| 1. |
|
|
| 2. |
- Berggren Kleja, Dan, et al.
(författare)
-
Metallers mobilitet i mark
- 2006
-
Rapport (refereegranskat)abstract
- I rapporten beskrivs nuvarande kunskapsläge när det gäller metallers uppträdande imark. Riskbedömningar för metaller i förorenad mark diskuteras.De flesta metaller binds i viss utsträckning i marken, oftast genom olika ytreaktioner med markens organiska material eller med järn- och aluminiumoxider, ochibland även genom utfällningsreaktioner. I vilken omfattning detta sker beror avfaktorer som t.ex. pH, redoxförhållanden, löst organiskt material (DOC) i markvattnet, samt förekomst av konkurrerande joner. Det är också viktigt att beaktavilka former metallerna förekommer som i markvattnet. Komplexbildning medt.ex. DOC minskar i regel toxiciteten. För att bättre ta hänsyn till markkemiskaförhållanden i riskbedömningen bör geokemiska modeller komma till ökad användning.Metaller lösta i vattnet följer med när vattnet strömmar och kan transporterastill grund- och ytvatten eller tas upp av växter. Hur snabbt detta går beror, förutomkemiska och biologiska processer, även på en rad olika jordegenskaper. Till exempel innehåller vissa jordar s.k. makroporer vilka ger upphov till preferentiellt flöde.Detta innebär att en del av metallerna snabbare kan transporteras genom marken,förbi jordpartiklar där metallerna annars skulle bindas.De olika modeller som används för att beskriva påverkan av markförorening pågrundvatten kan delas in i två grupper: stationära modeller antar att källtermen ärkonstant och tar enbart hänsyn till den utspädning som sker i grundvattnet. Exempel på sådana modeller är den svenska riktvärdesmodellen, JAGG och RBCA. I detvå senare modellerna finns möjlighet att ta hänsyn till nedbrytning av organiskaämnen. Tidsberoende modeller antar en avklingande källterm och en tidsberoendetransport i grundvattnet, exempelvis RISC och TAC-modellen. För beräkning avtransport i grundvattnet tas hänsyn till flödes- och fastläggningsmekanismer somadvektion, dispersion och linjär sorption.Med hjälp av laktester kan man uppskatta den andel av metallföroreningen somär löslig i vatten. Denna information kan sedan användas för att beräkna adsorptionsparametrar (Kd-värden, m.m.) för spridningsmodeller. Laktester kan ibland gemissvisande resultat eftersom de orsakar utspädning av provet, bl.a. blir DOCkoncentrationerna alltför låga. Dessutom bör de inte användas för sulfidjordar.Geokemiska modeller kan användas för att förbättra tolkningen av laktester för attfå till stånd realistiska uppskattningar av Kd-värden.Det finns ett antal spridningsmodeller som kan användas för att bedöma riskenför spridning till grundvatten och ytvatten. De är kraftfulla verktyg som dock ännuinte använts i någon större utsträckning i Sverige. Detta beror på flera orsaker, bl.a.de hydrogeologiska förhållandena i Sverige, behovet av anpassningen av de modeller som är allmänt tillgängliga, svårigheter att ta fram bra dataunderlag samt ensvag tradition i att använda modeller och förstå modellresultat.Ett par angelägna forsknings- och utvecklingsinsatser är att ta fram bättre uppskattningar av metalladsorption i svensk mark, och att anpassa existerande spridningsmodeller för användning i riskbedömningar.
|
|
| 3. |
- Bergkvist, Bo, et al.
(författare)
-
Pools and fluxes of carbon in three Norway spruce ecosystems along a climatic gradient in Sweden
- 2008
-
Ingår i: Biogeochemistry. - : Springer Science and Business Media LLC. - 0168-2563 .- 1573-515X. ; 89:1, s. 7-25
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- This paper presents an integrated analysis of organic carbon (C) pools in soils and vegetation, within-ecosystem fluxes and net ecosystem exchange (NEE) in three 40-year old Norway spruce stands along a north-south climatic gradient in Sweden, measured 2001-2004. A process-orientated ecosystem model (CoupModel), previously parameterised on a regional dataset, was used for the analysis. Pools of soil organic carbon (SOC) and tree growth rates were highest at the southernmost site (1.6 and 2.0-fold, respectively). Tree litter production (litterfall and root litter) was also highest in the south, with about half coming from fine roots (< 1 mm) at all sites. However, when the litter input from the forest floor vegetation was included, the difference in total litter input rate between the sites almost disappeared (190-233 g C m(-2) year(-1)). We propose that a higher N deposition and N availability in the south result in a slower turnover of soil organic matter than in the north. This effect seems to overshadow the effect of temperature. At the southern site, 19% of the total litter input to the O horizon was leached to the mineral soil as dissolved organic carbon, while at the two northern sites the corresponding figure was approx. 9%. The CoupModel accurately described general C cycling behaviour in these ecosystems, reproducing the differences between north and south. The simulated changes in SOC pools during the measurement period were small, ranging from -8 g C m(-2) year(-1) in the north to +9 g C m(-2) year(-1) in the south. In contrast, NEE and tree growth measurements at the northernmost site suggest that the soil lost about 90 g C m(-2) year(-1).
|
|
| 4. |
- Cucarella Cabañas, Victor
(författare)
-
Phosphorus recycling from wastewater to agriculture using reactive filter media
- 2007
-
Licentiatavhandling (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- This thesis focused on testing the suitability of reactive filter media used for phosphorus (P) removal from wastewater as fertilizers, thus recycling P to agriculture. The work compared the P sorption capacity of several materials in order to assess their suitability as a source of P for plants. The selected materials (Filtra P, Polonite and wollastonite) were saturated with P and used as soil amendments in a pot experiment. The amendments tended to improve the yield of barley and ryegrass compared with no P addition. The amendments also increased soil pH, P availability and cation exchange capacity in the studied soils. The substrates studied here can be of particular interest for acid soils. Of the materials studied, Polonite appears to be the most suitable substrate for the recycling of P from wastewater to agriculture
|
|
| 5. |
- Elert, Mark, et al.
(författare)
-
Föroreningsspridning : Tillämpning och utvärdering av metoder Huvudrapport
- 2008
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- isken för att föroreningar sprids från förorenade områden och påverkar grundvatten och ytvatten i omgivningen är i många efterbehandlingsprojekt styrande för vilka åtgärder som krävs. Föroreningar som lämnas kvar kan, om de mobiliseras, utgöra ett framtida hot mot omgivningen. Bra metoder för att bedöma risken för mobilisering och spridning av föroreningar är därför nödvändiga. Detta projekt har haft som syfte att testa och utvärdera olika metoder för bedömning av lakning och föroreningsspridning genom att applicera dem på två förorenade områden, ett f.d. gjuteri och ytbehandling i Töllstorp, Gnosjö kommun och en f.d. impregneringsanläggning i Grimstorp, Nässjö kommun. Ett flertal olika metoder har använts, experimentella metoder, enkla modeller (riktvärdesmodeller) samt mer komplicerade modeller (geokemiska modeller och transportmodeller). Syftet har varit att utvärdera metodernas användbarhet i praktiska situationer med tonvikt på att bedöma metodernas komplexitet, databehov, samt förmåga att ge resultat med tillräcklig säkerhet och noggrannhet. I projektet har en omfattande jämförelse gjorts mellan olika typer av fältdata och laboratoriedata från de studerade områdena. Detta har gett möjlighet att testa antaganden och modeller som ofta används vid riskbedömningar av förorenade områden och har därmed gett inblick i hur ändamålsenliga dessa är. De lysimeterförsök som utförts gav möjlighet till att jämföra halter i markvatten med halter som erhålls i lakvätskan vid lakförsök. Generellt sett var överensstämmelsen god för oorganiska ämnen och i de flesta fall överskattar lakförsöken halterna i markvatten. Utvärdering av tester på organiska föroreningar visar att skaktester riskerar att kraftigt överskatta lakbarheten av tyngre PAH-föreningar, men kan fungera väl för de lätta. Perkolationstester med återcirkulation bedöms ge en betydligt bättre uppskattning av lakbarheten. Olika typer av utvärderingsmodeller har testats och har i många fall gett samstämmiga resultat, men i andra fall visat på alternativa tolkningar, vilket visar på vikten av att använda flera olika metoder för utvärdering och tolkning av resultat. Multivariat statistisk analys har visat sig vara ett effektivt instrument för att finna mönster i data och samband mellan parametrar. Metoden kan vara ett värdefullt verktyg för att utvärdera stora datamängder, såsom ofta är fallet i efterbehandlingsprojekt, men har än så länge dålig prediktiv förmåga. För att stärka tilliten till laktester och även för att prediktera effekten av framtida förändringar inom ett förorenat markområde krävs en förståelse för de processer som påverkar ämnenas lakning och fastläggning i marken. Olika kemiska modeller kan rätt kalibrerade förutsäga hur stor utlakningen blir om förhållandena ändras. Den spridningsmodell som används för framtagning av riktvärden i mark med hjälp av platsspecifika data har visat sig ge rimliga uppskattningar av halterna i markens porvatten, men riskerar att överskatta halterna i grundvatten. En spridningsmodell som bygger på advektion-dispersion av lösta ämnen kan med data från laboratorieundersökningarna ge en god uppskattning av spridningen av kadmium, nickel och zink, men tenderar att underskatta spridningen av koppar och bly. Vi tolkar det som att beskrivningen av spridningen med löst organiskt material och små partiklar måste förbättras i dessa modeller. Projektet har utmynnat i ett stort dataunderlag som även fortsättningsvis kan komma till användning för fördjupade studier. Vi vill dock betona att data insamlats endast från två förorenade områden och att vissa av de slutsatser som kan dras från materialet inte nödvändigtvis är allmänt tillämpliga.
|
|
| 6. |
|
|
| 7. |
- Elgh-Dalgren, Kristin, 1980-
(författare)
-
Remediation of materials with mixed contaminants : treatability, technology and final disposal
- 2009
-
Doktorsavhandling (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Contaminated soils are a large issue worldwide and much effort has been made to find efficient remediation methods. At many contaminated sites, mixtures of different contaminants with different properties are present, which may lead to additional problems, and thus additional costs, during the remediation process. This thesis presents the results from soil remediation of two mixed contaminated soils, containing explosives and heavy metals and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) and arsenic, respectively. The results demonstrate that bioremediation may be an efficient method for moderate explosives concentration, but that too high contaminant concentrations may prevent the biodegradation, measured by both chemical and ecotoxicological analyses. If the contaminant concentration is very high, soil washing with alkaline pH (~12, NaOH) may be a good alternative, which was observed to remove both explosives and heavy metals. For a PAH and arsenic contaminated soil, little degradation of organics was observed during the bioremediation. However, the arsenic present was re-distributed in the soil, which could potentially lead to increased availability and thus increased risk for contaminant spreading. Soil washing at alkaline pH (~12-13; Ca(OH)2) with a combination of a biodegradable non-ionic surfactant and a biodegradable chelating agent, executed at high temperature (50°C), reached treatment goals for both arsenic and PAH after 10 min treatment. Measurement of ecotoxicity using Microtox® demonstrated that remaining surfactant in the soil may lead to increased toxicity despite lower contaminant concentrations. Soil is a basically non-renewable resource and thus re-cycling of remediated soil ought to be commonly occurring. Yet, the re-cycling of remediated masses has so far been limited in Sweden, mainly because of the risk of spreading of pollutant remains. However, a recent proposition from the Swedish EPA opens for re-cycling, even though the thresholds are very conservative. Risk assessment of the remediated soil includes the utilization of leaching tests to estimate the risk of spreading of remaining pollutants. A comparison of the leaching from four remediated soils using three different leaching solutions reveals that leaching of both heavy metals and PAH occurs. In addition, differences between different legislations were observed, which could imply that the same soil could be re-cycled in one country (the Netherlands) but not another (Sweden).
|
|
| 8. |
- Gustafsson, Jon Petter, et al.
(författare)
-
Binding of iron(III) to organic soils : EXAFS spectroscopy and chemical equilibrium modeling
- 2007
-
Ingår i: Environmental Science and Technology. - : American Chemical Society (ACS). - 0013-936X .- 1520-5851. ; 41:4, s. 1232-1237
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- The complexation of iron(III) to soil organic matter is important for the binding of trace metals in natural environments because of competition effects. In this study, we used extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) spectroscopy to characterize the binding mode for iron(III) in two soil samples from organic mor layers, one of which was also treated with iron(III). In most cases the EXAFS spectra had three significant contributions, inner-core Fe-O/N interactions at about 2.02(2) A, Fe-C interactions in the second scattering shell at 3.00(4) A, and a mean Fe-Fe distance at 3.37(3) A. One untreated sample showed features typical for iron (hydr)oxides; however, after treatment of iron(III) the EXAFS spectrum was dominated by organically complexed iron. The presence of a Fe-Fe distance in all samples showed that the major part of the organically complexed iron was hydrolyzed, most likely in a mixture of complexes with an inner core of (O5Fe)(2)O and (O5Fe)(3)O. These results were used to constrain a model for metal-humic complexation, the Stockholm Humic Model (SHM). The model was able to describe iron(III) binding very well at low pH considering only one dimeric iron(III)-humic complex. The competition effect on trace metals was also well described.
|
|
| 9. |
|
|
| 10. |
- Gustafsson, Jon Petter, et al.
(författare)
-
Modeller för spridning av metaller från mark till vatten
- 2007
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Att förstå och kvantifiera metallers spridning i mark och grundvatten är en central del av riskbedömningen för förorenad mark. För att göra detta krävs kunskap om hur stor utlakningen av den aktuella metallen är från föroreningskällan samt hur den lokala hydrologin, geologin och geokemin påverkar spridningen till en näraliggande recipient genom bl.a. utspädning och fördröjning. Olika typer av spridningsmodeller kan användas beroende på föroreningens typ, förorenat media (mark, grundvatten, ytvatten, sediment), hydrogeologiska förhållanden samt inte minst beroende på vilken typ av frågor som man vill besvara. De allra enklaste spridningsmodeller som används idag för förorenade områden (t.ex. för beräkning av riktvärden för mark) tar inte hänsyn till någon bindning till den fasta fasen - sorption - i marken och därmed ingen fördröjning under grundvattentransporten. Istället uppskattas endast den utspädning som sker när förorenat vatten blandas upp med annat grundvatten. Nästa typ av modeller, som i framtiden bör föredras framför de enklaste modellerna, använder sig av advektionsdispersionsekvationen med antagande om linjär sorption (Kd-värden). Dessamodeller kan beräkna halter och utsläpp som funktion av tid och rum. Två näraliggande områden där utvecklingen av spridningsmodeller kommit relativt långt, och där det finns erfarenheter av intresse att hämta i samband med riskbedömning av förorenad mark, är säkerhetsanalyser av kärnavfallsförvar i berg, samt simulering av pesticidutlakning från åkermark. Fördelningskoefficienten mellan jord och lösning, det s.k. Kd-värdet, är avcentral betydelse i riskbedömningen för att korrekt kunna förutsäga spridningen av en förorening genom markvatten- och grundvattenzonen. Man bör dock skilja denna fördelningskoefficient från den som beskriver utlakningen från en föroreningskälla grundad på totalhalten av föroreningen; denna koefficient bör kallas Ktot. Den senare kan användas för att bestämma den lösta koncentrationen för en förorening vid föroreningskällan (Cw i riktvärdesmodellen), men bör inte användas för bedömning av spridningsrisk till grund- och ytvatten. Då ”egna” Kd-värden för spridning uppskattas i samband med platsspecifika riskbedömningar, bör dessa utgå antingen från den geokemiskt aktiva mängden bestämd från en extraktion / tillgänglighetstest eller från ett sorptionstest. Utvidgade Freundlichuttryck kan, rätt använda, vara ett enkelt men ändå betydligt förbättrat redskap för att uppskatta Kd-värden för spridning av vissa metaller i ytliga jordlager. I rapporten har flera publicerade modeller byggda på utvidgade Freundlichuttryck utvärderats. Av de undersökta modellerna framgår det att Sauvés modell är den som ligger närmast till hands att rekommenderas för uppskattningar av Kd-värden i ytliga jordlager för Cd, Cu, Ni, Pb och Zn. För att använda Sauvés modell behövs uppskattningar av pH, halt organiskt kol, och av antingen koncentrationen löst metall i vattenfas eller halt fastlagd (potentiellt lakbar) metall. På sikt kan mer termodynamiskt grundande så kallade multiytmodeller vara ett intressant alternativ för många oorganiska föroreningar; dessa har dock i dagens läge alltför låg användarvänlighet. I djupare jordlager i t.ex. grundvattenzonen kan inte Sauvés modell användas. Inte heller är det lämpligt att använda t.ex. Naturvårdsverkets onservativa antaganden om Kd-värden för den generella riktvärdesmodellen, eftersom dessa endast är konservativa för ytliga jordhorisonter och riskerar att överskatta Kd-värden för grundvattenzonen. Det är angeläget med mer forskning för att belysa djupare jordlagers sorptionsegenskaper. Vid beräkningar av transport i jordar är det viktigt att ta hänsyn till att endast en del av den totala mängden jord är tillgänglig för sorption. Vid simuleringar med advektions-dispersionsmodellen kan fördröjningsfaktorn justeras för att kompensera för den begränsade sorptionskapaciteten, men även andra mer komplicerat uppbyggda modeller finns som även beräknar utbytet mellan delar av jorden med mobilt respektive immobilt vatten. En bra spridningsmodell omfattar: (i) en tidsberoende beskrivning av utlakningsförloppet från en föroreningskälla; (ii) en transportmodell som tar hänsyn till heterogeniteter och till att endast vissa delar av jorden är tillgänglig för sorption; (iii) hänsynstagande till halt löst organiskt material vilket kan forcera utlakningen för vissa metaller (t.ex. Cu, Hg), (iv) beskrivning av sorption av föroreningar med hjälp av utvidgade Freundlichuttryck.
|
|
