Browsing by Author "Liira, Martin, juhendaja"

Now showing 1 - 17 of 17

Alumiiniumi käitumine põlevkivituha leostumisel
(Tartu Ülikool, 2010) Joosu, Lauri; Kirsimäe, Kalle, juhendaja; Liira, Martin, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja tehnoloogiateaduskond; Tartu Ülikool. Geoloogia osakond
Cr(VI) pikaajaline leostumine Jordaania hüdratiseerunud põlevkivituhast
(Tartu Ülikool, 2015) Kõue, Kristjan; Kirsimäe, Kalle, juhendaja; Liira, Martin, juhendaja; Puura, Erik, juhendaja
Development of alternative binders based on oil shale fly ash
(2021-10-04) Paaver, Peeter; Kirsimäe, Kalle, juhendaja; Liira, Martin, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Eesti energeetika sektori tugisambaks on olnud pikka aega põlevkivi ja kuigi tulenevalt euroopa liidu kliimapoolitilistest eesmärkidest on Eesti riigil plaan järgnevate kümnendite jooksul põlevkivi põletamine ja hiljem ka õli tootmine lõpetada, siis igal aastal tekkivad miljonid tonnid põlevkivitööstuse jäätmed, mis hetkel paigutatakse 45 meetri kõrgusteks tuhaplatoodeks ja ei oma hetkel praktiliselt mitte mingit taaskasutust, jäävad probleemiks ka tulevikus. Koos tänase ülemaailmse kliimakriisiga kus 8% maailma CO2 heitmetest tuleneb tsemenditööstusest on selge, et need jäätmed võiksid kasutust leida viimastel aastatel maailmas popluaarsust kogunud Portland tsemendile alternatiivsete lendtuhkadel baaseeruvate sideainetena. Siiski erinevalt laialt levinud ränirikastest F-klassi tuhkadest ei ole meie kaltsiumi ja väävlirikkad keevkiht tuhad leidnud siiamaani laiemat kasutust oma nõrkade tsementeerumisomaduste ja varieeruva koostise tõttu. Käesolev doktoritöö uuris Eesti põlevkivi tööstuse keevkiht- ja õlitehaste tahkesoojuskandja tuhkade füüsikalisi, keemilisi ja tsementeeruvaid omadusi , et leida potensiaalseid taaskasutusvõimalusi Portland tsemendile madala CO2 emissiooniga materjalide näol. Töö tulemused näitavad, et kuigi töötlemata tuhk ja leelisaktiveeritud materjalid ei näita pikas perspektiivis tugevaid tsementeerumisomadusi ning käituvad pigem inertse täitematerjalina, siis jahvatamise teel mehaaniliselt aktiveeritud tuhad omavad tugevaid kaltsiumsulfoaluminaattsementidele sarnanevaid tsementeeruvaid omadusi ja saavutasid 90 päevase kuivamisperioodi järel survetugevuse kuni 60MPa ja võimaldab suurtes mahtudes betoonis portlandtsemendi asendamist. Katsekehad, milles tsement oli kuni 50% ulatuses tuhaga asendatud saavutasid 7 ja 28 päeva jooksul peaaegu sama kõrge survetugevuse kui puhtast portlandtsemendist valmistatud katsekehad
Eesti elektrijaamade tuha potentsiaal sulfoaluminaat-tsemendi tootmiseks
(Tartu Ülikool, 2018) Kiil, Eelika; Kirsimäe, Kalle, juhendaja; Liira, Martin, juhendaja; Tartu Ülikool. Geoloogia osakond; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Kuna Eesti on maailmas esikohal põlevkivi kaevandamises, kasutamises ning paraku ka põlevkivitööstuse erinevat tüüpi jäätmete tekitamises, siis peame me olema esikohal ka jäätmete taaskasutuses. Tsementide tootmine on üheks perspektiivsemaiks põlevkivituha taaskasutuse valdkonnaks. Seoses uute, keev-kihispõletamise tehnoloogiat kasutatavate põlevkivikatelde juurutamisega, on järjest vähemaks jäänud veel viimaseid aastaid töötavate tolmpõletuskatelde kõrgtemperatuurilist (<1200 °C juures klaasistunud) elektrifiltertuhka, mis on sobilik Portland-põlevkivitsemendi segude valmistamiseks. Seega on vajadus luua uut tüüpi tsemendilaadseid sideaineid ning üheks selliseks võimaluseks on sulfoaluminaat-tsementide (SAT) süntees, mille tootmiseks on võimalik kasutada erinevaid lähteaineid, sealhulgas tööstusjäätmeid, nagu põlevkivituhk. Kuna SAT tüüpi sideainete tootmiseks kulub vähem energiat ja selle CO2 heitmed on väiksemad, siis saaks selliselt vähendada ka tsemenditööstuse ökoloogilist jalajälge. Katsete läbiviimisel kasutati Auvere elektrijaama tuhka ning tulemused näitavad, et sulfoaluminaat-tsemendi sünteesiks kasutatud alumiiniumisoolad ei aidanud kaasa SAT jaoks vajaliku ettringiidi tekkele tuhas. Lisatud alumiiniumi ei õnnestunud segudes täielikult aktiveerida ning seda jäi reageerimata kujul proovidesse alles. Lisaks tuleb järeldada, et kõige intensiivsem oli ettringiidi tekkimine tuhas, mis oli aktiviseeritud ainult veega ja hoitud 100% õhuniiskuse keskkonnas. Veega küllastatud keskkond ning ennekõike leelisaktiveerimine pärssisid ettringiidi teket. Mikrostruktuuride uuringus tuvastati ettringiidi-tüüpi nõeljad kristallid ka teistes segudes, kuid need nanokristallilised moodustised ei tekitanud tsementatsiooniks vajalikku omavahel põimunud mikroskoopiliste ettringiidikristallide võrgustikku, mis oleks oodatud SAT tüüpi sideaines. Kuigi antud uuringu tulemused ei andnud positiivset tulemust, on selle alusel võimalik välja töötada edasine uurimisprogramm Eesti põlevkivituhast sulfoaluminaat-tsemendi sünteesimiseks.
Eesti glaukoniitliivakivi K-termoväetise toormena
(Tartu Ülikool, 2018) Puhke, Marcus-Heinrich; Liira, Martin, juhendaja; Kirsimäe, Kalle, juhendaja; Tartu Ülikool. Geoloogia osakond; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Käesoleva töö raames uuriti Eesti glaukoniitliivakivi sobivust K-termoväetise tootmiseks Verde Potash välja töötatud tehnoloogiaga. Verde Potash kasutab K-termoväetise tootmiseks Neoproterosoikumi vanusega glaukoniitsavi (verdete), mida kaltsineeritakse koos lubjakiviga. Kaltsineerimisel moodustavad CaO või MgO, mis reageerivad glaukoniidi mineraali silikaatse osaga ning reaktsiooni käigus tekivad stabiilsed Ca- ja Mg silikaadid, samas kui kaalium seotaks klaasifaasi ja muutub samal ajal vees lahustuvaks. Ordoviitsiumi Leetse kihistu glaukoniitliivakivi on võrreldes verdete glaukoniitsaviga sarnase K-sisalduse, kuid kõrgema Fe ja Mg sisaldusega, mis mõjuvad pärssivalt kaaliumit sisaldava kasuliku klaasifaasi tekkimisele. Seda täheldati Eesti glaukoniitliivakivi kaltsineerimisel dolomiidistunud lubjakiviga, kus klaasistumine toimus vaid osaliselt temperatuuridel 1200 °C. Samas alternatiivse Ca allikana kasutatud põlevkivituhaga algas segudes klaasitumine juba 1000 °C juures ning oli enamustes segudes täielik 1200 °C juures. Leostuskatsed näitasid, et kaaliumit leostus enim glaukoniitliivakivi ja põlevkivituha segudes, kus kõrgeim leostuvus 10:1 vedelik-tahkis suhtes saavutati glaukoniit-põlevkivituhk segudes vahekorraga 30–70, mida oli kaltsineeritud 1000 °C juures, kus mõõdeti lahustunud K-sisalduseks 1472 mg/l. Parimas glaukoniitliivakivi ja lubjakivisegus oli vastav näitaja 143,2 mg/l, segus glaukoniidi ja lubjakivi sisaldusega 50–50. Uurimustöö tulemused näitavad Eesti glaukoniitliivakivi potentrattsetsiaali K-termoväetise tootmiseks segudes põlevkivituhaga, millega toimub klaasistumine vähemalt 100–200 °C madalamal temperatuuril (1000–1200 °C) ning mille K leostumisefektiivus oli 24-tunnises katses kuni 40%. Samas kaasneb nendes segudes koos K vabanemisega ka kiire ja intensiivne sulfaatide leostumine ning samuti kroomi mobiliseerumine, mille põhjused ja võimalik käitumine vajavad täpsemalt selgitamist edasistes uuringutes.
Eesti mereala põhjasetete uraani ja molübdeeni sisaldused ning nende roll merepõhja redokstingimuste selgitamisel
(Tartu Ülikool, 2023) Lahtvee, Daniel; Liira, Martin, juhendaja; Tartu Ülikool. Geoloogia osakond; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Käesoleva bakalaureusetöö eesmärgiks oli leida Eesti merealalt kogutud põhjasetete proovidest uraani ja molübdeeni sisaldused ning tuvastada kas kahe elemendi sisaldustega on võimalik selgitada merepõhja redokstingimusi. Kogutud proovide analüüsimisel selgus, et uraani rikastuskordaja (U-EF) ei ole parameetrina merepõhja setete redoksklasside määramisel sama täpne kui molübdeeni rikastuskordaja (Mo-EF), kuna uraani rikastuskordaja on vähem tundlik muutustele keskkonna redokstingimustes. Varasemalt kogutud lahustunud hapniku tulemustega võrreldes on võimalik uraani ja molübdeeni rikastuskordajate abil tuvastada hapnikuvaeseid keskkondi ja selle abil kirjeldada ka varem esinenud redokskeskkondi.
Fosfori esinemisvormid Laanemere pohjasetetes
(Tartu Ülikool, 2022) Ausmeel, Markus; Liira, Martin, juhendaja; Suuroja, Sten; Lepland, Aivo; Tartu Ülikool. Geoloogia osakond; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Käesoleva magistritöö eesmärgiks oli välja selgitada fosfori esinemisvormid Läänemere pindmistest põhjasetetes kahes piirkonnas: Soome lahe suudmes ja Liivi lahes, ning seeläbi hinnata põhjasetete fosfori mõju Läänemere keskkonnaseisundile. Varasema ulatusliku toitainete sissekande tagajärjel on fosfor akumuleerunud merepõhja setetesse, kust see võib soodsatel tingimustel järk-järgult veesambasse tagasi vabaneda. Soome lahe suudme ning Liivi lahe põhjasetete analüüsimisel selgus, et soodsatel tingimustel mobiilseks muutuva fosfori osakaal on märkimisväärne, et mõjutada Läänemere keskkonnaseisundit veel aastakümneteks.
Fosfori fraktsioneerimine kaltsiumirikastes pinnasfiltermaterjalides
(Tartu Ülikool, 2013) Jakobsoo, Indrek; Liira, Martin, juhendaja; Tartu Ülikool. Geoloogia osakond
Geopolümeeride valmistamise võimalikkus Eesti soojuselektrijaamade põlevkivituhast
(Tartu Ülikool, 2013) Jõgi, Morten; Liira, Martin, juhendaja; Paiste, Päärn, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja tehnoloogiateaduskond; Tartu Ülikool. Geoloogia osakond
Geopolymerization of the Estonian oil shale solid heat carrier retorting waste ash: characterization of structural changes through infrared (ATR-FTIR) and nuclear magnetic resonance spectroscopic (29Si MAS-NMR) analysis
(Tartu Ülikool, 2014) Külaviir, Marian; Paiste, Päärn, juhendaja; Liira, Martin, juhendaja; Tartu Ülikool. Geoloogia osakond; Tartu Ülikool. Loodus- ja tehnoloogiateaduskond
In the current thesis, three different activator solutions alongside water were used to synthesise geopolymeric binders from black ash. It was proven that some extent of geopolymerisation takes place in every sample of activated black ash, indicating that black ash could be used to produce geopolymeric materials. Producing cement from geopolymers instead of Portland cement would be 60% energy-efficient and emit up to 80% less carbon dioxide. Producing cements from black ash would be a sustainable utilization for otherwise useless hazardous waste. In sodium disilicate (SiO2/Na2O 2,72) activated sample calcium silicate hydrate gel is formed, which is the phase connected to the strength of Portland cement. The 29Si MAS-NMR and ATR-FTIR spectra indicate that the gel contains polymeric parts in which the polymer is mainly formed of silicate middle groups (Q2) and the silicate chains are lengthening in time. These factors are responsible for the strength and further strengthening of the material. The samples of black ash activated with sodium disilicate SiO2/Na2O 1,5 show similar characteristics. However the NMR spectrum reveals that the amorphous geopolymeric phase (C–S–H gel) is accompanied by a two dimensional silicate chain structure which is also characteristic of C–S–H phase. In NaOH activated black ash samples, it was observed that it contains silicate structures with short chain lengths and also a content of undissolved amorphous phase from the source material. This indicates that NaOH solution was not sufficient in dissolving the amorphus phase present in source material and the depolymerized silicate species have not substantially polycondensed. Based on the results of this thesis the synthesis of geopolymeric products from black ash can be achieved with activator solutions containing soluble silica. Altough further research is needed to establish the optimal ratios of activator solutions the results show a proof of concept.
Kaltsiidi väljasettimise potentsiaali hindamine Eesti allikasoode allikates
(Tartu Ülikool, 2015) Paat, Raul; Liira, Martin, juhendaja; Kohv, Marko, juhendaja; Tartu Ülikool. Geoloogia osakond; Tartu Ülikool. Loodus- ja tehnoloogiateaduskond
Käesoleva bakalaureusetöö eesmärgiks oli uurida ning hinnata kaltsiidi väljasettimise potentsiaali allikaveest kolmel Natura 2000 võrgustikku kuuluval alal ning pakkuda välja võimalusi kaltsiumkarbonaadi väljasettimise suurendamiseks. Kaltsiidi väljasettimise potentsiaali hindamiseks on igal uuringualal määratud CaCO3 küllastusindeks (SI) allikavetes. Antud töö käigus võeti proove Roosna-Allikul kuivendatud sool asuvatest Kiigumõisa allikatest, Vormsil Prästvike järve läheduses asuvatest allikatest ning Saaremaal Viidumäe looduskaitsealal paiknevatest põhjavee väljavoolukohtadest. Vee proove on võetud igal aastaajal. Lisaks veeproovidele on igast uuritavast punktist võetud aprillis 2015 ka setteproov, et hinnata allikate settes oleva kaltsiumkarbonaadi sisaldust. Uurimuse peamised tulemused on: a) Kaltsiidi küllastusindeksite väärtused on väga väiksed, mille tulemusena võib väita, et uuritud veed on antud faasi suhtes pigem tasakaalus. b) Väikeste kaltsiidi küllastusindeksite juures on kaltsiumkarbonaadi väljasettimise intensiivsus antud seirealadel ebapiisav väljasettiva karbonaadi määramiseks. c) Allikalubja settimine on mõjutatud eelkõige ala looduslikest ning mikroklimaatilistest tingimustest. d) Allikalubjasoodes karbonaadi väljasettimise soodustamiseks on vajalik soode algse veerežiimi taastamine ja/või allikavee viibeaeja pikendamine antud aladel, blokeerides vee väljavoolu, ning päikesevalguse juurdepääsu suurendamine allikatele. e) Antud allikate setted sisaldavad karbonaati ning karbonaadi sisaldused vähenevad allika lehtrist/väljumiskohast kaugenedes. f) Allikatest kaltsiumkarbonaadi väljasettimise potensiaali hindamiseks on vajalik teostada täiendavaid analüüse.
Kroom(VI) stabiliseerimine saastunud pinnases põlevkivituhaga
(Tartu Ülikool, 2013) Kuslap, Katrin; Kirsimäe, Kalle, juhendaja; Liira, Martin, juhendaja; Tartu Ülikool. Geoloogia osakond; Tartu Ülikool. Loodus- ja tehnoloogiateaduskond
Liivi lahe raua-mangaani konkretsioonide keemiline ja mineraloogiline analüüs
(Tartu Ülikool, 2021) Ojap, Johanna Maria; Liira, Martin, juhendaja; Lumiste, Kaarel, juhendaja; Tartu Ülikool. Geoloogia osakond; Tartu Ülikool. Lodus- ja täppisteaduste valdkond
Käesolevas töös uuriti Liivi lahe raua-mangaani konkretsioonide mikrostruktuuri ja elementide levikut kasutades skaneerivat elektronmikroskoopi (SEM). Jälgelementide sisaldusi, jaotumist ja omavahelisi suhteid analüüsiti laser-ablatsiooni induktiivsidestatud plasma massispektromeetri (LA-ICP-MS) abil. Uurimistöö eesmärgiks on Liivi lahe raua-mangaani konkretsioonide koostise analüüsimine ning tekketingimuste ja geneesi interpreteerimine.
Soome lahe põhjasetete poorivee geokeemia ja anaeroobse metaani oksüdeerumise potentsiaali hindamine poorivee sulfaadiprofiilidest
(Tartu Ülikool, 2023) Roopõld, Krete; Liira, Martin, juhendaja; Tartu Ülikool. Geoloogia osakond; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Käesoleva bakalaureuse töö eesmärgiks oli uurida Soome lahe põhjasetete poorivee keemilist koostist lääne-ida suunalisel profiilil ning analüüsida anaeroobse metaani oksüdatsiooni toimumist Soome lahes. Uuringu tulemused näitasid esmakordselt, et Eesti merealadel, Soome lahe lääneosas, kus on orgaanilise muda akumulatsiooniala, toimub pinnalähedases settes (sügavus <10 cm) kiire sulfaadi reduktsioon, viidates metaani tootmisele ja AOM-i toimumisele põhjasetetes. Idapoolses Soome lahes pole orgaanilise muda esinemine läbilõikes piisavalt ulatuslik, et toita orgaanika lagunemist ja metaani tootmist pinnalähedases settes. Ühest uuringu jaamast leiti raua-mangaani konkretsioone. Selle jaama lahustunud raua vertikaalne profiil viitab raua sissevoolule sügavalt settest.
Soome lahe raua-mangaani konkretsioonide keemiline ja mineraloogiline koostis ning võimalikud tekkeprotsessid
(2023) Ojap, Johanna Maria; Liira, Martin, juhendaja; Lepland, Aivo, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Geoloogia osakond
Käesoleva magistritöö eesmärgiks oli analüüsida Soome lahe raua-mangaani konkretsioonide keemilist ja mineraloogilist koostist ning elementide levikut ning mõõta orgaanilise süsiniku (δ13Corg) isotoopväärtusi, mille alusel interpreteerida Kambrium-Vendi põhjaveekihi taandavate fluidide mõju raua-mangaani konkretsioonide tekkimisele. Kogutud proovide analüüsimisel selgus, et Kambrium-Vendi metaanirikka põhjavee mõju raua-mangaani konkretsioonide tekkele on tõenäoliselt marginaalne. Ilmnesid ka selged keemilised ja mineraloogilised erinevused eri morfoloogilist tüüpi raua-mangaani konkretsioonide vahel.
Teravmägede fjordide põhjasetete geokeemiline analüüs
(Tartu Ülikool, 2024) Sumin, Greete; Liira, Martin, juhendaja; Ausmeel, Markus, juhendaja; Tartu Ülikool. Geoloogia osakond; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Käesoleva bakalaureusetöö eesmärgiks oli uurida Arktikas, Teravmägede pindmiste merepõhjasetete geokeemilist koostist ning liustike sulamise mõju toiteainete ringlusele kahes fjordis: Raudfjordenis ja Kongsfjordenis ning šelfimeres. Arktikas toimuvate kliimamuutuste tõttu kiireneb liustike sulamine ning fjordid on suurenenud setete sissekande mõju all, mistõttu fosfori sisaldused ja vormid settes võivad muutuda. Fosfor on oluline toitaine merepõhja setetes. Fjordide ja šelfimere põhjasetete analüüsimisel selgus, et fosfori mobiilsetest vormidest on suurem osakaal labiilsel fosforil, mis viitab, et setted on värsked ja rauaga seotud fosfori osakaal on väike. Selgus ka, et orgaanilise süsiniku sisaldused suurenesid fjordides liustikuservast eemale liikudes, mis viitab sellele, et orgaaniline süsinik kantakse liustiku sulaveega avamere suunas.
Triigi objekti merepõhja setete kirjeldamine mineraloogiliste, keemiliste ning stabiilsete isotoopmeetoditega
(Tartu Ülikool, 2018) Arold, Kristjan; Liira, Martin, juhendaja; Tartu Ülikool. Geoloogia osakond; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Triigi objekt on Väinameres, Põhja-Saaremaa rannikust 4 km kaugusel paiknev positiivne merepõhja struktuur. Kaheksa meetri sügavusel merepinnast pudedates merelistes setetes keset siledat merepõhja paikneb 80 m läbimõõduga ümmargune alang, mille keskel on umbes 35 meetrise läbimõõduga kerge. Kerke ümber asub vagumus, mille sügavus on ca 0,2–0,3 m ja kuhje kõrgus umbes 0,4 m ümbritseva ala suhtes. Objekti on põhjalikumalt uuritud 2017. aastal seismoakustilisel pidevsondeerimise meetodil Kaarel Lumiste poolt, kes pakkus, et Triigi objekti puhul on tegemist merepõhja liit-gaasilehtriga e. liit-rõugearmiga (pockmark). Lisaks meenutab Triigi objekt morfoloogiliselt mudavulkaani. Antud bakalaureusetöö eesmärk oli uurida Saaremaa põhjaranniku lähedal asuva nn. „Triigi objekti“ ja sellega piirnevate setete mineraloogilist ja keemilist koostist ning stabiilseid isotoope, selgitamaks võimalikke objekti tekkemehhanisme. Tulemustest kajastus, et Triigi objekti merelise kuni 0,5 m pinnasetted on mineraloogiliselt, keemiliselt ja stabiilsete isotoopide isotoop-suhetest tulenevad iseloomulikud antud piirkonna normaalsetele meresetetele. Küll aga leidus keemiliselt Triigi objektil ilminguid terrigeensete settekomponentide sissekandest ja objekti tsentris esines ilminguid anoksilisest veekeskkonnast. Objektil esines kvantitatiivselt erinevate keemiliste ja mineraloogiliste settekomponentide piirkondlik tsonaalsus, mis viitab mingisugusel ajahetkel toimunud settetingimuste muutumisele. Keemilise ja stabiilsete isotoopide analüüsi tulemusi interpreteerides leiti, et Triigi objektil esinev orgaaniline süsinik ning objektil kõrgenenud koguses akumuleerunud FeO3, Zn, Pb, Cr on peamiselt merevetikalist päritolu. Kuna saadud tulemused kajastasid Väinamere piirkonnale tüüpilisi meresetteid, ei ole alust arvata, et Triigi objekti puhul võiks tegu olla mudavulkaani või gaasilehtriga. Triigi objekti puhul võib tegu olla antropogeenset päritolu merepõhja struktuuriga, nt. militaarset päritolu plahvatuse tagajärjega.