Norrvatten is a municipal association which owns a water treatment plant capable of supplying good quality drinking water to the consumers in the associated neighbouring municipalities. After preliminary investigations for the future year of 2050, there were estimates which suggest a potential water quality degradation in the lake which supplies the raw water for treatment due to uncertain future climatic conditions and other forms of pollutions from the surrounding. There is also a forecast of future population increase in the respective neighbouring municipalities of Stockholm county, which consequently increases the demand for additional quantity of supplied drinking water. The supplied drinking water, which even though is currently acceptable by the standards set by Swedish Food Agency, still requires additional advanced treatment techniques in order to provide an upscale to its quality. This increase in water quality can be achieved by increasing the natural organic matter removal treatment techniques in the water treatment plant by implementing more chemical and microbiological barriers. Norrvatten has proposed several alternative water purification methods, out of which one of them can be implemented in the water treatment plant, after an expansion in the capacity of the plant to achieve all the above-mentioned requirements.  A case study has been performed at Norrvatten in Stockholm, Sweden for evaluating the environmental performance of the proposed treatment alternatives. This study adopts a cradle-to-gate life cycle assessment methodology to analyze the alternatives using stand-alone and comparative assessment methods. An explicit focus is given with the selection of 15 different environmental categories to assess the related environmental burdens. The various hotspots identified from the analysis is investigated and identified to find the associated trade-offs with the alternatives under study. Additional parameter changes have been made in the alternatives to apprehend how the impacts change accordingly.  The various hotspots identified from the results of the study were, the utilization of granular activated carbons for filtration, the consumption of aluminium sulphate for coagulation, the consumption of soda if iron chloride is selected as the main coagulant, the consumption of electricity in the WTP by nanofiltration process, hydropower from pumped storage and the use of heavy trucks for transporting chemicals from suppliers to the site. Other aspects and assumptions from conducting a sensitivity analysis indicated that there are possibilities to decrease the impacts through the following changes. By switching the main coagulant from aluminium sulphate to iron chloride to decrease the major resource depletion and human health impacts with a trade-off increase in impacts from an increased production of soda for chemical consumption. By switching the current purchase of electricity, from a green energy mix to the Swedish grid mix, to greatly improve the environmental performance of the treatment plant. This energy change was observed to result in the reduction of global warming potential from CO2 emissions. Other changes which can be implemented to reduce the overall environmental impacts are switching from fuel- based transportation trucks to electric trucks and switching chemical suppliers from outside Sweden to suppliers located near or within Sweden, closer to the water treatment plant. / Norrvatten är en kommunförening som äger en vattenreningsanläggning som kan leverera dricksvatten av god kvalitet till konsumenterna i de angränsande grannkommunerna. Efter preliminära undersökningar för det kommande året 2050 fanns det uppskattningar som tyder på en potentiell nedbrytning av vattenkvaliteten i sjön som ger råvattnet för behandling på grund av osäkra framtida klimatförhållanden och andra former av föroreningar från omgivningen. Det finns också en prognos om framtida befolkningsökning i respektive grannkommuner i Stockholms län, vilket följaktligen ökar efterfrågan på ytterligare mängd levererat dricksvatten. För närvarande levererat Dricksvatten, som trots att det är acceptabelt enligt de standarder som fastställts av Livsmedelsverket, kräver ytterligare avancerade behandlingstekniker för att ge en förbättring av dess kvalitet. Denna ökning av vattenkvaliteten kan uppnås genom att öka de tekniska behandlingsteknikerna för avlägsnande av organiskt material i vattenreningsverket genom att implementera fler kemiska och mikrobiologiska barriärer. Norrvatten har föreslagit flera alternativa vattenreningsmetoder, varav en av dem kan implementeras i vattenreningsverket, efter en utvidgning av anläggningens kapacitet att uppnå alla ovannämnda krav.  En fallstudie har utförts vid Norrvatten i Stockholm för att utvärdera miljöprestanda för de föreslagna behandlingsalternativen. Denna studie använder livscykelanalys för att analysera alternativen. Ett uttryckligt fokus ges med valet av 15 olika miljökategorier för att bedöma relaterade miljöbördor. De olika hotspots som identifierats från analysen undersöks och identifieras för att hitta tillhörande avvägningar med alternativen som studeras. Ytterligare parameterändringar har gjorts i alternativen för att förstå hur effekterna förändras i enlighet därmed.  De olika hotspots som identifierats från resultaten av studien var användningen av grandulerat aktivt kol för filtrering, konsumtionen av aluminiumsulfat för koagulering, konsumtionen av läsk om järnklorid väljs som huvudkoaguleringsmedel, förbrukningen av el i vattenreningsverket genom nanofiltreringsprocessen , vattenkraft från pumplagring och användning av tunga lastbilar för transport av kemikalier från leverantörer till anläggningen. Andra aspekter och antaganden från att genomföra en känslighetsanalys visade att det finns möjligheter att minska effekterna genom följande förändringar. Genom att byta huvudkoaguleringsmedlet från aluminiumsulfat till järnklorid för att minska den största resursutarmningen och människors hälsoeffekter med en avvägning av effekterna från en ökad produktion av natriumkarbonat. Genom att byta det aktuella inköpet av el, från en grön energimix till den svenska nätmixen, för att kraftigt förbättra reningsverkets miljöprestanda. Denna energiförändring observerades leda till en minskning av den globala uppvärmningspotentialen från koldioxidutsläpp. Andra förändringar som kan genomföras för att minska den totala miljöpåverkan är att byta från bränslebaserade transportbilar till elektriska lastbilar och byta kemikalieleverantörer från utanför Sverige till leverantörer nära eller inom Sverige, närmare vattenreningen växt.

Alzheimers sjukdom är en smygande neurodegenerativ demenssjukdom som främst drabbar äldre och som karakteriseras av uppkomsten av amyloidplack och neurofibriller i hjärnan. De vanligaste symptomen är demens, kognitiva problem, inbillningar och aggressivitet. Alzheimer förekommer i två olika former, presenil och senil alzheimer. Den fullständiga mekanismen bakom alzheimer är ännu okänd men två proteiner, beta-amyloid och tau, anses ligga bakom orsaken till alzheimer. Ett tredje inblandat protein som man funnit via genetisk analys är apolipoprotein E. Idag är alzheimer ett växande problem, detta i takt med att världens befolkning blir allt äldre. En problematik finns idag då den symptomatiska behandling som finns mot alzheimer anses vara otillräcklig, ett botemedel eftersträvas därför. Immunterapi är ett botemedel som man i framtiden hoppas kunna erbjuda, detta i form av ett aktivt eller passivt vaccin verksamt mot beta-amyloid. Forskning för att finna ett sådant pågår därför just nu. AN-1792 (aktivt vaccin), CAD106 (aktivt vaccin), Bapineuzumab (passivt vaccin) och Solanezumab (passivt vaccin) är fyra vaccin som har tagits fram och testats på människor. I de vaccinstudier som gjorts har motgångar stötts på men även framgångar gjorts. AN-1792 är det vaccin som visat sig vara effektivast men med svåra biverkningar medan CAD106 är det vaccin som visat sig vara mindre effektivt men säkrast. Bapineuzumab och Solanezumab visade sig däremot båda två vara overksamma. Då flera av de vaccin som framställts har varit verksamma mot amyloidplack anser forskare att ett framtida vaccin mot alzheimer är möjligt att framställa. / Alzheimer’s disease is an insidious neurodegenerative dementia disease that primarily affects elderly and is characterized by the formation of amyloid plaques and neurofibrillary tangles in the brain. The most common symptoms are dementia, cognitive problems, delusions, and aggressiveness. Alzheimer’s occurs in two forms, presenile and senile Alzheimer’s disease. The complete mechanism behind Alzheimer’s is still unknown but two proteins, beta-amyloid and tau, are considered to be behind the cause of Alzheimer’s. A third protein involved that was found through genetic analysis is apolipoprotein E. Today, Alzheimer’s is a growing problem as the world’s population is getting older. A complex of problems exists as the symptomatic treatment available against Alzheimer’s is considered to be insufficient; a cure is therefore aimed at. Immunotherapy is a cure that hopes can be offered, this in the form of an active or a passive vaccine effective against beta-amyloid. Research to find such a vaccine is therefore under progress right now. AN-1792 (active vaccine), CAD106 (active vaccine), Bapineuzumab (passive vaccine), and Solanezumab (passive vaccine) are four vaccines that have been developed and tested on humans. In the vaccine studies that have been done setbacks have been encountered but also successes have been made. AN-1792 is the vaccine proved to be effective but with severe side effects while CAD106 is the vaccine proved to be less effective but safer. Both Bapineuzumab and Solanezumab showed to be ineffective. Since several of the produced vaccines have been active against amyloid plaques scientists believes that a future vaccine against Alzheimer’s disease is possible to make.

A regional survey of environmentally harmful substances in fish in autumn 2013 revealed elevated levels of polychlorinated biphenyls (PCBs) in perch from Lake Oxundasjön, north of Upplands Väsby in Stockholm County. Follow-up studies have shown that the quantity of PCBs contained in the lake is unique of its kind in Sweden, and that the area of influence also includes downstream Rosersbergsviken, a bay of Lake Mälaren. The elevated concentrations in fish exceed today's market limits and environmental quality standards for PCBs, as of this, responsible authorities discourage from consumption of fish from Lake Oxundasjön and Rosersbergsviken. The aim has been to use statistical analyses and mass-balance modelling to study the current state of the lake system and how it may evolve in the future under different circumstances. There is a statistically significant correlation between PCB levels in sediment and perch from 21 different sites in the Stockholm-Mälaren region, including Lake Oxundasjön and Rosersbergsviken, this was demonstrated with a linear regression model. With the multivariate analysis method principal component analysis (PCA), it was illustrated how the contaminant levels in fish from Lake Oxundasjön and Rosersbergsviken differed on contaminant levels in fish from other sites. The difference mainly concerned the size and composition of PCBs. Mass-balance modelling of quantities and flows of PCBs in Lake Oxundasjön and Rosersbergsviken was made in the simulation program STELLA®. The modelling indicated that the system currently serves as a secondary distribution source of PCBs to the environment. The recovery of PCB levels is slow in the system, it will take more than 25 years for concentrations in fish to reach today’s market limits and environmental quality standards for PCBs. The model was used to evaluate three different treatment methods for Lake Oxundasjön: dredging, capping and activated carbon treatment. Simulations of these treatments led to a substantial improvement of the PCB situation in Lake Oxundasjön. Moreover, they also had a positive impact on the recovery process in the downstream Rosersbergsviken. Future climate changes, with warmer temperatures and higher run off, led to a slightly faster recovery progress of PCBs in the system.

Capacitive deionization is a promising technology for purification and desalination of brackish water with great advantages over current technologies due to its low operating cost and high-water recovery ratio. Most of the system studied relies on the adsorption/desorption capacity of activated carbon electrodes due to its high surface area. However, its specific adsorption capacity is limited since the adsorption is predominantly on the surface of the electrodes. In this thesis we propose the use of polyaniline as a chloride-ion adsorption material. Polyaniline is a redox polymer able to accommodate anions in several of its three states when subjected to an external voltage. To this end, we synthesized polyaniline by electrodeposition technique and its electrochemical behavior was studied. A hybrid CDI system was assembled, using PANI as anode material and activated carbon cloth as cathode, showing outstanding adsorption of 37.26 mg/g Cl at current densities of 250 A/g. The energy consumption of this system was of 0.4979 kWh/m3. Its stability was evaluated over 50 cycles with negligible capacity loss. Along with its use in a CDI system, the aim of this thesis was to understand the mechanisms of operation of this material, by means of its physical and electrochemical characterization, as well as its efficiency and stability through the use of this material in capacitive deionization cells. / Kapacitiv avjonisering är en lovande teknik för rening och avsaltning av bräckt vatten med stora fördelar jämfört med nuvarande teknik på grund av dess låga driftskostnader och höga vattenåtervinningsgrad. De flesta av de studerade systemen bygger på adsorptions/desorptionskapaciteten hos elektroder av aktivt kol på grund av dess stora yta. Dess specifika adsorptionskapacitet är dock begränsad eftersom adsorptionen huvudsakligen sker på elektrodernas yta. I den här avhandlingen föreslår vi att polyanilin används som adsorptionsmaterial för kloridjoner. Polyanilin är en redoxpolymer som kan ta emot anjoner i flera av sina tre tillstånd när den utsätts för en extern spänning. För detta ändamål syntetiserade vi polyanilin genom elektrodepositionsteknik och dess elektrokemiska beteende studerades. Ett hybrid CDI-system monterades med PANI som anodmaterial och aktiverad kolduk som katod, vilket visade en enastående adsorption av 37,26 mg/g Cl vid en strömtäthet på 250 A/g. Energiförbrukningen för detta system var 0,4979 kWh/m3. Systemets stabilitet utvärderades över 50 cykler med försumbar kapacitetsförlust. Förutom användningen i ett CDI-system var syftet med denna avhandling att förstå detta materials funktionsmekanismer genom fysisk och elektrokemisk karakterisering samt dess effektivitet och stabilitet genom användning av detta material i kapacitiva avjoniseringsceller.