Boreal forests are often strongly nitrogen (N) limited. However, human activities are leading to increased N inputs into these ecosystems, through atmospheric N deposition and forest fertilization. N input into boreal forests can promote net primary productivity, increase herbivore and pathogen damage, and shift plant species composition and community structure. Genetic diversity has been suggested as a key mechanism to promote a plant species’ stability within communities in response to environmental change. Within any plant population, specific traits (e.g. growth and defense traits) can vary substantially among individuals, and a greater variation in traits may increase chances for the persistence of at least some individuals of a population, when environmental conditions change. One aspect of plant chemistry that can greatly vary among different genotypes (GTs) are condensed tannin (CTs). These secondary metabolites have been suggested to affect plant performance in many ways, e.g. through influencing plant growth, the interactions of plants with herbivores and pathogens, and through affecting litter decomposition, and hence the return of nutrients to plants. To investigate how genotypic variation in foliar CT production may mediate the effects that anthropogenic N enrichment can have on plant performance and litter decomposition, I performed a series of experiments. For these experiments, aspen (Populus tremula) GTs with contrasting abilities to produce foliar CTs (i.e. low- vs. high-tannin producers) were grown under 3 N conditions, representing ambient N (+0 kg ha-1), upper level atmospheric N deposition (+15 kg ha-1), and forest fertilization rates (+150 kg ha-1). This general experimental set-up was once established in a field-like environment, from which natural enemies were excluded, and once in a field, in which enemies were present. In my first two studies, I investigated tissue chemistry and plant performance in both environments. I observed that foliar CT levels decreased in response to N in the enemy‑free environment (study I), but increased with added N when enemies were present (study II). These opposing responses to N may be explained by differences in soil N availability in the two environments, or by induction of CTs after enemy attack. Enemy damage generally increased in response to N, and was higher in low-tannin than in high-tannin plants across all N levels. Plant growth of high‑tannin plants was restricted under ambient and low N conditions, probably due to a trade-off between growth and defense. This growth constraint for high‑tannin plants was weakened, when high amounts of N were added (study I and II), and when enemy levels were sufficiently high, so that benefits gained through defense could outweigh the costs of defense production (study II). Despite those general responses of low- and high‑tannin producers to added N, I also observed a number of individual responses of GTs to N addition, which in some case were not connected to the intrinsic ability of the GTs to produce foliar CTs. In study III, gene expression levels in young leaves and phenolic pools of the plants that were grown in the enemy‑free environment were studied. This study revealed that gene control over the regulation of the phenylpropanoid pathway (PPP) was distributed across the entire pathway. Moreover, PPP gene expression was higher in high-tannin GTs than in low‑tannin GTs, particularly under ambient N. At the low N level, gene expressions declined for both low- and high-tannin producers, whereas at the high N level expression at the beginning and the end of the PPP was upregulated and difference between tannin groups disappeared. Furthermore, this study showed that phenolic pools were frequently uncorrelated, and that phenolic pools were only to some extent related to tannin production and gene expression. In study IV, I investigated the decomposability of litter from the field plants. I found that N enrichment generally decreased mass loss, but there was substantial genetic variation in decomposition rates, and GTs were differentially responsive to added N. Study IV further showed that CTs only had a weak effect on decomposition, and other traits, such as specific leaf area and the lignin:N ratio, could better explain genotypic difference in mass loss. Furthermore, N addition caused a shift in which traits most strongly influenced decomposition rates. Collectively, the result of these studies highlight the importance of genetic diversity to promote the stability of species in environments that experience anthropogenic change. / Boreala skogar är ofta mycket kväve (N) begränsade. Men mänskliga aktiviteter leder till ökad N tillförsel i dessa ekosystem, både genom depostition av N från atmosfären och skogsgödsling. N-tillförsel i boreala skogar kan främja netto primärproduktionen men även leda till ökade skador från naturliga fiender (herbivorer och patogener) samt skiftningar i växtartsammansättning. Genetisk mångfald har föreslagits som en viktig mekanism för att främja en växtarts stabilitet inom samhällen som upplever miljöförändringar. Inom varje växtpopulation kan specifika egenskaper (t.ex. tillväxt och försvar) varierar kraftigt mellan individer och en större variation i egenskaper kan öka chanserna för att åtminstone några individer från en population överlever ifall miljöförhållandena förändras. En aspekt av växtkemi som i hög grad kan variera mellan olika genotyper (GT) är bladens kondenserade tanniner (KT). Dessa sekundära metaboliter har föreslagits påverka växtens prestationsförmåga på många sätt, t.ex. genom att påverka tillväxt, interaktioner mellan växter och herbivorer eller patogener och genom att påverka förna nedbrytning, och följaktligen återbördandet av näringsämnen till kretsloppet. För att undersöka hur genotypiska variation i KT produktion kan påverka de effekter som antopogent N kan ha på växtens prestationsförmåga och förna nedbrytning, utförde jag en serie experiment. Jag studerade olika asp (Populus tremula) GT med olika förmåga att producera KT (låg- och hög-tannin producenter). Växterna odlades i tre olika N förhållanden, som representerade ambient N nivå (+0 kg ha-1), atmosfärisk N deposition = låg nivå (+15 kg ha-1), och skogsgödsling = hög nivå (150 kg ha‑1). Dessa GT etablerades i en fält-liknande miljö där naturliga fiender uteslutits och i ett fält där naturliga fiender var närvarande. I mina första två studierna undersökte jag vävnadskemi och växternas prestationsförmåga i de båda miljöerna. Jag observerade att KT nivåerna sjönk till följd av N‑tillsats i den fiende-fria miljön (studie I), men ökade med N-tillsats ifall fiender var närvarande (studie II). Dessa motsatta reaktioner på N-tillsats kan förklaras av skillnader i N-tillgång mellan de två odlingsplatserna eller genom ökad KT produktion som respons på angrepp. Skador orsakade av herbivorer och patogener ökade generellt till följd av N‑tillsats och var högre i låg-tannin än i hög‑tannin producerande GT oavsett N‑förhållande. Tillväxten hos växter från hög‑tannin GT begränsades i ambient- och låg N-tillsats förhållanden, troligen på grund av att avvägning mellan tillväxt och försvar förskjutits emot försvar. Den begränsade tillväxten i hög-tannin växter minskade om stora mängder N tillsattes (studie I och II) och om antalet fiender var tillräckligt högt så att nyttan av försvaret kunde uppväga kostnaderna för försvarsproduktionen (studie II). Trots dessa generella respons hos låg- och hög-tannin GT till följd av N‑tillsats observerade jag även ett antal individuella respons hos GT som i vissa fall var orelaterade till växters förmåga att producera KT. I studie III undersöktes genuttrycksnivåer och fenolinnehåll i blad från växter som odladats i en miljö där naturliga fiender exkluderats. Denna studie visade att fenylpropanoidsyntesvägen (FPV) regleras genom kontroll av många av de undersökta FPV-generna. Dessutom var FPV genuttryck högre i hög-tannin GT än i låg-tannin GT, särskilt vid ambient N. Vid låg N-tillsats minskade genuttrycket av FPV-gener i både låg- och hög-tannin producenter, medan hög N-tillgång ledde till att gener i början och slutet av FPV uppreglerades och till att skillnaderna mellan tannin grupperna försvann. Dessutom visade studien att de separata fenol-poolerna ofta var okorrelerade med varandra och att fenol-poolerna bara till viss del var korrelerade med KT produktion och FPV-genutryck. I studie IV undersökte jag nedbrytningshastigheten för förnan från fältodlade aspar. Jag upptäckte att N-tillsats generellt minskade viktförlusten men att det fanns en betydande genetisk variation mellan GT och att dessa även var olika mottagliga för tillsatt N. Studie IV visade vidare att KT endast hade en svag effekt på nedbrytning och att andra egenskaper såsom specifik bladyta och lignin:N ratio kunde bättre förklara den genotypiska skillnaden i viktförlust. Dessutom orsakade N‑tillsats en förskjutning av vilka egenskaper som mest påverkade förnans nedbrytningshastighet. Sammanfattningsvis visar mina studier på vikten av genetisk mångfald för att främja växtartens stabilitet i miljöer som upplever antropogena förändringar.

<p>Biogas är benämningen för metangas (CH₄) som är producerad via anaerob (syrefri) rötning av biologiskt material. I Linköping finns en av Sveriges största biogasanläggningar. Anläggningen drivs av Svensk Biogas AB som ägs av Tekniska Verken i Linköping AB (publ.). I anläggningen rötas stora mängder proteinrikt substrat vilket leder till höga halter av ammoniak (NH₃) och ammonium (NH₄⁺) i rötkammaren. Ammoniak (NH₃) är toxiskt för de metanbildare som i en välmående process står för den största delen av metangasproduktionen. Höga halter av ammoniak (NH₃) och ammonium (NH₄⁺) kan inhibera dessa metanbildare vilket leder till minskad gasproduktion.</p><p>Detta examensarbete syftar främst till att genom ett kontinuerligt rötkammarexperiment utreda om zeoliter är ett lämpligt hjälpmedel för att reducera ammonium (NH₄⁺) i en anaerob process. Vid sänkta halter ammonium (NH₄⁺) är hypotesen att de mikroorganismer som är aktiva i den mest effektiva metanbildningsvägen återetableras. Arbetet syftar även till att experimentellt utreda vilka effekter zeoliter i sin helhet har på den anaeroba processen. Zeoliters effekt vid låga zeolitkoncentrationer utreds i en serie utrötningsexperiment i batch. Dessutom har en materialstudie kring zeoliternas kapacitet i olika miljöer genomförts.</p><p>Materialstudien visade att den valda zeoliten som studerades, clinoptilolite, hade en maximal katjonbytarkapacitet på ≈ 19 mg NH₄⁺/g zeolit. Vidare konstaterades att zeoliter med mindre diameter än 1 mm har avsevärt bättre kapacitet än zeoliter med större diameter. I det kontinuerliga rötkammarexperimentet konstaterades att clinoptilolite kan användas i en rötkammare för att reducera ammoniumhalten (NH₄⁺). Detta utan att några allvarliga processtörningar uppstår. Cirka 175 g zeolit/l krävdes för att reducera ammoniumhalten (NH₄⁺) från 5300 mg NH₄⁺/l till 3200 mg NH₄⁺/l. Det är inte realistisktatt använda så stora mängder zeoliter i en fullskalig anläggning. Mikrobiologiskt sett observerades ingen förändring av de metanbildarna som dominerar den effektivaste metanbildningsvägen.</p><p>Resultaten från utrötningsförsöket i batch visade att zeolittillsatser av 5 g/l respektive 10 g/l hade en klart positiv effekt på metanbildningen jämfört utan zeolittillsats. I de batcher med 1-10 g zeolit/l startade metangasproduktionen ≈ 14 dagar tidigare än batcherna med 0 g zeolit/l. 16 dagar efter att experimentet startade hade batcherna med 5-10 g zeolit/l producerat ≈ 500 ml metangas (CH₄) jämfört med serien utan zeoliter som vid samma tidpunkt producerat ≈ 75 ml metangas (CH₄). Utrötningsgraden ökade i samtliga serier med zeolittillsats jämfört med serien utan zeoliter. Tillsatsen av 5 g zeolit/l ökade den specifika metangasproduktionen med ≈ 19 % jämfört med utan zeolittillsatser. Slutsatsen är att clinoptilolite i små koncentrationer, mellan 5-10 g/l, påverkar så väl kinetiken som utrötningsgraden för den anaeroba processen på ett positivt sett. Den optimala koncentrationen av clinoptilolite i en mesofil anaerob process bör ligga mellan 5-10 g zeolit/l.</p> / <p>Methane (CH₄) is formed by anaerobic (oxygen-free) digestion of biological materials. One of Sweden's largest biogas plants is placed in Linköping. The plant is operated by Svensk Biogas AB, which is owned by Tekniska Verken i Linköping AB (publ.). In their biogas plant a large amount of protein rich material is handled. High amounts of protein leads to high levels of ammonia (NH₃) and ammonium (NH₄⁺) in the digestion chamber. High levels of ammonia (NH₃) are toxic to the most dominant methane forming microorganism. High concentrations of ammonia (NH₃) and ammonium (NH₄⁺) can inhibit these methane forming microorganisms which may lead to a reduction in gas production.</p><p>This aim with this master thesis was to reduce high ammonium levels by adding zeolites to a lab scale continuous digestion chamber. The hypothesis is that at reduced levels of ammonium (NH₄⁺) the most effective methane forming microorganism will reestablish. This thesis also aims to experimentally investigate all types of effects that zeolites may have in an anaerobic digestion process. Which effect zeolites at low concentration have in a digestion chamber will be investigated by using lab scale batch digestion chambers. In addition, a material study on the capacity of the zeolites in different environments will be investigated.</p><p>The material study showed that the selected zeolite, clinoptilolite, had a cat ion exchange capacity around 19 mg NH₄⁺/g zeolite. It was also found that the zeolites with a diameter less than 1 mm had significantly better capacity than zeolites with larger diameter. In the continuous digestion experiment it was found that clinoptilolite can be used in a digestion chamber to reduce high levels of ammonium (NH₄⁺). This without any serious disorder on the process. Around 175 g zeolite/l was needed to reduce ammonium levels (NH₄⁺) from 5300 mg NH₄⁺/l to 3200 mg NH₄⁺/l. However, it is not realistic to use such large amounts of zeolites in a full-scale digestion chamber. No changes in the culture of methane forming microorganisms were found.</p><p>The results of the batch experiment showed that concentrations of 5 g zeolite/l and 10 g zeolite/l had a positive effect on the methanogenesis compared to batches without additives. In the batches with 1-10 g zeolite/l the forming of methane began about 14 days earlier than in the batches without any zeolites. After 16 days, batches with 5-10 g zeolite/l had produced about 500 ml of methane (CH₄), compared with series without additives, which at the same time had produced about 75 ml of methane (CH₄). The methane yield increased in all series which included zeolites compared to the batches without zeolites. Addition of 5 g zeolite/l increased the specific methane production by approximately 19 % compared to no additives. The conclusion is that clinoptilolite in small concentrations; 5-10 g/l have a positive effect on as well the kinetics as on the methane yield for the anaerobic process. The best concentration of zeolites in a mesophile anaerobic digestion chamber appears to be between 5-10 g zeolite/l.</p>

<p>I detta arbete används biogasprocessen som ett exempel på hur ett samhällsrelaterat vetenskapligt område kan lyftas in i skolans naturvetenskapliga undervisning. Vi har arbetat fram en laboration om biogas och givit förslag på hur en sådan kan användas direkt i skolan naturvetenskapliga laborativa delar. Vi föreslår ett sätt att prova om elevers nyfikenhet och upptäckarglädje för naturvetenskap och teknik ökar om undervisningens innehåll och upplägg är aktuellt och samhällsrelaterat. I arbetet har vi kommit i kontakt med tre områden: Ett naturvetenskapligt forskarsamhälle, tillämpningar i samhället av ett naturvetenskapligt innehåll samt skolans naturvetenskapliga undervisning. Relationerna mellan dessa delar är med och formar skolans innehåll och läraryrkets komplexa uppdrag. Vår diskussion visar att ett kritiskt förhållningssätt är viktigt i en diskussion om alternativa upplägg av undervisning.</p>

Biogas är benämningen för metangas (CH4) som är producerad via anaerob (syrefri) rötning av biologiskt material. I Linköping finns en av Sveriges största biogasanläggningar. Anläggningen drivs av Svensk Biogas AB som ägs av Tekniska Verken i Linköping AB (publ.). I anläggningen rötas stora mängder proteinrikt substrat vilket leder till höga halter av ammoniak (NH3) och ammonium (NH4+) i rötkammaren. Ammoniak (NH3) är toxiskt för de metanbildare som i en välmående process står för den största delen av metangasproduktionen. Höga halter av ammoniak (NH3) och ammonium (NH4+) kan inhibera dessa metanbildare vilket leder till minskad gasproduktion. Detta examensarbete syftar främst till att genom ett kontinuerligt rötkammarexperiment utreda om zeoliter är ett lämpligt hjälpmedel för att reducera ammonium (NH4+) i en anaerob process. Vid sänkta halter ammonium (NH4+) är hypotesen att de mikroorganismer som är aktiva i den mest effektiva metanbildningsvägen återetableras. Arbetet syftar även till att experimentellt utreda vilka effekter zeoliter i sin helhet har på den anaeroba processen. Zeoliters effekt vid låga zeolitkoncentrationer utreds i en serie utrötningsexperiment i batch. Dessutom har en materialstudie kring zeoliternas kapacitet i olika miljöer genomförts. Materialstudien visade att den valda zeoliten som studerades, clinoptilolite, hade en maximal katjonbytarkapacitet på ≈ 19 mg NH4+/g zeolit. Vidare konstaterades att zeoliter med mindre diameter än 1 mm har avsevärt bättre kapacitet än zeoliter med större diameter. I det kontinuerliga rötkammarexperimentet konstaterades att clinoptilolite kan användas i en rötkammare för att reducera ammoniumhalten (NH4+). Detta utan att några allvarliga processtörningar uppstår. Cirka 175 g zeolit/l krävdes för att reducera ammoniumhalten (NH4+) från 5300 mg NH4+/l till 3200 mg NH4+/l. Det är inte realistisktatt använda så stora mängder zeoliter i en fullskalig anläggning. Mikrobiologiskt sett observerades ingen förändring av de metanbildarna som dominerar den effektivaste metanbildningsvägen. Resultaten från utrötningsförsöket i batch visade att zeolittillsatser av 5 g/l respektive 10 g/l hade en klart positiv effekt på metanbildningen jämfört utan zeolittillsats. I de batcher med 1-10 g zeolit/l startade metangasproduktionen ≈ 14 dagar tidigare än batcherna med 0 g zeolit/l. 16 dagar efter att experimentet startade hade batcherna med 5-10 g zeolit/l producerat ≈ 500 ml metangas (CH4) jämfört med serien utan zeoliter som vid samma tidpunkt producerat ≈ 75 ml metangas (CH4). Utrötningsgraden ökade i samtliga serier med zeolittillsats jämfört med serien utan zeoliter. Tillsatsen av 5 g zeolit/l ökade den specifika metangasproduktionen med ≈ 19 % jämfört med utan zeolittillsatser. Slutsatsen är att clinoptilolite i små koncentrationer, mellan 5-10 g/l, påverkar så väl kinetiken som utrötningsgraden för den anaeroba processen på ett positivt sett. Den optimala koncentrationen av clinoptilolite i en mesofil anaerob process bör ligga mellan 5-10 g zeolit/l. / Methane (CH4) is formed by anaerobic (oxygen-free) digestion of biological materials. One of Sweden's largest biogas plants is placed in Linköping. The plant is operated by Svensk Biogas AB, which is owned by Tekniska Verken i Linköping AB (publ.). In their biogas plant a large amount of protein rich material is handled. High amounts of protein leads to high levels of ammonia (NH3) and ammonium (NH4+) in the digestion chamber. High levels of ammonia (NH3) are toxic to the most dominant methane forming microorganism. High concentrations of ammonia (NH3) and ammonium (NH4+) can inhibit these methane forming microorganisms which may lead to a reduction in gas production. This aim with this master thesis was to reduce high ammonium levels by adding zeolites to a lab scale continuous digestion chamber. The hypothesis is that at reduced levels of ammonium (NH4+) the most effective methane forming microorganism will reestablish. This thesis also aims to experimentally investigate all types of effects that zeolites may have in an anaerobic digestion process. Which effect zeolites at low concentration have in a digestion chamber will be investigated by using lab scale batch digestion chambers. In addition, a material study on the capacity of the zeolites in different environments will be investigated. The material study showed that the selected zeolite, clinoptilolite, had a cat ion exchange capacity around 19 mg NH4+/g zeolite. It was also found that the zeolites with a diameter less than 1 mm had significantly better capacity than zeolites with larger diameter. In the continuous digestion experiment it was found that clinoptilolite can be used in a digestion chamber to reduce high levels of ammonium (NH4+). This without any serious disorder on the process. Around 175 g zeolite/l was needed to reduce ammonium levels (NH4+) from 5300 mg NH4+/l to 3200 mg NH4+/l. However, it is not realistic to use such large amounts of zeolites in a full-scale digestion chamber. No changes in the culture of methane forming microorganisms were found. The results of the batch experiment showed that concentrations of 5 g zeolite/l and 10 g zeolite/l had a positive effect on the methanogenesis compared to batches without additives. In the batches with 1-10 g zeolite/l the forming of methane began about 14 days earlier than in the batches without any zeolites. After 16 days, batches with 5-10 g zeolite/l had produced about 500 ml of methane (CH4), compared with series without additives, which at the same time had produced about 75 ml of methane (CH4). The methane yield increased in all series which included zeolites compared to the batches without zeolites. Addition of 5 g zeolite/l increased the specific methane production by approximately 19 % compared to no additives. The conclusion is that clinoptilolite in small concentrations; 5-10 g/l have a positive effect on as well the kinetics as on the methane yield for the anaerobic process. The best concentration of zeolites in a mesophile anaerobic digestion chamber appears to be between 5-10 g zeolite/l.

In Sweden housing shortage is a rising issue. Within a ten year period scientists predict that the Swedish population will increase from 10 to approximately 11 million people. Due to this increase in the Swedish population, the production of multi-dwelling buildings should be expanding, though instead building development is now decreasing. The Swedish government recently stated upon a climate strategy, to have no excessive emissions of greenhouse gases until the year of 2045. Regarding this climate strategy and the increasing need for housing, the need to build time-efficient, low cost buildings that have minimal environmental impact is in a greater demand than ever before. The purpose of this degree project is to elucidate the environmental effects, costs and assembly time for multi-dwelling buildings with prefabricated wooden and concrete frames. The study, based on literature and interviews, displays that prefabricated cross-laminated timber frames are more expensive than prefabricated concrete frames. However, choosing a timber frame does not necessarily result in a higher production cost compared to a concrete frame. Due to the dehydration time with concrete frames, wooden frames are almost 20 % more time efficient to assemble. Although wooden frames take less time to assemble, they often need more post-production work to withhold quality demands in comparison to concrete frames. The difference in environmental effect between the two materials is significant. Wood is an organic and renewable material and therefore has a low environmental impact. Concrete, which is a non-renewable material, has a higher environmental impact because of its cement component. Today 90 % of the newly developed multi-dwelling buildings are constructed with concrete. To reach the climate strategy in 2045, an increase of wooden constructions is one solution to lower the greenhouse gas emissions. Regarding that most of today’s construction building companies are using concrete as their primary frame material, this way of construction will have to change. Due to this future change, a decisionmaking model for selecting framework material has been developed. The model aims to guide clients and construction companies in an early process to get a first indication on what type of material that would be most beneficial to use in a project. The model is based on three different key factors; environmental effect, investment cost and time. When using the model, these key factors will be compared to each other and prioritized in a hierarchy setting. The outcome specifies the most preferable material to use in a project.

I detta arbete används biogasprocessen som ett exempel på hur ett samhällsrelaterat vetenskapligt område kan lyftas in i skolans naturvetenskapliga undervisning. Vi har arbetat fram en laboration om biogas och givit förslag på hur en sådan kan användas direkt i skolan naturvetenskapliga laborativa delar. Vi föreslår ett sätt att prova om elevers nyfikenhet och upptäckarglädje för naturvetenskap och teknik ökar om undervisningens innehåll och upplägg är aktuellt och samhällsrelaterat. I arbetet har vi kommit i kontakt med tre områden: Ett naturvetenskapligt forskarsamhälle, tillämpningar i samhället av ett naturvetenskapligt innehåll samt skolans naturvetenskapliga undervisning. Relationerna mellan dessa delar är med och formar skolans innehåll och läraryrkets komplexa uppdrag. Vår diskussion visar att ett kritiskt förhållningssätt är viktigt i en diskussion om alternativa upplägg av undervisning.

Societies are facing great challenges with obtaining a good quality and quantity of drinking water in the context of climate change. Increases in natural organic matter (NOM) and per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) have been observed in lakes and drinking water the past years, which is of great concern for water treatment plants in Sweden. It is therefore vital to increase the knowledge regarding the distribution of these substances in the environment. The main objective of this project was therefore to further develop a hydrodynamic model for lake Ekoln by including transportation and degradation of NOM. This was to be done by calibrating the model in terms of total organic carbon (TOC) and Water colour (Colour). A second objective was to investigate the requirements to successfully model PFAS in Ekoln for future studies. The study was done using the model MIKE 3 FM, developed by the Danish Hydraulic Institute (DHI) The two variables TOC and Colour, were calibrated separately for the period of February 2017 to September 2018. For TOC the within-lake processes were decay and sedimentation. These were described using a reference decay constant for 20 °C (k0), that was scaled using the Arrhenius temperature coefficient (θ), and sedimentation was represented by a settling velocity (vsm). For Colour the included process was photooxidation. This process was described using a maximum photooxidation rate (kphoto) that was scaled using the Monod relation including parameters for minimum photosynthetically active radiation (PAR) necessary for photooxidation to occur (Imin) and a PAR half saturation constant (I1/2). The calibration of TOC resulted in the following best fit parameters for k0  of 0.001 d-1, θ of 1.07 and vsm of 0.001 md-1. The calibration of Colour resulted in the following best fit parameters for kphoto of 0.0125 d-1, Imin of 0 µmol photons m-2s-1 and I1/2 of 4 µmol photons m-2s-1. Overall it can be concluded that the chosen processes managed to capture the seasonal variations of TOC and Colour, and the calibrated parameter values are in line with similar studies. The assumption of not including autochthonous input proved to be the biggest source of error in the calibration of TOC but proved to have a minor influence on the calibration of Colour. To achieve a more realistic representation of photooxidation in the vertical profile, for the simulation of Colour, more processes should be considered to be added in the model in future studies. The results presented in this study contributes with increased knowledge of carbon budgets in lakes and can be used to predict water quality hazards connected to climate change and extreme events. The limited access to PFAS data for Ekoln, constrained the study of PFAS and only two sources could therefore be studied: The sewage treatment plant Kungsängsverket and precipitation. The results showed that the simulated concentrations of PFAS in Ekoln only accounted for 40 % of the observed concentrations. It could further be concluded that the contribution from precipitation is negligible. For future studies it is judged to be vital to include Fyrisån as a PFAS source, and to look into processes that influence PFAS distribution, such as sedimentation and adsorption to organic matter. / Samhällen står idag inför stora utmaningar vad gäller att tillhandahålla god kvalitet och kvantitet av dricksvatten under rådande klimatförändringar. De senaste åren har det observerats ökande halter av naturligt organiskt material (NOM) och per- och polyfluorerade alkylsubstanser (PFAS) i sjöar och dricksvatten, vilket är bekymmersamt för Sveriges vattenreningsverk. Det är därför av största vikt att öka kunskapen om dessa ämnens distribution i miljön. Huvudsyftet med denna studie var därför att vidareutveckla en hydrodynamisk modell för sjön Ekoln så att den även inkluderar transporten och nedbrytningen av NOM. Detta utfördes genom att kalibrera modellen för totalt organisk kol (TOC) och Vattenfärg (Färg). Ett andra syfte var att undersöka vilka förutsättningar som krävs för att kunna modellera PFAS på ett korrekt sätt i Ekoln. Studien utfördes i modellverktyget MIKE 3 FM, utvecklat av DHI.  De två variablerna TOC och Färg kalibrerades separat för perioden februari 2017 – september 2018. Processerna som valdes att påverka TOC var nedbrytning och sedimentation. Dessa processer beskrevs med hjälp av en referens-nedbrytningskonstant för 20 °C (k0), vilken anpassades med hjälp av Arrhenius temperaturkoefficient (θ) och sedimentation beskrevs med hjälp av en sedimentationshastighet (vsm). Färg påverkades endast av processen fotooxidation vilken beskrevs med en maximal hastighet för fotooxidation  (kphoto) som anpassades med hjälp av Monods relation. Anpassningen skedde med hjälp av parametern för minimal fotosyntetiskt aktivt ljus (PAR) för att fotooxidation ska ske (Imin) samt en PAR halv mättnads konstant (I1/2) .  Kalibreringen resulterade i värden för k0 av 0.001 d-1, θ av 1.07 och vsm av 0.001 md-1. Kalibreringen för Färg resulterade i värden för kphoto av 0.0125 d-1, Imin av 0 µmol fotoner m-2s-1 och I1/2 av 4 µmol fotoner m-2s-1. Det kan konstateras att de valda processerna lyckas med att beskriva säsongsvariationerna av både TOC och Färg och att de kalibrerade parametervärdena stämmer överens med litteraturen. Antagandet om att inte inkludera autoktont tillförsel av organiskt material (NOM från ytvatten), visade sig vara den största felkällan i simulering av TOC, men visade sig ha en mycket liten påverkan på simuleringen av Färg. För en mer realistisk bild av fotooxidations spridning i djupled, för simuleringen av Färg, bör fler processer övervägas att inkluderas i modellen för framtida studier.  Studien av PFAS var begränsad av tillgången till data, vilket medförde att endast två källor av PFAS till Ekoln analyserades: reningsverket Kungsängsverket och nederbörd. Resultaten visade att den simulerade koncentrationen av PFAS endast motsvarade 40 % av den observerade. Vidare kunde det konstateras att tillförsel av PFAS från regn kan antas vara försumbar. För framtida studier av PFAS i Ekoln bedöms det vara avgörande att inkludera Fyrisån som en källa, samt att vidare undersöka processer som påverkar transporten av PFAS så som sedimentation och adsorption till organiskt material.

En av de vanligaste föroreningarna i mark och grundvatten är aromatiska kolvä- ten såsom bensen, toluen, etylbensen och xylener. Dessa härstammar från ex. ben- sin och har läckt ut till omgivande miljö från drivmedelsanläggningar. I stället för schaktning och bortforsling av de förorenade jordmassorna som mest förekom- mande ex situ-saneringsmetod behövs mer forskning kring in situ-saneringsmetoder där föroreningen alltså kan angripas på plats. I denna rapport undersöks förhöjd biologisk nedbrytning genom att redogöra för de önskvärda (bio)kemiska reak- tionerna i marken, de parametrar som styr den biologiska nedbrytningen samt huruvida dessa parametrars inverkan har kunnat påvisas i tre stycken fallstu- dier där in situ-sanering utförts vid drivmedelsanläggningar. Studien kommer fram till ett antal primära (ursprungliga) variabler såsom föroreningen i fråga, jordtätheten och klimatet, samt ett antal sekundära (förändringsbara) variabler såsom oxidationsmedlet, mikroorganismerna, näringsämnena och markvattnet. Dessa presenterades sedan i en schematisk skiss som visar hur de växelverkar med parametrarna för optimal biologisk nedbrytning, vilka visade sig ha vissa optimala värden. Dessa konstaterades vara föroreningshalten (&lt;5-10 viktprocent torr jord), pH-värdet (6-9), temperaturen (20-35◦C), vattenmättnaden (40-80%), syrehalten (&gt; 2 500 viktprocent kolväten), C:N:P-kvoten (100:10:1) samt koncent- rationen mikroorganismer (&gt; 103 CFU/ml). När de olika parametrarnas inverkan  i fallstudierna undersöktes kunde slutsatsen dras att det skulle behövas ytterliga- re data och mätningar vid varje sanering för att kunna garantera att parametrarna varit inom sina respektive optimala värden. / One of the many goals for a sustainable living and a healthy environment is the reduction of toxic substances in soil and groundwater. Within this ambit, one of the most common pollutants is aromatic hydrocarbons such as benzene, tolue- ne, ethylbenzene and xylenes (BTEX) which are spread from e.g. filling stations for fuel as they are constituents of petrol. These are volatile and can constitute a risk for humans and the environment as they percolate through the soil and groundwater resources as well as can exfiltrate from the ground to surrounding buildings and pollute the indoor air. Once these pollutants are present in the soil, the site needs to be remediated, something which is mainly done ex situ by exca- vating the polluted masses to be sent to a treatment facility. An alternative to this is in situ remediation where the pollution can be treated without being excavated and thus having a smaller impact on the environment.  In this report, one of these techniques called enhanced biodegradation was studied, which implies the application of oxidisers to faciliate microbial activities. It investigated (1) how this remediation technique works and what (bio)chemical reactions are desired in the soil; (2) what are the principal parameters that enable this remediation process and how do they interact with the surrounding factors, and (3) whether the impact of these parameters can be estimated in three case studies where this technique has been used. The three case studies were filling stations located in Sweden, having similar pollutants and geology, and two diffe- rent oxidisers had been used.  The study resulted in the identification of a number of primary (initial) varia- bles such as the pollutant characteristics, the soil density and the climate; as well as a number of secodnary (modifiable) variables such as the oxidiser, microorga- nisms, nutrients and soil moisture. These were then presented in a scheme which shows how their interactions with the parameters for optimal biodegradation. Each parameter was found to have a certain optimum such as the concentration of hydrocarbons (&lt;5-10 mass percent of the dry soil) , pH value (6-9), tempe- rature (20-35◦C), soil water saturation (40-80%), oxygen concentration (&gt; 2,500 mass percent of the hydrocarbons), C:N:P ratio (100:10:1) as well as concentration of microorganisms (&gt; 103 CFU/ml). A negative correlation could be identified between the soil density and the oxygen concentration in the soil, as well as a po- sitive correlation between the soil water saturation in the and the soil moisture, alternatively additional water via irrigation. The impact of each parameter in the case studies of in situ remediation was assessed and the it could be concluded that they would need additional data and measurements for most parameters in order to guarantee that they are within the respective optima.

Plastskräp har blivit ett global problem på grund av nedskräpning och otillräcklig avfallshantering. Användning av biologiskt nedbrytbart material kan underlätta problemet, även om det inte är en universallösning. Produkter gjorda av biologiskt nedbrytbart material skall ändå till avfallshantering eftersom nedbrytningen kan vara långvarig och variera mycket beroende av omgivningen. Därmed är användningen av biologiskt nedbrytbart material endast berättigat då det är svårt att samla in materialet eller avskilja det från organiskt material. Studiens mål var att undersöka biologiskt nedbrytbara material som kan användas i produkter som fungerar under många olika driftsförhållanden och inte kan återställas efter användning. I den litterära delen av denna studie definieras nedbrytning genom egenskaper och förhållanden som påverkar nedbrytningsprocessen. Nedbrytning av polyestrar och cellulosa och de standardprocessarna som används i nedbrytningsexperimenten betraktades. Standardprocesserna för nedbrytning studerades för att få en klarare inblick i den eftertraktade nedbrytningsgraden och de standardiserade förhållandena för nedbrytningen i olika miljöer. En sammanfattning av olika nedbrytningsexperiment och analysmetoder är också inkluderade för att försäkra att experimenten som utfördes är både giltiga och jämförbara med andra forskningsresultat inom fältet. I detta forskningsprojekt utfördes nedbrytningsexperiment i färskvatten- och hemkompostmiljöer. Målet med projektet var att bedöma ifall materialen kunde brytas ned i ett brett spektrum av miljöer, ifall de var mindre skadliga för naturen än konventionella material som används av dagens industri och för att uppskatta nedbrytningstakten. Nedbrytningstiden var 140 dagar och experimentet utfördes med 10 olika material: betecknade som A-J. Materialen analyserades 8 gånger under nedbrytningsperioden förutom materialen I och J som analyserades en gång efter 140 dagar. Materialen analyserades mekaniskt, strukturellt och termiskt med hjälp av dragprovning, FTIR och DSC. Provernas viktförändring bestämdes också. Nedbrytning observerades visuellt från provernas yta och genom mekaniska prover. Materialen som placerades i hemkomposten visade klara tecken på nedbrytning då färgen hade förändrats och förstärkningsfibrerna hade blivit synliga. Materialen som placerats i hemkompostmiljö visade också klara tecken på tillväxt av mikroorganismer och biomassa som uppstått på ytan av materialen. Sammanfattningsvist, visade materialen B, C och G de mest lovande resultaten med klara tecken på biologisk nedbrytning och de hade en snabbare nedbrytningstakt än de andra materialen som undersöktes. Material D visade klara tecken på biologisk nedbrytning på ytan men dess nedbrytningstakt var uppskattad att vara mycket långsammare. Därmed rekommenderas det att använda material A, B, D och G istället för konventionella icke biologiskt nedbrytbara material. Dessa material har potential att sänka den negativa inverkan och de långsiktiga riskerna av plastskräp för miljön. / Plastic debris has become a global crisis due to littering and misplaced waste management. The use of biodegradable materials can ease the problem, but it is not always the answer. Products made of biodegradable materials are still to be waste managed since biodegradation can be a long process and is highly dependent on the environment conditions. Hence, the use of biodegradable materials is justified only when retrieving the product after use is impossible or prohibitively expensive or separating it from organic matter is difficult. This study was made to investigate biodegradable materials that can be used in products that are operating in broad range of operational conditions and cannot be retrieved back after use in most cases. In the literature part of this study the biodegradation is defined along with properties and conditions that affect the biodegradation process. Biodegradation of polyesters and cellulose, and standards used in the biodegradation experiments were reviewed. Biodegradation standards were studied in order to have a clearer picture of the pursued degree of biodegradation and standardized properties in the biodegradation experiments. Review of different biodegradation tests and analysis methods are included as well to ensure that the experiments performed in this work are valid and comparable with other biodegradation studies.  In this study, the biodegradation experiment was conducted in freshwater and home compost environments. The aim was to determine if the materials were able to biodegrade in wide range of environments, to make sure they are less harmful than the conventional materials used in the industry and to estimate the rate of biodegradation. The duration of the experiments were 140 days with 10 different materials: A – J. The materials were analyzed 8 times during the aging period, except materials I and J, which were analyzed only once after 140 days. The samples were analyzed mechanically, structurally, and thermally using tensile test, FTIR and DSC measurements, respectively. Also, the samples weight changes were analyzed.  The degradation was visually observed from the surfaces of the samples and from mechanical testing in both experimental environments. Home compost environment showed clear signs of biodegradation where reinforcement fibers became visible and changed the color of some of the samples. Also, home compost samples had microorganisms growing on them, and biomass was developing around them. To conclude, material B, C and G had the most promising results with clear signs of biodegradation and had faster estimated biodegradation rate compared with the other studied materials. Material D had signs of biodegradation on the surface as well. However, the biodegradation rate was estimated to be much slower. In conclusion, it is recommended to use the studied materials A, B, D and G instead of the conventional non-biodegradable polymers. These materials have potential to lower the negative impact and long-term risks of plastic debris to the environment.

Dielectric insulation are constantly exposed to various stresses, while also being expected to last for long periods of time. Naturally, they degrade with use and in demanding operational environments, this degradation phenomena can be accelerated, leading to costly consequences. With the constant evolution within the vehicle industry, high standards are established. For ignition coils, one of the challenges lies in achieving high performance, with the trade-off being a reduced insulation space. Furthermore, the operation of ignition coils at elevated temperatures could affect the insulation and its capabilities. Thus, it is important to investigate how the dielectric strength of an insulation behaves under these increased temperature conditions and constrained operational space, both in the short and long term. In this master thesis, the primary objective was to ascertain whether the oil would maintain its dielectric strength under prolonged elevated temperatures. The transformer liquid MIDEL 7131 was examined and assessed, through breakdown voltage tests from room temperature and up to temperatures of 140◦C. Subsequently analysing the results using descriptive statistics, employing both Gaussian and Weibull distributions. The observations from these measurements provide more data to the field of liquid dielectrics and allow a better understanding of how the condition and operating environment could affect the dielectric capabilities of transformer oils, with a specific focus on MIDEL 7131. / Dielektrisk insulation utsätts ständigt för diverse påkänningar, samtidigt som dem förväntas vara i drift under en lång tid. Naturligtvis degraderas isolationen efter användning och under krävande arbetsmiljöer, kan denna degradering fenomen acceleras, vilket kan leda till dyra konsekvenser. Med den ständiga utvecklingen inom fordonindustrin, etableras höga standarder. För tändstift, är en av svårigheterna att uppnå hög prestanda, i utbyte mot reducerad insulation utrymme. Dessutom är det möjligt att tändstift i drift under höga temperaturer kan påverka insulationen samt sina förmågor. Det är därför viktigt att undersöka hur dielektrisk styrka hos insulation beter sig vid höga temperaturer och minskat utrymme, både i korta perioder samt i långa. I detta master arbete, var det primära målet att fastställa om oljan skulle upprätthålla sin dielektriska hållfastighet under långa perioder vid höga temperaturer. Transformator oljan MIDEL 7131 undersöktes samt analyserades, genom bland annat tester av genombrottspänningar vid rumstemperatur upp till 140 ◦C. Därefter analyserades resultaten genom Normal- och Weibull fördelning. Observationerna från mätningarna tillhandahåller med mer data till flytande dielektrika området och ger en bättre förståelse om hur tillstånd samt driftmiljö kan påverka den dielektriska hållfastigheten av transformatorolja, med speciell fokus på MIDEL 7131.