| 1. |
|
|
| 2. |
|
|
| 3. |
- 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.
|
|
| 4. |
- 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.
|
|
| 5. |
|
|
| 6. |
- Eveborn, David, et al.
(författare)
-
XANES Speciation of P in Environmental Samples : An Assessment of Filter Media for on-Site Wastewater Treatment
- 2009
-
Ingår i: Environmental Science and Technology. - Washington, DC : American Chemical Society (ACS). - 0013-936X .- 1520-5851. ; 43:17, s. 6515-6521
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- X-ray absorption near edge structure (XANES) spectroscopyis a useful technique for characterization of chemical speciesof phosphorus in complex environmental samples. To developand evaluate bed filters as sustainable on-site wastewater treatment solutions, our objective in this study was to determine the chemical forms of accumulated phosphorus in a selectionof promising filter materials: Filtralite P, Filtra P, Polonite, Absol, blast furnace slag, and wollastonite. Full-scale operational wastewater-treatment systems were sampled and in addition, filter samples collected from laboratory studies provided access to additional media and complementary samples.Phosphorus species were characterized using phosphorus K-edge XANES spectroscopy, complemented by X-ray powder diffraction (XRPD) and attenuated total reflectance Fouriertransform infrared spectroscopy (ATR-FTIR). No systematic differences could be seen in the results between laboratory and full-scale samples. All six filter media contained significant amounts of crystalline calcium phosphates. Some samples also contained amorphous calcium phosphate (>60 % of totalP in Absol). In Filtralite P and blast furnace slag, more than 35 % of the accumulated phosphorus was associated with Fe or Al. Both the power and shortcomings of XANES analysis for characterizing P species in these filter media are discussed.
|
|
| 7. |
- Gustafsson, Jon Petter
(författare)
-
Arsenate adsorption to soils : Modelling the competition from humic substances
- 2006
-
Ingår i: Geoderma. - : Elsevier BV. - 0016-7061 .- 1872-6259. ; 136:02-jan, s. 320-330
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- There is currently no agreement to what extent humic substances may compete with arsenate and other anions for oxide adsorption sites in soils, and how to model this interaction. In this study, batch experiments were made in which the competition between fulvic acid and arsenate was studied in a spodic Bs horizon. Additional experiments were performed in which the pH and concentration dependence of arsenate adsorption was studied in four soils. The results showed that fulvic acid decreased the adsorption of AsO4, probably because of competition effects. The K-d value of AsO4 adsorption to the four studied soils differed by three orders of magnitude at pH 5. The introduction of an irreversibly sorbed component RO- into the Three-Plane CD-MUSIC model, and the optimisation of RO- using the K-d of AsO4 for one sample from each data set, permitted the use of the model to predict AsO4 adsorption under different conditions. On the whole, the predictions were reasonably close to measured values, but the model failed in 3 of 4 soils at high surface coverage. A strong relationship between the optimised RO- value and the observed pyrophosphate-extractable C value supported the assumption that RO- can be considered as being an adsorbed humic functional group. The large concentrations of RO- compared to those of adsorbed PO4 and SO4 suggest that humic substances may be the most important competitors for anion adsorption sites in many soils.
|
|
| 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. |
- Gustafsson, Jon Petter, et al.
(författare)
-
Geochemical modelling of arsenic adsorption to oxide surfaces
- 2007
-
Ingår i: Arsenic in soil and groundwater environment. - : Elsevier. - 9780444518200 ; , s. 159-206
-
Bokkapitel (refereegranskat)abstract
- In natural environments, arsenic chemistry is dominated by the reactions of its two predominant soluble forms, arsenate and arsenite. To predict the fate of As in the environment, it is necessary to consider processes that act to restrict its mobility. The mobility of As is strongly influenced by adsorption reactions to particle surfaces. Arsenate and arsenite may form surface complexes with a number of different oxides, including Fe-, Al-, Mn- and Ti oxides. The focus of this chapter is on the adsorption of As(III) and As(V) to the surfaces of oxides, in particular Fe oxides. We have analysed the existing data for arsenite and arsenate adsorption to ferrihydrite and goethite. Spectroscopic results show that arsenate forms bidentate binuclear complexes under all conditions; for arsenite, evidence has been found both for a bidentate binuclear complex and for a weaker outer-sphere complex, which may be of some importance at low ionic strength. We optimized As adsorption parameters for two surface complexation models, the diffuse double-layer model (DLM) and the three-plane CD-MUSIC model (TPCD), taking into account the spectroscopic evidence. For arsenate adsorption to ferrihydrite, the new DLM constants imply stronger binding than the previous compilation by Dzombak and Morel (1990), whereas for arsenite the revised DLM constants are in reasonable agreement. The surface complexation models could not be optimized satisfactorily for data sets in which the dissolved arsenite concentration at equilibrium was larger than 10 mM; the reasons for this are discussed. Simulations of competition effects show that o-phosphate competes strongly with arsenate over the whole pH range. Silicic acid and carbonate are important competitors in the circumneutral pH range, while sulphate may have a small competitive effect at low pH. Humic substances are important competitors when a large part of the Fe oxides is covered with humic substances. By contrast, calcium promotes arsenate adsorption at alkaline pH because of surface charge effects.
|
|
| 10. |
|
|
