IVL Svenska Miljöinstitutet

Dagens reningsverk står inför flera utmaningar såsom ökad belastning, skärpta reningskrav, ett förändrat klimat, krav på ökad resurseffektivitet, en mer hållbar slamhantering och minskad miljöpåverkan från verksamheten. I en strävan att nå mer hållbara lösningar för avloppsvattenrening och slamhantering har IVL Svenska Miljöinstitutet och Syvab haft ett långsiktigt forskningssamarbete. Under 2020 och 2021 har olika aktiviteter inom områdena klimat- och miljöpåverkan, slamhantering och processoptimering genomförts. Några av de aktiviteter som redovisas i denna rapport är fortfarande under genomförande och fortsätter även under 2022.  

Några resultat från 2020/21 års arbete är följande: 

- En simulering av framtida Himmerfjärdsverket 2030 med olika realistiska inflöden där infiltration och snabb avrinning varierats visar att mängden tillskottsvatten i inflödet påverkar reningsverkets miljöpåverkan. Framför allt en förändrad infiltration som ger ett minskat inflöde resulterar i en kraftig minskning av övergödningspotentialen, förbrukning av fossila resurser, klimatpåverkan, försurningspotential och förbrukningen av materialresurser.

- Lutsgasmätningarna i den nya rejektvattenbehandlingen indikerade att 0,3 % av inkommande totalkväve emitterades som lustgas vilket är en total årlig lustgasemission från processen på ca 330 kg N2O/år eller 117,5 ton koldioxidekvivalenter årligen. Dessa emissioner är mycket lägre jämfört med mätningar i den tidigare deammonifikationsprocessen. Vid periodvisa problem i demonprocessen uppgår lustgasemissionerna dock till samma storleksordning som från den tidigare deammonifikationsprocessen.

- Emissionsmätningar i huvudlinjen visade en genomsnittlig N2O-emissionsfaktor på ca 0,42 % (N2O-N/NH4-N-belastning). Vid en delvis hämning av nitrifikationen under mätperioden v41 kunde högre utsläpp av lustgas (1 % N2O-N/NH4-N-belastning) observeras. Vid en mer stabil nitrifikation minskar även lustgasemissioner igen till en emissionsfaktor på <0,4 %.

- Mätningar för att kvantifiera växthusgasemissioner gjordes även i MBR-pilotanläggningen och ett medelvärde för lustgasemissionsfaktorn på ca 0,36 % N2O-N/NH4-N-belastning med ett högsta värde på 1,33 % beräknades. Även om det på grund av saknande data för luftflödet till membrantanken inte går att dra några slutsatser än så tyder dessa initiala mätningar ändå på högre lustgasemissioner från MBR-piloten jämfört med mätningar i IVLs MBR-pilot vid Hammarby Sjöstadsverk samt jämfört med nuvarande reningsprocess vid Himmerfjärdsverket.

- Resultaten för rening av läkemedelsrester och PFAS för de två MBR-GAK-pilotlinjerna visar en fortsatt bra reningseffektivitet även om en förväntat avtagande effekt med ökade antal behandlade bäddvolymer observerades. Ett kolbyte har fortfarande inte behövts och PFOS-reningen sker fortfarande främst i MBR-processen. Medan första pilotlinjen bekräftar principförslaget så visar den andra pilotlinjen och övergripande resultat att signifikanta resurs- och kostnadsbesparingar kan åstadkommas jämfört med konventionell design om resultaten från pilotförsöken läggs som grund för en framtida fullskaleimplementering.

- Olika åtgärder som rekommenderades i en genomförd utredning för att minska skumproblemet i piloten och för att undersöka en möjlig hantering i framtida Himmerfjärdsverket visar ett minskat skumtäcke i piloten. Ifall det beror på en minskad skumbildning eller ett effektivt avdrag av skummet kvarstår dock att utreda.

Dagens reningsverk står inför flera utmaningar såsom ökad belastning, skärpta reningskrav, ett förändrat klimat, krav på ökad resurseffektivitet, en mer hållbar slamhantering och minskad miljöpåverkan från verksamheten.

I en strävan att nå mer hållbara lösningar för avloppsvattenrening och slamhantering har IVL Svenska Miljöinstitutet och Syvab haft ett långsiktigt forskningssamarbete. Under 2022 har olika aktiviteter inom områdena resursförbrukning, miljöpåverkan, slamhantering och processoptimering genomförts. Några av de aktiviteter som redovisas i denna rapport är fortfarande under genomförande och fortsätter även under 2023.  Några resultat från 2022 års arbete är följande:

Långtidspilottester med teknikkombinationen av Syvabs framtida MBR-process och två parallella 2-stegs filter med granulerat aktivt kol (GAK) för rening av läkemedelsrester och PFAS visar en fortsatt bra reningseffektivitet även om en förväntat avtagande effekt med ökade antal behandlade bäddvolymer observerats. tt kolbyte har fortfarande inte behövts efter ca 2,5 år av drift (vid ca 70 000 behandlade bäddvolymer i de enstaka GAK-filtren). Jämfört med det befintliga principförslaget så visar pilottesterna att signifikanta resurs- och kostnadsbesparingar kan åstadkommas om resultaten från pilotförsöken läggs till grund för en framtida fullskaleimplementering.Utvärderingen av övervaknings- och styrningsmöjligheter av GAK-filtren med hjälp av UVA eller DOC indikerar att en övervakning av reningen baserat på endast dessa parameter inte kommer räcka till.

Pilottester med en kombination av pulveriserat aktivt kol (PAK) och MBR-processen visar en mycket effektiv borttagning av studerade läkemedelsrester med >80 % redan vid en PAK-dos på ca 15 mg/l. Även PFOS renas bort effektivt med en avskiljning >98 %. Jämfört med teknikkombinationen MBR-GAK kan PAK-MBR alternativet ge ytterligare resursbesparingar samtidigt som andra utmaningar som slampåverkan p.g.a. PAK-tillsats behöver beaktas.

En implementering av SIMBA#-processmodellen för MBR-piloten och utvärdering av återkommande nitrifikationshämningar i fullskaleanläggningen med hjälp av dataanalys visar potential för dessa verktyg som möjlig användning i framtiden.

The settling of sludge is one of the most crucial parameter in the operation of wastewater treatment plants (WWTP). Not only is the whole purification process affected by sludge settling both prior and after the biological treatment step but also the quality of the final effluent, the operation of further treatment units and the whole line of sludge handling. Especially, controlling sedimentation characteristics of the sludge in the post-sedimentation can be named as one of the most important parameters for WWTP operation. Here accurate measurements of sludge levels can be utilised for effective and optimal treatment control. This report provides an evaluation of an optical sludge blanket meter. This includes its performance in measuring and control of sludge levels in WWTP and the potential for better treatment control. The Cerlic CBX has been tested in both laboratory and pilot-scale and at a WWTP. The conclusion is that it can provide automatic and reliable measurements of the sludge blanket. The Cerlic CBX can be used as supplied but it also provides extensive configuration options for demanding applications. The ability to measure actual suspended solid concentrations at various depths reduces the need for compensations or interpretation as necessary when using indirect measurements. The application of the optical sludge blanket meter should therefore facilitate a better control of WWTP operation and buffer variations in incoming sewage flows and loads. It can further provide a continuous process monitoring and thus increase the robustness and reliability of the treatment process. The control of the sludge content in the biological stage, detection of operations problems such as disturbances due to storm water events etc. can be detected more easily. The report further includes other potential advantages for WWTP operation using sludge level measurement sensors like the Cerlic CBX.

Micropollutants such as pharmaceuticals, hormones and phenolic utility chemicals in sewagewater are considered to be an emerging problem because of increased use and observed adverse effects in the environment. The study provides knowledge on the removal efficiency ofmicropollutantswith a range of physical and chemical properties in three commercially available onsitewastewater treatment facilities (OWTFs), tested on influent wastewater collected from 2500 person equivalents in Bildchen, Germany. A longer hydraulic retention time would in theory be expected to have a positive effect, and this study presents results for three different OWTFs in full-scale comparable tests under natural conditions. A range of 24 different pharmaceuticals, five phenols and three hormoneswere analyzed. Flow-proportional consecutive sampling was performed in order to determine the removal efficiency.

Twenty-eight substances were detected in the effluent wastewater out of 32 substances included. Average effluent concentrations of Simvastatin, Estrone, Estradiol and Ethinylestradiolwere above the indicative critical-effect concentration of pharmacological effect on fish in all facilities. Average effluent concentrations of both Diclofenac and Estradiol were higher than the Environmental Quality Standards applied in Sweden (190–240 times and 9–35 times respectively). The removal efficiency of micropollutantswas high for substanceswith high logKow,whichenhance the adsorption and removal with sludge. Low removal was observed for substances with low logKow and acidic characteristics, and for substances with stabilizing elements of the chemical structure.

Facilities that use activated sludge processes removed hormones more efficiently than facilities using trickling filter treatment technique. Moreover, longer hydraulic retention time increased the removal of pharmaceuticals, hormones, turbidity and total nitrogen. Removal of Caffeine, Ibuprofen, Estrone, Naproxen and Estradiol,was strongly correlated to the sludge and particles removal. Thus, the efficiency of the tested OWTFs could be improved by adjusting the technical methods and increasing the hydraulic retention time.

Hormone regulated processes govern the larval development and reproduction in aquatic vertebrates. The involvement of pollutants in these processes needs to be examined in the evaluation of consequences of their release into the aquatic environment. Prognosis models may be used as a pre-screening step to predict such properties. This work describes the development of models to predict the properties involved in estrogenic hormone activity, i.e. induction (in absolute and relative figures) and binding affinity to the human estrogen receptor Models were developed using molecular hologram descriptors, i.e. derived only from the chemical structure of substances. Statistical molecular design (SMD) was used to select substances for experimental testing of receptor induction. Substances were then divided in a set for model construction and a validation set. Models were calculated for a large number of systematically varied hologram configurations to find those with the best data based on the predictive ability (Q2-value). The models with the best predictive ability were those based on holograms that considered chirality in the chemical structure. No other systematic effect of hologram length and fragment length was observed. The best models for each biological response were then further refined by a pruning procedure that resulted in exclusion of descriptors that did not contribute positively to the model. The three estrogenic responses were predicted within a factor 10 (root mean square error of prediction 0.7 - 1.0), which should be sufficient for the pre-screening purpose. A broad applicability characterises the three models, only the structural formula of a new substance is needed to be able to perform the prediction.

The development of models to predict important environmental properties is easily recognised in the light of the great number of existing chemicals that still need to be characterised. To meet the needs for testing new chemicals such models may also be useful. Here new quantitative structure-activity relationship (QSAR) models are presented to predict acute and subacute aquatic toxicity to a green alga (Pseudokirschneriella subcapitata), a crustacea (Daphnia magna), two fish species (Lepomis macrochirus, Leuciscus idus) and a bacterial bioluminescence inhibition test (Microtox3). The toxicity is predicted from more than 1400 molecular descriptors using the multivariate statistical method partial least squares (PLS) regression. The models are based on descriptors calculated from the chemical structure only and can be applied to substances that have not yet been isolated or synthesised. QSAR models were obtained for which the standard prediction errors in logarithmic units correspond to the following concentration factors: Microtox 15 min bioluminescence inhibition EC50 - a factor 3.4; green alga 96 h growth rate inhibition EC50 - a factor 2.8; Daphnia magna 48 h immobilisation EC50 - a factor 2.3; Lepomis macrochirus 96 h toxicity LC50 - a factor 2.4; Leuciscus idus 96 h toxicity LC50 - a factor 3.5 In addition to development of prognosis models, the aim of this project was to develop methodology to obtain more reliable QSAR model predictions of toxicity

En utvärdering har gjorts avseende Vänerns vattenvårdsförbunds miljöövervaknings-program av miljögifter i fisk. De ämnen som regelbundet har mätts i abborre sedan 1996 är As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn, Hg, PCB samt DDT vid fyra lokaler (Torsö, Millesvik, Åsunda samt Köpmannebro) samt Hg i gädda vid en lokal. Dessutom har punktinsatser gjorts avseende vissa andra ämnen såsom dioxiner, pesticider samt vattendirektivets prioriterade ämnen. Trender har analyserats och visar på ökande halter av Hg, Zn och Cu i abborre vid 1-2 stationer, samt minskande halter av PCB, Ni, och DDT i abborre vid 1-2 stationer. I jämförelse med andra svenska lokaler uppvisar Vänern likartade eller lägre koncentrationer av Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn samt DDT och något högre halter av As samt PCB. Halterna av PCB ligger långt under det uppsatta gränsvärdet, medan Hg och dioxiner ligger i närheten av eller strax över gränsvärdet. Vattendirektivets prioriterade ämnen i vänerfisk ligger i allmänhet under detektionsgränsen, eller under nivåer som kan betraktas som säkra för konsumtion. En analys har även gjorts avseende möjligheten att detektera trender förutsatt förändringar i programmet. Rekommendationer för framtida övervakning presenteras också.

Denna rapport är skriven på uppdrag av den offentliga utredningen ”Giftfri och cirkulär återföring av fosfor från avloppsslam, M 2018:08”. Syftet med studien har varit att undersöka miljöpåverkan samt kostnadsaspekter för två hypotetiska, men möjliga framtida, teknik-kedjor för fosforutvinning och hantering av kommunalt rötat avloppsslam.

An assessment of the occurrence of stormwater related pollutants in effluents and sludge from municipal wastewater treatment plants (WWTPs) has been performed in order to assess how stormwater may affect the occurrence of various chemicals in sludge and effluent from WWTPs. Results from the Swedish EPA monitoring programme of sludge and effluent as well as results of chemical analyses of alkyl phenols, major phthalates, PAHs and metals in sediment sampled downstream of selected plants were analysed with multivariate methods to determine if any co-variation exist between share of stormwater inflow, for which additional water was used as an approximation, and measured concentrations of contaminants. Time trends at the different sites were observed but no correlation with the amount of additional water was seen. It is concluded that the use of “additional water” as an approximation for stormwater is not ideal. Better estimates of the stormwater share could perhaps reveal correlations in the data.

Denna studie har syftat till att ta fram ett underlag som delvis beskriver dagvattensituationen i Borlänge. Tre typer av markanvändningsområden har studerats genom att dagvattnet från dessa ytor provtagits under knappt ett år med hjälp av flödesproportionella samlingsprovtagare. De olika områdena som undersöktes var ett bostadsområde för flerfamiljshus, en parkeringsyta samt ett delavsnitt av Riksväg 70. Resultatet från undersökningen visar att halterna som uppmättes i dagvattnet var högst vid Riksväg 70 för de allra flesta analyserade parametrarna. Halterna i dagvattnet från parkeringsytan var lägre än vägens men generellt sett något högre än de uppmätta värdena i dagvattnet från bostadsområdet. Funktionen för en dagvattendamm har också studerats. Resultatet från undersökningarna vid dammen visar sett över hela perioden att denna inte fungerat med avseende på sedimenteringsegenskaper då de partiklar som kommer in till dammen övervägande är så pass små och finfördelade att de inte sedimenterar utan håller sig svävande i vattenfasen oavsett inflödets storlek. Av de kemiska analyserna framgick också att det som kommer in till dammen också går ut i samma utsträckning. De kemiska parametrar som analyserats i studien har valts utifrån de schablonparametrar som ofta används i dagvattensammanhang för att möjliggöra en jämförelse mellan mätta och beräknade halter. Försök att spåra källor till analyserade metaller i dagvattnet, en så kallad receptormodellering, har också ingått i studien.

En digital tvilling i form av en dynamisk processmodell kan användas för flera syften under hela livscykeln av ett kommunalt eller industriellt reningsverk. Syftet med detta projekt var att (1) demonstrera möjligheter för och (2) identifiera behov och genomförbarhet med en digital tvilling hos de anläggningsägare som ingår i projektet.För att demonstrera möjligheter användes LEVA i Lysekils ombyggnadsprojekt för Långeviks reningsverk som fallstudie. Med dataunderlag från förstudien implementerades en processmodell av det framtida reningsverket i en kommersiellt tillgänglig mjukvara. Denna baseras på att den befintliga för- och efterbehandlingen behålls medan det biologiska reningssteget byggs om till en MBBR-process. Som indata till modellen (temperatur, flöde och koncentrationer på inkommande och försedimenterat vatten) beaktades de förutsättningar som angivits i det förfrågningsunderlag som LEVA tagit fram.

För att verifiera modellimplementeringen jämfördes modellresultaten med erfarenhetsbaserad kunskap om MBBR-processen. Resultaten visade att modellen i stort ger förväntade resultat vilket är viktigt för att verktyget skall få förtroende vid verklig tillämpning.Med den typ av digital tvilling som använts i projektet finns möjlighet att beskriva/modellera det inkommande avloppsvattnet med en högre detaljeringsgrad än vad som traditionellt görs vid ombyggnadsprojekt. För att demonstrera detta planerades och genomfördes en provtagningskampanj. Resultaten från denna var tyvärr inte tillförlitliga och därför användes i projektet standardvärden för inkommande vatten i projektet. Detta ökar osäkerheten i resultaten jämfört med om provtagningsresultaten hade funnits men förutsättningarna är fortfarande i enlighet med förfrågningsunderlaget.  

I projektet har det sedan visats att det är möjligt att kombinera den digitala tvillingen med LCA-data för att beräkna klimatpåverkan för olika processutföranden, styrstrategier, val av energikälla och insatsvaror. Detta presenteras som ett stöd för jämförelse av olika anbud vid upphandling även om det kräver mera förarbete av både beställare och entreprenörer. Ett exempel är att byta styrstrategi för dosering av kolkälla kan spara upp till 19 ton CO2-ekvivalenter på ett år. Den digitala tvillingen kan också användas av LEVA under hela den nya processlösningens livstid från design och upphandling till införande och justeringar av driftstrategier och slutligen som ett stöd vid kontinuerlig drift.Som påbyggnad till konventionell processmodellering demonstrerades slutligen möjligheten att köra simulering i realtid och med indata från en verklig process.

Implementeringen gjordes användarvänlig genom användning av mjukvaran Mediator som enkelt möjliggjorde sammankopplingen av signaler till/från ett styrsystem med kontaktpunkter definierade i simuleringsmjukvaran SIMBA#. Flera veckors stabil drift av systemet kunde visas. Tillämpningen anses dock för rudimentär för att kunna besvara frågor om krav på tidsupplösning, beräkningsprestanda och numerisk stabilitet. Under projektet genomfördes en behovs- och genomförbarhetsanalys genom informations- och kunskapsspridning vid ett flertal arbetsmöten och en avslutande workshop till vilken klustrets anläggningsägare bjöds in.

Svenska avloppsreningsverk tar idag emot betydande mängder tillskottsvatten genom avrinning av dagvatten och infiltration i ledningsnäten. I framtiden förväntas även nederbörden öka till följd av klimatförändringar och högre flödestoppar vid regn är väntade. Förändrad utspädning av avloppsvatten på grund av infiltration eller dagvatten kan ha stor betydelse för reningsprocessernas effektivitet.

Detta projekt har haft som uppgift att studera drift av avloppsreningsverk vid olika framtida inflödesscenarier och hur dessa scenarier påverkar reningsverkens miljöpåverkan och driftkostnader för tre svenska reningsverk.

Resultaten visar att infiltrationen har större inverkan på hur miljöpåverkan förändras till följd av ett förändrat inflöde än ökade flödestoppar. Vid minskad infiltration minskade samtliga studerade miljöpåverkanskategorier för alla tre verken, beräknat per kg kväve som avskilts i reningsprocesserna i verket. Det omvända gällde vid ökad infiltration.

Changes in dilution of wastewater to a treatment plant due to infiltration or surface runoff can have a great impact on treatment process performance. This paper presents a model-based approach in which realistic influent scenarios are generated and used as inputs to a dynamic plant-wide process model of the wastewater treatment plant. The simulated operation is subsequently evaluated using life-cycle assessment (LCA) to quantify the environmental impacts of the future influent scenarios. The results show that increased infiltration led to higher environmental impact per kg nitrogen removed. The increase in surface runoff had a minor impact.

Pharmaceutical products constitute a fundamental part of modern medicine and are in many cases crucial for health and wellbeing in our everyday life. However, the benefits from pharmaceutical come with drawbacks for the environment. These chemicals are designed to have a biological effect, which they unfortunately also might have on other living organisms than humans. They are moreover also considered to be semi-persistent due to the continuous discharge from our society. These characteristics make them problematic if they end up in the environment.

For the last ten years pharmaceutical companies on the Swedish market can choose to publish environmental information about their products on the public web-based portal www.fass.se. Prior to publication the environmental information is reviewed by an external part (IVL Swedish Environmental Research Institute). Within the context as third party reviewer, IVL also performs research to increase the knowledge of pharmaceuticals in the environment to improve the reviewing process. This report describes the Fass research study conducted in 2014 and 2015. The focus of this study was to investigate the distribution and removal of a selection of pharmaceuticals within a sewage treatment plant (STP) and their final fate in the environment. For unclear reasons residues of pharmaceuticals can be represented in higher concentration in the effluent wastewater compared to the influent, which limits correct conclusions to be drawn regarding their removal during sewage treatment.

Several studies on matrix effects and metabolism were performed to test different hypothesis that could explain the phenomena and to be able to estimate the “true” concentrations of pharmaceuticals within a STP. A mass balance was also performed to further study the pharmaceutical distribution. To assess the dispersion and fate of pharmaceuticals in the environment a farmland fertilized with sludge from the investigated STP were studied. Soil and sludge samples were analyzed as well as soil water collected by lysimeter techniques. In addition laboratory based soil sorption tests of the farmland soil exposed to pharmaceutical and sewage sludge were also performed.

The result of the study showed that analytical interferences (ion-suppression) due to competition with co-eluting matrix components during instrumental analysis was the main contributor to the observed increase in concentration of pharmaceuticals from influent to effluent wastewater, with an average ion-suppression of 49% in influent wastewater and 35% in effluent wastewater of the investigated pharmaceuticals.

Den här rapporten finns endast på engelska. Svensk sammanfattning finns i rapporten.

Denna rapport sammanfattar resultat och slutsatser från en fältstudie av dioxiner och furaner (PCDD/F) i sediment, vatten och biota i ett antal industrirecipienter och referensområden i södra Bottenhavet samt ett kustområde i norra Östersjön. Projektet har syftat till att undersöka om och hur PCDD/F och i förlängningen andra organiska miljögifter lagrade i sediment i praktiken påverkar halter av dessa ämnen i stationär kustfisk. En större ambition har varit att belysa frågan om huruvida sedimentbundna PCDD/Fs via olika processer tillgängliggörs för ekosystemet. Inledningsvis studerades recipienterna till Norrsundets bruk och Iggesunds bruk samt referensområden detaljerat. Därefter har ytterligare 7 områden tillkommit i syfte att förbättra dataunderlaget. Utanför Norrsundet, Gävle, har en unik möjlighet funnits i och med att pappersmassabruket stängdes i december 2008 och den pågående belastningen på recipienten därmed upphörde. Iggesunds-recipienten var av intresse att studera då noggranna studier av PCDD/F i sediment genomfördes där på 1980-talet. Vi konstaterar att halterna av PCDD/F varierar en hel del mellan olika lokaler. I synnerhet Norrsundet uppvisar högre halter än övriga lokaler i flertalet matriser. Ett föreslaget men ej antaget gränsvärde för miljökvalitetsnorm i fisk enligt vattendirektivet är 0,23 pg/g TEQ. Det sistnämnda värdet överskreds i Iggesund och Norrsundet. Jämförelse med resultat från tidigare studier visar på minskande halter över tid, såväl i sediment som i fisk. Djupprofiler i sediment visar på betydligt högre halter en bit ner i sedimentet som reflekterar den historiska belastningen. I fisk noteras tydligt sjunkande halter av PCDD/F över tid från Norrsundet i ett längre perspektiv. Däremot syns ingen signifikant minskning i fisk efter att Norrsundets fabrik stängdes efter 2008 utan halterna ligger alltjämt högre än övriga provtagningslokaler.Även kongenmönster skiljer sig en hel del såväl inom som mellan matriser. Med statistiska metoder (PCA) kunde en generell åtskillnad mellan kongenprofiler i sediment, bottenfauna och fisk påvisas. Däremot visar metoden inte på någon typisk "skogsindustriprofil", varken i sediment eller i övriga matriser, utan bland de undersökta kongenerna så är variationen mellan lokalerna oförklarad. Samvariationen mellan sediment, bottenfauna och fisk är störst för kongener med troligt lokalt ursprung såsom exempelvis 2378-TeCDF, medan kongener knutna till atmosfärisk deposition (t ex 23478-PeCDF och OCDD) korrelerar dåligt mellan matriser. Beträffande den kongen som bidrar mest till toxiciteten i fet fisk i Bottenhavet, 23478-PeCDF, så konstaterades att lokalt opåverkade kustområden i allmänhet har lika höga halter som industrirecipienterna. Mätningar med passiva provtagare i porvatten och ovanliggande vatten talar för att det pågår ett diffusivt flöde från sediment till bottenvatten. Ytterligare en faktor som talar för att sedimenten spelar en roll för dioxinsituationen i Norrsundet är att halterna i fisk inte sjunkit signifikant under de tre år som fabriken varit stängd. Det finns för övrigt inga belägg för att Norrsundet som fabrik släppt ut mer PCDD/F än andra massafabriker. Mer troligt är att de geomorfologiska förhållandena i recipienten förklarar skillnaden gentemot andra platser — antingen genom att mer miljögifter ackumuleras eller att sedimenten av någon anledning i högre grad påverkar faunan. Sammantaget så är det sannolikt att sedimenten bidrar till halter av PCDD/F i Bottenhavets kustnära ekosystem, men betydelsen av denna påverkan är fortfarande oklar.

The conceptual framework consists of four access points: Chemicals, Environment, Abatement and Society, representing different aspects and approaches to engaging in the issue of chemical contamination of surface waters. It widens the scope for assessment and management of chemicals in comparison to a traditional (mostly) perchemical risk assessment approaches by including abatement- and societal approaches as optional solutions. The solution-focused approach implies an identification of abatement- and policy options upfront in the risk assessment process.

The conceptual framework was designed for use in current and future chemical pollution assessments for the aquatic environment, including the specific challenges encountered in prioritising individual chemicals and mixtures, and is applicable for the development of approaches for safe chemical management in a broader sense. The four access points of the conceptual framework are interlinked by four key topics representing the main scientific challenges that need to be addressed, i.e.: identifying and prioritising hazardous chemicals at different scales; selecting relevant and efficient abatement options; providing regulatory support for chemicals management; predicting and prioritising future chemical risks. The conceptual framework aligns current challenges in the safe production and use of chemicals. The current state of knowledge and implementation of these challenges is described.

The use of the conceptual framework, and addressing the challenges, is intended to support: (1) forwarding sustainable use of chemicals, (2) identification of pollutants of priority concern for cost-effective management, (3) the selection of optimal abatement options and (4) the development and use of optimised legal and policy instruments.

Det övergripande målet med projektet har varit att ta fram en resurseffektivare och mer hållbar avloppsvattenreningsteknik där miljövinsterna som erhållits genom reningen av vattnet som släpps ut till recipienten jämförs med miljöbelastningen som uppstår vid resursförbrukningen av t.ex. energi och fällningskemikalier i reningsprocessen. Målet var även att försöka identifiera brytpunkten för något verkligt fall där miljöbelastningen till följd av resursförbrukningen blir större än miljövinsten för det renade avloppsvattnet. Målet ur en teknisk aspekt var att ta fram nyckeltal för olika tekniska alternativ till t.ex. syresättning och kemisk fällning och andra typer av reningstekniker samt att ta fram modeller och reglerstrategier för att möta behovet av en resurseffektiv avloppsvattenrening. Projektet har genomförts i programstruktur med ett antal delprojekt som angriper frågeställningen med resurseffektiv avloppsvattenrening från olika håll. Följande delprojekt har utförts inom programmet: Resurseffektiv luftning Processidentifiering genom modellering av realtidsdata för en bättre övervakning Implementering av 'soft sensors' som ett alternativ till reella mätningar Identifiering av brytpunkter Avancerad styrning av fällningsprocessen i reningsverk Arbetet har bl.a. omfattat: Studie av luftarsystem med framtagande av relevanta mått på syreöverföringskapacitet och energiförbrukning. Delrapport 03-04-02. Processidentifiering genom modellering av realtidsdata på två reningsverk. Delrapport 03-01-13. Studie av alternativ till traditionell styrning av kemikaliedosering i kommunala reningsverk. Delrapport 04-11-18. 'Soft sensors' som ett komplement till traditionella mätningar i avloppsreningsverk. Delrapport 05-08-31. Ytterligare resultat redovisades på referensgruppsmöten 2006-04-21 och 2007-03-05. Delar av ett M.Sc. examensarbete. Kalibrering av en simuleringsmodell som ska användas i delprojektet Identifiering av brytpunkter. Implementering av LivsCykel Inventerings (LCI)-modeller on-line på Henriksdal, december 2006. Simuleringar av Henriksdals reningsverk kopplade till LCI-modeller för identifiering av brytpunkter.

Due to the historical usage of aqueous film forming foams (AFFF) which contained per- and polyfluorinated alkylated substances (PFAS) at fire drills at Göteborg Landvetter Airport and Stockholm Arlanda Airport, elevated PFAS concentrations were found in surface waters and fish in the vicinity of these airports. As a result of these findings, Swedavia Swedish Airport and IVL Swedish Environmental Research Institute Ltd IVL initiated the co-financed project Risks and Effects of the dispersion of PFAS on Aquatic, Terrestrial and Human Populations in the vicinity of international airports (RE-PATH) to study the long-term consequences of the releases of PFAS from firefighting training sites.

Since the project start in 2009, about 700 samples have been collected and analysed for their PFAS content. Toxicity tests have been performed to investigate potential influence of PFAS on reproduction, immobility and hatching frequency. The sediment-water balance has been studied to elucidate whether the PFAS accumulated in sediments contributes substantially to the water concentrations. The bioaccumulation and depletion potential was studied in goldfish, zebrafish and in crayfish. Furthermore, the load of perfluorooctane sulfonate (PFOS) to Lake Mälaren was estimated and compared to releases via other sources. A mass balance model was developed to investigate the distribution and the rate of decline of PFOS-levels in the environment around Stockholm Arlanda Airport. In this final report, the results from 2009 to 2014 are summarised. More details on methods and results are given in individual reports and publications (Woldegiorgis et al., 2010, Norström et al., 2011, Norström& Viktor, 2012, Norström et al., 2013, Ahrens et al., 2015). The main conclusions from the project are: Firefighting training sites are significant point sources contributing to the environmental contamination of PFAS in Sweden. Individual firefighting training sites contribute only by a small fraction of the total load of PFAS to the Swedish environment, but can locally cause elevated concentrations of PFOS in fish and water by up to a factor of 100, in comparison to reference areas.

Den här rapporten finns endast på engelska. Svensk sammanfattning finns i rapporten.

Projektets syftet var att undersöka alternativa sätt att för reningsverk med beaktande av retentionen uppfylla avloppsdirektivets (91/271/EEG) krav. Avsikten har inte varit att visa kostnaden för enskilda verk, utan bara ge en uppskattning av den totala kostnaden. Förenklingar och schabloner har använts som i enskilda fall kan ge mycket stora fel, medan summan av kostnaden för många verk hamnar i rätt storleksordning. Målsättningen har varit att för varje tillrinningsområde i södra Sverige till havsbassängerna Östersjön, Öresund, Kattegatt och Skagerack, identifiera det mest kostnadseffektiva sättet att antingen nå kraven i direktivet enligt bilaga 1, tabell 2 för varje enskilt verk >10 000 pe eller att för hela avrinningsområdet nå 75 % reduktion beräknat på belastningen från samtliga verk (>25 pe) i området. Projektet har resulterat i uppskattade kostnader för att minska utsläppen av kväve från kommunala avloppsreningsverk i södra Sverige. Endast åtgärder vid verk med en belastning på minst 10 000 pe har beaktats. När det gäller val av insatser vid specifika verk är lokala betingelser helt avgörande, och detta är bara en grov uppskattning av de totala kostnaderna. Den enda generella synpunkt som kan ges är att det på grund av retentionen av kväve från inlandsverk är mer kostnadseffektivt att bygga ut kustverken om man vill minska belastningen på omgivande hav.

In this study different multivariate methods were used to link the content of dioxins and furans in biota to different sources. The data used in the study were mainly from already existing analysis off dioxins and furans but also some data has been generated by sampling and analysis within the project. Lack of data, especially from biological samples, limited the modelling to the set of 17 toxic congeners comprised of seven dioxins and 10 furans. Two different multivariate modelling methods were used, principal component analysis (PCA) and positive matrix factorisation (PMF) for the source apportionment. The PCA shows that herrings from the Bothnian Bay and Gulf of Finland has well defined pattern. The spread in pattern is larger for the Herrings caught in The Baltic proper and Bothnian bay. Also the age of the Herring effect the patterns, 2-year old Herring are well grouped and separated from older Herrings. When adding source samples (flue gas, combustion, background) to the PCA for biota the only well defined overlap were between biota and flue gas. The PMF model for Baltic Herring points to three significant sources. One of them is identified to be a background/combustion. One of the other sources is not fully identified but some parts of the pattern are likely flue gas. The last source can not be identified by use of data collected in this project.

Ytsediment från Stockholm, insamlade under 1997 respektive 2002, jämförs avseende före-komsten av 10 metaller, PAH och PCB. Den statistiska signifikansen av eventuella för området generella trender undersöks. Lokalerna har indelats i två grupper: sjöar (n=13) och centrala Stockholm (n=7). I sjöarna föreligger en statistiskt signifikant minskning av kvicksilver (ca 11%) och bly (ca 17%), samt en viss ökning av kobolt (ca 10%). S7-PCB förefaller ha minskat generellt i sjöarna, men minskningarna i Sicklasjön och Råcksta Träsk kan betraktas som avvikande stora. Om statistiska tester genomförs utan en eller båda av dessa lokaler kan ingen generell statistiskt signifikant minskning av PCB påvisas med en signifikansnivå på 95%. I centrala Stockholm föreligger en signifikant minskning av kadmium (ca 25%) och PCB (ca 40%). PAH uppvisar inte någon generell förändring i vare sig sjöarna eller i centrala Stockholm

Den här rapporten finns endast på engelska. Svensk sammanfattning finns i rapporten.

Multi-objective performance assessment of operational strategies at wastewater treatment plants (WWTPs) is a challenging task. The holistic perspective applied to evaluation of modern WWTPs, including not only effluent quality but also resource efficiency and recovery, global environmental impact and operational cost calls for assessment methods including both on and off-site effects. In this study, a method combining dynamic process models – including greenhouse gas (GHG), detailed energy models and operational cost – and life cycle assessment was developed.

The method was applied and calibrated to a large Swedish WWTP. In a performance assessment study, changing the operational strategy to chemically enhanced primary treatment was evaluated. The results show that the primary objectives, to enhance bio-methane production and reduce GHG emissions were reached. Bio-methane production increased by 14 percent and the global warming potential decreased by 28 percent.

However, due to increased consumption of chemicals, the operational cost increased by 87 percent and the LCA revealed that the abiotic depletion of elements and fossil resources increased by 77 and 305 percent, respectively. The results emphasize the importance of using plant-wide mechanistic models and life cycle analysis to capture both the dynamics of the plant and the potential environmental impacts.

The use of QSAR estimated data as basis for calculation of characterisation factors, and the further use of thosefactors for ranking based on ecotoxicity potential, was assessed as a feasible way to gather substance data for large datasets.However, further research and development of the guidance on how to make use of estimated data is needed to achieveimprovement of the accuracy of the results (PDF) The potential to use QSAR to populate ecotoxicity characterisation factors for simplified LCIA and chemical prioritisation. Available from: https://www.researchgate.net/publication/324503117_The_potential_to_use_QSAR_to_populate_ecotoxicity_characterisation_factors_for_simplified_LCIA_and_chemical_prioritisation [accessed Jan 29 2019].

This paper investigates the impact of chemicals regulation on substitution of chemicals by analyzing time trends in the industrial use of chemicals from 2000 to 2014 in Scan-dinavia. It is shown that the use of ten water-relevant SVHCs decreased by about 90% in the considered period in Sweden as compared to a control group of unregulated substances which decreased by only 20%. A closer inspection of the use of 23 highly used plasticizers revealed that the use of regulated phthalate plasticizers decreased while the use of non-phthalate plasticizers increased.

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.

Fosfor är ett essentiellt ämne för alla fotosyntetiserande organismer. I sjöar är det framförallt växtplankton som utgör basen för näringsväven. När tillförseln av fosfor till sjöar blir förhöjd, exempelvis genom kommunala och industriella avlopp eller näringsämnesläckage från jordbruksmark, ökar produktionen av växtplankton, ett fenomen benämnt övergödning. Övergödning av sjöar började i slutet av 1960-talet uppmärksammas som ett tilltagande miljöproblem och olika samhälleliga åtgärder vidtogs för att reducera tillförseln av fosfor, exempelvis genom att introducera fosforfällning vid de kommunala avloppsreningsverken.

Åtgärderna har i många, men inte alla, fall varit effektiva. Ett skäl till att vissa sjöar fortsatt att uppvisa hög näringsrikedom, trots att den externa tillförseln av fosfor till sjön via tillrinnande vattendrag och direkta punktutsläpp reducerats, är så kallad internbelastning. Normalt sett sker en betydande fastläggning av fosfor i sjöars bottensediment i biologiskt otillgängliga former, men under vissa förhållanden blir denna process mindre effektiv och biotillgänglig fosfor fortsätter år efter år att cirkulera mellan vatten och sediment och stimulerar därmed algproduktionen. Under senare år har samhälleliga åtgärder mot denna internbelastning alltmer kommit att diskuteras och på sina håll har även konkreta åtgärder genomförts. 

Med livscykelanalyser (LCA) kan effektiviteten i miljöskyddsåtgärder utvärderas utifrån deras sammanvägda miljöpåverkan med hänsyn tagen inte bara till deras positiva verkan på miljön utan även deras potentiellt negativa miljöpåverkan. I den här rapporten har olika åtgärder mot internbelastning av fosfor i sjöar utvärderats och hur dessa åtgärder bidrar till klimatpåverkan.

Rapporten har finansierats med stöd av EU:s LIFE-program, inom ramen för LIFE IP Rich Waters

Projektet initierades eftersom ett flertal kommunala avloppsreningsverk belastade med bryggeriavlopp upplevt olika typer av driftproblem. Typiska problem har varit: Igensättning av biobäddar. Slamsvällning med utsläpp av suspenderat material som följd. Luktproblem och problem med svavelvätebildning. Höga utsläpp av fosfor och BOD Följande möjligheter har diskuterats och bearbetats inom projektet. Minimera och jämna ut den organiska belastningen från bryggeriet. Anaerob behandling av BOD-rika avloppsströmmar från bryggerierna. Balansen mellan närsalter och organiska ämnen. Olika typer av förfällning samt flotation som primärbehandling för att minska belastningen till efterföljande biosteg. För- respektive nackdelar med separat avloppsvattenledning från bryggeriet. Membranfiltrering som ett alternativ till uppkoncentrering av bryggeriavlopp. Screening av eventuella toxiska ämnen i bryggeriavloppet som kan störa driften av ett kommunalt avloppsreningsverk. Nya aspekter för att förändra driften av biobäddar

In an increasingly complex and interdependent world, it has become increasingly difficult and costly to identify and protect systems, communities or organizations against all possible threats. Resilience approaches, however, provide capacities or abilities to respond to hazards and threats beyond existing scenarios and associated response plans, as well as learn from these disturbances and improve performance.

Thus, resilience approaches provides increased capabilities for strengthening beyond traditional risk, crisis and business continuity approaches. However, there are inherent challenges of contextualizing resilience indicators for specific uses for specific critical infrastructures while also designing a comprehensive and multidimensional approach as well as for comparison across various infrastructures. Based upon the development and application of an indicator-based decision-support system for resilience in a Horizon 2020 project, we describe and analyse how we addressed such challenges, providing opportunities for improving resilience for drinking water supply and distribution in Sweden.

The findings show the value of a modular approach, iterative indicator design processes with relevant stakeholders, the necessity to attend to their organizational processes, to the regulatory context as well as to the assignments, evaluation criteria and cognitive regimes among various target audiences. The approach is a useful methodology to achieve policy objectives for critical infrastructures from a systemic perspective, such as identifying and evaluating resilience, development of measures to increase resilience and the development of performance metric as well as facilitating information-sharing and training.

Resiliens (motståndskraft) för en infrastruktur är förmågan att förstå risker, förutse, förbereda sig och anpassa sig till för¬ändrade förhållanden och att motstå, reagera på och återhämta sig snabbt från störningar. Projektet har genomförts i flera steg:

• Identifierat befintliga indikatorer som är lämpliga för att bedöma resiliensen i kritiska infrastrukturer.
• Utvecklat en ny avancerad resiliensbedömningsmetod och ett interaktivt verktyg för att använda detta.
• Tillämpat metodiken och verktygen i åtta kritiska infrastrukturer runt om i Europa.
Resiliensen mäts i olika dimensioner: skalskydd, IT, organisation, samhälleligt och kunskapsmässigt. Verktyget går att anpassa till olika kritiska infrastrukturer och till olika användningar och förutsättningar. Rapporten beskriver hur detta verktyg kan ge ett värdefullt bidrag till existerande metoder för riskanalys, krishantering och kontinuitetsplanering inom dricksvattenproduktionen.

This deliverable reports on the activities conducted as part of Task 5.2.The objective is to a) contributeto improving resilience to releases of contaminated water in the Göteborg case study and b) to identifysocial and organizational enablers for the development and effective use of technologies fordigitalization of water management. For this purpose, we used tools developed for identifying, visualizingand evaluating/acting upon data addressing resilience in critical infrastructures, defined and quantifiedthrough indicators.The framework for the deliverable is based upon a) a previous H2020 project regarding the design,implementation and added value from using the tools as well as b) findings from the SCOREwaterdeliverable D5.1 regarding issues of stakeholder engagement, user involvement and implementation/evaluation (focusing on the two former).

Through an iterative design process, we created a baseline witha scenario with regard to resilience against the release of insufficiently purified water from a worksitein the West link construction project in Göteborg. Based upon the baseline we created a business casefor what we wanted to measure and improve through the tools. We created two checklists for measuringand acting upon data on resilience addressing the business case. Finally, we identified a few bestpractices for stakeholder engagement as well as examples of how to make best use of the technologiesand services to be developed and deployed in the SCOREwater project.The deliverable provides a process description of the successive iteration we carried out. We show halffinishedchecklists for resilience measurement, describe stakeholder feedback from these and asuccessive development of the business case and the checklists.

The process illustrates that the tool isuseful for this context and provide a beneficial illustration for how to create useful checklists thatstakeholders benefit from to increase knowledge about resilience and how to improve resilience. Thebest practices for introducing and adapting the resilience tools were to do “homework” properly (that isto identify the relevant baseline) and to interact intensively to identify and define stakeholder issuessuch as:1. What is the regulatory context setting the rules of the game?2. Who are the relevant actors, their responsibilities and their possible contributions?3. What are their problems and motivations (pains and gains)?4. What added value can the tools provide?5. How can the purpose of using the tools best be aligned with and add to the overall project/casestudy objectives?Similarly, the replication of the tools in Amersfoort and possibly Barcelona require doing the “homework”and engaging in identifying baselines and business cases as well as how to implement them into existingpractices.Contribution to the case study: The Göteborg municipal environmental board saw the tools as anopportunity to develop methods for early warning, such as enabling mitigation of negative environmentalimpacts on recipients from the release of stormwater and process water from construction sites.Construction companies saw that the tools provided potentials for improving knowledge of resilience oftheir water management as well as potentials to improve their resilience. Stakeholders stressed that ifthe organizational capacities to make use of the data and services provided by improvements in sensorcapability and AI solutions are not improved, overall resilience would not be improved. The baseline is also useful to measure the impacts in a later stage of the project.

Contribution to the project: The social and organizational enablers identified to make best use of thetechnologies and services to be developed and deployed in the SCOREwater project were related to thecommunicative and organizational abilities to react to and how to use the improvements in sensortechnology and AI solutions. The business case provides an example of how added value could help toimprove current practices at construction sites and provide arguments for the possibility for morestringent regulation and oversight due to improved technology. This includes e.g. workplace routines foracting upon alarms, as well as more frequent reporting to authorities, based upon real-time monitoringand using AI technology for proxy indicators.

IVL Swedish Environmental Research Institute conducted three consecutive workshops with relevant stakeholders from the drinking water sector in Sweden. Researchers from IVL, led by Johan M. Sanne assessed the workshops. The workshops included a stress-test, based upon a scenario of microbial contamination of water, either raw water or distributed water, due to flooding as a consequence of heavy rain. The stress-test was considered a good tool for self-assessment, as an input to crisis preparation. The stress-test was considered useful as a complement to current reporting formats to politicians, not at least because it visualizes resilience in different phases of the cycle. Important outcomes include the learning process as well as a list of improvement measures, including an evaluation or priority ordering.

The present report forms the final report from a major research project within the Swedish National Road Vehicle Emission Research Programme EMFO, carried out during the period 2005-2008. The project was carried out in collaboration between IVL, Lund University, SLB analys and VTI. Within the project extensive data have been collected by a variety of methods for measuring, sampling and analysing the chemical composition of different fractions of airborne particulate matter, with emphasis on the PM10 fraction. Collected data originate from indoor measurements in controlled runs with a circular road simulator as well as ambient air measurements at both street and roof level in a variety of Swedish cities. Based on elemental (metals etc.) source profiles of various sources to the different particle fractions, derived from the literature or from measurements carried out within the project, several different receptor models (e.g. COPREM, PMF) were applied to the collected data to derive the contribution from exhaust, brake wear, tyre wear, road surface wear, long-range transport etc., to the measured concentrations of PM10 and other particle fractions in urban environments. An important result of the project is the evidence for the great importance of studded tyres for the high PM10 concentration levels that occur in many Swedish cities during winter and early spring. According to the controlled indoor experiments with the road simulator studded tyres give rise to ten times higher emissions of PM10 than non-studded (friction) winter tyres, while PM10 emissions caused by summer tyres is almost negligible

I Gruvdialogen där Boliden, Havs- och vattenmyndigheten, LKAB, Länsstyrelsen i Västerbotten, Naturvårdsverket, SGU och SveMin deltar är det långsiktiga målet att förbättra miljöprövningen av svenska gruvor. Deltagande organisationer är överens om att en förbättrad miljöprövning leder till förbättrad planeringsmöjlighet för industrin, bättre uppfyllande av industrins kunskapskrav och förenklad myndighetshandläggning; sammantaget ett bättre gemensamt resursutnyttjande och kortare ledtider. För att detta ska uppnås krävs både en större förståelse för och anpassning till respektive aktörers roller, behov och agerande i miljöprövningsprocessen samt en gemensam syn på nödvändig och rimlig omfattning på inlämnat beslutsunderlag i en prövningsprocess enligt miljöbalken. Förstudien i Gruvdialogen pekade ut utsläpp till vatten som ett sakområde som återkommer i samtliga gruvprövningar och som fram till idag ofta är föremål för frågor och kompletteringskrav från granskande myndigheter. Den här handboken ger ett underlag till hur en beskrivning av ett framtida utsläpp till ytvatten från gruvverksamhet kan tas fram. Gruvdialogen avser att följa upp hur tillämpbar handboken bedöms vara i konkreta fall och därefter utvärdera om den behöver revideras och eventuellt utvecklas ytterligare. Handbokens rekommendationer är inte rättsligt bindande. Att verksamhetsutövaren följer handboken är ingen garanti för att granskande myndigheter inte kommer att ha synpunkter på underlaget i ett enskilt mål. Det är alltid en bedömning i det enskilda fallet som måste göras. Likaså är det tänkbart att syftet med utsläppsbeskrivningen och miljökonsekvensbeskrivningen kan uppnås på annat vis eller med andra metoder än de som handboken föreslår.

När klimatet ändras måste fortfarande en så kritisk funktion som dricksvattenproduktion fortgå, vilket innebär att produktionen behöver klara av en anpassning till nya villkor. En av grundförutsättningarna för att hantera förändring är att ha bättre kontroll på råvattentillgången. Processen blir genast mer komplex i och med detta, men genom moderna sensorer som kommunicerar realtidsdata och modeller som kan beräkna prognoser blir det görbart.

Vattenverket i Rökebo utanför Sandviken har utgjort fallstudie i projektet. Här använder man både sjö- och grundvatten som råvattenkällor vilket möjliggör blandning i olika proportioner. Givet det klimatscenario som använts för beräkningarna, antas årsmedeltillrinningen till sjön Öjaren att öka med 15 % och grundvattenbildningen med 13 %. Mängderna kommer därmed inte vara något problem givet dagens uttag. Kvaliteten på sjövattnet, och i och med detta också det inducerade grundvattnet, kommer att bli sämre sett ur ett dricksvattenperspektiv.

I projektet fanns tre olika tidsperspektiv, från det momentana till klimatförändringar på 50 års sikt. Vilket tidsperspektiv man än väljer är dock behovet av data centralt. Det kommer innebära att insamling och lagring av data måste struktureras, vilket är positivt för erfarenhetsåterföring och drift, men också kommer innebära att det arbete som krävs när man jobbar med dricksvattenproduktion kommer att ändras. Digitalisering kommer att bli en förutsättning för drift av en hållbar vattenproduktion.

IVL Swedish Environmental Research Institute has made an assessment of the need for follow-up of Swedish national screening studies performed during the years 2007-2012. Defined tasks were to select approximately 25 substances for risk evaluation and to identity if there is a need for a more in-depth evaluation for any of these substances, and to select approximately 8 screening studies where there are needs for follow-up studies. Forty screening studies were performed during the selected time period and the total number of screened substances amounted to 540 individual chemical substances, groups of substances and metals. Substances not prioritized for risk evaluation were: classical well known substances ( e.g . PCBs, dioxins, metals) and their  metabolites; substances with low detection frequency in biotic < 50%; substances listed on as a priority substance within the Water Framework Directive (WFD) and substances treated as a group rather than as individuals ( e.g . unintentionally produced substances). Finally 22 substances remained for risk evaluation. Two brominated flame retardants (HBB and PBEB), two UV-filters (OTNE and AC) and one benzotriazole (UV 327) were suggested to be considered for an in depth evaluation. The screening studies not recommended for follow-up were: studies where a follow-up already had been done; studies concerning priority substances in the WFD; studies where the authors concluded that the substances do not pose a risk or that no issues remain at present; studies where follow-up studies, research projects and/or literature reviews are ongoing, and studies where method development is ongoing or needed before further screening can be performed. Six studies were not prioritized for a new screening but need to be considered further. Finally, the studies selected to be prioritized for further screening included the following substances; UV-filters, pharmaceuticals, fragrances, benzothiazoles and benzotriazoles, platinum group metals, organophosphate esters, metabolites of PAHs and phthalates in urine, and antioxidants and their degradation products.

Swedish wastewater treatment plants (WWTPs) expect more stringent discharge criteria for nitrogen and phosphorous as new treatment permits are issued in the near future. Several WWTPs assume the new discharge criteria to be 6 mg/l of total nitrogen, 6 mg/l of BOD and 0.2 mg/l total phosphorous. It is not yet known if the criteria should be reached on a yearly, quarterly or monthly basis. New permits – effluent limits and averaging conditions – will require reconstructions and process adaptions at the wastewater treatment plants. It is today not known how and to what extent such new discharge criteria will affect the total environmental impact from Swedish wastewater treatment plants from a systems perspective. This presentation will show how mathematical process modelling combined with Life Cycle Assessment (LCA) modelling was performed for three Swedish wastewater treatment plants (Henriksdal, Käppala and Kungsängen WWTPs). The objective was to evaluate how the total environmental impact of the respective WWTP changes as measures are taken in order to meet new and more stringent discharge criteria for nitrogen and phosphorus.

Käppalaverket i Lidingö, Henriksdals reningsverk i Stockholm och Kungsängsverket i Västerås har varit projektets tre fallstudier. Miljöpåverkan har undersökts med hjälp av matematiska processmodeller och livscykelanalys (LCA). Fokus har varit att undersöka kategorierna klimat, övergödning, försurning, fossila resurser och materialresurser. När utsläppsvillkoren skärps kan det få stor effekt på miljöpåverkan från reningsverkens processer i förhållande till mängden vatten som renas, men det behöver inte få det. Det som framför allt påverkar utfallet är vilken reningsprocess man har i dag och i framtiden, hur den direkta lustgasavgången ändras vid skärpta utsläppskrav samt varifrån kolkällan kommer.

Ökad kemikalieanvändning, ökad dosering av kolkälla och en ökning av direkta utsläpp av växthusgaser leder till ökad användning av fossila resurser och materialresurser samt ökad klimatpåverkan. Alla reningsverk i studien behövde tillsätta kolkälla för att nå ner till 6 mg/l kväve i utgående vatten. Om kolkällan har fossilt ursprung kan det ge upp till tre gånger större påverkan från användning av fossila resurser jämfört med idag.

Aktivslamprocessen var det processteg som oftast bidrog mest till klimatpåverkan, förbrukning av fossila resurser och materialresurser. Däremot var slamlagret det processteg som bidrog mest till ökad försurning på grund av läckage av ammoniak. Exemplen visar att avloppsreningsverk som i dag använder aktivslamprocessen kan få kraftigt ökad negativ miljöpåverkan till följd av ändrad processlösning, till exempel vid införande av membranbioreaktor med stort behov av luftning och kemikalier. En ändring kan också bidra till minskad negativ miljöpåverkan. Ett exempel är införande av separat rening av rejektvatten från slamrötningen med anammoxprocess, om det kan bidra till minskad avgång av lustgas. Metoden som tagits fram i projektet kan användas för att se hur val av reningsteknik, driftstrategi och val av kemikalier inverkar på miljöpåverkan från svenska avloppsreningsverk. Den är bäst lämpad för att studera effekten av skärpta utsläppskrav på kväve.

Resultaten av systemanalyser och simuleringar av det här slaget påverkas i hög grad av val när det gäller metod och utförande. I rapporten har resultaten från livscykelanalysen inte sammanvägts till ett sammanfattande mått på total miljöpåverkan. Därmed har det inte gjorts en rangordning av vilken miljöpåverkan som är viktigast att undvika. En sådan avvägning behöver göras om resultaten ska kunna fungera som beslutsunderlag.