<p>X-ray fluorescence (XRF) detection of heavy metals is a cost- and time-effective method for investigation of polluted areas. Compared to laboratory analysis, XRF analysis is limited by high detection limits and uncertainties in some situations. Preparation of samples is known to affect the results of measurements.</p><p>The purpose of this thesis is to bring a deeper understanding of how different factors affect the results of XRF-analysis. A large number of measurements have been made with the instruments Niton XLt 700 and Niton Xli 700. Results from measurements of lead, zinc and copper have been analysed.</p><p>This study has shown that a greater moisture content will give a lower measured concentration for the same sample. If the moisture content is known, it is possible to make good approximations of concentrations in dry samples. No obvious differences were found between different metals.</p><p>Proper homogenisation of samples was found to be one of the most critical issues. It should be noted that laboratories do not usually homogenise samples prior to analysis, so samples sent for laboratory verification should therefore be homogenised before sending.</p><p>Sample preparation, including drying, sieving to finer grain-sizes and analysing in a special sample cup was found to increase the measured concentrations and decrease the variation between measurements. The concentrations differed with different sample matrices and with sample preparation. Because of the differences, measurements should always be correlated with laboratory analysis before any conclusions can be made. In situations when metals are well within detection range of the XRF instrument, the only preparation needed is in most cases homogenisation. If metal levels are just at the limit, or just below the detection limit, further preparations of samples should be made. When drying samples makes detection possible, more preparation is usually not worth the effort. If detection limits still are a problem after drying, the samples should be sieved and analysed in sample cups. In situations where concentrations still are below the</p><p>detection limit when analysing in sample cups, or if the measurements are disturbed for other reasons, another method than XRF-analysis must be used. When XRF analysis is possible, the method is preferable compared to only laboratory analysis. This cost- and time effective method makes a larger number of measurements possible, and gives a more complete overview of a polluted area.</p> / <p>Analys med röntgenfluorescensdetektor (XRF) är en snabb och kostnadseffektiv fältmetod för detektion av tungmetaller i mark. Nackdelen är att mätningarna inte är tillförlitliga i alla sammanhang och att detektionsgränsen för många ämnen är förhållandevis hög. Det är sedan tidigare känt att olika former av provbearbetning påverkar mätresultaten.</p><p>I detta examensarbete har undersökts hur olika faktorer påverkar mätresultaten vid analys av jordprover med XRF instrument. Faktorerna som undersökts är inverkan av vattenkvot, kornstorlek, provpåsar och olika provbearbetningsmetoder. Vid provbearbetningsförsöken skickades prover även in till externt laboratorium för jämförande analys. Metaller som undersökts är bly, zink och koppar.</p><p>Vid undersökningen konstaterades att en ökad vattenkvot ger upphov till lägre mätvärden. Vid kännedom om vattenkvot kan halt per torrsubstans med god överensstämmelse uppskattas utifrån mätningar på fuktiga prov. Är precisionskraven stora och vattenkvoten varierande och okänd bör dock proverna torkas innan mätningar görs. Ingen avsevärd skillnad sågs mellan de olika metaller som undersöktes.</p><p>Vid undersökningen om provbearbetningens betydelse visade det sig att homogeniseringen av proverna är mycket viktig, inte minst av prover som skickas till laboratorieanalys.</p><p>Ökad provbearbetning med torkning och siktning till mindre kornstorlek tenderar att ge högre mätvärden med XRF instrument. Storleksmässigt är mätvärden vid obearbetade prov mest överensstämmande med laboratorieanalys. Mest skiljer sig analys på finsiktade prover i provkopp. Korrelationsmässigt finns i en del fall en tendens till bättre överensstämmelse med mer bearbetade prov. Den största vinsten med ökad bearbetning av prover konstaterades i detta arbete vara att mark med lägre metallkoncentrationer då kan analyseras.</p><p>I de fall där halterna av metaller ligger väl inom XRF instrumentets detektionsområde visade det sig att det oftast är tillräckligt att endast homogenisera proverna innan analys görs. I de fall där koncentrationen av metaller är på gränsen till vad XRF instrumentet kan detektera rekommenderas att proverna torkas, eller om nödvändigt torkas, siktas och analyseras i provkopp. Där nivåerna av metaller ligger under detektionsgränsen för XRF instrument trots provbearbetning, eller där andra ämnen till exempel järn stör mätningarna, måste en annan analysmetod väljas.</p>

<p>After emergencies involving chemical spills it is of great importance that correct measures are taken with short notice, both for the security of people and in order to minimize future environmental consequences. The RIB-unit at the Swedish Rescue Services Agency initiated this study, the aim of which is to propose changes to the existing chemical transport calculation tool: Chemical Spill 3.4, included in RIB - Integrated Decision Support for Civil Protection, so that it can be used for decision support as well as in preventive work. A rough estimation of chemical transport in the subsurface is considered being of great importance when making decisions during emergency response operations.</p><p>The proposition presented in this report is a non site specific chemical transport model which is designed to give a rough estimation of NAPL flow in homogenous isotropic soil shortly after an instantaneous release. The model can be used at two levels; both in situations without access to information on subsurface properties, and with more accuracy in situations with knowledge of the included parameters. For that reason the user can choose among predefined alternatives or assign the parameters a numeric value to increase the quality of the model output. The predefined alternatives are represented by default values for different parameters in the model.</p><p>Suggested model output are vertical and horizontal transport of NAPL phase, horizontal transport of dissolved chemical in the aqueous phase, as well as the amounts of spill that are evaporated and entrapped in the soil, all at the time specified by the user. Moreover the maximum transport of the chemical phase and time to groundwater pollution are given. To make the uncertainty of the model clear for the user the results are given as the most likely value together with the smallest and largest values that can be expected.</p><p>Equations presented in this report describe a selection of subsurface processes which occur after a release of chemicals. The selection is made with the aim to reach satisfying result when the model is used within its domain without making the model complicated for the user. Therefore simplifying assumptions have been made in the descriptions of some processes while some other processes are neglected. Simplifications have been based on recognized references or on theoretical arguments, but the overall performance of the model as well as some of the default input parameters need to be further tested and validated before the new version of the model can be included in RIB. However, compared with the existing version Chemical Spill 3.4 several changes have been suggested; including additional processes, development of default values and making model uncertainty clear to the user. These changes are thought to significantly improve the existing model.</p> / <p>Vid olyckor med kemikalieutsläpp är det av stor vikt att rätt åtgärder snabbt vidtas, både för människors säkerhet och för att minimera framtida miljökonsekvenser. Räddningsverkets RIB-enhet initierade den här studien vars mål är att ge förslag på modellteknisk förbättring av det befintliga beräkningsprogrammet Kemspill Mark 3.4, som ingår i programpaketet RIB - Integrerat beslutsstöd för skydd mot olyckor, så att det i framtiden kan användas som beslutsstöd vid räddningsinsats efter kemikalieutsläpp samt vid förebyggande planeringsarbete. En grov vägledning om kemikaliens spridning anses vara av stor betydelse för att räddningstjänsten ska kunna fatta rätt beslut vid en insats.</p><p>Förslaget som presenteras i denna rapport är en icke platsspecifik spridningsmodell anpassad för vätskor med begränsad löslighet i vatten och ger en grov uppskattning av spridning i homogen och isotrop mark inom några timmar efter ett momentant utsläpp.</p><p>Modellen ska kunna användas på två nivåer; för att ge en mycket grov uppskattning av spridningen även utan tillgång på uppgifter om markegenskaper, samt med större noggrannhet då informationen finns. Med anledning av detta kommer användaren ges möjlighet att välja bland fördefinierade alternativ eller att ange indata numeriskt för att öka noggrannheten. De fördefinierade valen representeras av typvärden för olika parametrar i modellen.</p><p>Den nya modellen i förslaget ger vid angiven tid vertikal och horisontell spridning av fri kemikaliefas, horisontell spridning av löst förorening i vattenfas samt hur stor andel av utsläppet som hålls kvar i marken respektive har avdunstat från spillytan. Dessutom anges kemikaliefasens maximala spridning och hur lång tid det tar för utsläppet att nå grundvattnet. För att tydliggöra modellens osäkerhet för användaren ges utdata som det mest sannolika värdet tillsammans med det största och minsta värdet som är sannolikt.</p><p>Ekvationerna som presenteras i rapporten beskriver ett urval av de processer som sker i marken vid ett kemikalieutsläpp. Urvalet har gjorts med utgångspunkt att uppnå tillfredställande resultat inom modellens domän utan att komplicera för användaren och därmed har förenklande antaganden gjorts för att beskriva vissa förlopp medan andra försummats helt. Förenklingarna har grundats på vedertagna referenser eller på teoretiskt resonemang. Validering av modellresultat samt vissa typvärdens intervall krävs före inkludering i RIB. Jämfört med det befintliga Kemspill Mark 3.4 har dock stora förändringar föreslagits; fler processer inkluderas, typvärden utvecklas och modellens osäkerhet görs tydlig för användaren. Förändringar tros medföra en signifikant förbättring av modellen.</p>

During 40 years of industrial production, from the end of the 1890’s until the end of 1930’s, coal and wood distillation products were manufactured in AB Carbo’s tar factory along the River Gimån in Grötingen, in the county of Jämtland, Sweden. In accordance with the Swedish Environmental Protection Agency’s Methods for Inventories of contaminated sites, MIFO, the site in Grötingen has been identified as a potentially contaminated site. In order to determine whether toxic substances pose a threat to human health and ecological systems in the area, there was a need to investigate the presence of contaminants, their levels and potential for migration. Sensitivity and protection value regarding exposure of man and the environment at the site is high, since people live next to the site and River Gimån is a part of the Natura 2000 network. The initial phase of the MIFO method includes a preliminary survey. Information regarding AB Carbo’s activities and production has been obtained by studying map and archive material, as well as by interviews and site inspections. Potential point sources have been identified around the factory forge, storage cellar, distillation building and the wooden channel for the discharge of tar and other condensates into the River Gimån. Guided by the information gathered in MIFO phase 1, a preliminary site investigation was carried out at the site. It included sampling of soil, sediment, groundwater and surface water together with sample analysis of heavy metals and organic pollutants. The result of the analysis shows that very high levels of the contaminants PAH, aromatics and lead are found in both soil and groundwater. The sediment contamination level is high while that of surface water is very low. The distribution of contamination levels among the samples indicates a likely point source close to the distillation building due to very high contamination levels in soil and groundwater close to that point. The point source may represent a larger spillage or dumped waste products. Two of the contaminants present at the site, phenantrene and phenol, were studied by using the model CHEMFLO-2000. The analysis focussed on mobility in unsaturated soils under conditions that prevail at the site in Grötingen. The adsorption of phenantrene is significantly higher in comparison to that of phenol. Comprehensive assessment and risk classification results in risk class 2 for the site in Grötingen, which implies a need for further investigations and measurements. The risk of human exposure could be reduced by removing contaminated soil around the factory forge. Additional studies should focus on finding the location of the point source around the distillation building as well as contaminant migration from the wooden channel and the geographical spreading of heavy metal contamination. / Från slutet av 1890-talet och fram till slutet av 1930-talet tillverkades träkol och trädestillationsprodukter vid AB Carbos kolugnsanläggning i Grötingen, Jämtlands län. En undersökning enligt MIFO-modellen motsvarande fas 1 och fas 2 har genomförts på området med syfte att fastställa vilka föroreningar som förekommer på området, föroreningsnivå, spridningsförutsättningar och sammanfattningsvis bedöma föroreningssituationen på området utifrån de miljö- samt hälsorisker som området ger eller kan ge upphov till. Objektsområdet har hög känslighet och högt skyddsvärde då människor bor permanent alldeles intill objektsområdet samt att det intilliggande vattendraget Gimån ingår i Natura 2000-nätverket. Genom de orienterande studier som genomfördes i MIFO fas 1 har kart- och arkivstudier samt intervjuer resulterat i information om kolugnsanläggningens verksamhet samt tillverkade produkter. På fabriksområdet identifierades potentiella punktkällor vid fabrikens smedja, källare, reningsverk samt vid den träränna varigenom spilltjära släpptes ut till Gimån. Utifrån den information som erhölls i den orienterande fasen genomfördes en riktad provtagning enligt MIFO fas 2 i såväl mark och sediment som grund- och ytvatten. Bedömning av uppmätta föroreningshalter baseras på riktvärden och skattas från mindre allvarliga till mycket allvarliga. Analysresultaten påvisar allvarliga till mycket allvarliga halter av PAH, aromater och bly i jorden och grundvattnet. Andra föroreningar som påvisas i högre halter på området är alifater och koppar. Föroreningsnivån med avseende på PAH i sedimenten bedöms som allvarlig medan analysresultaten från ytvattenprovtagningen påvisar mycket låga föroreningsnivåer. Provtagningsresultaten påvisar ett mycket förorenat grundvattenflöde från reningsverket, där en punktkälla i form av större spill eller nedgrävda förvaringskärl kan vara lokaliserad. Eventuell spridning av föroreningar från trärännan går inte att fastställa då föroreningsspridning även kan ske från det intilliggande området där kolugnar och kondenseringshus har varit lokaliserade. Föroreningarna fenantren och fenol studerades genom modellering i CHEMFLO-2000 med avseende på deras rörlighet i omättad jord under de geohydrologiska förhållanden som råder på objektsområdet i Grötingen. Resultatet visar att fenantren adsorberas i marken i betydligt större grad än fenol. Koncentrationen fenantren i porvattnet minskar nästan lika mycket som den totala koncentrationen fenantren i marken, vilket tyder på att fenantren binds starkt genom adsorbtion i marken. Den samlade riskbedömningen av objektet resulterar i att objektet bedöms tillhöra riskklass 2, vilket innebär att objektet ger upphov till en stor risk för människa och miljön. Fortsatta undersökningar på området i Grötingen bör fokusera på att hitta den punktkälla vid reningsverket som bedöms vara orsaken till de höga föroreningsnivåer som uppmättes i grundvattenrör V1. Den geografiska utbredningen av de ytliga föroreningarna som påträffades där smedjan har stått bör också utredas vidare och eventuellt avlägsna förorenad jord eller vidta åtgärder för att minska exponeringen. Vidare undersökningar bör även klarlägga spridningen från trärännan samt orsakerna till de höga föroreningsnivåer av bly som uppmättes på området.

The main project Dry preservation of source-separated organic household wastes involves a new technique for treatment of biowaste through drying. Investigations are going on to determine how the dried biowaste best can be used to close the natural circular flow of nutrients. The objective of this degree project is to determine if the dried biowaste can be used as a soil conditioner. By restoring the nutrients in the material to the ground, the natural circular flow is closed. A declaration of contents, including the nutrient levels, C/N ratio, pH and the electrical conductivity of the dried biowaste, was constructed and a germination test was done to make sure that the material did not inhibit sprouting. Further on a method was developed to study the decomposition process, and in particular the nitrogen mineralization of the dried biowaste. This method was then used practically. The results of this degree project indicate that the decomposition capacity of the dried biowaste is very good. The germination test showed that the material in a diluted form (up to 50 % dried biowaste) did not inhibit sprouting. The examination of the nitrogen mineralization showed a fast liberalisation of nutrients available to plants, with only a shorter period of nitrogen immobilization. Together these results imply that the dried material could function well as a soil conditioner. / Projektet Torrkonservering av matavfall från hushåll innefattar en helt ny teknik för behandling av bioavfall genom torkning. Undersökningar pågår angående hur det torkade bioavfallet bäst kan användas för att sluta det naturliga kretsloppet. Examensarbetets huvudsyfte var, som ett led i dessa undersökningar, att utreda om det torkade bioavfallet kan användas som ett jordförbättringsmedel. Genom att tillföra bioavfallet till jord så återförs näringen i materialet till marken och kretsloppet sluts. En varudeklaration, med materialets näringshalter, C/N-kvot, pH och elektrisk konduktivitet, togs fram och ett groningstest utfördes för att kontrollera att bioavfallet inte var groningshämmande. Vidare utvecklades en metod för att studera det torkade bioavfallets nedbrytningsegenskaper i form av dess kvävemineralisering. Denna metod användes därefter praktiskt. Resultatet av detta examensarbete tyder på att torkat bioavfall har mycket goda nedbrytningsegenskaper. Groningsförsöket visade att materialet i utspädd form (upp till 50 % torkat bioavfall) inte är groningshämmande, och mineraliseringsförsöket visade på en snabb frigörelse av växttillgängligt kväve, och en immobiliseringsperiod på ett par veckor. Tillsammans indikerar dessa resultat att det torkade materialet kan fungera väl som ett jordförbättringsmedel.

Trafik utgör en stor föroreningskälla av tungmetaller i vägnära jordar och särskilt är det koppar (Cu), bly (Pb) och zink (Zn) som associeras med fordonstrafik. I ett historiskt perspektiv härrör blyutsläpp främst från bränsleförbränning, medan kopparemissioner (i första hand från slitage av bromsbelägg) och zinkutsläpp (från däck) från trafik står för så mycket som hälften av det urbana utsläppet av koppar och zink till omgivningen. Koppar-, bly- och zinkkoncentrationer i vägnära jord och sediment undersöktes inom avrinningsområdet för Grand River North West i Mauritius. Eftersom totalmetall utgör en dålig indikator på den mängd metall som finns potentiellt tillgänglig för biota användes extraktion med hjälp av 0.5 M HCl tillsammans med totalkoncentrationer. Den rumsliga variationen längsmed transekt vinkelrätt mot vägar undersöktes liksom variationen med djupet. Observerade kopparkoncentrationer var jämförbara med bakgrundsnivåer. Till skillnad från Cu var koncentrationer av Pb och Zn förhöjda i den omedelbara närheten till vägar med relativt stor trafikintensitet, men halterna minskade snabbt med avståndet. Resultat från platserna för jordreferenser visar på storskalig förorening av Pb på ön. Uppmätta kopparkoncentrationer kunde inte knytas till trafikens påverkan. Vid regn kan metaller som finns i förorenat vägdamm och förorenad jord övergå till löslig form, eller sköljas bort i partikulär form, och transporteras till närliggande vattendrag. I Mauritius är det här av speciell vikt eftersom flodsediment till slut kommer att deponeras i de känsliga kustområdena som omger ön. Dock tyder inte resultaten på förhöjda metallhalter i sediment nära de studerade vägarna. Även om erhållna resultat av Cu inte visar på någon förhöjning och zonen med hög förorening av Pb och Zn är relativt smal, är det angeläget att följa utvecklingen eftersom antalet fordon växer snabbt i Mauritius, vilket kan förändra dagens situation och ge upphov till större miljöpåverkan. För att undvika eventuella ekologiska skador är det därför av stor vikt att i fortsättningen övervaka situationen längs landets vägar. / Traffic has been identified as a significant heavy metal polluter of roadside soils, and copper (Cu), lead (Pb) and zinc (Zn) in particular are associated with road travel. In a historic perspective, the Pb contribution from anthropogenic sources to nature has predominantly been a result of fuel combustion. There are indications that Cu (mainly through braking system) and Zn (emissions from tires) released from traffic give rise to as much as half of the total urban contribution of copper and zinc to the environment. Concentrations of Cu, Pb and Zn in roadside soils and sediment have been determined at selected roads within the Grand River North West watershed in Mauritius. As total metal concentrations are not a suitable indicator of the metal concentrations that are potentially available to biota, metals extractable in 0.5 M HCl have been determined along with total concentrations. The spatial variation in metal concentration along soil transects perpendicular to roads were investigated, as was the variation with depth. Observed Pb and Zn concentrations exhibited elevated levels in topsoil in the immediate vicinity of roads with relatively large traffic densities, but the decrease in concentration with distance was rapid. Results from soil reference sites pointed to a large scale Pb pollution on the island. In comparison, observed Cu concentrations could not be assigned any influence from traffic at the selected study sites. In the event of rain, metals contained in polluted road dust and soil may be released into soluble form, or flushed from roadways as particulate matter, and transported to nearby water courses. In Mauritius, this is of particular importance as sediment in rivers eventually may be deposited in the sensitive coastal areas of the island. However, results do not indicate that there were any elevated levels of heavy metals in sediment close to roads that were investigated in this study. Although Cu concentrations in roadside soils did not show any enrichment and the zone of elevated Pb and Zn concentrations was not wide, there is a concern that the continuing rapid increase in the number of vehicles in Mauritius will change the situation, possibly resulting in greater impact on the surrounding environment. Hence, in order to avoid any ecological damage, it is desirable to continue monitoring the situation along highways in the country.

Most of the city of Uppsala rests on postglacial clay with a varying content of sulphur. The sulphur occurs naturally in the clay in reduced form as sulphide and the clay is for that reason usually called “sulphide clay”. Excavation during construction activities gives rise to large amounts of excavation material, of which the sulphide clay is a considerable part. When the clay is exposed to air and water, an oxidation of the sulphides occurs which may produce an acid leachate and the mobilisation of heavy metals bound in the clay or underlying material. The aim of the work has been to improve our understanding of the behaviour of sulphide clays and produce a basis for risk assessment in the future handling of excavation material with high sulphide content. After sampling had been carried out in two places, batch tests were performed to examine the long-term acidification potential of clays with different calcium carbonate content. The tests were performed with continuous air supply and during the experiment leachate water was analysed with respect to pH, alkalinity, dissolved sulphate and mobilised metals. The results from the laboratory study showed that a clay with a high calcium carbonate content and thus a high net neutralisation potential (NNP) will consume the generated acid and prevent against a lowering of the pH. In clay lacking calcium carbonate, the pH dropped significantly and caused a mobilisation of chiefly Cd, Mn, Co, Ni, Ca and As. Regardless of the changes in pH over time, a large production of sulphur was observed as a result of the sulphide oxidation. In a risk assessment, it is suggested that the NNP should be determined by methods agreed upon to facilitate future comparisons and because different methods may give different results. A clay with a NNP&lt;5 kg CaCO3/ton should be further analysed with respect to metal content to establish the leachate generation potential and estimate the future environmental influence of the excavation material. / Uppsala stad vilar till stor del på postglacial lera med varierande svavelhalt. Svavlet finns naturligt i leran i reducerad form som sulfid och leran kallas därför vanligtvis för ”sulfidlera”. Vid schaktningsarbete i samband med byggnation uppkommer stora mängder schaktmassor varav en betydande del är sulfidlera. Då leran exponeras för luft och nederbörd sker en oxidation av sulfiderna som kan ge upphov till surt lakvatten och läckage av tungmetaller bundna i leran eller underliggande material. Syftet med arbetet har varit att öka kunskaperna om hur sulfidleror beter sig och ta fram ett underlag för riskbedömning i samband med den framtida hanteringen av sulfidhaltiga schaktmassor i Uppsala. Efter genomförd provtagning på två platser utfördes skaktest för att undersöka den långsiktiga försurningspotentialen hos lera med varierande kalkinnehåll. Testerna utfördes med kontinuerlig tillförsel av luft och löpande under försökets gång togs lakvatten ut för analys avseende pH, alkalinitet, löst sulfat och utlakade metaller. Resultaten från den laborativa studien visade att en kalkhaltig lera med hög nettoneutralisationspotential (NNP) kan förbruka den bildade syran och därigenom genereras ingen pH-sänkning. I lera som saknar kalk sjönk pH kraftigt och föranledde läckage av framförallt Cd, Mn, Co, Ni, Ca och As. Oavsett utvecklingen av pH observerades en stor utlakning av svavel till följd av oxidationen av sulfider. I en riskbedömning föreslås att lerans NNP bestäms enligt överenskomna metoder för att underlätta framtida jämförelser och för att olika tekniker kan ge olika resultat. En lera med NNP-värde &lt; 5 kg CaCO3/ton bör analyseras vidare avseende metallinnehåll för att fastställa den potentiella utlakningen och bedöma schaktmassans framtida naturpåverkan.

With the prospect of future construction on the Skutskär Pulp Mill property, Stora Enso Fine Paper has initiated an investigation of soil contaminants and a risk assessment of these contaminants. A soil and groundwater investigation has therefore been conducted on an open area of about 16 000 square meters, situated between the current wood room and digester house. To be able to integrate this study into an investigation for the whole industrial property, the study has been carried out as a phase 2 study according to the Swedish Environmental Protection Agency’s Methods of Inventories of Contaminated sites (MIFO). The site investigation has involved soil and groundwater sampling, together with the analysis of heavy metals and organic contaminants. The degree of hazard posed by the contaminants, the level of contamination, the potential for migration of the contaminants, as well as the degree to which protection of human health and the environment is required in the area, have been weighed together for an overall risk assessment of the area with regard to human health and the environment. The investigated area was built up by filling in the coastal waters. The fill material consists mainly of sand that becomes finer below the groundwater surface at the depth of about 2.3 m. Above the groundwater surface pyrite cinders was encountered. Underneath the cinders, lime sludge, bark and wood fiber were found at different depths. The deepest layer encountered consists of moraine. The results showed that most of the heavy metals in the soil originate from the pyrite cinders. The level of contamination was assessed as very high for Zn, Pb, Cu, Cd and Hg. In the groundwater, the level of contamination was assessed as high for Al and moderate for Pb and Cr. The level of organic contaminants was in general low. Heavy oils were encountered in shallow soil layers. Mercury was analysed due to risk of migration from an earlier factory that produced chlorine alkali. The metal was encountered in both the shallow and the deeper layers of soil. Only three of 56 soil samples exceeded the Swedish Environmental Protection Agency’s guideline value for less sensitive land use of 7 mg Hg/kg dry weight. The investigation indicates that the metals still are bound to the pyrite cinders and that most of the leachable parts were mobilized during the years when the ground was not covered with asphalt. Most of the contaminant migration is assumed to take place through groundwater advection. The groundwater flows in the direction of the dock and was calculated to about 3 m3 per day. The gradient in the area is about 0.5 %. The average linear groundwater velocity was computed to about 5 m per year. The transport of the pollutants might be slower due to adsorption and precipitation. Groundwater sampling indicates that the transport to the dock is up to 100 g Zn, 10 g Cr, 8 g Pb and 0.02 g Hg per year. The site was assigned to risk class 3, i.e. moderate risk regarding human health and environment and relatively low urgency concerning additional investigations. / Inför framtida ombyggnationer inom industrifastigheten vill Skutskärs Bruk, Stora Enso, kartlägga markföroreningar och utvärdera vilken spridningsrisk de utgör. En undersökning av mark- och grundvattenförhållanden har därför utförts på en ca 16 000 m2 stor yta, belägen mellan dagens renseri och kokeri. Undersökningen har utförts enligt Naturvårdsverkets Metodik för Inventering av Förorenade Områden (MIFO) för att i framtiden kunna integreras i en fas 2- undersökning för hela fastigheten. Arbetet har inneburit provtagning av mark- och grundvatten som analyserats med avseende på tungmetaller och organiska föroreningar. Föroreningarnas farlighet, föroreningsnivån, spridningsförutsättningarna samt objektets känslighet och skyddsvärde har vägts samman för att bedöma områdets risk för människors hälsa och miljö. Området utgörs av utfylld havsbotten. Massorna består främst av sand som blir siltigare under grundvattenytan på ca 2,3 m djup under markytan. Ovan grundvattenytan påträffades kisaska. Därefter hittades mesa, bark och träfiber på varierande djup. Fyllningen underlagras av morän. Resultatet visade att huvuddelen av tungmetallerna i marken härstammade från kisaskan. Föroreningsnivån bedömdes som mycket stor för Zn, Pb, Cu, Cd och Hg. I grundvattnet bedömdes föroreningsnivån som stor för Al och måttlig för Pb och Cr. Halten organiska föroreningar var generellt sett låg. Tyngre oljor påträffades i ytliga marklager. Kvicksilver har analyserats eftersom risk för spridning från en före detta kloralkalifabrik uppströms området förelåg. Ämnet påträffades både i ytnära marklager och på större djup. Endast tre av 56 markprover översteg Naturvårdsverkets gränsvärde för mindre känslig markanvändning på 7 mg/kg TS. Undersökningen tyder på att metallerna fortfarande är bundna till kisaskan och att stora delar av den lakbara delen transporterades bort under de år som ytan var oasfalterad. Huvuddelen av föroreningstransporten antas ske genom advektion. Grundvattnet flödar i riktning mot hamnbassängen och beräknas uppgå till ca 3 m3/dygn. Områdets gradient är ca 0,5 %. Vattenpartiklarnas hastighet beräknades till ca 5 m/år. Föroreningstransporten kan vara lägre på grund av adsorption och utfällning. Grundvattenprovtagningen tyder på att den årliga transporten till hamnbassängen skulle kunna uppgå till 100 g Zn, 10 g Cr, 8 g Pb och 0,02 g Hg. Objektet bedömdes tillhöra riskklass 3, det vill säga måttlig risk för människa och miljö samt relativt låg angelägenhet för vidare undersökningar.

Sewer trenches usually contain material with a higher hydraulic conductivity then the adjacent soil. Thus they can serve as paths of preferential flow in a polluted area. Wastewater from factories can also leak from wastewater pipes and pollute the soil in the sewer trenches. The purpose of this project was to investigate pollutions in sewer trenches and in sewer pipes in the industrial area of Köpmanholmen, 20 km south of Örnsköldsvik in the north of Sweden. To make an estimation concerning the potential of transport of pollutions in sewer trenches, hydrological calculations were performed. Leakage to any greater extent did not seem to be a problem in the area. This is the case both for the concrete and the wooden pipes that have served as factory wastewater pipes. A large transport in the lengthwise direction of the sewer trenches was not shown to exist. Instead the greatest risk of transport from a polluted area seems to come from infiltration into wastewater pipes, where the pollutants can flow readily to the recipient or wastewater treatment plant. / Rörgravar innehåller ofta grövre material med högre hydraulisk konduktivitet än omgivande jord och kan därför tjäna som spridningsvägar från förorenade områden. Avloppsvatten från fabriksområden kan också misstänkas ge upphov till föroreningar i rörgravar via läckage från avloppsrören. Detta arbete har haft som mål att utreda föroreningssituationen i ledningsgravar och avloppsledningar på Köpmanholmens industriområde, ca 2 mil söder om Örnsköldsvik. För att bedöma ledningsgravarnas potential att sprida föroreningar har också hydrologiska beräkningar har gjorts. Läckage i någon större omfattning från avloppsledningar har inte kunnat påvisas. Detta gäller både betongledningar och den trätub som har utgjort fabriksavlopp på området. Inte heller har någon föroreningsspridning kunnat påvisas i ledningsgravarnas längdriktning. Den största risken för spridning av föroreningar verkar istället vara via infiltration till avloppsledningarna. Detta ger en snabb transport från förorenade områden till recipient eller reningsverk.

X-ray fluorescence (XRF) detection of heavy metals is a cost- and time-effective method for investigation of polluted areas. Compared to laboratory analysis, XRF analysis is limited by high detection limits and uncertainties in some situations. Preparation of samples is known to affect the results of measurements. The purpose of this thesis is to bring a deeper understanding of how different factors affect the results of XRF-analysis. A large number of measurements have been made with the instruments Niton XLt 700 and Niton Xli 700. Results from measurements of lead, zinc and copper have been analysed. This study has shown that a greater moisture content will give a lower measured concentration for the same sample. If the moisture content is known, it is possible to make good approximations of concentrations in dry samples. No obvious differences were found between different metals. Proper homogenisation of samples was found to be one of the most critical issues. It should be noted that laboratories do not usually homogenise samples prior to analysis, so samples sent for laboratory verification should therefore be homogenised before sending. Sample preparation, including drying, sieving to finer grain-sizes and analysing in a special sample cup was found to increase the measured concentrations and decrease the variation between measurements. The concentrations differed with different sample matrices and with sample preparation. Because of the differences, measurements should always be correlated with laboratory analysis before any conclusions can be made. In situations when metals are well within detection range of the XRF instrument, the only preparation needed is in most cases homogenisation. If metal levels are just at the limit, or just below the detection limit, further preparations of samples should be made. When drying samples makes detection possible, more preparation is usually not worth the effort. If detection limits still are a problem after drying, the samples should be sieved and analysed in sample cups. In situations where concentrations still are below the detection limit when analysing in sample cups, or if the measurements are disturbed for other reasons, another method than XRF-analysis must be used. When XRF analysis is possible, the method is preferable compared to only laboratory analysis. This cost- and time effective method makes a larger number of measurements possible, and gives a more complete overview of a polluted area. / Analys med röntgenfluorescensdetektor (XRF) är en snabb och kostnadseffektiv fältmetod för detektion av tungmetaller i mark. Nackdelen är att mätningarna inte är tillförlitliga i alla sammanhang och att detektionsgränsen för många ämnen är förhållandevis hög. Det är sedan tidigare känt att olika former av provbearbetning påverkar mätresultaten. I detta examensarbete har undersökts hur olika faktorer påverkar mätresultaten vid analys av jordprover med XRF instrument. Faktorerna som undersökts är inverkan av vattenkvot, kornstorlek, provpåsar och olika provbearbetningsmetoder. Vid provbearbetningsförsöken skickades prover även in till externt laboratorium för jämförande analys. Metaller som undersökts är bly, zink och koppar. Vid undersökningen konstaterades att en ökad vattenkvot ger upphov till lägre mätvärden. Vid kännedom om vattenkvot kan halt per torrsubstans med god överensstämmelse uppskattas utifrån mätningar på fuktiga prov. Är precisionskraven stora och vattenkvoten varierande och okänd bör dock proverna torkas innan mätningar görs. Ingen avsevärd skillnad sågs mellan de olika metaller som undersöktes. Vid undersökningen om provbearbetningens betydelse visade det sig att homogeniseringen av proverna är mycket viktig, inte minst av prover som skickas till laboratorieanalys. Ökad provbearbetning med torkning och siktning till mindre kornstorlek tenderar att ge högre mätvärden med XRF instrument. Storleksmässigt är mätvärden vid obearbetade prov mest överensstämmande med laboratorieanalys. Mest skiljer sig analys på finsiktade prover i provkopp. Korrelationsmässigt finns i en del fall en tendens till bättre överensstämmelse med mer bearbetade prov. Den största vinsten med ökad bearbetning av prover konstaterades i detta arbete vara att mark med lägre metallkoncentrationer då kan analyseras. I de fall där halterna av metaller ligger väl inom XRF instrumentets detektionsområde visade det sig att det oftast är tillräckligt att endast homogenisera proverna innan analys görs. I de fall där koncentrationen av metaller är på gränsen till vad XRF instrumentet kan detektera rekommenderas att proverna torkas, eller om nödvändigt torkas, siktas och analyseras i provkopp. Där nivåerna av metaller ligger under detektionsgränsen för XRF instrument trots provbearbetning, eller där andra ämnen till exempel järn stör mätningarna, måste en annan analysmetod väljas.

After emergencies involving chemical spills it is of great importance that correct measures are taken with short notice, both for the security of people and in order to minimize future environmental consequences. The RIB-unit at the Swedish Rescue Services Agency initiated this study, the aim of which is to propose changes to the existing chemical transport calculation tool: Chemical Spill 3.4, included in RIB - Integrated Decision Support for Civil Protection, so that it can be used for decision support as well as in preventive work. A rough estimation of chemical transport in the subsurface is considered being of great importance when making decisions during emergency response operations. The proposition presented in this report is a non site specific chemical transport model which is designed to give a rough estimation of NAPL flow in homogenous isotropic soil shortly after an instantaneous release. The model can be used at two levels; both in situations without access to information on subsurface properties, and with more accuracy in situations with knowledge of the included parameters. For that reason the user can choose among predefined alternatives or assign the parameters a numeric value to increase the quality of the model output. The predefined alternatives are represented by default values for different parameters in the model. Suggested model output are vertical and horizontal transport of NAPL phase, horizontal transport of dissolved chemical in the aqueous phase, as well as the amounts of spill that are evaporated and entrapped in the soil, all at the time specified by the user. Moreover the maximum transport of the chemical phase and time to groundwater pollution are given. To make the uncertainty of the model clear for the user the results are given as the most likely value together with the smallest and largest values that can be expected. Equations presented in this report describe a selection of subsurface processes which occur after a release of chemicals. The selection is made with the aim to reach satisfying result when the model is used within its domain without making the model complicated for the user. Therefore simplifying assumptions have been made in the descriptions of some processes while some other processes are neglected. Simplifications have been based on recognized references or on theoretical arguments, but the overall performance of the model as well as some of the default input parameters need to be further tested and validated before the new version of the model can be included in RIB. However, compared with the existing version Chemical Spill 3.4 several changes have been suggested; including additional processes, development of default values and making model uncertainty clear to the user. These changes are thought to significantly improve the existing model. / Vid olyckor med kemikalieutsläpp är det av stor vikt att rätt åtgärder snabbt vidtas, både för människors säkerhet och för att minimera framtida miljökonsekvenser. Räddningsverkets RIB-enhet initierade den här studien vars mål är att ge förslag på modellteknisk förbättring av det befintliga beräkningsprogrammet Kemspill Mark 3.4, som ingår i programpaketet RIB - Integrerat beslutsstöd för skydd mot olyckor, så att det i framtiden kan användas som beslutsstöd vid räddningsinsats efter kemikalieutsläpp samt vid förebyggande planeringsarbete. En grov vägledning om kemikaliens spridning anses vara av stor betydelse för att räddningstjänsten ska kunna fatta rätt beslut vid en insats. Förslaget som presenteras i denna rapport är en icke platsspecifik spridningsmodell anpassad för vätskor med begränsad löslighet i vatten och ger en grov uppskattning av spridning i homogen och isotrop mark inom några timmar efter ett momentant utsläpp. Modellen ska kunna användas på två nivåer; för att ge en mycket grov uppskattning av spridningen även utan tillgång på uppgifter om markegenskaper, samt med större noggrannhet då informationen finns. Med anledning av detta kommer användaren ges möjlighet att välja bland fördefinierade alternativ eller att ange indata numeriskt för att öka noggrannheten. De fördefinierade valen representeras av typvärden för olika parametrar i modellen. Den nya modellen i förslaget ger vid angiven tid vertikal och horisontell spridning av fri kemikaliefas, horisontell spridning av löst förorening i vattenfas samt hur stor andel av utsläppet som hålls kvar i marken respektive har avdunstat från spillytan. Dessutom anges kemikaliefasens maximala spridning och hur lång tid det tar för utsläppet att nå grundvattnet. För att tydliggöra modellens osäkerhet för användaren ges utdata som det mest sannolika värdet tillsammans med det största och minsta värdet som är sannolikt. Ekvationerna som presenteras i rapporten beskriver ett urval av de processer som sker i marken vid ett kemikalieutsläpp. Urvalet har gjorts med utgångspunkt att uppnå tillfredställande resultat inom modellens domän utan att komplicera för användaren och därmed har förenklande antaganden gjorts för att beskriva vissa förlopp medan andra försummats helt. Förenklingarna har grundats på vedertagna referenser eller på teoretiskt resonemang. Validering av modellresultat samt vissa typvärdens intervall krävs före inkludering i RIB. Jämfört med det befintliga Kemspill Mark 3.4 har dock stora förändringar föreslagits; fler processer inkluderas, typvärden utvecklas och modellens osäkerhet görs tydlig för användaren. Förändringar tros medföra en signifikant förbättring av modellen.