In-situ sanering av PFAS med sorbenter inom forskningsprojektet StopPFAS

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "In-situ sanering av PFAS med sorbenter inom forskningsprojektet StopPFAS"

Alexandra Sandberg
för 5 år sedan
Visningar:

In-situ sanering av PFAS med sorbenter inom forskningsprojektet StopPFAS Uppsala University: SLU: RGS Nordic: SGU: NIRAS: Fritjof Fagerlund & Georgios Niarchos

1 In-situ sanering av PFAS med sorbenter inom forskningsprojektet StopPFAS Uppsala University: SLU: RGS Nordic: SGU: NIRAS: Fritjof Fagerlund & Georgios Niarchos Lutz Ahrens, Dan Berggren Kleja, Mattias Sörengård & Erik Östlund Jonny Bergman & Anna Larsson Henning Persson & Lijana Gottby Johan Edvinsson & Marko Filipovic

2 Per- & polyfluorerade alkylsubstanser: PFAS Mer än 3000 PFAS på den globala marknaden Unika egenskaper som är användbara i många produkter Många PFAS kan vara hälsoskadliga redan vid låga koncentrationer Extremt svårnedbrytbara och bioackumulerar PFOS Hydrofob Hydrofil _ PFOA

spridda och ett hot mot många dricksvattenresurser i Sverige och världen

3 PFAS (forts.) Vanliga i bla brandsläckningsskum (Aqueous Film Forming Foam, AFFF) Vitt spridda och ett hot mot många dricksvattenresurser i Sverige och världen Extremt svåra att förstöra och därmed sanera in-situ PFAS 11 : PFBA PFPeA PFHxA PFHpA PFOA PFNA PFDA PFBS PFHxS PFOS 6:2 FTSA Foto: J-M Mayotte Photo: Regenesis

4 StopPFAS bakgrund och syfte StopPFAS: TUFFO-finansierat forskningsprojekt I dagsläget finns inga etablerade metoder för in-situ sanering av PFAS. Utveckla metoder för att effektivt fastlägga och därmed förhindra att PFAS sprids med grundvattnet. Systematiska tester av sorbenter i lab. Fältförsök på pilotskala. Utveckling av transportmodeller med PFAS sorption.

5 StopPFAS Koncept source area PFAS plume sorbent soil grain remediation zone PFAS Sorbenter tillförs en fastläggningszon för PFAS Stoppar vidare spridning av PFAS Föroreningarna samlas och koncentreras i ett mindre område Fastläggningszonen regenereras Effektivare än att sanera låga koncentrationer från stora volymer Olika alternativ, bl.a. elektroremediering kommer att utvärderas

6 StopPFAS projektstruktur Projektledning Styrgrupp (alla forskare) Rådgivare & intressenter WP1 Labförsök Test av sorbenter i reaktor- och kolonnförsök Test av tekniker för regenerering WP2 Modellering Utveckling av reaktiv-transportmodeller Simulering av fält-tillämpningar och pilotskaleförsök WP3 Fältförsök Pilotskaleförsök med aktivt-kolbarriär WP4 Praktisk guide och Disseminering Kommunikation med intressenter Dissemination, råd / handbok för tillämpning

7 WP1 labförsök - sorption av PFAS Sand Lera Torv PAC GAC PlumeStop Systematiska tester i kontrollerade labförsök PFAS av olika typ och längd Olika sorbenter Olika jordar, och egenskaper (ph, jonstyrka, lerhalt mm) Fokus på svenska förhållanden bild: Mattias Sörengård

8 Test av 50 sorbenter och 20 PFAS Preliminära resultat visar goda resultat för aktivt-kol-material Korta PFAS kan dock fortfarande vara svåra att sorbera ,1 K d (L/kg) PFOS-adsorption (K d ) Erik Östlund, Mattias Sörengård & Lutz Ahrens, SLU PAC filtrasorb GAC Rembind GAC filtrasorb PAC Bentonit Nanocore PGN MgCl2 Biochar Moringa seed Pulverized Carbon kol Avloppsslam rag Avloppsslam econova MesakalkLime mud Fiber waste OPOA WFM AOD-SLASS Filtrasorb Biochar FeCl2 Zugol, pine bark Vermiculite Sorbulite FeCl3 biochar Zeolite powder EAF SLASS Slag Bentonite MX80 Chitosan Clay Biochar Bentonite Asha GFH Bentonit IBECO Sand Polonite Rubber Particulate Diabas Bentonite Zeolite ABS SLAG Peat Barkmull Asphalt Hydrotalcite carbonat Biochar MnO Granite fines

9 PlumeStop Liquid Activated Carbon Tänkt att användas i pilotskaleförsöket Suspension av 1 2 µm partiklar Dispersiva polymerer gör den mobil i markens porer Fäster på markpartiklar, skapar stor reaktiv yta och sorberar föroreningar Bild: Regenesis

10 Perlimnär sorption med PlumeStop Plume Stop K d PFCA PFCA PFSA PFTS Carbon chain length Average Plume Stop immobilization K d /K d,ref PFCA PFSA PFTS FASA Perfluorocarbon chain length Soil K d PFCA PFSA PFTS Carbon chain length Resultat: Mattias Sörengård, Lutz Ahrens PlumeStop ökar sorptionen av medellånga PFCA (C5 C10) jämfört jord utan PlumeStop För kortare och längre PFCA ses ingen ökning av sorptionen Fungerar bättre med högre andel lera i jorden Vidare undersökning av hur detta ska optimeras

(25 o C) PFOS & PFOA påverkas förhållandevis mycket (30% och 31% skillnad) 100% 80% 60% 40% 20% 0% C sorberad /C total vid jämvikt Soil 5 ⁰C

11 Sorptionens temperaturberoende Hur påverkar temperaturen i grundvattnet sorptionen? Skakförsök för PFAS sorption vid 5 och 25 o C Jord från fältplats, jord + 4% GAC, enbart GAC Resultat: Större sorption vid högre temp. (25 o C) PFOS & PFOA påverkas förhållandevis mycket (30% och 31% skillnad) 100% 80% 60% 40% 20% 0% C sorberad /C total vid jämvikt Soil 5 ⁰C Soil 25 ⁰C Korta PFCA uppvisar förhållandevis stort temperaturberoende Troligtvis olika sorptionsmekanismer beroende på kolkedjans längd Temperaturberoendet tydligare då kemisk sorption dominerar Georgios Niarchos GAC

nu valt CVA Arboga för vidare studier Föroreningssituation, geologi, grundvattenströmning mm

12 WP3 Fältförsök Två fältplatser Hasslum (Skövde) och CVA Arboga är knutna till projektet En lämplig plats för ett fältförsök på pilotskala ska identifieras inom någondera område Vi har nu valt CVA Arboga för vidare studier Föroreningssituation, geologi, grundvattenströmning mm måste noggrant karakteriseras inför fältförsöket Hasslum Arboga Photo: F Fagerlund Photo: F Fagerlund

Söder om området finns en brandövningsplats som har tillhört den Centrala Flygverkstaden Arboga (CVA) => PFAS förorening från

13 MTU vid CVA Arboga, avseende PFAS Centrala Flygverkstaden Arboga (CVA) var en tidigare verkstad vid Arboga flygplats för nytillverkning och reparation av flygplan i Flygvapnets regi. Söder om området finns en brandövningsplats som har tillhört den Centrala Flygverkstaden Arboga (CVA) => PFAS förorening från övningar med brandskum Området tillhörde Försvarets Fabriksverk (FFV) SGU är huvudman för att utreda och åtgärda området för statens räkning Konsultbolaget NIRAS utför undersökningar av föroreningssituationen

14 bäck Översikt CVA Arboga bild: NIRAS foto: F Fagerlund foto: F Fagerlund

gränsvärden) PFOS Mark 1 (jord), μg/kg TS Grundvatten 1

15 PFOS i jord Höga halter av PFOS i jord Även andra PFAS förekommer 2 källzoner med föroreningar bild: NIRAS Preliminära riktvärden (och gränsvärden) PFOS Mark 1 (jord), μg/kg TS Grundvatten 1 Inlandsytvatten, ng/l bild: NIRAS KM MKM ng/l medel 2 max ,

16 Plym av PFAS bild: NIRAS bild: NIRAS PFOS i grundvatten Höga konc. av PFAS i grundvattnet Inte bara höga PFOS-halter även höga PFHxA, PFOA, PFHxS PFAS-plym sprider sig norrut Olika ämnes- signatur i de två källområdena Koncentrationer av 11 PFAS Ämne Enhet B1 B2 B3 B4 B5 B6 B8 B11 B16 PFBA ng/l 74 9,8 2,8 8, ,85 PFPeA ng/l , , <0,6 PFHxA ng/l , ,68 PFHpA ng/l 110 5,5 1, , ,45 PFOA ng/l ,9 PFNA ng/l 1,3 0,69 <0,6 <0,6 3,4 <0,6 <0,6 <0,6 <0,6 PFBS ng/l ,8 9, <0,1 PFHxS ng/l ,9 PFOS ng/l , ,5 6:2 FTS ng/l 0,93 <0,3 <0,3 <0,3 0,46 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 PFOSA ng/l 0,31 <0,3 <0,3 <0,3 0,92 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 Summa PFAS -11 ng/l < 45 ng/l Under gränsvärdet för PFOS ng/l 1-10 ggr över riktvärdet för PFOS ng/l gånger över riktvärdet för PFOS >4500 ng/l >100 gånger över riktvärdet för PFOS

Baserat på lodning av nivåer i grundvattenrören har en

17 Grundvattenströmning Grundvattenströmningen är avgörande för spridningen & fältförsökets utformning Baserat på lodning av nivåer i grundvattenrören har en (ungefärlig) nivåkarta tagits fram bild: NIRAS foto: F Fagerlund

18 Vidare undersökningar & lokalisering av pilottest barriär Nuvarande plan är att en barriär av sorbenter placeras runt provtagningsrör B2. => kontrollerad utvärdering av barriärens förmåga att fastlägga PFAS och stoppa spridningen Ytterligare undersökningar i de närliggande brunnarna och ytvattnet (TOP, PFAS 26, vattenkemi) Kontinuerliga mätningar av grundvattennivåer Slugtester i samtliga rör Jord från moränlagret under leran har tagits till lab

19 Preliminära resultat TOP och PFAS 26 TOP visar 37% ökning av PFAS i B1 och 10% ökning i B3 Ytvattenundersökningar visar var PFAS plymen kommer in i bäcken

Slutkommentar Genom att kombinera labstudier, fältförsök och modeller försöker StopPFASprojektet utveckla metoder för att stoppa spridning och sanera PFAS in-situ Komplexitet, diversitet och

20 Slutkommentar Genom att kombinera labstudier, fältförsök och modeller försöker StopPFASprojektet utveckla metoder för att stoppa spridning och sanera PFAS in-situ Komplexitet, diversitet och persistens hos den stora grupp av föroreningar som utgör PFAS innebär en särskild utmaning för PFAS in-situ lösningar Tack så mycket från oss! & Tack TUFFO! Photo: Lorenzo Gambaro/Shutterstock The StopPFAS project receives funding from: Tuffo A research and innovation program on contaminated sites managed by the Swedish Geotechnical Institute (SGI).

Relevanta dokument

Undersökningsmetodik av PFAS förorenade områden Betydelsen av PFAS unika kemiska egenskaper och spridningsförutsättningar

Undersökningsmetodik av PFAS förorenade områden Betydelsen av PFAS unika kemiska egenskaper och spridningsförutsättningar F 3C F 3C F 3C F 3C F 3C CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 Sara Holmström Fil. Dr Miljöanalytisk