Uraanista

Uraania, metallia, jonka moni yhdistää radioaktiivisuuteen, ydinenergiaan sekä -teollisuuteen, on ympärillämme enemmän, kuin moni äkkiseltään ajattelisi. Maankuoren eri kivilajit sisältävät luonnostaan uraanimineraaleja, jotka ovat pääosin kiinteitä, eikä niistä yleensä aiheudu merkittävää vaaraa ympäristölle. Kuitenkin ihmisen toiminta, erityisesti kaivostoiminta, sekä sadeveden vaikutus voivat muuttaa näitä mineraaleja muotoon, jossa uraani muuttuu liukoiseksi ja alkaa kulkeutua ympäristöön. Liukoinen uraani voi sen radioaktiivisuuden ja kemiallisten ominaisuuksien vuoksi olla haitallista sekä ihmisen terveydelle että ekosysteemeille. EPSElle uraanista tekee tärkeän se, että menetelmällämme liukoinen uraani pystytään saostamaan tehokkaasti erilaisista jätevirroista pysyväksi, kiinteäksi jätteeksi, joka ei pääse aiheuttamaan haittaa ympäristölle.

Uraanin käyttö ja merkitys energiantuotannossa

Suurin osa jalostetusta uraanista käytetään ydinenergian tuotantoon: World Nuclear Associationin mukaan 10 % kaikesta maailman sähköstä tuotetaan ydinreaktoreilla ja suurimpiin uraanivarojen käyttäjiin kuuluvat Yhdysvallat, Kiina, Ranska ja Venäjä. Jo usean vuoden ajan kysyntä uraanille on ollut suurempaa, kuin sen tuotanto, ja määrä on vain kasvussa (Goehring & Rozencwajg, 2023). Uraanin käyttö energiateollisuudessa voidaan nähdä kaksipiippuisena asiana, koska se luokitellaan raaka-aineena uusiutumattomaksi, mutta se voi samaan aikaan huomattavasti auttaa vähentämään energiateollisuudesta syntyviä hiilidioksidipäästöjä. Esimerkiksi verrattaessa maakaasuun sekä kivihiileen, ydinenergian tuotannon hiilidioksidipäästöekvivalentti (CO₂e) on vain murto-osa (London School of Economics Grantham Research Institute, 2019).

Uraanin tuotantoprosessit ja esiintymät

Uraanin jalostaminen koostuu monesta vaiheesta: prosessi alkaa mineraaliesiintymän identifioinnista sekä sen kannattavuuden arvioinnista. Uraania voidaan louhia kaivoksen päätuotteena tai muiden metallien sivutuotteena, esimerkiksi kupari-, nikkeli- ja kultakaivoksilla (Committee on Uranium Mining in Virginia et al., 2011). Mikäli uraaniesiintymä osoittautuu kannattavaksi, alkaa prosessi kaivos- ja rikastustoiminnan aloittamiseksi. Maailman suurimmat uraanikaivokset sijoittuvat Kanadaan, Kazakstaniin sekä Australiaan (World Nuclear Association, 2023). Muita suuria tuotantomaita ovat mm. Uzbekistan, Etelä-Afrikka, Namibia, Brasilia, USA, ja Kiina (NEA & IAEA 2025).

Uraanin talteenotto maa-aineksesta toteutetaan liuottamalla. Uraani saadaan erotettua joko louhitusta murskeesta tai In Situ Leaching (ISL) -menetelmällä, jossa uraanin liuotus ja talteenotto toteutetaan porakaivojen avulla suoraan maaperästä (IAEA, 2000). Liuotettu uraani saostetaan, pestään ja kuivatetaan, jonka seurauksena syntyy uraanikonsentraattia (”yellowcake”) (Orano, 2018). Kuivattu uraanikonsentraatti toimitetaan jatkojalostukseen, jonka jälkeen se voidaan hyödyntää mm. ydinpolttoaineeksi.

Vaarallinen jäte kaivostoiminnan kääntöpuolena

Aktiivisesta kaivanto- ja tuotantovaiheesta aina siihen pisteeseen, kun malmivarat on käytetty, syntyy kaivosteollisuuden sivuvirtana huomattavia määriä vaarallista jätettä, jota kutsutaan rikastushiekaksi. Rikastushiekka sisältää kaivostoiminnan eri prosesseista syntyneitä jätteitä, kuten liuotusprosessin jäämiä (jätehappoa), sekä louhitun maa-aineksen sivukiveä, joka voi sisältää muita haitallisia raskasmetalleja (Pohjolainen, 2017). Uraania sisältävien malmien kaivannaisteollisuudessa erityishaasteen luo radioaktiivisuus: uraanin radioaktiivisen hajoamissarjan tytärnuklideista, joita ovat mm. radium-226, radon-222, polonium-210 sekä torium-230, suuri osa jää uraanin talteenottoprosessissa rikastushiekkaan tehden siitä vaarallisen säteilylähteen (Brennan et al., 2014).

Rikastushiekan sekä kaivoksen jätevesien käsittelyyn on monia tapoja, joista eräs yleisimmistä on kemiallinen saostus, jossa jakeen pH-taso nostetaan happamasta neutraalille tasolle (Dinis et al., 2021). Saostunut materiaali loppusijoitetaan suuriin rikastushiekka-altaisiin, jotka kaivostoiminnan päättyessä eri maiden lainsäädännön mukaan peitetään suojaavalla materiaalilla, maisemoidaan ja maa otetaan sopivaan uusiokäyttöön.

Kaivosteollisuuden perintö

Kaivos- ja uraaniteollisuuden päästöjä ja operointia koskeva lainsäädäntö kiristyy jatkuvasti, mutta valitettavasti epäkohtia on vielä paljon. Raportoituja tapauksia esimerkiksi radioaktiivisten hiukkasten leviämisestä pölyämisen seurauksena on esimerkiksi Etelä-Afrikassa sekä Namibiassa. (WISE Uranium Project, 2023 & Ihmig, 2023). Eräs toinen tunnettu epäkohta on vanhat Neuvostoliiton aikaiset pilaantuneet alueet, joita kutsutaan myös nimellä ”Uranium Legacy Sites”. Esimerkiksi vuonna 2009 Bishkekissa toteutetun tutkimuksen mukaan yhteensä noin miljardi tonnia kaivostoiminnasta ja radioaktiivisten malmien jalostuksesta syntynyttä jätettä on varastoitu Keski-Aasiassa rikastushiekka-alueille niin toiminnallisilla, kuin hylätyillä uraanikaivoksilla.

Puutteet kaivosteollisuuden vesien- ja jätteidenhallinnassa sekä rikastushiekka-altaiden rakenteelliset ongelmat muodostavat merkittävän riskin ympäristönpilaantumiselle. Maailmalla on 1900-luvulta lähtien raportoitu huolimattomuuden sekä luonnonolosuhteiden seurauksena syntyneistä katastrofeista, joissa radioaktiivista sekä raskasmetallipitoista jätettä on päässyt rikastushiekka-altaiden sortumisen seurauksena ympäristöön (INARIS, 2022). Näistä onnettomuuksista paikalliset ihmiset sekä luonto joutuvat maksamaan kovan hinnan vielä vuosikymmeniä myöhemmin.

Liukoinen uraani ja sen vaikutukset ihmiseen ja ympäristöön

Liukoisella uraanilla tarkoitetaan uraaniyhdisteitä, jotka liukenevat veteen. Liukoisessa muodossaan uraaniyhdisteet, kuten muutkin raskasmetallit, pääsevät helposti liikkumaan ympäristössä ja imeytymään eläviin organismeihin, mikä tekee niistä terveydelle sekä ympäristölle huomattavasti vaarallisempia, kuin liukenemattomat muodot (Keith et al, 2013). Altistuminen liukoiselle uraanille voi tapahtua esimerkiksi saastuneesta juomavedestä tai ravintoketjun kautta. Maailman terveysjärjestö on asettanut uraanin korkeimman hyväksytyn juomavesipitoisuuden raja-arvoksi 0,03 g/l. Uraanille altistuminen johtaa erityisesti munuaisten toimintahäiriöihin, mutta sen vaikutukset ja kumuloituminen elimistöön voi johtaa myös erilaisiin maksa-, hermosto-, lisääntymis- ja luuvaurioihin (Keith et al., 2013).

Liukoista uraania esiintyy erityisesti kaivosteollisuuden jätevesissä sekä uraaniesiintymillä, joista se pääsee mm. valumavesien mukana ympäröiviin vesistöihin voiden saastuttaa ekosysteemejä jopa satojen vuosien ajan (Keith et al., 2013). Jo pienet pitoisuudet voivat myrkyttää kaloja, kertyä ravintoketjuun ja aiheuttaa epämuodostumia ja lisääntymisongelmia vesieläimille. Lisäksi uraaniyhdisteiden radioaktiivisuus voi kertyä mm. munuaisiin, maksaan ja lihaksiin (IAEA, 2018).

Riskinhallinta EPSE™ Menetelmällä

EPSEn ratkaisu uraani- ja raskasmetallipitoisen veden käsittelyyn ei rajoitu vain puhtaan veden tuotantoon, vaan ottaa myös huomioon kaivosteollisuuden rikastushiekkajätteen pitkäaikaisvarastoinnin. EPSE™ Menetelmän lopputuotteena syntyvän monimetallisakan uudelleenliukenevuus on erittäin vähäistä. Tämä tarkoittaa, etteivät metallit pääse liukenemaan uudelleen pitkäaikaisvarastoinnissa tai olosuhteiden muuttuessa, minkä seurauksena sakan varastointi on turvallisempaa.

Tavoitteenamme on luoda nollariskiympäristö yhdessä partnereidemme kanssa lisäämällä vedenkäsittelyn laatua sekä kehittäen digiratkaisuja rikastushiekka-altaiden jatkuvan valvonnan takaamiseksi.

Artikkelin on kirjoittanut Anna Kivimäki.


Lähteet esiintymisjärjestyksessä: 

World Nuclear Association, 2023. World uranium mining production. World Nuclear Association. Available at: https://world‑nuclear.org/information‑library/nuclear‑fuel‑cycle/mining‑of‑uranium/world‑uranium‑mining‑production (Accessed 25 June 2025).

Goehring & Rozencwajg, 2023. The Uranium Bull: Defying Trends and Redefining Energy Markets, 14 September. Goring & Rozencwajg blog. Available at: https://blog.gorozen.com/blog/uranium-bull-market (Accessed: 26 June 2025).

London School of Economics Grantham Research Institute, 2019. The role of nuclear power in the energy mix to reduce greenhouse gas emissions. [Online] Available at: https://www.lse.ac.uk/granthaminstitute/explainers/role-nuclear-power-energy-mix-reducing-greenhouse-gas-emissions/ (Accessed: 26 June 2025).

Committee on Uranium Mining in Virginia; Committee on Earth Resources; National Research Council, 2011. Uranium Mining in Virginia: Scientific, technical, environmental, human health and safety, and regulatory aspects of uranium mining and processing in Virginia. Washington, DC: National Academies Press. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK201050/ (Accessed: 24 June 2025).

Nuclear Energy Agency (NEA) & International Atomic Energy Agency (IAEA), 2025. Uranium 2024: Resources, Production and Demand. 30th edn. OECD Publishing, Paris, p. 11. Available at: https://www.oecd-nea.org/jcms/pl_103179/uranium-2024-resources-production-and-demand?details=true (Accessed 24 June 2025).

International Atomic Energy Agency (IAEA), 2000. Methods of exploitation of different types of uranium deposits. Available at: https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/te_1174_prn.pdf (Accessed 24 June 2025).

Orano, 2018. Mining: recipe for yellowcake. Unpacking Nuclear. Available at: https://www.orano.group/en/unpacking-nuclear/mining-recipe-for-yellowcake (Accessed 25 June 2025).

Pohjolainen, E., 2017. Perustietoa uraanista. Espoo: Geologian tutkimuskeskus. Available at: https://www.geologia.fi/wp-content/uploads/2019/12/Perustietoa_uraanista.pdf (Accessed 25 June 2025).

Brennan, F., Genevois, R., Rijn, J., & Masurat, V., 2014. Modelling of decay chain transport in groundwater from uranium tailings. Journal of Contaminant Hydrology, 164, pp.‑ pp. (check volume details). Published online 14 August 2014. Available at: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0307904X09003709 (Accessed 25 June 2025).

Dinis, M. d. L., & Fiúza, A., 2021. Mitigation of Uranium Mining Impacts—A Review on Groundwater Remediation Technologies. Geosciences11(6), 250. https://doi.org/10.3390/geosciences11060250

WISE Uranium Project, 2023. Issues at Operating Uranium Mines and Mills – South Africa. Updated 28 June 2023. Available at: https://www.wise-uranium.org/umopza.html (Accessed 25 June 2025).

Ihmig, B., 2023. The reaching impact of uranium in Namibia. TEA Labs. Published 17 January 2023. Available at: https://tea-labs.com/industries/uranium/uranium-and-its-impact-on-namibia/ (Accessed 25 June 2025).

Assessment of national experts, 2009. Regional Conference “Uranium Tailings: Local Problems, Regional Consequences, Global Solution”, Bishkek, 21–24 April 2009. (Accessed 23 June 2025)

INERIS, 2022. Mine tailings dam failures: review and assessment of the phenomenon. INERIS-204910-2727405. Available at: https://www.ineris.fr/sites/ineris.fr/files/contribution/Documents/Ineris-204910-2727405-mine%20tailings%20dam%20failures.pdf (Accessed 25 June 2025).

Keith, S., Faroon, O., Roney, N. et al., 2013. Toxicological Profile for Uranium. Atlanta (GA): Agency for Toxic Substances and Disease Registry (US). Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK158801/ (Accessed: 25 June 2025).

World Health Organization, 2022. Guidelines for drinking‑water quality: fourth edition incorporating the first and second addenda. Geneva: WHO. Fact sheet: Uranium. Provisional guideline value 30 μg/L. Available at: https://iris.who.int/bitstream/handle/10665/75365/WHO_SDE_WSH_03.04_118_eng.pdf?sequence=1&isAllowed=y  (Accessed: 26 June 2025).