhjunud punast muda, mis murdis endale augu läbi betoontammi. Kindel on 8 inimese hukkumine mudavoolus ja 150 inimese vigastused mudas sisalduva ülialuselise NaOH söövitava mõju tõttu. Kardetakse tammi edasist lagunemist.

Veel nädal aega tagasi oli tegemist väga eduka ettevõttega. Peale õnnetust aga eemaldas ettevõte kodulehe menüüst ’keskkonnakaitse’, kus väideti, et punase muda ladestamiseks on olemas sobiva asukohaga kaasaegsed ja õnnetuskindlad settebasseinid ning ettevõte keskkonnajuhtimise süsteem vastab ISO 14001 standardile.

Kodulehe menüü enne katastroofi

Kodulehe menüü nüüd

MAL Magyar Alumínium Termelő és Kereskedelmi Zrt asutati 1995. aastal Ungari eraisikute poolt alumiiniumitööstuse erastamisprotsessi käigus, samas Ajka alumiiniumitehas alustas tegevust juba 1943. aastal. Ettevõttele kuuluvad turupotentsiaali suurendamiseks ka tootmisharud Rumeenias, Sloveenias ja Bosnias ning kaubandusettevõte Saksamaal. Toodangust 70-75% eksporditakse EL riikidesse. Ettevõtte kolme ungarlasest põhiomaniku varanduseks on Eesti rahas igaühel ca 1 miljard EEK-i.

Kas tegu oli inimliku eksituse või looduskatastroofiga? Ettevõtte esindajad väidavad, et pigem on tegu loodusõnnetusega, vastavalt EL turvalisusstandarditele ei kuulu punane muda toksiliste jäätmete hulka ning nad ei oleks osanud teha mitte midagi teisiti. Samas Ungari peaminister Viktor Orban väidab, et selline tamm ei saa laguneda minutitega ning lagunemisest oleks pidanud seire teel olema olnud võimalik aru saada.

Jäätmehoidla tammi pilte vaadates võib tõesti küsida, kas katastroofi oleks olnud võimalik ette näha. Tegu paistab olevat laia betoontammiga, mille vanus võib ulatuda paljudesse aastakümnetesse ning millel kulges ka autotee. Nurgaosa purunemine võis toimuda järsku ilma eelnevate indikaatoriteta. Peale purunemiskoha teket võivad tekkida loomulikult uued praod, sest jäätmemass surub tammi nii väljapoole kui purunemiskoha suunas.

Foto: Balint Porneczi /AFP – Getty Images

Kummaline on õnnetuse juures, miks ja mille alusel ei olnud punane muda liigitatud ohtlike jäätmete hulka – eriti kuna see sisaldas Al-oksiidide ja –hürdoksiidide lahustamiseks kasutatud NaOH jääke. Seesama NaOH võis ka olla süüdi betoontammi keemilises murenemises.

Kas keegi ja kui, siis kes jääb süüdi – selgitab juurdlus. Aga selge on, et võimalikud keskkonnaprobleemid võivad hävitada iga keskkonnariskidega ettevõtte. Samuti tuleb meeles pidada, et betoon ei pruugi keskkonnatingimustes olla väga pikalt vastu pidav materjal.

Esimene osa: Mis on punane muda?

9 Vastust

  1. Kas NaOH betooni murendav mõju on kirjutaja oletus või kuskilt mujalt pärit mõte?

  2. Nii kõrge kontsentratsiooniga NaOH lahusel võib olla tammi purunemisele (teoreetiliselt) kaasa aitav toime. Liikudes aastakümnete jooksul mööda pragusid betoontammis on võimailikuks tulemiks siduvate tsemendimineraalide osaline lahustumine, mis võis olla olulise tähtsusega tammi purunemisel mudamassi külgsurve tõttu. Kuid hetkel on see tõesti minu hüpotees, mida teooria toetab, kuid praktikas mõju suurusjärk pole teada. On võimalik, et see pole otsustav ega isegi olulisel määral kaasa aitav faktor.

    Teooriast.

    Kui betoonis on näiteks tekkinud CaCO3, siis see lahustub kiiresti tugevas aluses. Lisaks pH 13 NaOH lahus lagundab ka Ca-sulfaate, sest Ca(OH)2 settib välja pH 12.4 juures (siin on kontsentratsioon tähtis ja pH 13 on tugev indikaator, et see protsess aset leiab).
    Tegin mõned hüdrogeokeemilised kalkulatsioonid programmiga PHREEQC, mis sisaldab küll peamiselt looduslike mineraalide andmeid. Samas tsemendimineraalid peale kivistumist on peamiselt Ca silikaatide hüdraadid. Uurisin loodusliku mineraali anortiidi CaAl2Si2O8 lahustuvust ja sain, et see on pH 13 NaOH lahuses ca 40 korda kõrgem kui tavalises vees. Kipsi lahustuvus on ca 3.5 korda suurem. See on sama protsess, miks nad kasutavad muda stabiliseerimiseks kipsi. Settib välja Ca(OH)2 ja see stabiliseerib muda liikuvust. Samas pole seda mõtet teha juhul, kui pH on langenud alla 12.4, ma ei tea, kas nad seda teavad.
    Üldine loogika ongi selles, et kui NaOH lahuse pH on 13, siis on see võimeline lagundama Ca-mineraale (nii karbonaate, sulfaate, silikaate, alumosilikaate), reaktsiooni saadusena settib välja Ca(OH)2. Tsemendimineraalide siduv toime on kahtlemata tugevam kui kustutatud lubjal.
    Olen otsinud selle kohta teaduskirjandusest infot ja midagi olen ka leidnud, mis hüpoteesi toetab.
    American Concrete Institute
    Title: The Resistance of Mortar with Supplementary Cementitious Materials to Caustic Attack
    Author(s): H. T. Cao, L. Bucea, R. P. Khatri, and V. Sirivivatnanon
    Publication: Special Publication
    Volume: 199
    Pages: 415-432
    Keywords: binder; blended cements; dimensional instability; NaOH attack; water-to-cementitious material ratio; supplementary cemen-titious materials (SCM)
    Date: June 1, 2001

    Abstract:

    The long-term performance of concrete slabs in alumina refineries has been found to be mostly unsatisfactory. The effect of exposure of concrete to sodium hydroxide (NaOH) of various concentrations has been reported. Failure of slabs accidentally exposed to hot caustic has been observed to be associated with cracking, crystallisation of salts in the crack and seepage of caustic into subgrade, resulting in its expansion and uplift of the slabs. This deterioration mechanisms of concrete in caustic are, however, not well understood. This paper presents findings into the interaction between a range of supplementary cementitious materials (SCM), such as blast furnace slag and silica fume, and NaOH solutions. The influence of the type of cementitious material, water-to-cementitious material ratio, concentration and temperature of NaOH on their interaction was investigated by examining the change in length of unrestrained mortar and concrete prisms exposed to NaOH solutions. The likely effect of the deterioration mechanism on the performance of restrained structural components, such as industrial slabs, is also examined by monitoring model slabs exposed to NaOH. The choice of cementitious material and its implications on the caustic resistance of concrete slabs subject to NaOH attack are presented.

  3. Ma siin mõtlen, et värske betooni pH on ise kuskil 14, mis arvatavasti on just tänu NaOH-le, ja betooni karboniseerumine (CaCO3 teke) ei ulatu kuigivõrd sügavale (sügavaim, mida hetkel peast mäletan, oli Helsingi olümpiastaadioni kahe ehitusjärgu vaheline õhuke (u 10 cm) mittekandev ilusein, mis umbes 1992. aastaks oli täiesti läbi karboniseerunud, st ligi 60 aastaga oli karboniseerunud u 5 cm sügav kiht. Allpool on betoon edasi tugevalt aluseline. Karboniseerumisel, nagu difusioonil põhinevatel protsessidel üldse, on kalduvus aja jooksul aeglustuda (ulatus oleneb aja ruudust).

    Sellega tahan ma kahelda, kas NaOH-l oli ikka keemilist mõju lagundada kogu massivne tamm.

  4. Jah, see kõik on õige värske betooni puhul – NaOH lisandit teatud koguses isegi kaustatakse, et paremini tarduks ja parem kvaliteet oleks ja tuleks. Aga siis kõik muutub. Mis puudutab karboniseerumist, siis ilmselt ka see argument on õige, see si pruugi olla oluline. Aga edasi – ‘tugevasti aluseline’ tähendab portlandiidi (Ca(OH)2) säilimiseni pH 12.4. Samas pH 13 lagundab kindlalt hüdratiseerunud tsemendimineraale, see mehhanism on hüdrogeokeemiliste mudelitega näidatud ning ka teaduskirjandust sel teemal koguneb järjest rohkem. Difusiooni suhtes samuti õigus. Aga mehhanism võib olla ka adveksioon rõhkude erinevuse tõttu tõttu tammi sees vs tammist väljas – st surveline aluselise vee liikumine läbi pooride, millega kaasneb keemiline lahustumine, mööda eelistatud voolukanaleid, millega kaasneb vaba pooriruumi teke ning ühtlasi pragude teke. Pragude algsele tekkele võib kaasa aidata ka vajumine nt savikihi peal ja siis on juba transpordikanalid loodud. Aga jah, see on teooria. Kui saaks sellest murdekohast eri paigust betooni proovid võtta ja XRD-ga (difraktomeetriga) analüüsida (see on meie geoloogidel olemas + ligi 50 a kogemust mineraalide määramisel), siis julgeks tõsisemalt seda hüpoteesi uskuda ja tõestada. Samas TÜ geoloogia instituudis tekkis täpselt sama mõte mis minul.

  5. Arvestades millal see alumiiniumitehas tööle hakkas, tekib mul hoopis teine küsimus.
    Meil Eestis on ilmselt kõige suurem ja ohtlikum saastahoidla Sillamäel. Kas selle puhul on ka võimalikud mingisugused saasta koostisest tulenevad keemilised mängud, mis võivad Soome lahe ohtu seada?

  6. Sillamäe radioaktiivsete jäätmete hoidla on ca 600 miljoni EEK eest täielikult saneeritud. Kogu ala on kaetud savi- ja pinnasekihiga, välistatud põhjavee läbivool ja kindlustatud kallas. Tehnoloogia töötas välja Wismut Saksamaalt. Korrasolekut jälgitakse seiresüsteemi abil. Nii et Sillamäe jäätmehoidla Soome lahele enam ohtu ei kujuta.

  7. Ma väidetes nii absoluutne ei oleks – tõenäoliselt olid sarnased väited ka Ungari osas kuskil olemas. Lihtsalt tekitas muret see, kas Sillamäe saast on keemiliselt aktiivne. Ala on kaetud ja mu küsimus ei olegi ajendatud selle hoidla katmise teemast vaid pigem sellest, et vallid mis hoidlat ümbritsevad – nendes on sarnaselt betooni kasutatud. Merepoolne on suht lähedal merele ja võimalik, et tormilainetus ulatub vallini.

  8. Sillamäel ei ole olnud kunagi sellist vedelat muda nagu Ungaris, hoidlasse paigutatud jäätmed on kivistunud. Samas enne saneerimisprojekti käivitamist analüüsiti, mis juhtuks, kui toonane vall vastu ei peaks. Lokaalne reostus oleks olnud kindel. Siiski väidan ikkagi, et nüüd, Sillamäe saneeritud jäätmehoidla puhul ei ole kivistunud jäätmemassi tõttu sellist rõhku ümbristevatele vallidele. Minu arvamus on, et objekti saneerimine on läbi viidud kvaliteestelt. Merekalda poolne osa on ka spetsiaalselt kindlustatud. Veel kord, tegemist oli äärmiselt mahuka ja kalli saneerimisprojektiga.

  9. Mul oli võimalus läinud suvel Sillamäe jäätmehoidla kohale ehitatiud mäge külastada. On tõesti muljetavaldav ehitis. Ma ei ole küll mingi spetsialist, aga tundub, et tormide pärast eriti muretsema ei pea. Iseasi kui meteoriit peaks langema… Ega 101% garantiid ei ole olemas ühelgi asjas terves maailmas.
    Õkosili kodulehel on väike kirjeldus ja päris tore pildirida saneerimistöödest.
    http://www.ecosil.ee/index.php?page=23&
    Pildid on seal väiksevõitu, seepärast üks pilt ka minu kaamerast.
    http://picasaweb.google.com/salakuulajams/KeemiaTartustVirumaani#5509312747997501474

Lisa kommentaar

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Muuda )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Muuda )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Muuda )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Muuda )

Connecting to %s

%d bloggers like this: