Tahkekütuste põletamisel tekib vältimatult suur kogus tuhka, mis oma koostise ja ohtlike omaduste tõttu võib olla kas väärtuslik teisene tooraine või risk keskkonnale ja inimtervisele. Aastakümneid ohtlikuks jäätmeks loetud põlevkivituhk võib aga uuringute kohaselt olla laialdaselt kasutust leidvast biomassituhast kohati ohutum. Tallinna Tehnikaülikoolis kaitstud doktoritöö osutab, et põlevkivituhale võiks otsida põllumajanduses ja ehitussektoris aktiivsemalt rakendusi.
Tuhkade potentsiaal ringmajanduses ja põllumajanduses
Eestis, kus põlevkivi kasutamisel on pikk traditsioon ning kus järjest enam kasutatakse energia tootmiseks ka biomassi, tekib igal aastal ligikaudu 5 miljonit tonni põlevkivituhka ja 40 000–50 000 tonni biomassi tuhka. Vaatamata tuhkade potentsiaalile võib vähene teadmine nende omadustest, nagu raskmetallide sisaldused ja ökotoksiliste omaduste õiguslik käsitlus, takistada nende laialdasemat kasutamist. Mari-Liis Ummik nentis: “Põlevkivienergeetikast rääkides keskendutakse enamasti vaid CO2‑heitmetele ja kliimaneutraalsusele. Tunduvalt vähem tähelepanu pööratakse põletamise kõrvalsaadustele, ennekõike tuhale, mida tuleks hakata enam väärtustama”. Kui biomassi tuhk valdavalt taaskasutatakse, siis põlevkivituhk ladestatakse seni peamiselt prügilatesse.
- Hoolimata põlevkivituha potentsiaalist teisese toorainena, ladestatakse Eestis valdav osa sellest tuhast (u 97–98%) prügilatesse ehk tuhamägedesse. Väikest osa põlevkivituhast kasutatakse ehitusmaterjalide tootmisel (nt tsemendi asendajana, betoonis), teedeehituses mulde stabiilsuse tõstmiseks ning põllumajanduses happeliste muldade neutraliseerimiseks ehk lupjamiseks.
- Biomassituhka tekib põlevkivituhaga võrreldes märgatavalt vähem. Erinevalt põlevkivituhast on biomassituhk Eestis peaaegu täielikult ringlusesse võetud, selle taaskasutuse määr on ligi 100%. Biomassituhka kasutatakse peamiselt mullaparanduses ja väetisena nii põllu- kui ka metsamajanduses, kuna see sisaldab taimedele vajalikke toitaineid (Ca, K, Mg, P) ja on leeliseliste omadustega.
Õiguslik staatus Eesti riikliku regulatsiooni kohaselt on nii põlevkivi- kui ka biomassi tuhk klassifitseeritud lubiväetisteks, mis toetab nende kasutamist põllumajanduses. Kuigi põlevkivituhk on uuringute kohaselt sageli biomassituhast puhtam (sisaldades vähem dioksiine ja raskmetalle), on just biomassituhk leidnud Eestis seni laialdasemat praktilist rakendust ringmajanduses.
Põlevkivituha üllatav puhtus
Doktoritöö üheks oluliseks uudsuseks on dioksiinide esmakordne ja ulatuslik määramine Eesti tuhkades. Dioksiinid tekivad põlemisprotsessides tahtmatult, püsivad keskkonnas aastaid ja kuhjuvad toiduahelas. “Euroopa Liidu püsivate orgaaniliste saasteainete määrus käsitleb neid äärmiselt rangelt – dioksiinide sisaldus üle lubatuse piirväärtuse tähendab, et jäätmeid ei tohi taaskasutada,” selgitas Ummik.
Uuringu tulemused näitasid, et dioksiinisisaldus põlevkivituhkades jäi kõikides proovides alla määramispiiri. Samas lähenes mõne biomassi lendtuha dioksiinisisaldus Euroopa Liidu väetisetoodete piirväärtustele või isegi ületas neid. Analüüsist selgus, et puiduhakkest tekkiv lendtuhk ületab paiguti ka raskmetallide, nagu tsingi, vase ja plii osas piirnorme. Põlevkivituhas leidus aga enamikku raskmetalle ja metalloide väga vähe, kuna kukersiitpõlevkivi ise sisaldab neid võrreldes kivisöega vähe.
Dioksiinid on mürgised ühendid, mida klassifitseeritakse püsivate orgaaniliste saasteainetena (POP) nende pikaajalise mürgisuse ja keskkonnas säilimise tõttu. Dioksiinid tekivad põlemisprotsessides tahtmatult kõrvalsaadustena, kui süsinik, kloor ja hapnik on üheaegselt kohal. Dioksiinid on keskkonnas äärmiselt püsivad, säilides seal muutumatuna aastaid. Need kuhjuvad toiduahelas, akumuleerudes inimeste ja loomade rasvkudedesse. Nende püsivuse ja mürgisuse tõttu käsitlevad Euroopa Liidu õigusaktid dioksiine väga rangelt.
Kütuse kvaliteedi mõju
Biomassi tuha ohtlikkus on erinev põhjatuha ja lendtuha puhul, kusjuures lendtuhas on ohtlike ainete kontsentratsioon märgatavalt suurem. Mari-Liis Ummiku hinnangul peaksid katlamajad ja koostootmisjaamad loodusesse sattuva mürgikoormuse vähendamiseks hakkama kütust hoolikamalt sorteerima. Puhta puidu seast tuleb eemaldada kogu töödeldud või värvitud puit, et ennetada mürkainete koondumist lendtuhka. “Nii saaks toota sellestki näiteks põldudele sobivaid lupjamis- ja väetisematerjale,” leidis autor.
Kõige olulisem tegur biomassituha ohtlikkuse määramisel on põletatava kütuse kvaliteet, mitte põletustehnoloogia ise. Biomassituha mürgisus (eriti raskmetallide ja dioksiinide sisaldus) tõuseb märgatavalt, kui puhta puiduhakke hulka satub töödeldud puitu (värvitud, lakitud või muul viisil kemikaalidega töödeldud puitu) ja ehitusprahti. Töödeldud puidus sisalduvad immutusained (nt vask, tsink, kroom, arseen ja plii) koonduvad põlemisel tuhka, muutes selle keskkonnaohtlikuks.
Teise olulise sammuna soovitab autor koguda katlamajades ohutut põhjatuhka ja saastunud lendtuhka eraldi mahutitesse. Neid lahus hoides oleks võimalik koldes tekkinud puhast tuhka julgemalt Eesti põldudele laotada. Lendtuhka peab aga enne taaskasutust või ladestamist rangemalt kontrollima. Ummik loodab, et seadusuuendused aitavad tulevikus soodustada ohutu põlevkivituha ringlussevõttu ja piirata mürgiste ainete sattumist põllumajandusmuldadesse.
- Raskmetallid, dioksiinid ja lahustuvad soolad (kloriidid, sulfaadid) koonduvad just peenematesse lendtuha osakestesse, mis püütakse kinni filtrite ja tsüklonite abil.
- Kuna küttekolde põhja langev põhjatuhk on tavaliselt palju puhtam, võimaldab selle eraldi kogumine mahutitesse materjali julgemalt Eesti põldudele laotada. Kui fraktsioonid omavahel kokku segatakse, saastub kogu tuhakogus lendtuhas olevate mürkainetega.
Ökotoksilisuse hindamine
Ökotoksilisuse katsed tõid esile regulatiivsed ebaselgused, kus erinevad testorganismid andsid vastukäivaid tulemusi. Kui arvutusmeetodil põhinev hindamine ja merebakteriga Aliivibrio fischeri läbi viidud katse põhjal on põlevkivituhad mitteohtlikud, siis magevee vesikirbu Daphnia magna katse põhjal osutusid need ohtlikuks.
Uurijate analüüs näitas aga, et vesikirpude suremust ei põhjustanud raskmetallid, vaid mageveeorganismidele sai ilmselt saatuslikuks hoopis vee liiga kõrge pH-tase ja soolsus. Ummik rõhutas: “Juhul, kui hinnang tuleb anda testorganismide abil, peab valik langema konkreetsetele keskkonnatingimustele sobivale organismile”. See lahknevus näitab, et praegused Euroopa Liidu keskkonnaohtlikkuse (HP14) juhised on ebapiisavad ja raskendavad jäätmete klassifitseerimist.
Nii põlevkivituhka kui ka biomassi tuhka kasutatakse põllumajanduses peamiselt mullaparandusainetena, väetistena, kuna neil on happelist mulda neutraliseerivad omadused ning need sisaldavad taimedele vajalikke toitaineid.
Biomassi tuhk sisaldab olulisi toitaineid nagu kaltsium (Ca), kaalium (K), magneesium (Mg) ja fosfor (P), mistõttu on see väärtuslik väetis nii põllu- kui ka metsamuldadele. Põlevkivituhk on samuti toitaineterikas ja selle potentsiaali väetisena kasutamiseks on laialdaselt uuritud, eriti selle kõrge kaltsiumisisalduse tõttu.
Väetisena kasutatav tuhk peab vastama raskmetallide (nt kaadmium, plii, tsink) sisalduse piirnormidele. Biomassi tuhas võib esineda kohati kõrgenenud tsingi (Zn) ja vase (Cu) taset, eriti kui kütuse hulka on sattunud töödeldud puitu, mis võib piirata tuha põllumajanduslikku väärtust.
Kokkuvõte maamajanduse vaatest
Üldjoontes võib järeldada, et põlevkivituhk vastab seadusega ette nähtud kriteeriumitele ning seda saab ohutult kasutada erinevates valdkondades, sealhulgas happeliste muldade neutraliseerimiseks. Kuigi tuhkade omadused sõltuvad põletustehnoloogiast ja kogumiskohast, on biomassi puhul kütuse kvaliteet peamine ohtlikkust mõjutav tegur. Kokkuvõttes toetab Mari-Liis Ummiku uuring ringmajanduse edendamist, tagades samal ajal keskkonna ja inimeste tervise kaitse.
Allikad: Hazardous Properties of Ash Generated in Estonia and Possibilities to Reduce the Hazardousness - TalTech raamatukogu digikogu ja Doktoritöö tunnistas põlevkivituha biomassituhast ohutumaks | Keskkond | ERR
Allikaid töötles: Hanna Tamsalu
