Erfarenheter från undersökningar av Uppsalas konstgjorda infiltration Vallskog infiltrationsbassänger Philip McCleaf, Uppsala Vatten 23 oktober 2018 Nationella Dricksvattenkonferensen
NOM och vattenförsörjning i Uppsalaåsen 100 l/s Vallskog Vallskog infiltration infiltration Storvad grundvattentäkt 150 l/s 15 mg/l TOC 15 mg/l TOC Tunåsen infiltration Galgbacken grundvattentäkt och reserv VV Gränby VV Stadsträdgården grundvattentäkt Bolandsstornet Stadsskogstornet Bäcklösa VV Sunnersta grundvattentäkt 4 mg/l TOC 6 mg/l TOC 4 mg/l TOC 2 mg/l TOC 1,5-2 mg/l TOC Ekoln I drift över 50 år och idag infiltreras 6 milj. m 3 /år Under de senaste 25 åren har ca 3 700 ton DOC tillförts åsen (150 ton/år), varav 90 % i Vallskog och Tunåsen. 2100 planeras infiltration av 28 milj. m 3 /år eller 75 % av dricksvattenförbrukningen
Målsättning - utökning av Uppsalas konstgjorda infiltration
Huvudfrågor - vattenmängd och vattenkvalitét Nya infiltrationsvatten källor Mälaren eller Dalälven med olika vattenkvalitet. DOC Medelflöde ( m 3 /s) Fyrisån 15,4 1,5 Tämnaren 21 5,2 Ekoln- Mälaren 13,7 - Dalälven 8,1 360 4,0 mg/l O 2 oxiderbarhet (COD Mn ) ungefär 4,3 mg/l TOC hos användaren -tjänligt med anmärkning SLVFS 2001:31 Påverkar färg, lukt, smak, tillväxt i ledningsnät, klororganiska föreningar vid klordesinfektion, försämra drift av andra behandlingsprocesser
Analysområde LM90 Tunåsen infiltration Sonic I Uppskattning av utspädningsförhållanden och uppehållstider Tunåsen-Galgbacken Data från dec -14 till jun-16 Sonic IV N Tunåsen B Galgbacken brunnsfält Sonic V Fördeln, Tunåsen, UV876 LM90, Sonic I, n, Sonic IV, n, Sonic V, UV736 UV769b UV772b B, UV754 n,uv773b Avstånd, horisontellt (m) 30 0 220 875 1880 2025 Andel naturligt bildat grundvatten (%) 10-15 0-5 5-10 0-5 10-15 15-20 Uppehållstid, medel (d) 5 2 35 80 230 240 Strömn hast grundvatten, medel (m/d) 10 6,3 10,9 8,2 8,4 Galgbacken ink, UV580 Källa: Funktionsanalys Uppsalaåsen slutrapport 2017-12-12, Grundvattengruppen och Uppsala Vatten
Tidsserier från fortsatt O 18 isotop provtagning Tunåsen infiltrationsvatten Tunåsen infilttration 220 m Sonic IV 875 m B Galgbacken brunnsfält 2025 m nedströms Galgbaken brunnsfält Naturlig grundvatten
Andel av, i Tunåsen, infiltrerat vatten varierar vid Galgbackens brunnsfält %O 18 ref x %O 18 infiltvatten = O 18 provpunkt Andel infilterat Infiltrerad mängd Tidsinterval vatten (%) medeldygn (m 3 /d) dec-14 till mar-16 83 15338 jul-16 till jun-17 70 16158 jul-17 till jun-18 89 15605 aug-15 till jun-18 80 15700 Tunåsen infiltrationsvatten Galgbacken brunnsfält Referens obs-rör uppströms infiltration
DOC avskiljning DOC Tunåsen infiltrationsvatten DOC avskilning Infiltrerad mängd Tunåsen- Galgbacken tidsintervall Galgbacken (%) medeldygn (m 3 /d) jul-15 till jun-16 51% 15338 jul-16 till jun-17 43% 16158 jul-17 till jun-18 55% 15605 jul-15 till okt-18 49% 15700 DOC blandat vatten 80/20 DOC Galgbacken brunnsfält 7 månader
Avskiljning av DOC och husmussubstanser Parameter Tunåsen infiltration 80/20 mix infiltration och grundvatten Galgbacken brunnsfält Skillnad (%) (80/20 mix- Galgbacken) DOC (mg/l) 15,6 12,9 6,4-50% UV abs. 254 nm(cm) 0,51 0,37 0,15-60% SUVA (l/ mg-m) 3,2 2,9 2,3-20% SUVA (L mg-1 m-1) 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 Galgbacken brunnfält Tunåsen infiltration Figur 7-38. Jämförelse mellan SUVA-värden från fällda vatten i utvalda vattenverk i Sverige och längs Tunåsen (från UV736, UV754 till UV580, se figur 5-35 för punkternas lokalisering). Källa: Funktionsanalys Uppsalaåsen slutrapport 2017-12-12, Grundvattengruppen och Uppsala Vatten
DOC karakterisering Vattenprov vid 5-6 st. punkter Bägarförsök med FeCl3 ph 6,3 för prov tagit juli-15 och jan-18. LC-OCD analys för prov tagit juli-15, jan-18, och resultat från bägarförsök jan- 18. (LC-OCD - Liquid Chromatography Organic Carbon Detection) DOC Tunåsen infiltrationsvatten DOC blandat vatten 80/20 DOC Galgbacken brunnsfält
Karaktär av organiskt kol med kemiskfällning och i Åsen Liquid Chromatography Organic Carbon Detection LC-OCD analys approximate molecular weights (g/mol): DOC >>20.000 300-500 <350 <350 HOC CDOC BIO- Humic Building LMW LMW SUVA polymers DON N/C % Proteins Subst. DON N/C Aromaticity Mol-Weight Blocks Neutrals Acids Dissolved Hydrophobic Hydrophilic (Norg) in BIOpol.* (HS) (Norg) (SUVA-HS) (Mn) ppb-c ppb-c ppb-c ppb-c ppb-n µg/µg % BIOpol. ppb-c ppb-n µg/µg L/(mg*m) g/mol ppb-c ppb-c ppb-c L/(mg*m) % DOC % DOC % DOC % DOC -- -- -- % DOC -- -- -- -- % DOC % DOC % DOC -- Infiltrationsvatten Fyrisån intag ytvatten 24077 1193 22884 855 n.q. -- -- 18237 n.q. -- 4,54 748 2836 957 nq 3,87 100 mg FeCl 3 /l ph 6,3 5066 143 4924 180 n.q. -- -- 2154 n.q. -- 2,41 459 1626 882 82 1,72 Skillnad 79% 88% 78% 79% 88% 47% 39% 43% 8% 56% Opåverkat grundvatten - Sonic Ixb grundvatten 854 101 753 nq n.q. -- -- 493 n.q. -- 1,18 439 165 94 nq 2,00 100 mg FeCl 3 /l ph 6,3 672 73 600 2 n.q. -- -- 170 n.q. -- 0,86 432 225 202 nq Skillnad 21% 28% 20% 66% 27% 2% -36% -115% Galgbackens brunnsvatten - UV580 grundvatten 5561 148 5413 3 n.q. -- -- 4168 n.q. -- 3,13 658 870 352 20 2,33 100 mg FeCl 3 /l ph 6,3 2052 196 1856 7 n.q. -- -- 538 n.q. -- 2,94 433 751 476 84 0,81 Skillnad 63% -32% 66% 87% 6% 34% 14% -35% 65% Beräknad blandning 80/20 Infiltrationsvatten och grundvatten 80/20 grundvatten 19432 975 18458 684 n.q. 14688 n.q. 3,87 686 2302 784 3,50 Galgbacken grundvatten 5561 148 5413 3 n.q. -- -- 4168 n.q. -- 3,13 658 870 352 20 2,33 Skillnad 71% 85% 71% 99% 72% 19% 4% 62% 55% 33% LMW = low-molecular weight n.q. = not quantifiable (< 1ppb calculated) n.m. = not measured "Biopolymers" = Polysaccharides, Proteins, Aminosugars "Building Blocks" = breakdown products of humics "Neutrals" include mono-oligosaccharides, alcohols, aldehydes, ketones "Acids" = Summaric value for monoprotic organic acids < 350 Da Baserad på data från Fördjupad funktionsanalys av Uppsalaåsen, Avskiljning av organiskt material (NOM) vid konstgjord infiltration och kemisk fällning, Examensarbete 30 hp SLU och UU, Juni 2018, Olov Stenberg
Åsen avskiljer DOC men inte lika bra som fällning 6,4 1,7 Fån Fördjupad funktionsanalys av Uppsalaåsen, Avskiljning av organiskt material (NOM) vid konstgjord infiltration och kemisk fällning, Examensarbete 30 hp SLU och UU, Juni 2018, Olov Stenberg 12
Slutsats -Uppskattning av Åsens beteende för alternativa infiltrationsvattenkällor och högre belastning. 100% infiltrationsvatten vid Galgbacken Infiltrations vatten DOC (mg/l) Fyrisån 15,4 7,7 Ekoln- Mälaren 13,7 6,4 Dalälven 8,1 4,1 Flera frågor att utreda i framtiden Galgbacken brunnsfällt uttag DOC (mg/l) THM potential Smak och lukt potential Mikrobiologisk stabilitet i ledningsnätet Fortsatt provtagning för isotop, kemi, och organiskt kol
Tack! Emma Lindbjer och Eric Beal, Uppsala Vatten Stephan Köhler, Professor vid Institutionen för vatten och miljö, SLU, Uppsala P.O. Johansson, Artesia Grundvattenkonsultant AB Dan Berggren Kleja, Professor at the Department of Soil and Environment; SLU Uppsala Angelica Hummel Duncan McConnachie, Team Manager, GIS Analysis at WSP Sverige Harald Cederlund, Forskare vid Institutionen för molekylära vetenskaper, SLU Uppsala Sara Hallin, Professor vid Institutionen för skoglig mykologi och växtpatologi, SLU Uppsala SLU studenter - Valerie Hubalek (postdoc), Oskar Johansson, Tove Dahlström, Emil Vikberg Olof Stenberg examsarbetare SLU och UU