Eesti Looduse fotovõistlus
2012/3



   Eesti Looduse
   viktoriin


   Eesti Looduse
   fotovõistlus 2012




   AIANDUS.EE

Eesti Loodus
Fosforiit EL 2012/3
Fosforiit kui Eesti loodusvara

Fosforiit meie maapõues on loodusvara. Kas ta on ka maavara ehk kivim, mida tasub kaevandada, on seni teadmata. Asjakohaste uuringuteta ja vaid emotsioonidel põhinedes pole võimalik seda otsustada.

Fosforiit on liivakivi, kivistunud mere- ja rannaliiv, kuhu iidne meri on kandnud Obolus’e perekonna käsijalgsete karbipoolmeid. Karbikesed on muutunud mineraalaineks, millest üle kolmandiku hõlmab tööstuse ja põllumajanduse jaoks kasulik aine difosforpentoksiid, P2O5, väetiste toimaine.
Liivakivi erimeid, kus ooboluskarbikesi on rikkalikult, peetakse maavaraks. Mäenduses nimetatakse kaevise rikastamisel saadud kasulikku ainet, s.o. mineraali või kivimit, tuumaineseks.
Nii on meie põlevkivi tuumaines kukersiit ja fosforiidil ooboluste kojad. Teades, et nende P2O5 sisaldus on ligikaudu 36%, saab teha lihtsaid arvutusi. Näiteks, kui lasundi P2O5 sisaldus on 9%, tähendab see, et karbikesi on maavarast 9/36 ehk üks neljandik; kolm neljandikku kivimist on aheraine, peamiselt liiv.

Eesti esimene fosforiiditööstusettevõte oli Jõelähtme kihelkonnas Ülgasel. Seal olid allmaakaevandus, rikastusvabrik, oma sadam Koljuotsa neemel ja paar kilomeetrit kitsarööpmelist raudteed kaevandusest sadamasse.
Kaevandamine algas 1924. aastal äärmiselt lihtsalt. Maa alla mindi rõhtkaeveõõne ehk stolli kaudu. Töö käis paepinna all 10–15 m sügavusel. Lage hoiti tervikutel ja maapinna vajumine ei olnud märgatav. Selline kaevandamisviis ei seganud maa harimist ega mõjutanud lähikonna kaevusid. Üldse mõjutas Ülgase fosforiidikaevandus oma 14 tegevusaasta jooksul vaid paarikümmet hektarit maad.
Rikastamine oli samuti ülimalt lihtne: karbikesed sõeluti kaevisest välja ja jahvatati fosforiidijahuks. Jahus leidus kolmandiku jagu liiva ning toimainesisaldus oli väike, 21–24%. Toodangu halva kvaliteedi tõttu oli kuivrikastamise kasutegur näiliselt suur, 85%. Väikese fosforisisalduse ja raske omastatavuse tõttu ei olnud selline väetis eriti nõutud kaup ning seetõttu polnud sõjaeelne fosforiiditööstus kuigi tulus.
1930. aastate lõpul huvitus Eesti fosforiidist sõjaks valmistuv Saksamaa, kellel ei ole arvestatavaid fosfaattoorme maardlaid. Eesti mäetöösturid asusid laiendama Ülgase kaevandust ja otsima paremat rikastamismoodust. TTÜ adjunkt-professor Artur-Aleksander Linari katsetas tol ajal elektrostaatilist kuivrikastamist: kaevis puistati läbi kõrgepingevälja, milles karbikeste ja liiva voog lahknesid [3]. Toonase tehnilise arengu taustal osutus see meetod siiski ennatlikuks.

Saksa IG Farbenindustrie katsetas ja soovitas märgmenetlust – vahtrikastamist ehk floteerimist. Piltlikult annab vahtmenetlusest ettekujutuse potis keema hakkav lihaleem: keemisvahuga eraldub leemest liigne. Samal moel toob sobivate reagentide abil tekitatud vaht pulbitsevas rikastusvannis ühed mineraalid pinnale ja jätab teised pulpi. Kas tuua pinnale karbikesed või liiv, oleneb tehnoloogiast.
Saksa tehnoloogia oli rikastamise kasutegur 80%, see tõotas anda kaubafosforiiti, mille toimainesisaldus on 33% Nõnda võetigi aluseks vahtrikastamine ja asuti tööstust laiendama. Kaevandust hakati laiendama, kuid töö katkes, sest Ülgase rikastusvabrik põles 1938. aasta detsembris maha.

Uus kaevandus, rikastusvabrik ja väetisetehas ehitati Maardusse, kus oli suurem fosforiidivaru ja vähem maad raudteeni. Kaevandus avati 1940. Probleemiks kujunes Saksa inseneride projekteeritud rikastusvabrik, mida võimude vahetudes tuli kohandada vene tehnoloogia nõuetele.
Saksa ja vene inseneriteadmiste tase, seadmed ning reagendid erinesid sedavõrd, et 1941. aastal alustatud jõupingutusi kroonis mõnetine edu alles 1979, kui kaubafosforiidi toimainesisalduseks saadi 28%. Seda suuresti tänu Rootsist hangitud reagentidele. Rikastamise kasutegur oli siiski vaid 75%.
1954 avati Maardus karjäär, allmaatööd lõpetati 1965. aastal. Ammendatud karjääri silutud vaaludele istutati mets, mis viljaka pinnase tõttu kasvab hästi. Osa metsastatud alast võeti Jõelähtme prügila alla. Altkaevandatud alal on linlaste aiandusasum. Maardu kaevandus ja karjäär muutsid viiekümne tegevusaasta jooksul maakatet ligikaudu kahel tuhandel hektaril.
Avakaevandamise suurim probleem oli fosforiidiga kaasneva orgaanikarikka savikivi (graptoliitargilliidi, diktüoneemaargilliidi) kuumenemine karjääri vaaludes. Maardus ja Ülgasel ei olnud seda varem juhtunud ja senini pole kuskil allmaakaeveõõntes leitud märke savikivi kuumenemisest. Seda pole märgatud ka Sillamäel, uraanikaevanduses ega klinti rajatud uuringustollides, ehkki sealne savikivi sisaldab märksa rohkem püriiti, mis soodustab isesüttimist.
Ent Maardu karjääris hakkas kobestatud argilliit tuule käes hõõguma ja selle käigus eraldusid ning muutusid vees lahustuvateks savikivi metalsed komponendid: uraani, molübdeeni, vanaadiumi jt. raskmetallide ühendid. Seda äärmiselt keskkonnaohtlikku nähtust ei saadud kontrolli alla ja nõnda omandas fosforiiditööstus hävitava maine.
Tegemist ei olnud paratamatusega, vaid tehnilise lohakusega. Kuhjatud savikivi kuumenemisega olid kokku puutunud juba vene insenerid, kes korraldasid Esimese maailmasõja ajal Tallinnas Astangu laskemoonaladude ehitamist, aga noorem põlvkond ei osanud seda arvestada. Maardu karjääri viimasel aastakümnel töötati küll välja fosforiidi kaaskivimite ohutu käitlemise tehnoloogia, mille järgi tuli savikivi matta, kuid oli juba hilja. Fosforiidi kaevandamine lõpetati 1990. aastal eelkõige majanduslikel kaalutlustel, mitte niivõrd keskkonnaohtlikkuse tõttu. Aga kõlama on jäänud viimane asjaolu.

Oobolustoormel põhinenud fosforiiditööstus Eestis ja Venemaal Narva jõe taga Kingissepas, kus see on tegutsenud tänini, ei olnud eriti tulukas. Kuid põllumajanduse huvides subsideeris riik väetisetööstust ja üritas seda laiendada. Kuna nii Maardus kui ka Kingissepas oli maavara varu ammendumas, korraldati Eestis ja Leningradi oblastis mahukaid geoloogilisi uuringuid, et leida väetisetööstusele uut tooret.
Nende uuringute tulemusel on nüüd Eestis, enamasti Lääne-Viru maakonnas, passiivse varuna arvel ligi 1,4 miljardit tonni fosforiiti. Seda taheti kaevandada Kingissepa fosforiiditööstuse jaoks ning nõukogude väetisetööstuse ministeerium plaanis ehitada Eestisse esmalt Toolse karjääri ja seejärel Lääne-Kabala allmaakaevanduse. Ent maksumus käis pankrotistuvale nõukogude majandusele üle jõu ja plaan peatati. See oli objektiivne tegur, mille tõttu seisati Rakvere fosforiidikaevanduste rajamine. Rahvaliikumine, mida teame fosforiidisõja nime all, oli subjektiivne mõjur.

Praegu on meie fosforiidivaru passiivne kahel põhjusel. Esiteks, kaevandamise tasuvus ei ole tõestatud. Teiseks: kaevandamisel, nagu mis tahes maavara väljamisel, on oluline keskkonnamõju. Seepärast saabki öelda, et fosforiit ei ole kaevandatav.
Ent iga passiivse maavara saab muuta aktiivseks, kaevandamisväärseks, kui tema toodete hind muutub tasuvaks, kui luuakse paremaid tehnoloogiaid maavara kaevandamise, kaevise rikastamise ning toodangu edasise töötlemise jaoks. Ennekõike tuleb aga tõestada, et kaevandamise keskkonnamõju ei ületa talutavaid piire.
See on aeganõudev toiming: esmalt tuleb koostada tasuvushinnang, siis teha tehnilised uuringud, koostada projektlahendused ja neid vaagida, teha veel geoloogilisi uuringuid ja põhjalikult hinnata keskkonnamõju.
Mäetööstuse arengu kogemuse järgi kulub fosforiidi kaevandamise ettevalmistustele paarkümmend aastat. Nüüd on üritatud nendega algust teha. Ajendiks on globaalpoliitilised prognoosid. Euroopa jaoks elulise tähtsusega fosfaattoorme maardlad asuvad islamiriikides Põhja-Aafrikas ja Lähis-Idas.
Maailma suurim fosfaattoorme varu on Marokol, kes on ka selle toorme peamine eksportija. Ent lähikümnenditel toimuv teeb ärevaks, kuna see piirkond on rahutu. Seega on loomulik, et riskikapitalistid võtavad vaatluse alla ka meie fosforiidi miljardilised varud. Hinnates keskkonnaolusid, on võetud sihikule kõige väiksema keskkonnatundlikkusega maardla osa – Ida-Kabala. Kõrvale on jäänud Toolse väli Rakvere ja Kunda linna vahel ning Lääne-Kabala Rakverest kagus.

Probleem ei ole niivõrd äriline, kuivõrd mäetehniline. Ida- ja Lääne-Viru maakonna piirimail Kunda jõest idas paikneb Sonda põlevkiviväli, kus on üle 80 miljoni tonni kaevandamisväärset õlitooret. Selle põlevkivivaru hõlvamine muutub üha reaalsemaks. Paraku lasub Sonda välja põlevkivikihind fosforiidi kohal. Kui põlevkivi väljata, täituvad kaeveõõned veega ja nii mahukast allmaaveekogust 35 m sügavamal lasuva fosforiidi kaevandamine muutub äärmiselt ohtlikuks. Juhuslik või juhitamatu kaevandusvaring alumisel korrusel tooks uppunud põlevkivikaevandusest alla sellise koguse vett, mis mõne tunniga ujutaks üles kogu fosforiidikaevanduse.
Teisisõnu: pärast põlevkivi väljamist muutub allpool lasuva fosforiidi kaevandamine tehniliselt võimatuks. Seega, kui kaevandada põlevkivi, minetaks sealne fosforiit tähtsuse riikliku varuna. Meie maapõueõigus ei võimalda sellises olukorras anda põlevkivi kaevandamise luba.
Sama probleem vastupidises võtmes tekkis veerand sajandit tagasi, kui lääne pool Kunda jõge asuvasse Kantkülla projekteeriti Lääne-Kabala fosforiidikaevandust. Ka seal on fosforiit ja põlevkivi kohakuti. Et fosforiidi väljamine ei hävitaks tema kohal lasuvat põlevkivi, soovitasime toona fosforiiditöösturitele kaevandada kaht maavara koos. Projekti lühikirjeldus on toodud mäendusõpikus [4].
Fosforiiditööstuse arendajad lükkasid kaksikkaevanduse idee tagasi, sest neil olnuks odavam põlevkivi varu kinni maksta kui väljata. Lääne-Kabala kaksikkaevandus unustati, nagu kõik fosforiidiga seotu.
Edasise paremaks mõistmiseks tuleb rõhutada, et Lääne-Kabala fosforiidikaevandus pidi paiknema lääne pool Kunda jõge, Pandivere kõrgustiku idanõlval. Sonda põlevkivi ja fosforiit on ida pool Kunda jõge, Alutaguse madalikul. Ida- ja Lääne Kabala alad erinevad nii asustuse, maastiku, maakatte, maaviljeluse kui ka pinnavee poolest.
Kuid peamine, neid alasid eraldab Kunda jõe all sügavasse aluspõhja lõikunud vettpidavate setetega täitunud ürgorg, mis tõkestab suurema osa Pandivere kõrgustikult ida poole liikuvast põhjaveest. Seepärast on olukord Ida-Kabalas maavarade kaevandamise seisukohalt hoopis teine.
Sonda ala mäemajanduslik hinnang, mis lähtub majanduslikest, tehnilistest, sotsiaalsetest ja keskkonnakaitse aspektidest, näitab üheselt, et seal kaevandades mõjutataks keskkonda vähem kui mujal. Mõistagi ei saa keskkonnamõju täielikult välistada. Maavarade kaevandamine mõjutab keskkonda alati ja igal pool.

Kas hinnangud fosforiidivaru kohta on usaldatavad? Sonda piirkonna fosforiiti on uuritud pisteliselt, ainult paarikümne puuraugu abil, üks auk 3,4 ruutkilomeetri kohta. Sellist sõelapõhja, nagu Lääne-Kabala kaevandusväljal Kantkülas, ida pool ei ole.
Pistelise uuringu tulemusel peavad ühe, üsna juhuslikult paigutatud puuraugu geoloogilised andmed kirjeldama 12 miljoni tonni varu omadusi. See ei ole usaldusväärne – sellise andmestiku alusel ei saa kaevandust projekteerida.
Vähese usaldusväärsuse allikas on oobolusfosforiidi eripära: lasund koosneb kunagisse randa paisatud limuste karbikeste üsna kaootilistest kuhilatest. Maa pealt puuritud auk võib sattuda kord kuhilasse, kord kuhilate vahele. Sellist kihindit võib näha Ülgase suletud fosforiidikaevanduse käikudes.
Mäeinseneride kahtlustel kunagiste fosforiidiuuringute suhtes on teinegi alus. Korduvalt on tulnud kogeda, et plaani täitmise huvides on maardlaid näidatud tegelikkusest suurematena. Ka pingelisel fosforiidiuuringul võidi toimida samamoodi. Pealegi ei ole säilinud proovimaterjali, mille alusel saaks hinnata, kui hästi võimaldavad tänapäevased tehnoloogiad, seadmed ning reagendid rikastada Sonda ala fosforiiti.

Olukord on üsna määramatu. Esialgu teame vaid, et maardla parimas võimalikus avamiskohas – Ida-Kabalas – ei ole fosforiidivaru majanduslikel kaalutlustel kaevandamisväärne ega geoloogiliselt usaldatav.
Sel juhul võiks ju Sonda piirkonna 0,5 miljardit tonni fosforiiti unustada ja põlevkivi kaevandamist segava varuna maha kanda. Ilmselt pole see riigi kui maapõuevarade haldaja seisukohalt mõistlik.
Sestap on loomulik, et enne vastavaid uuringuid ja riigi seisukohavõttu ei saa Sonda piirkonna põlevkivi ja fosforiidi suhtes midagi kavandada. Esmatähtis on uurida fosforiidi rikastatavust. Rikastamiskatsete jaoks on vaja mitu tonni kaevist. Omal ajal võeti Toolse maardla rikastusproov Tigapõllult, kus kaevand on praegugi alles. Kahjuks on väljatud proov ja selle andmed kadunud. Samuti ei ole endisaegsetest uuringutest uue tehnilise teabe taustal eriti kasu.
Nüüd on olemas kohased masinad, et võtta maa alt piisava kogusega proov, kusjuures isegi paarimeetrise läbimõõduga puurauk ei avalda kuigi suurt keskkonnamõju. Viru Keemia Grupp (VKG), kes huvitub põlevkivimaardla teistest läänepoolsetest maavaradest, kavatseski teha geoloogilisi töid, et võtta fosforiidi proov. Ent selle plaani avalikustamine tekitas mullu sügisel kohaliku rahva vastuseisu ja peatas uuringud.
Reaktsioon oli ootuspärane, sest üldsuse teadmised fosforiidikaevanduste keskkonnamõjust tuginevad veerand sajandi vanusele, poliitiliselt kallutatud poleemikale, mida suurepäraselt refereerib „fosforiidisõja” fenomeni uurinud ajakirjanik Juhan Aare oma raamatus [1].
Õigupoolest on Rakvere fosforiidimaardla hõlvamise teaduslik ja erapooletu analüüs ning kõigi keskkonnamõjude objektiivne hinnang kokkuvõtlikul kujul olemas: Eesti teaduste akadeemias 1989. a. koostatud „Ettekanne Rakvere fosforiidimaardla hõlvamise võimalusest ja otstarbekusest” [2]. Paraku pole see avalikkuse ette jõudnud. Selle dokumendi koostanud töörühma juht oli akadeemik Mihkel Veiderma. Autoreid on 33, kõik tunnustatud Eesti teadlased paljudest ülikoolidest ja teadusasutustest.
Ettekanne andis ülevaate, milline on Rakvere fosforiidimaardla geoloogiline ja hüdrogeoloogiline ehitus ning milles seisneb Pandivere eripära, millised olid toonased majandid, asumid ning kuidas taheti fosforiiti kaevandada ja rikastada. Ettekanne kinnitab kõiki keskkonnamõjureid.
Ent see dokument ei kinnita olupoliitilist valet, nagu kuivaks kogu Pandivere pinnas ja sealt lähtuvad jõed, et allmaakaevandamisel tekib savikivi ulatuslik, põhjavett mürgitav põlemine jm. Kuid mis peamine: kõik see, mis ettekandes kirjas, kehtib täielikult ainult lääne pool Kunda jõge, Pandivere kõrgustiku veerel, mitte ida poole jääval Sonda uuringualal.
Ka legendiks muutunud tuhande (salv)kaevu kuivamine on tõene vaid Kunda jõest lääne pool laiuva põhjaveealanduse piirkonna asumites. Juba toonane modelleerimine näitas, et Kantküla juurde kavandatud Lääne-Kabala kaevanduse põhjavett alandav toime poleks levinud Kunda jõest ida poole. Täpselt samuti ei mõjutaks kaevandamine Sonda piirkonnas kaevusid lääne pool Kunda jõe mattunud ürgorgu.

Virumaa maapõuevarade kasutamist kavandavate ettevõtjate ees seisab tõsine ülesanne: kuidas vastuseisu kiuste hankida uusi teadmisi. See ei ole lihtne, sest fosforiidi ja/või põlevkivi kaevandamine ida pool Kunda jõge, Sonda väljadel mõjutaks järgmise saja aasta jooksul üle 7000 ha maad.
Allmaakaevandamine ei tooks kaasa maakatte märgatavat muutumist. Mõlema maavara puhul on majanduslikult põhjendatud eelisvariant väljata maavara nii, et kivimid ja maapind kaevanduse kohal ei vajuks. Et see nii oleks, jäetakse osa maavarast väljamata – neist moodustuvad maad hoidvad tervikud. Teine võimalus on täita allmaakaeveõõned sobiva betooniga. Sellisel juhul vajub maa ühtlaselt, ainult tervikute kokkusurumise võrra: 100 m sügavusel ligikaudu 10 cm. Maa peal oleks see samas suurusjärgus pinnase külmumispaisumisega.
Selline allmaakaevandamine, mis hoiab maad vajumast, ei muudaks maaviljelust ega mõjutaks metsamajandust. Hoonetele ega rajatistele ei tekitataks vähimatki kahju, sest nende alt maavara ei väljata. Seda kõike eeldusel, et järgitakse kaevandamise tehnoloogiat ja ollakse valmis tulema toime maapõue üllatustega.
Viimasel ajal ei ole tehnoloogiast kuigi tihti kõrvale kaldutud, ei tahtlikult ega tahtmatult, aga varem põhjustas see suurema osa kaevandamisega kaasnenud probleemidest. Loodetavasti tõkestab aina tõhustuv keskkonnajärelevalve ja -seire selle ohu sootuks.
Maapõues ette tulevate ootamatuste, näiteks karsti, lasumishälvete ja mõne üsna mitmeti seletatava nähtuse vastu aitavad asjalikud nüüdisaegsed geoloogiline uuringud, mis nüüd on seisatud. Sonda välja põlevkivilasundit on omal ajal põhjalikult uuritud. Uuringu käigus on märgatud kihindi lokaalset kerget, nn. Miila anomaaliat. Pole põhjust arvata, et see fosforiidikihindit ei puuduta, kuid fosforiidi uuringu ajal selles kohas ei puuritud.
Geoloogilised uuringud põhjustavad vastuseisu eelkõige seetõttu, et kohalike elanike ettekujutuse järgi häirivad uuringud nende elu, sest puuritakse nende maadel. Sel kartusel pole alust, sest nüüdisaegne geoloogiline uuring ei ole sugugi lauspuurimine maa pealt. Näiteks sobib uuringuks ka suundpuurimine, millega avatakse kildagaasi maardlaid ja ammutatakse naftat. See lähtub piiratud territooriumilt ja vajab suure ala uuringuks üsna väikest maalappi. Enamgi, kui Ida-Kabalas avataks esmalt põlevkivikorrus, siis tehtaks fosforiidi uuring põlevkivikorruselt, nagu maagikaevandustes tavaks. Seepärast, enne kui uuringud keelustada, tuleks kaaluda uudseid võimalusi geoloogias.
Kindlasti mõjutab allmaakaevandamine põhjaveekihte. Kaevandust kuivendades, sealt vett pumbates alandatakse vee taset põhjaveekihtides. Kui kaevandamine häirib kohalikku veevarustust, siis ettevõtja kulul see kas taastatakse või ehitatakse uus, parem kui vana. Vastav regulatsioon kaevandamispiirkondades toimib.
Korduvale küsimusele, kuidas „mäetööstuse lähenemine” Pandivere kõrgustikule mõjutab hüdrogeoloogilisi olusid, peavad andma vastuse asjakohased uuringud. Võib olla üsna kindel, et hüdrogeoloogiline seire ja modelleerimine, kus tingimata võetakse arvesse sademete mõju kaevandusvee tekkele, ei kinnita endisaegseid drastilisi hinnanguid.
Veerand sajandit tagasi lahvatanud fosforiidivastase kampaania peamine ajend oli hirm võõrtööliste invasiooni ees. See oli igati õige, sest just inimene on suurim keskkonna kahjustaja. Toona, arvestades algelist töömahukat kaevandamistehnoloogiat ning kohalike suurt tööhõivet, oleks piirkonda pidanud immigreeruma 20 000 – 25 000 inimest, et Rakvere fosforiiditööstus saavutanuks täismahu.
Praegu on olukord teine: arenenud kaevandmistehnoloogia tõttu on töömahukus vähenenud kümneid kordi ja kohalikke elanikke vaevab tööpuudus. Kõik see – olukord fosfaattoorme turul, uued kaevandamise ja rikastamise tehnoloogiad, suurenenud keskkonnateadlikkus ja vajadus luua uusi töökohti – ei luba fosforiiti kui võimalikku maavara päriselt maha kanda.

Artiklis on kasutatud Eesti Teadusfondi rahastatud uuringu „Säästliku kaevandamise tingimused” materjale ning keskkonnainvesteeringute keskuse finantseeritud „Maardu fosforiidilevila tehnogeense põhjavee kvaliteedi uuringu” andmeid.

1. Aare, Juhan 1999. Fosforiidisõda 1971–1989. Kirilill, Tallinn.
2. Eesti TA 1989. Ettekanne Rakvere fosforiidimaardla hõlvamise võimalusest ja otstarbekusest. Käsikiri. Tallinn.
3. Linari, Artur-Aleksander 1943. Mineraalkaevitiste rikastamine. – Tehnika Kuukiri 1; 2. Digiteavik 2008: Kogumik Eesti mäendusklassika III, http://digi.lib.ttu.ee/i/?199.
4. Reinsalu, Enno 2011. Eesti mäendus. TTÜ kirjastus, Tallinn.

Enno Reinsalu (1936) on TTÜ emeriitprofessor, uurinud maavarade kaevandamist.



Enno Reinsalu
28/11/2012
26/11/2012
05/10/2012
09/07/2012
26/06/2012
26/06/2012
22/05/2012

Loe Uudistajat
E-posti aadress:
Liitun:Lahkun: 
Serverit teenindab EENet