Active sulphide mine tailings impoundments as sources of contaminated drainage: controlling factors, methods of characterisation and geochemical constraints for mitigation

Low quality mine drainage from tailings facilities persists as one of the most significant global environmental concerns related to sulphide mining. Due to the large variation in geological and environmental conditions at mine sites, universal approaches to the management of mine drainage are not always applicable. Instead, site-specific knowledge of the geochemical behaviour of waste materials is required for the design and closure of the facilities. In this thesis, tailings-derived water contamination and factors causing the pollution were investigated in two coeval active sulphide mine sites in Finland: the Hitura Ni mine and the Luikonlahti Cu-Zn-Co-Ni mine and talc processing plant. A hydrogeochemical study was performed to characterise the tailingsderived water pollution at Hitura. Geochemical changes in the Hitura tailings were evaluated with a detailed mineralogical and geochemical investigation (solid-phase speciation, acid mine drainage potential, pore water chemistry) and using a spatial assessment to identify the mechanisms of water contamination. A similar spatial investigation, applying selective extractions, was carried out in the Luikonlahti tailings area for comparative purposes (Hitura low-sulphide tailings vs. Luikonlahti sulphide-rich tailings). At both sites, hydrogeochemistry of tailings seepage waters was further characterised to examine the net results of the processes observed within the impoundments and to identify constraints for water treatment. At Luikonlahti, annual and seasonal variation in effluent quality was evaluated based on a four-year monitoring period. Observations pertinent to future assessment and mine drainage prevention from existing and future tailings facilities were presented based on the results. A combination of hydrogeochemical approaches provided a means to delineate the tailings-derived neutral mine drainage at Hitura. Tailings effluents with elevated Ni, SO₄ ^2- and Fe content had dispersed to the surrounding aquifer through a levelled-out esker and underneath the seepage collection ditches. In future mines, this could be avoided with additional basal liners in tailings impoundments where the permeability of the underlying Quaternary deposits is inadequate, and with sufficiently deep ditches. Based on the studies, extensive sulphide oxidation with subsequent metal release may already initiate during active tailings disposal. The intensity and onset of oxidation depended on e.g. the Fe sulphide content of the tailings, water saturation level, and time of exposure of fresh sulphide grains. Continuous disposal decreased sulphide weathering in the surface of low-sulphide tailings, but oxidation initiated if they were left uncovered after disposal ceased. In the sulphide-rich tailings, delayed burial of the unsaturated tailings had resulted in thick oxidized layers, despite the continuous operation. Sulphide weathering and contaminant release occurred also in the border zones. Based on the results, the prevention of sulphide oxidation should already be considered in the planning of tailings disposal, taking into account the border zones. Moreover, even lowsulphide tailings should be covered without delay after active disposal ceases. The quality of tailings effluents showed wide variation within a single impoundment and between the two different types of tailings facilities assessed. The affecting factors included source materials, the intensity of weathering of tailings and embankment materials along the seepage flow path, inputs from the process waters, the water retention time in tailings, and climatic seasonality. In addition, modifications to the tailings impoundment may markedly change the effluent quality. The wide variation in the tailings effluent quality poses challenges for treatment design. The final decision on water management requires quantification of the spatial and seasonal fluctuation at the site, taking into account changes resulting from the eventual closure of the impoundment. Overall, comprehensive hydrogeochemical mapping was deemed essential in the identification of critical contaminants and their sources at mine sites. Mineralogical analysis, selective extractions, and pore water analysis were a good combination of methods for studying the weathering of tailings and in evaluating metal mobility from the facilities. Selective extractions with visual observations and pH measurements of tailings solids were, nevertheless, adequate in describing the spatial distribution of sulphide oxidation in tailings impoundments. Seepage water chemistry provided additional data on geochemical processes in tailings and was necessary for defining constraints for water treatment.

Om fabriquernes nytta och nödwändighet uti ett land

Invocatio: I.H.W.N.

Om fabriquernes nytta och nödwändighet uti ett land

Painovuosi nimekkeestä.

Uses of natural zeolite in the removal of Pb2+ from contaminated water

In this paper, we carry out a study on the process of sorption of lead in polluted waters usingnatural zeolites, with the objective of analyzing their behavior in the purification of water.Experiments are carried out under static and dynamic conditions to determine the influence of other metal ions, such as: Ca (II), Mg (II), K (I) and Na (I), on this process. We demonstrate that the affinity of Pb (II) with regard to zeolite is higher than that of the ions mentioned above. It allows us to use this material in the capture of lead in residual waters. A lineal model of regression was obtained using a computer program called Eureka which relates the capacity of interchange of zeolite with respect to the concentration of the metal ions present in waters. We also studied the selectivity of zeolite in the process of sorption of Pb (II) compared with other heavy metals like Zn (II) and Cd (II).The results achieved in both cases increase the expectancy about the usage of zeolite as a low cost material for purifing waters.

Charta öfver Åland

1 kartta : käsinvär. ; 41,5 x 71,5 cm, lehti 46 x 74,7 cm.

Vårt land, vårt land

Laulusolisti ilmoittaa nimensä alkukuulutuksessa; kuulutus epäselvä.

På flykt i eget land : internflyktingar i Sverige under stora nordiska kriget

År 1721 stod bondhustrun Lisbeta Mickelsdotter från Pyhäjoki framför prästen i Piteå socken och redogjorde för sina upplevelser under det hemska året 1714 då ryssarna inföll i Österbotten och alla som bara kunde begav sig på flykt. Lisbeta är bara en av de tiotusentals flyktingar som under det stora nordiska kriget 1700–1721 flydde från såväl Östersjöprovinserna men framför allt från Finland till tryggheten i Sverige. I avhandlingen skildras vilka som flydde, varifrån och vart. Man kan tala om en elitens flykt där ämbetsmän och präster sökte sig västerut enligt de direktiv som Karl XII gett om att civilbefolkningen skulle söka sig bakom den egna armén. Det förekom också en bondeflykt från framför allt Österbotten och Åland. Det här var områden som p.g.a. strategiska skäl förhärjades av ryssarna. För många fanns det inget annat alternativ än att fly, antingen ut i de djupa skogarna eller västerut till Sverige. En delorsak till flykten var den order som Karl XII gett. Ryssarna föregicks av ett rykte som hade sin bakgrund i den propaganda som de svenska myndigheterna i decennier hade bedrivit. Ryssarna sågs som en grym fiende. När ämbetsverk och magistrat började packa ihop sina arkiv för en överflyttning till Sverige skedde det i smyg för att inte förorsaka oro bland den övriga befolkningen. Paniken låg hela tiden på lur och det faktum att myndigheterna gav sig av ledde till, att när ryssarna verkligen plötsligt dök upp i socknen var det många som valde att hals över huvud ge sig iväg. För att hjälpa flyktingarna ekonomiskt samlades det till förmån för flyktingarna kollekt över hela det svenska väldet. I Stockholm tillsatte myndigheterna en flyktingkommission som fick till uppgift att bland flyktingarna fördela de medel som hade samlats in. Huvudprincipen var att ju mer man hade förlorat desto större understöd skulle man få. Det var viktigt att ståndssamhället bevarades. Utanför de grupper som skulle hjälpas lämnades bl.a. köpmän och hantverkare som förväntades kunna fortsätta sin verksamhet i Sverige, gamla och orkeslösa som skulle beredas rum på fattighus samt unga och friska som skulle försörja sig genom arbete. Eftersom det var svårt att finna en försörjning och då många tvingades livnära sig genom att tigga tvingades flyktingkommissionen också ge en slant till personer som enligt kommissionens instruktion skulle lämnas utan hjälp. Det är ändå tveksamt om de små summor det stora flertalet fick egentligen hade någon betydelse för dem. Man kan konstatera att många hade det oerhört svårt under sin tid i Sverige. För mitt arbete har det viktigaste källmaterialet varit de förteckningar som flyktingkommissionen gjorde över vem som fått understöd och hur mycket som utbetalades. Av de här uppgifterna har jag byggt upp en databas med över 13 000 identifierade flyktingar. Jag har utgående från bl.a. uppgiften om identifierade individer kunnat fastställa att antalet finska flyktingar uppgick till åtminstone 30 000 personer, vilket motsvarade närmare en tiondedel av befolkningen i Finland. Efter fredsslutet 1721 återvände de flesta hem. I Österbotten möttes då en del av en överraskning då de fann att någon främmande person hade övertagit deras hemman. Det förekom under slutet av 1710-talet en inflyttning från de österbottniska finskspråkiga inlandssocknarna till de svenskspråkiga kustsocknarna. Det är ändå uppenbart att de finskspråkiga snart assimilerade sig och helt uppgick i den svenskspråkiga majoriteten.

Berättelse om Åland

Author: Samuel Ehrenmalm.

Beskrifning öfver Åland : af Fredric Wilhelm Radloff, med. doct. och provincial-medicus på Åland.

Dedicated to: Hans Maj:t Konungen.