IVL Swedish Environmental Research Institute

Högfluorerade ämnen (PFAS) utgör en stor grupp syntetiska kemikalier som har tillverkats sedan 1950-talet för en mängd olika användningsområden i industriella processer och konsumentprodukter. Användningen av PFAS har dock ifrågasatts av forskare och myndigheter sedan början av 2000-talet då ett flertal av dessa ämnen har visats vara persistenta (ej nedbrytbara), bioackumulerande (anrikas i organismer) och toxiska (giftiga) i miljön. Ett av de mest uppmärksammade föroreningsproblemen med PFAS är den historiska användningen av filmbildande brandsläckningsskum (AFFF) som har lett till lokalt förhöjda halter av perfluoroktansulfonat (PFOS) i miljön runt brandövningsplatser. I denna rapport presenteras resultaten från projektet Re-PATH II som syftade till att studera spridningen av PFAS i mark, yt och grundvatten kring brandövningsplatsen på Stockholm Arlanda Airport (Arlanda flygplats). Fältundersökningar och provtagning har utförts i flera omgångar mellan september och november 2015. Jord, yt- och grundvattenprover analyserades för 13 PFAS och karakteriserades med avseende på organisk kol, mineralsammansättning, pH och konduktivitet. Tolkning av data utfördes med hjälp av multivariata statistiska metoder och en mekanistisk transportmodell.

Detektionsfrekvensen av PFAS varierade mellan de olika provmatriserna, var i undersökningsområdet provet togs och de olika ämnenas kemiska struktur. PFAS-ämnen med upp till åtta perfluorerade kolatomer detekterades i stort sett i alla jord- och vattenprover medan de PFAS-ämnen med fler än åtta perfluorerade kolatomer endast återfanns i proverna nära källan.

Halterna av samtliga PFAS uppvisade en exponentiellt minskande trend med ökande avstånd till källan vid brandövningsplatsen. En principalkomponentanalys visade signifikanta skillnader i kompositionen av olika PFAS i jord respektive vattenprover samt att dessa förändrades längs med provtagningsgradienten. Dessa trender i sammansättningen av olika PFAS kunde i sin tur förklaras av experimentellt bestämda fördelningskoefficienter från parade jord- och grundvattenprover. I överenstämmelse med tidigare studier observerades ett starkt positivt samband mellan Kd och antalet perfluorerade kolatomer (fluor bundet till kol). Simulerade och uppmätta koncentrationer av PFOS i grundvatten uppvisade relativt god överensstämmelse då platsspecifik inputdata användes. Transportmodellen underskattade dock halterna i grundvatten nära källtermen vilket indikerar att en linjär sorptionsmodell inte kan beskriva de komplexa interaktionerna mellan PFAS och jordmatrisen vid höga koncentrationer och förekomst av andra organiska föroreningar från brandövningsplatser.

Med ledning av resultatet från denna studie bedöms grundvattnet inte vara en källa för långväga transport av PFOS och andra PFAS-ämnen med reservation för transport via sprickor i berggrunden som inte undersöktes här. Den främsta transportvägen av PFAS från brandövningsplatsen är istället via ytligt grundvatten, grunda dräneringsdiken eller lokala fördjupningar i terrängen. Baserat på dessa slutsatser skulle uppsamling och rening av dessa ytliga vattenflöden kunna utgöra en rimlig åtgärdsstrategi för att minska belastningen av PFAS till Mälaren.

Högfluorerade ämnen (PFAS) utgör en stor grupp syntetiska kemikalier som har tillverkats sedan 1950-talet för en mängd olika användningsområden i industriella processer och konsumentprodukter. Användningen av PFAS har dock ifrågasatts av forskare och myndigheter sedan början av 2000-talet då ett flertal av dessa ämnen har visats vara persistenta (ej nedbrytbara), bioackumulerande (anrikas i organismer) och toxiska (giftiga) i miljön. Ett av de mest uppmärksammade föroreningsproblemen med PFAS är den historiska användningen av filmbildande brandsläckningsskum (AFFF) som har lett till lokalt förhöjda halter av perfluoroktansulfonat (PFOS) i miljön runt brandövningsplatser. I denna rapport presenteras resultaten från projektet Re-PATH II som syftade till att studera spridningen av PFAS i mark, yt och grundvatten kring brandövningsplatsen på Stockholm Arlanda Airport (Arlanda flygplats). Fältundersökningar och provtagning har utförts i flera omgångar mellan september och november 2015. Jord, yt- och grundvattenprover analyserades för 13 PFAS och karakteriserades med avseende på organisk kol, mineralsammansättning, pH och konduktivitet. Tolkning av data utfördes med hjälp av multivariata statistiska metoder och en mekanistisk transportmodell.

Detektionsfrekvensen av PFAS varierade mellan de olika provmatriserna, var i undersökningsområdet provet togs och de olika ämnenas kemiska struktur. PFAS-ämnen med upp till åtta perfluorerade kolatomer detekterades i stort sett i alla jord- och vattenprover medan de PFAS-ämnen med fler än åtta perfluorerade kolatomer endast återfanns i proverna nära källan.

Halterna av samtliga PFAS uppvisade en exponentiellt minskande trend med ökande avstånd till källan vid brandövningsplatsen. En principalkomponentanalys visade signifikanta skillnader i kompositionen av olika PFAS i jord respektive vattenprover samt att dessa förändrades längs med provtagningsgradienten. Dessa trender i sammansättningen av olika PFAS kunde i sin tur förklaras av experimentellt bestämda fördelningskoefficienter från parade jord- och grundvattenprover. I överenstämmelse med tidigare studier observerades ett starkt positivt samband mellan Kd och antalet perfluorerade kolatomer (fluor bundet till kol). Simulerade och uppmätta koncentrationer av PFOS i grundvatten uppvisade relativt god överensstämmelse då platsspecifik inputdata användes. Transportmodellen underskattade dock halterna i grundvatten nära källtermen vilket indikerar att en linjär sorptionsmodell inte kan beskriva de komplexa interaktionerna mellan PFAS och jordmatrisen vid höga koncentrationer och förekomst av andra organiska föroreningar från brandövningsplatser.

Med ledning av resultatet från denna studie bedöms grundvattnet inte vara en källa för långväga transport av PFOS och andra PFAS-ämnen med reservation för transport via sprickor i berggrunden som inte undersöktes här. Den främsta transportvägen av PFAS från brandövningsplatsen är istället via ytligt grundvatten, grunda dräneringsdiken eller lokala fördjupningar i terrängen. Baserat på dessa slutsatser skulle uppsamling och rening av dessa ytliga vattenflöden kunna utgöra en rimlig åtgärdsstrategi för att minska belastningen av PFAS till Mälaren.

Högfluorerade ämnen (PFAS) utgör en stor grupp syntetiska kemikalier som har tillverkats sedan 1950-talet för en mängd olika användningsområden i industriella processer och konsumentprodukter. I denna rapport presenteras resultaten från projektet Re-PATH II som syftade till att studera spridningen av PFAS i mark, yt och grundvatten kring brandövningsplatsen på Stockholm Arlanda Airport (Arlanda flygplats).