Brunare sjöar orsaker och utmaningar för vattenverken!



Relevanta dokument
Förändringar av vårt råvatten - orsaker, konsekvenser och behov av nya beredningsmetoder

Brunare sjöar orsaker och utmaningar för vattenverken! Stephan Köhler

Color of Water Formas Starka forskningsmiljöer, Interaktion med klimat och effekter på drickvattentäkter

SafeDrink. Detektion av hälsofarliga ämnen i dricksvatten

Per Ericsson Norrvatten

BRUNARE VATTEN. i Möckeln, Helge å och i världen. Emma Kritzberg. Enheten för Akvatisk Ekologi Biologiska institutionen

Modellering av vattenflöde och näringsämnen i ett skogsområde med hjälp av modellen S HYPE.

Test av effektivare och mer klimatanpassad reningsteknik vid Norrvatten och Stockholm Vatten

Pilotförsök med ett keramiskt mikrofilter med vatten från Mälaren

Hälsofarliga kemikalier i dricksvatten

SafeDrink - Bättre kontroll av hälsofarliga kemiska föroreningar i dricksvatten Prof. Karin Wiberg

Dricksvattenberedning med nya reningstekniker resultat från en pilotstudie

Inledning. Humusavskiljning med sandfilter. Humusavskiljning med sandfilter. -Focus på kontinuerliga kontaktfilter för bättre COD-reduktion

Kommer klimatförändringen påverka återhämtning i sjöar och vattenddrag?

Läckage av vattenlösligt organiskt material (DOM) i skogsmark - Påverkan av platsens egenskaper, klimat och surt regn.

FoU för säkert dricksvatten så detekteras kemiska hälsorisker Karin Wiberg

GenoMembran för avskiljning av NOM i svenska ytvatten. Kenneth M Persson och Alexander Keucken

Trender för vattenkvaliteten i länets vattendrag

Uthållig drift av Uppsalaåsen vad händer med naturligt organiskt material (NOM)

Löst organiskt kol i dricksvatten

Bruna vatten. Andreas Hedrén och Carl-Philip Jönsson Länsstyrelsen i Kronobergs Län

MEMBRANTEKNIK FÖR URAN OCH RADIOAKTIVT VATTEN

Granulerat aktivt kol (GAK) som kemiskt barriär

UTMANINGAR FÖR SVENSK DRICKSVATTENFÖRSÖRJNING! Johanna Ansker / Stockholm Vatten Per Ericsson / Norrvatten

Dricksvatten & dess sammansättning

Långtgående reningskrav vid återanvändning av renat avloppsvatten till dricksvatten. Barriärtänkande kring organiska substanser

Stefan Johansson Avdelningschef, Vatten & avfall Tekniska kontoret, Skellefteå kommun Måns Lundh Enhetschef VA-process Ramböll Sverige AB

1 24 April 2017 Stilmas Group

Säkert dricksvatten. ProMaqua. Presenterad av Bengt Ottefjäll.

Synergier och konflikter vid ett intensifierat skogsbruk

Erfarenheter från undersökningar av Uppsalas konstgjorda infiltration

Förslag till mastersarbeten

En låg temperatur är i de flesta fall det bästa för livet i ett vattendrag. I ett kallt vatten blir det mer syre.

Tyresåns vattenkvalitet

BIOREAKTORER NÄR NATUREN FLYTTAR IN I DRICKSVATTENBEREDNINGEN

4,3 6,4 9,5 11,9 13,3 12,8 9,2 8,9 4,8 5,8 8,3 5,2 7,5 10,0 12,4 15,0 14,9 9,8 9,1 5,2 7,5 8,1 4,6 6,6 9,9 11,8 13,4 13,4 9,3 8,1 4,8 6,3 8,4 7,1 9,2

Uppsala Ackrediteringsnummer Sektionen för geokemi och hydrologi A Ekmanhämtare Sötvatten Ja Ja. Sparkmetod Sötvatten Ja Ja

Sammanställning av mätdata, status och utveckling

Mälarens grumlighet och vattenfärg

Nationell Dricksvattenkonferens

Per Ericsson Norrvatten Tf ordförande VASK

Dnr KK18/456. Taxa för provtagning av vatten- och avloppsprover på Vattenlaboratoriet. Antagen av Kommunfullmäktige

Kritiska kontrollpunkter i dricksvattenberedningen

Mats Bergmark - Projektledare Klimatanpassa Sundsvall (80% i 2 år) - Utvecklingschef - Vatten, MittSverige vatten

Anläggning. VA Inledning Vatten. Alla bilder i denna presentation är från boken Vårt vatten, Svenskt vatten

DRICKSVATTENKVALITET hos konsument i Skagersvik, Gullspångs tätort samt Otterbäcken

Vad orsakar brunifieringen av svenska vatten detta vet vi idag Lars J. Tranvik Núria Catalan Anne Kellerman Dolly Kothawala Gesa Weyhenmeyer

Grundvattenrening

DRICKSVATTENKVALITET hos konsument i Mariestads tätort, Hasslerör, Örvallsbro, Sjötorp, Lyrestad, Böckersboda, Ullervad, Jula och Sjöängen

Krondroppsnätet. Miljöövervakning, metodutveckling och forskning. Krondroppsnätet

Måns Lundh : Dricksvatten - strategier och lösningar NYA VATTENVERK FÖR NYA UTMANINGAR

Markförsurning utveckling och status

Effekter i skog, mark och vatten. Presenterat av Filip Moldan (IVL), Martin Rappe George (SLU) och Göran Lindström (SMHI)

Bällstaåns vattenkvalitet

UV-desinfektion och återväxt vid mindre vattenverk

SafeDrink publications and activities up to Dec 2016

Läkemedel i avloppsvatten. Marinette Hagman, NSVA, Sweden Water Research och Michael Cimbritz, LTH

Luft- halter Mättes vid 21 ytor i Krondroppsnätet under 2007/08

SafeDrink publications and activities up to July 2016

Hur beter sig ett bekämpningsmedel i marken? Nick Jarvis Institution för Mark och Miljö, SLU

Erfaringer fra drikkevannsforsyning fra grunnvann i Sverige. Praksis for områdebeskyttelse og desinfeksjon.

Konsekvenser för vattenförsörjning Sverige är ett gynnat land vad gäller vattenförsörjning

AOT/AOP Avancerade OxidationsProcesser

Provtagning enligt SLVFS 2001:30

Institutionen för miljöanalys Nyköpingsån Spånga Latitud/longitud: , RAK X/Y: Län/kommun: 04 80, avrinningsområde: 3589 km2

SafeDrink publications and activities up to April 2017

Miljökvalitetsmålet: Bara naturlig försurning

Försurande effekter av skörd av stamved, grot och stubbar i Sverige

Riskbaserat beslutsstöd för säkrare dricksvatten (RiBS)

Nytt membrankoncept för humusrika ytvatten kapillär nanofiltration. Kristina Dahlberg / Processingenjör Norrvatten

Kalkning och försurning i Jönköpings län

Ultrafilter för att säkra den framtida kvaliteten på dricksvattnet i Varberg

INBJUDAN OCH PROGRAM. Program. Nationella Dricksvattenkonferensen. Malmö april 2016

Vid väg 19 Segesholmsån SE S Gaddaröd Julebodaån. Uppstr Maglehem ARV Julebodaån JU Biflöde vid Myrestad Verkaån

integrerade typområden

CLEO -Klimatförändringen och miljömålen Sammanfattning och slutsatser. John Munthe IVL


Efterbehandling & Distribution

Dricksvattenkvalitet Skåre, Hynboholm och Gravaområdet

Ätrans recipientkontroll 2012

Vägar till ett hållbart torvbruk

Laboratorier MoRe Research Örnsköldsvik AB Örnsköldsvik Ackrediteringsnummer A

Indikation på fekal påverkan på enskilda brunnar 100%

Smittspridning och mikrobiologiska risker i grundvattentäkter

9. Grundvatten av god kvalitet

Försurning. Naturliga försurningsprocesser. Antropogen försurning. Så påverkar försurningen marken. Så påverkar försurningen sjöar

Dricksvattenkvalitet Vålberg, Edsvalla och Norsbron

KEMISK FÄLLNING AV DAGVATTEN

Per Ericsson Görvälnverket

Diskussion. Nedfall och effekter av luftföroreningar Program 2007 för regional övervakning. Uppdelningen resultatrapport plus Temarapporter

Principer för miljökvalitetsnormer och undantag

Bilaga 1. Provtagningsplatsernas lägeskoordinater

Temperatur ( C) C Österlenåar - temperatur 20,0 17,0 14,0 11,0 8,0 5,0 2,0

Reduktion av organiskt material med MIEX. Sara Abrahamsson

Sammanställning av vattenfärg och organiskt kol (TOC) i Helge å och Skräbeån

Försurning. Johan Ahlström

INBJUDAN OCH PROGRAM. Svenskt Vatten. inbjuder till. Nationella Dricksvattenkonferensen. Chalmers tekniska högskola, Göteborg april 2017

Berndt Björlenius

Föroreningsspridning vid översvämningar (del 1) Ett uppdrag för klimat- och sårbarhetsutredningen Yvonne Andersson-Sköld Henrik Nyberg Gunnel Nilsson

Vad är perflouradaklylsyror (PFAA) Problem som förknippas med PFAA. Resultat från försök att ta bort PFAA med aktivtkolfiltrering versus jonbyte

Transkript:

Brunare sjöar orsaker och utmaningar för vattenverken! Stephan J. Köhler Institutionen för vatten och miljö SLU Uppsala Stephan.kohler@slu.se + 18 67 38 26 med inspel av Stefan Löfgren, Elin Lavonen, Per Ericson och Alexander Keucken, Johanna Ansker, Kristina Dahlberg, Phillip McCleaf och Kenneth Persson Effekter av ökande färg och DOC i ytvatten Direkta effekter ytvatten Ökad surhet Ökad näringshalt Ökad metallhalt Direkta effekter dricksvatten Nya processer för dricksvattenberedning krävs Ökad kemikalieanvändning Indirekta effekter ytvatten Mindre siktdjup Ändrad temperaturskiktning Förskjutning i växtplanktonsamhället Indirekta effekter dricksvatten Risk för dålig lukt och smak Risk för virus o svamp Risk för trihalometaner Ökad transport av oönskade syntetiska föreningar 1) HUMUS vad är humus, vad kommer det ifrån, hur mobiliseras och förändras humus? 2) TRENDER vilka trender ser vi idag och vad kan de beror på? 3) VATTENVERK vilka metoder används för kontrol och avskiljning av humus idag och kanske imorgon? 4) FORSKNING Utkick : pågående forskning om detta 1

Vad är humus, vad kommer det ifrån, hur mobiliseras och förändras humus? DOC (Löst organiskt kol) Stora, komplexa organiska föreningar Transportör för toxiska spårämnen surhet färg Processer i marken (sorption av humus, förändring av -biologi ) Humus Biopolymerer Nedbrytningsprodukter Sma organiska syror Thurman 1990 2

Låg avrinning: Våtmarker viktig DOCkälla Vanligtvis torv Hög avrinning: Strandzoner viktig DOC-källa Torv eller morän Mobilisering av DOC i skogs och våtmark är olika Köhler et al. 2008 JGR Biogeosciences Nederbörd mellan juni-december [mm] Torra och våta år Area = 3200 km 2 fuktiga år Area = 0.05 km 2 månad månad Köhler et al. 2008 JGR Biogeosciences 3

Bäcknära zon marken Sjöar och vattendrag ytvatten Grund vatten SJ Köhler, Institutionen för vatten och miljö Kolomsättning i akvatiska ekosystem Kolomsättning i akvatiska ekosystem CO 2 terrestert Humus nedbrytning och nybildning Fällning av terrestert Humus Blandning av terrestert och nytt (authochthonous) humus 4

Förlust av DOC, löst järn och färg Specifik absorbans ändras SUVA = UV/DOC [l mg -1 m -1 ] Vattnets ålder Köhler et al. PloS One 2013 Ökande halter av DOC i stora delar av Sverige, Kanada, Storbrittanien Abs 420 0,16 0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 Färg och DOC samvarierar inte alltid eftersom DOC källor och karaktören varierar! mätt både både DOC och färg! 0,04 1970 1980 1990 2000 År Torra år DOC kvantitet och karakter vattendrag Normalt år Fuktiga år Låg DOC Högre DOC 5

DOC kvantitet och karakter sjöar Torra år Normalt år Fuktiga år lägre DOC Mera intern C Låg SUVA högre DOC Mera Terrestert Högre SUVA Vilka trender ser vi idag och vad kan de beror på? Varför blir våra vatten bruna? Ökande färgvärden och DOC-halter i ytvatten i Europa och Nordamerika Föreslagna drivkrafter Ökad avrinning (Hongve et al 2004) Ökad temperatur (Freeman et al 2001) Klimatförändringar (Worrall et al 2003) Kvävedeposition (Pregitzer et al 2004) Ändrad markanvändning (Garnett et al 2000) CO 2 -nivåer (Freeman et al 2004) Ökad förnaproduktion (Roulet & Moore, 2006) Minskad surt nedfall (Clark et al 2010) Ändrad depositionskemi & syrakänslighet i avrinningsområdet (Monteith et al 2007) Ökat utflöde av järn (Kritzberg & Ekström, 2012) etc? Vattenfärg & DOC Tid? 6

35-års tidsserier, 28 vattendrag Stor samvariation mellan humus och Q SO 4 * Q förklarar upp till 88% och 78% av den årliga variationen i Abs_f respektive COD Mn. Temperatur och Cl hade låg förklaringsgrad. Q den viktigaste faktorn. Erlandsson et al. 2008 ph och katjoner styr humuslöslighet förändringar av ph och Al i marken spelar in (återhämtning från försurningen) Evans et al 2012 Skyllberg and Magnusson 1995 Ökande järnhalter påverkar vattenfärgen! Kritzberg & Ekström, Biogeosciences 2012 7

Trender Vädret (nederbörd och temperatur) har stor betydelse för variationen i vattenfärg och påverkar både DOC och Fe DOC-halterna har huvudsakligen minskat i markvatten i södra Sverige under perioden 1987-2008. Den förväntade ökade DOC-lösligheten kopplat till ökat ph verkar motverkas av minskad jonstyrka och Al-halter i markvattnet. Resultaten strider mot hypotesen om ökade DOC-halter i ytvatten p.g.a. återhämtningen från försurning. Men resultaten representerar främst data från inströmnings-områden med låg hydraulisk konnektivite till ytvatten. Vi framför hypotesen att de processer som skapar ökad DOC-halter i avrinningen bör sökas efter i utströmningsområden och torvmarker med hög hydraulisk konnektivitet och korta omsättningstider. Trender i halter och karaktär av DOC mera terrestert kol (+) mera järn (+) större fluktuationer (?) () förändrade omsättningstider (?) förändring av växtlighet (?) Längre vegetationsperioder (?) Enkelt att prediktera Svårt att prediktera Vilka metoder används för kontrol och avskiljning av humus idag och kanske imorgon? 8

Minskad effekt för UV-desinfektion Minskad effekt för klorbaserad desinfektion Högre halter av desinfektionsbiprodukter (DBPs) Ökande halter av humus och klimatvariationer Bildning av trihalometaner ökar med ökande DOC (THMfp = Trihalogen formation potential) THMfp = a + b*toc kan bara ibland skattas med absorbans Toxicitet J<Br<Cl är dessa joner stabila? Kväveinnehålande DOC kan leda till biprodukter Minskad effekt för UV-desinfektion Mera fluktuation i råvattenkvaliten Minskad effekt för klorbaserad desinfektion Ökad behandling Högre halter av desinfektionsbiprodukter (DBPs) Högre driftskostnader. Ökande halter av humus och klimatvariationer 9

Högre DOC kräver mera kemikalier större variationer mera arbete Fällning kan avskilja terrestert DOC men kostnaderna ökar Andelen allochthont kol passerar ofta mera biotillgänglig Minskad effekt för UV-desinfektion Mera fluktuation i råvattenkvaliten Minskad effekt för klorbaserad desinfektion Ökad behandling Högre halter av desinfektionsbiprodukter (DBPs) Högre driftskostnader. Ökande halter av humus och klimatvariationer Mera problem med oönskad smak, lukt och färg NOM-buren transport av farliga organiska spårämnen Ökad risk för biologisk tillväxt i ledningsnätet DOC karaktär och mängd kan medföra problem Andel algproducerad DOC leder till större problem med lukt och smak Mera biotillgänglig l DOC i ledningsnätet DOC kan verkar som transportör för toxiska spårämen 10

Minskad effekt för UV-desinfektion Mera fluktuation i råvattenkvaliten Minskad effekt för klorbaserad desinfektion Ökad behandling Högre halter av desinfektionsbiprodukter (DBPs) Högre driftskostnader. Ökande halter av humus och klimatvariationer Mera problem med oönskad smak, lukt och färg NOM-buren transport av farliga organiska spårämnen Ökad risk för biologisk tillväxt i ledningsnätet Adsorption till aktiva kolfilter Adsorption till membranytor Minskad barriäreffekt Ökad bakspolning Minskat skydd mot föroreningar (t.ex. olja och diesel) Högre driftskostnader. DOC sorbera på aktivt kol Barriereffekten mot kemiska föreningar så som diesel eller andra oönskade ämnen fungerar inte längre Aktivt kol förvandlas till en biofilter vattenbehandling Etablerade metoder Nya metoder Flokkulering & Sandfilter Långsamsandfilter Konstgjord infiltration Lå dfilt NF Membrantekniker Floc+UF NF Jonbyte Ozonering/Fällning 11

vattenbehandling Etablerade metoder Flokkulering & Sandfilter Långsamsandfilter Konstgjord infiltration Preferentiellt borttagning av terrestert kol Preferentiellt borttagning av färg Delvis nedbrytning av BDOC i långsamsandfilter vattenbehandling Nya metoder Membrantekniker Floc+UF NF Jonbyte Ozonering/Fällning Membrantekniker Sand Filter MF UF NF RO ED Gradient Por storlek [ m] Tryck [bar] Tryck 5-20 1-5 0.1-1 01to 0.1 2 0.002-0.01 Elektrisk Potential <0.005 <0.005 0.2 to 2 1 to 5 3 to 20 5 to 80 1 to 3 Flöde [l/m 2 /h] 2000-10000 100 1000 50-200 15-50 10-50 Användningsområden Clarification Suspended Matter, Protozoa Clarification Colloids Bacteria, Spores Clarification Large Organic Molecules, large Virus Water softening, colour, natural organic matter, micropollutant removal, Virus Desalination of seawater and brackish water Desalination of brackish water, ion removal (NO 2) 12

Membran porstorlek 100 Fe 80 ction [%] Rejec 60 40 Colour 20 Ca Mn TOC 0 0.5 1 5 10 50 Nominal membran porstorlek [ nm] Källa: Willy R. Thelin, SINTEF Erfarenheter från Norge: Nanofiltration Felaktig dimensionering Kontroll av membranintegritet, barrierverkan Membran fouling (förfiltration nödvändig) Chlorering Bypass Renings kemikalier Membraner Alkalisering Sand filter Råvatten (Valgfritt) (Optional For- Prefilter Reservoar Källa: Willy R. Thelin, SINTEF Circulationspump Drain Dricks vatten Utkick : pågående forskning om detta 13

Forskningsprojekt Källa: Svenskt Vatten publikationer U6-U9; 2010-2011 Color of Water Formas Starka forskningsmiljöer, 2010-2015 Interaktion med klimat och effekter på drickvattentäkter Uppsala universitet, Linköping universitet, SLU, Stockholm vatten MODELLERING OCH PROGNOSER FJÄRRANALYS SJÖPROCESSER OCH KOLCYKELN http://www.geo.uu.se/cow/ RENING AV DRICKSVATTEN CoW (modellering och prognos) Ledesma et al. 2012 14

CoW (humuskaraktär) Lavonen et al. (in prep.) CoW (humuskaraktär) Lavonen et al. (in prep.) Genomembrane Lund universitet SLU Pentair Norrvatten, Vivab AB, Sydvatten, Linköping 15

SLU Agneta Oskarsson, Johan Lundqvist, Åsa Ohlsson Andersson SafeDrink Lutz Ahrens, Stephan Köhler, Karin Wiberg, Rikard Åslund Tröger Integrerad kemisk och toxikologisk Uppsala Univ metodik för detektion av Björn Hellman, Lena Norgren hälsofarliga kemiska ämnen i Mittuniveristetet dricksvatten Erika Wall Livsmedelesverket 2013-2017 Heidi Pekar, Caroline Dirks, Anders Glynn Uppsala Vatten Philip McLeaf NIVA, Uppsala universitet, Oslo universitet, SLU Domaqua WP1 Drivariabler av DOC halter i ytvatten I nutida och framtida klimat WP2 DOM kvalitet, karakter, reaktivitet and behandlingsbarhet WP3 Anpassning av vattenverk till klimatförändringar Pågående arbeten Testa andra beredningstekniker (MIEX, NF) kostnader, tillämpning för nordiska vatten Online sensorer färgtrender räcker inte, mäta TOC, CODMn, DBP (Br,I) Klimatförändringar humus, us, temperatur, flöden, förändrade öä dade vegetationsperioder och typer. Utmaningar i ledningsnätet ny material, tillväxt, -biologiska risker co-transport av spårämnen (antropogen påverkan) bekämpningsmedel, perflourerade ämnen,pesticider Konstgjord infiltration, hur länge? Intresserad? stephan.kohler@slu.se 16