Denna fältstudie kommer att undersöka betydelsen av regnvattenanvändning som vattenförsörjnings alternativ. Hur kan hållbara innovativa lösningar tas fram för att lösa vattenförsörjningen på Sri Lanka? Efter lidandet av mer än 30 års inbördeskrig och efter de omfattande skadorna från tsunamin 2004, står nu Sri Lanka inför många utmaningar rörande landets återuppbyggnad. Tillgången till vatten är den viktigaste grundläggande förutsättningen för ett fungerande samhälle. I landets torra zon är det långa perioder av torka då vattenkällor sinar och inget naturligt vatten finns att tillgå. Detta trots att det under monsunen kommer tillräckligt med regn för att täcka vattenbehovet om det skulle samlas på ett optimalt sätt. Avrinningskoefficienten är här mer än 60% outnyttjat regnvatten. I ett flertal lyckade projekt har man samlat regnvatten i RWH system för senare användning. Människor i dessa områden saknar kranvatten eftersom detta område ej är täckt av vattenförsörjningsnätet. Detta gör att dessa människor har en positiv inställning till att ha RWH system..I den våta zonen, och då speciellt i Colombos stadsmiljö som denna studie handlar om, är situationen annorlunda. Här har de flesta invånare kranvatten. Det kommunala kranvattnet är högt subventionerat av regeringen vilket gör att kostnaden är låg för användarna samt ökar vattenkonsumtionen. Invånarna känner inget ansvar för vattenresurserna eftersom den gemena uppfattningen är att det är en evig källa. Majoriteten av hushållen ser inget skäl till att installera RWH på grund av den låga lönsamheten. Trots att det finns ett förordnande att det ska ingå ett RWH system, så följs inte detta. Saknande av uppföljningsplikt anges som orsak av vatten styrelsen. Kostnaden för att behandla och leverera vatten till invånarna är väldigt hög och är mycket energi krävande. Det finns ett behov av enorma investeringar för att rusta upp och bygga ut både vattenverken och vattennätet för att klara av att möta det växande invånarantalet i Colombo området. Ett annat problem är att 40% av hushållen i Colombo saknar avloppsanslutning. De leder sitt avloppsvatten direkt eller efter en septi-tank ut i jorden eller havet.Om medvetenheten kring dessa frågor ökar, samt att förhållandet mellan kranvattnets kostnad och RWH justeras med ändringar i subventionerna, kunde en hållbar lösning på vattensituationen med såväl ekonomiska som miljövinster ske.Resultatet av denna studie är att RWH får ses som ett komplement när det gäller vattenförsörjningen för hushållens del. Fokus bör istället ligga på industrier, sjukhus, skolor, kommunala byggnader och andra byggnader med stora vattenbehov och med de största möjligheterna att uppnå optimalt resultat.Studien visar också på en hållbar lösning på avloppshanteringen. Den visar DWWT och dess fördelar. / The field study will investigate the importance of Rain Water Harvesting (RWH) as a water supply option. How can sustainable innovative solutions be developed to solve the water problem of Sri Lanka? Suffering from more than 30 years of civil war and damages after being struck by the tsunami 2004, Sri Lanka faces many challenges to recover and rebuilt the country. The access to water is the most important need for a civilization´s existence. In the dry zones of the island people suffer from long drought periods with dried up wells and no natural sources for water. However the rainfall during the monsoon, even in these areas, is more than enough to provide the water needs if properly collected, thus the run-off coefficient is more than 60%. Several projects with rain water harvesting in so called RWH systems have been implemented with success. Because these areas are not covered by the water supply net and therefore have no tap water, the people are very positive to having the RWH system. In the wet zones and especially in the urban environment of Colombo the situation is different. Here most of the people have treated pipe-borne tap water. The metered tap water is highly subsidized by the government which makes the cost low for the users and increases the water consumption. The citizens do not feel a responsibility to be careful with resources since the common opinion is that water is a never ending source. The majority of the households find no reasons for installing a RWH system because it´s low economic profits. Even if there is a legislation that demands all new buildings should have a RWH system not many households have installed these systems. However the cost to deliver and treat this water is very expensive for the government and demands a lot of energy. Huge investments need to be done in both the treatment plants and the pipe-line net to meet the growing population in Colombo area. Another problem is that 40% of the households today in Colombo have no sewage connection but lead their wastewater directly or after a septic tank into the ground or the sea. If the awareness regarding these concerns could be improved and the conditions between tap water costs and RWH be adjusted with changes in the subsidized system, a sustainable solution to the water situation in Colombo with both economic and environmental benefits could be found. The result from the case study is a recommendation about installing RWH as a complimentary source of water for the households. And investments in RWH systems should be focused to industries, hospitals, schools, municipal buildings and other public buildings with a high water demand and with the best possibilities for optimal results. Further the case study treats a sustainable solution to the sewage situation. It shows the Decentralized waste water treatment plant (DWWT) and its advantages.

Utanför Uppsalas stadskärna planeras det att bygga en ny stadsdel till år 2050, kallad Sydöstra staden. Uppsala kommun vill vara i framkant gällande hållbar stadsplanering och är därför intresserade av att utreda möjligheter till att tillvarata resurser i avloppsvattnet, som ett alternativ till konventionell rening. I dagsläget står hanteringen av avloppsvatten inför nya typer av utmaningar som rör utsläpp av växthusgaser, bristande resursåtervinning och energieffektivitet samtidigt som kraven på rening ökar. Ett tillvägagångssätt som skulle kunna möjliggöra hantering av dessa utmaningar är genom implementering av källsorterande system. Ett källsorterande avloppssystem separerar vattenfraktionerna för enskild behandling, vilket möjliggör att resurser så som energi och näringsämnen kan återvinnas. Syftet med arbetet var att kartlägga drivkrafter och utifrån dessa identifiera systemlösningar för källsorterat avloppsavfall i Sydöstra staden i Uppsala. Genom studie gällande drivkrafter samt efterföljande workshop med en referensgrupp från Uppsala Vatten kunde möjliga drivkrafter för Uppsala identifieras: Vattenbesparing, Uppfyllande av höga reningskrav, Resurseffektivitet vad gäller energi och näring, Kunskapsgivande samt Klimatneutralitet. Identifiering av drivkrafter resulterade i litteraturstudie för att identifiera anläggningar med liknande drivkrafter som referensgruppen. Studien visade att drivkrafter likt de ovan nämnda resulterade i teknik såsom membranbioreaktor för rötning av källsorterat avloppsavfall. Därefter, genomfördes intervjuer med personer som varit/är delaktiga i pilotprojekt i Sverige för att specifiera vad som krävs för ett genomförande. I nuläget har det visat sig vara svårt att kräva implementering av ett källsorterande system med huvudsyfte att återföra produkter, då kretsloppsaspekten inte har varit ett tillräckligt juridisk motiv för genomförande. I Helsingborg underlättades genomförandet av en hög ambitionsnivå samt en tydlig målbild från kommunen. Slutsats från arbetet är att systemlösningen som bäst lämpar sig för de identifierade drivkrafterna inkluderar rötning av källsorterat avfall i membranbioreaktor (AnMBR), samt urinsortering med efterföljande torkning. Beräkningar gällande en potentiell implementering resulterade i att pilotanläggningen i Sydöstra staden ska dimensioneras för 900 personer. Gällande systemet för behandling av urin, resulterade den dagliga urinproduktionen i att torkningsbädden bör ha en area motsvarande 30 m2 alternativt 23 m2 (beroende på torkningshastighet). För behandling av fekalier, fastställdes mått på membranreaktorn till radien 5 meter och höjden 11 meter, med volymen spolvatten som huvudsaklig orsak till den stora volymen. / Outside the city center of Uppsala, a new district called ”the Southeastern city” will be built by 2050. Uppsala municipality wants to be at the forefront of sustainable planning and is therefore interested in investigating opportunities to utilize resources found in wastewater, as an alternative to conventional treatment of wastewater. Wastewater management is facing new types of problems related to greenhouse gas emissions, resource recycling and energy efficiency. One approach that enables management of these challenges is through the implementation of source separation sewer systems, that separates the household wastewater into different fractions. This enables resources such as energy and nutrients to be recycled. The purpose of the work was to identify drivers and from these drivers identify a solution for source separated sewage fractions in the southeastern city of Uppsala. Through a literature study followed by a workshop with Uppsala Vatten, possible drivers for Uppsala were determined to be Water Saving, Fulfillment of purification requirements, Resource efficiency regarding energy and nutrition, Obtaining knowledge and Climate neutrality. The determination of possible drivers resulted in further literature study, to identify facilities with similar drivers as Uppsala. The study showed that drivers as the ones identified for Uppsala have resulted in technology such as membrane bioreactor for digestion of source separated wastewater. Interviews were also conducted with people who have been or are involved in pilot projects in Sweden to specify what is required for implementation of a source separation system. It is currently difficult to require the implementation of such system with the main argument of recycling products, as the recycle aspect has not been a motive enough juridically for implementation. In Helsingborg, the ambition and a clear vision from the municipality was crucial for the implementation. In conclusion, the system best suited to the identified drivers include anaerobic digestion of source separated waste water in membrane bioreactor (AnMBR), as well as urine dehydration. Calculations were performed regarding a potential implementation resulted in that the treatment plant should treat wastewater from 900 people. For the treatment of urine, the daily urine production resulted in an area of the drying bed of 30 m2 or 23 m2 for varying drying rates. For treatment of faeces, dimensions of the membrane reactor were determined to radius 5 meters and 11 meters height, where the volume of flush water was the main reason for the large reactor.

This study investigated the effects of the detergent phosphorus ban implemented on January 1, 1988 in Virginia, on the treatment streams of the York River Wastewater Treatment Plant, a biological nutrient removal (BNR) system. Evaluation of the available historical data indicated that the influent phosphorus load entering the plant in the post-ban period had decreased 27% compared to the pre-ban period. The influent phosphorus concentration had decreased 29% from the pre- to the post-ban period. No definitive conclusion could be reached concerning the effects of the influent phosphorus decrease on the treatment efficiency due to operational changes which occurred at the time of the ban implementation. The combination of operational changes and the phosphorus ban resulted in 54% and 59% decreases in the effluent phosphorus load and concentration, respectively. Measurements and modelling of the anaerobic digester contents indicated that several minor changes had occurred in the digester which may be attributable to the phosphorus ban, but the equilibria of the digester regarding phosphorus compounds had not been dramatically altered. This was primarily due to improved operation of the clarifiers and sludge thickeners, which delivered Similar phosphorus loads to the digester in the pre- and post-ban periods. / Master of Science

Att följa ammonium i reningsverk är avgörande för att förbättra reningsprocessen och kontrollera flödet av föroreningar ut till ekosystemet. Jonselektiva elektroder (ion-selective electrodes, ISEs) är en lovande teknik inom området, där polymermembran baserade på nonactin är de mest studerade membranen för ammoniumsensorer. Membranet droppas tillsammans med ett jon-till-elektron transducerande material på ett elektrodsubstrat av grafit eller glasartat kol. Nonactin-baserade jonselektiva elektroder har typiskt en detektionsgräns inom storleksordningen 10-5 M, men uppvisar betydande kaliuminterferenser. Ett elektrodsystem baserat på grafitelektroder, inkluderande en ISE och en referenselektrod (RE), studerades i detta examensarbete. De jonselektiva elektroderna producerades genom att droppa jon-till-elektron trandsducerande funktionella flerväggiga kolnanotuber (functional multiwalled carbon nanotubes, f-MWCNTs) lösta i tetrahydrofuran (THF) och en membrancocktail innehållande polyvinylklorid (PVC), mjukgörare och nonactin löst i THF på grafitelektroder. Membranet täcktes sedan med en buffrad polyvinylalkohol (PVA) hydrogel med pH 7 och ett gas-permeabelt membran. Referenselektroderna producerades genom att droppa en membrancocktail av polyvinylbutyral (PVB) mättat med NaCl på grafitelektroder. Jonselektiva elektroder med f-MWCNTs som jon-till-elektron transducerande lager och ett PVC-baserat ammonium-selektivt membran med nonactin producerades framgångsrikt. Elektroderna hade en detektionsgräns i storleksordningen 10-5 M, vilket kan jämföras med tidigare artiklar publicerade inom området. Ytterligare producerades PVB-baserade referenselektroder mättade med NaCl framgångsrikt. Referenselektroderna uppvisade små variationer när koncentrationer av olika salt varierades. Arbetet visade att det gaspermeabla membranet Hyflon AD i kombination med en PVA hydrogel inte var lämplig i den föreslagna konfigurationen, då hålrum formades i torkningsprocessen av det gaspermeabla membranet och membranet delaminerade. Det föreslogs att beteendet kunde vara en konsekvens av inkompatibilitet mellan PVC och det gaspermeable membranet, till följd av deras skillnad i polaritet. / Monitoring ammonium in wastewater is vital to improve the treatment process and monitor the release of the pollutant into the ecosystem. Ion-selective electrodes (ISEs) is a promising technique in the area where the ISE is often based on a polymeric membrane containing the ionophore nonactin. The polymeric ion-selective membrane is drop-cast onto graphite or glassy carbon electrode substrates together with an ion-to-electron transducing layer. Nonactin-based ISEs typically demonstrate a limit of detection (LOD) in the range of 10-5 M, but exhibit significant potassium interferences. A solid-state system based on graphite electrodes, including an ISE and a reference electrode (RE), was investigated in this study. The ISEs were produced by drop-casting ion-to-electron transducing functional multi-walled carbon nanotubes (f-MWCNTs) dispersed in tetrahydrofuran (THF) and a membrane cocktail comprising poly(vinyl chloride) (PVC), plasticizer, and nonactin dispersed in THF onto graphite electrodes. The membrane was then covered with a buffered poly(vinyl alcohol) (PVA) hydrogel of pH 7 and a gas-permeable membrane (GPM). The solid-state RE was produced by drop-casting a poly(vinyl butyral) (PVB) membrane cocktail saturated with NaCl onto the graphite electrode.  ISEs using f-MWCNTs as ion-to-electron transducers and a PVC-based ammonium-sensitive membrane with nonactin were successfully produced. The electrodes exhibited LODs in the range of 10-5 M, which is comparable to previous articles published on the subject. Additionally, PVB-based solid-state REs saturated with NaCl were successfully produced. The reference electrodes exhibited minor influences when varying the concentrations of various salts. The study showed that the GPM Hyflon AD combined with a PVA hydrogel was not suitable in this configuration, as air voids were formed in the drying process, and the membrane was easily delaminated. It was suggested that this behavior could be a consequence of the incompatibility of PVC and the GPM due to their difference in polarity.

El adjetivo del articulo tiene como objetivo la evaluación de un análisis comparativo del costo de inversión de las PTAR ubicadas en la cuidad de Lima que son consideradas las más importantes a nivel nacional por la función clave que ambas tienen en dicha cuidad de descontaminar las aguas residuales producidas, este articulo científico busca analizar si los cos-tos de inversión están directamente proporcionales con los caudales de ambas PTAR y también hacer un análisis de los impactos que ambas infraestructuras pudieron llegar a causar teniendo en cuenta los dos tipos de impactos existentes que son los negativos y los positivos. / The adjective of the article has as objective the evaluation of a comparative analysis of the investment cost of the PTAR located in the city of Lima, which are considered the most important at the national level due to the key function that both have in said city of decontaminating wastewater. produced, this scientific article seeks to analyze whether the investment costs are directly proportional to the flows of both PTAR and to analyze the impacts that both infrastructures could cause, taking into account the two types of existing impacts, which are negative and the positives.

The provision of clean drinking water typically involves treatment processes to remove contaminants. The conventional process involves coagulation with hydrolysing metal salts, typically of aluminium (‘alum’) or trivalent iron (‘ferric’). Along with the product water this also produces a waste by-product, or sludge. The fact of increasing sludge production — due to higher levels of treatment and greater volume of water supply — conflicts with modern demands for environmental best practice, leading to higher financial costs. A further issue is the significant quantity of water that is held up in the sludge, and wasted. / One means of dealing with these problems is to dewater the sludge further. This reduces the volume of waste to be disposed of. The consistency is also improved (e.g. for the purpose of landfilling). And a significant amount of water can be recovered. The efficiency, and efficacy, of this process depends on the dewaterability of the sludge.In fact, good dewaterability is vital to the operation of conventional drinking water treatment plants (WTP’s). The usual process of separating the particulates, formed from a blend of contaminants and coagulated precipitate, relies on ‘clarification’ and ‘thickening’, which are essentially settling operations of solid–liquid separation.WTP operators — and researchers — do attempt to measure sludge dewaterability, but usually rely on empirical characterisation techniques that do not tell the full story and can even mislead. Understanding of the physical and chemical nature of the sludge is also surprisingly rudimentary, considering the long history of these processes. / The present work begins by reviewing the current state of knowledge on raw water and sludge composition, with special focus on solid aluminium and iron phases and on fractal aggregate structure. Next the theory of dewatering is examined, with the adopted phenomenological theory contrasted with empirical techniques and other theories.The foundation for subsequent analyses is laid by experimental work which establishes the solid phase density of WTP sludges. Additionally, alum sludges are found to contain pseudoböhmite, while 2-line ferrihydrite and goethite are identified in ferric sludges. / A key hypothesis is that dewaterability is partly determined by the treatment conditions. To investigate this, numerous WTP sludges were studied that had been generated under diverse conditions: some plant samples were obtained, and the remainder were generated in the laboratory (results were consistent). Dewaterability was characterised for each sludge in concentration ranges relevant to settling, centrifugation and filtration using models developed by LANDMAN and WHITE inter alia; it is expressed in terms of both equilibrium and kinetic parameters, py(φ) and R(φ) respectively.This work confirmed that dewaterability is significantly influenced by treatment conditions.The strongest correlations were observed when varying coagulation pH and coagulant dose. At high doses precipitated coagulant controls the sludge behaviour, and dewaterability is poor. Dewaterability deteriorates as pH is increased for high-dose alum sludges; other sludges are less sensitive to pH. These findings can be linked to the faster coagulation dynamics prevailing at high coagulant and alkali dose.Alum and ferric sludges in general had comparable dewaterabilities, and the characteristics of a magnesium sludge were similar too.Small effects on dewaterability were observed in response to variations in raw water organic content and shearing. Polymer flocculation and conditioning appeared mainly to affect dewaterability at low sludge concentrations. Ageing did not produce clear changes in dewaterability.Dense, compact particles are known to dewater better than ‘fluffy’ aggregates or flocs usually encountered in drinking water treatment. This explains the superior dewaterability of a sludge containing powdered activated carbon (PAC). Even greater improvements were observed following a cycle of sludge freezing and thawing for a wide range of WTP sludges. / Further aspects considered in the present work include deviations from simplifying assumptions that are usually made. Specifically: investigation of long-time dewatering behaviour, wall effects, non-isotropic stresses, and reversibility of dewatering (or ‘elasticity’).Several other results and conclusions, of both theoretical and experimental nature, are presented on topics of subsidiary or peripheral interest that are nonetheless important for establishing a reliable basis for research in this area. / This work has proposed links between industrial drinking water coagulation conditions, sludge dewaterability from settling to filtration, and the microstructure of the aggregates making up that sludge. This information can be used when considering the operation or design of a WTP in order to optimise sludge dewaterability, within the constraints of producing drinking water of acceptable quality.

Diploma thesis is aimed on description of wastewater treatment plant with gravitational inflow. Focus is on WWTP in the Czech Republic, particularly in the South Moravia region - in this aspect the thesis presents relevant statistics like the number of WWTP per region and the total, capacity of WWTP per region and their substance load on inflow /outflow. The recherche is also limited according to the core subject of theoretical part, which is technology of small WWTP in the category up to 2000 equivalent habitants. The experimental part presents comparsion of particular wastewater treatment plant of this category in the South Moravia region: one with gravitational inflow and one with inflow pump station. The examined wastewater treatment plant are compared according to substance load, hydraulic load and technology. Thesis is concluded with a review of the different operation parameters of the both types of WWTP.

<p>Käppala wastewater treatment plant situated on the island of Lidingö northeast of Stockholm is running a project during 2004 and 2005 with the purpose to map out the capacity of anaerobic digestion in the digesters that treat primary and excess sludge. The purpose of this thesis work, which is part of that project, was to characterize the present anaerobic digestion process and to investigate its capacity to treat other organic wastes such as restaurant waste and waste from water works. To decide the potential of both methane and biogas production from different substrates batch laboratory tests were carried out. To imitate the anaerobic digestion process at Käppala continuous tests with small scale reactors were carried out. These reactors were later fed with restaurant waste.</p><p>The batch laboratory tests showed that primary sludge had a potential biogas and methane production of 0,62 and 0,35 Ndm3/g VS respectively after 40 days of digestion. After 15 to 20 days of digestion (average retention time in the digester at Käppala wastewater treayment plant that treats primary sludge) the biogas production was between 0,55 and 0,60 Ndm3/g VS, which is within the range of the production at the digester that treats the primary sludge. This leads to the conclusion that the digestion of primary sludge is well functioning at the plant.</p><p>Batch laboratory tests showed that excess sludge had a potential biogas and methane production of 0,31 and 0,16 Ndm3/g VS respectively after 40 days of digestion.</p><p>Batch laboratory tests with restaurant waste showed a potential biogas and methane production of 0,81 and 0,38 Ndm3/g VS respectively after 47 days of digestion. This means that the total production of methane gas can increase with 7-8 per cent with an annual load of 3500 tonnes of restaurant waste (estimated amount of available restaurant waste). Tests to imitate transport of restaurant waste with influent wastewater showed that 35-60 per cent of the increase of gas production would be “washed out” if the waste was tranported this way to the plant.</p><p>Batch laboratory tests with waste from water works showed that no gas was produced from this substrate.</p><p>The continuous tests with small scale reactors which were fed with restaurant waste resulted in an increase of biogas production with 12 per cent (corresponding to an annual load of 3500 tonnes of restaurant waste) compared to the present process.</p> / <p>Avloppsreningsverket Käppalaverket på Lidingö driver under år 2004-2005 ett projekt med syftet att kartlägga rötningskapaciteten i den befintliga anläggningen där primär- och överskottsslam behandlas i två rötkammare. Syftet med examensarbetet, som är en del av kartläggningsprojektet, var att karakterisera Käppalaverkets nuvarande rötningsprocess och undersöka processens kapacitet att behandla organiskt avfall i form av restaurangavfall och vatttenverksslam. För att bestämma potentialen hos olika substrat har satsvisa utrötningar genomförts. För att efterlikna processen på Käppalaverket har kontinuerliga försök med små reaktorer bedrivits. Till dessa reaktorer har sedan restaurangavfall tillsats.</p><p>De satsvisa utrötningarna av primärslam visade en potentiell bio- respektive metangasproduktion om 0,62 respektive 0,35 Ndm3/g VS efter 40 dagars utrötning. Efter 15-20 dagars utrötning (som är den genomsnittliga uppehållstiden i Käppalaverkets rötkammare där primärslammet behandlas) var biogasproduktionen mellan 0,55 och 0,60 Ndm3/g VS, vilket är inom samma intervall som vid den verkliga driften av rötkamrarna vid Käppalaverket. Detta betyder att utrötningen av primärslammet fungerar bra vid Käppalaverket.</p><p>De satsvisa utrötningarna av överskottsslammet visade en potentiell bio- respektive metangasproduktion om 0,31 respektive 0,16 Ndm3/g VS efter 40 dagars utrötning.</p><p>För restaurangavfallet visade de satsvisa utrötningarna på en potentiell bio- respektive metangasproduktion om 0,81 respektive 0,38 Ndm3/g VS efter 47 dagars utrötning.</p><p>Detta innebär att den totala metangasproduktionen vid Käppalaverket skulle kunna ökas med 7-8 procent om 3500 ton restaurangavfall skulle tas emot årligen (uppskattad mängd restaurangavfall som finns att tillgå). Försök att efterlikna transport av restaurangavfallet via avloppsledningsnätet visade dock att 35-60 procent av den ökade metangasproduktionen skulle ”tvättas ur” om avfallet fördes till verket via avloppsledningsnätet.</p><p>Försöken med satsvis utrötning av vattenverksslam visade att detta substrat inte bidrar med någon produktion av biogas eller metangas.</p><p>De kontinuerliga försöken med tillsats av restaurangavfall (motsvarande en årlig belastning med 3500 ton) resulterade i en ökning av biogasproduktionen med 12 procent.</p>

<p>This report is commissioned by the Water and Sewage Agency in The City of Mariehamn, Åland. The basic aim is to investigate positive or negative effects of a relocation of the sewage pipe from a wastewater treatment plant, Lotsbroverket. The environmental licence of Lotsbroverket is to be revised and The Environmental Appeal Board at Åland’s Government and Administrative Board has made demands that several possible locations in an outer water area should be examined. The present location of the sewage pipe is in Svibyviken, which has been classified as an “inner water area”.</p><p>The objective of this work is to study to which extent the nutrient loading from Lotsbroverket influence the environmental conditions in Svibyviken, and to investigate the suitability of different locations of the wastewater pipe from Lotsbroverket.</p><p>The way a coastal area looks, i.e., its morphometry, determines to a large extent its ecological characteristics. The investigated coastal area was digitalized from a nautical chart. The software used for this was Roots 3.3 and the GIS-tool ArcGIS 8.3. The localization of the coastal boundaries for the entire coastal area and for investigated sub-areas was determined according to the topographical bottleneck method, i.e., the boundary lines were drawn where the exposure of the coast to the open sea is minimized.</p><p>A process-based dynamic mass-balance model for total phosphorous has been used in this study. Using this model, one can estimate and quantify the effects of different nutrient sources in coastal areas. All the fluxes of phosphorous to, from and within the defined areas were studied and ranked. Model simulations have shown how changes in any of the phosphorous fluxes influence the mean monthly concentrations of total phosphorous. The situation for total nitrogen was determined with a statistical/empirical regression model between phosphorous and nitrogen concentrations. To estimate the expected ecological effects from a change in the nutrient loading from Lotsbroverket, statistical/empirical correlations between modelled nutrient concentrations and ecological effect variables have been used. Standard effect variables for the study of eutrophication effects in coastal areas are, e.g., the chlorophyll concentration, Secchi depth and oxygen saturation in deep water. These variables have also been used in this study.</p><p>It has been shown that (1) the nutrient concentrations of the Baltic Sea controls the concentration of nutrients in the studied areas to a very large extent, (2) that the nutrient fluxes from Lotsbroverket are small compared to the nutrient fluxes from the Baltic Sea and hence also of minor importance for the nutrient state of the receiving water system, (3) that the influence of the nutrient emissions from Lotsbroverket are most noticeable in the present inner recipient, Svibyviken, and (4) that the impact logically decreases with distance between the location of the sewage pipe and boundary line to the open sea. The overall conclusion is that no major improvement of the conditions in Svibyviken can be expected by a reduction or a relocation of the nutrient emissions from Lotsbroverket.</p> / <p>Detta examensarbete är ett uppdrag av VA-verket vid Mariehamns stad, Åland, med syfte att utreda effekter av en eventuell flyttning av avloppsreningsverket Lotsbroverkets utloppsledning. Inför en revidering av Lotsbroverkets miljötillstånd har Miljöprövningsnämnden vid Ålands landskapsregering ställt villkor på att tillståndshavaren skall utreda möjligheter till att avleda det renade avloppsvattnet till ett yttre vattenområde. Utloppsledningen mynnar i dagsläget i Svibyviken, vilken har klassificerats som ett inre vattenområde.</p><p>Målsättningen med detta arbete är att belysa vilka ekologiska effekter näringsämnesutsläppet från Lotsbroverket har på primärrecipienten Svibyviken samt att undersöka några andra områdens lämplighet som mottagare av avloppsvattnet. Ett kustområdes utseende och form, det vill säga dess morfometri, avgör i stor utsträckning dess ekologiska förhållanden. För att få en god bild av det undersökta områdets morfometri digitaliserades området utifrån ett sjökort i digitaliseringsprogrammet Roots 3.3, varefter data bearbetades med GIS-verktyget ArcGIS 8.3. Avgränsning av kustområdet som helhet och av undersökta delområden gjordes enligt den topografiska flaskhalsmetoden, det vill säga så att kustens öppenhet mot utanförliggande hav eller vattenområde minimeras (Håkanson et al., 1984; Pilesjö et al., 1991).</p><p>För arbetet har en processbaserad, dynamisk massbalansmodell för totalfosfor använts. Modellen har tagits fram för att eutrofieringseffekter i kustområden skall kunna studeras (Håkanson & Karlsson, 2001). Vid användandet av modellen kan effekter av olika näringsämneskällor uppskattas och kvantifieras. Samtliga totalfosforflöden till, från och inom olika avgränsade områden har studerats och rangordnats. Modellsimuleringar har visat hur förändringar i något av fosfortillflödena inverkar på recipientens månadsmedelkoncentration av totalfosfor. Situationen för kväve har undersökts med hjälp av en statistisk/empirisk regressionsmodell mellan fosfor- och kvävehalt. För att belysa de ekologiska effekter som kan förväntas efter en förändring av Lotsbroverkets fosfor- och kväveutsläpp har statistiska/empiriska kopplingar gjorts mellan näringsämneskoncentrationer och ekologiska effektvariabler. Bra effektvariabler vid undersökning av eutrofieringseffekter är exempelvis klorofyllhalt, siktdjup samt syrgashalt i bottenvattnet. Dessa variabler har också använts i detta arbete.</p><p>Resultaten visar att (1) närsaltskoncentrationerna i de studerade områdena i hög grad styrs av den allmänna eutrofieringsnivån i Östersjön, (2) att utsläppet av näringsämnen från Lotsbroverket inte inverkar på recipientens näringsstatus i någon stor utsträckning, (3) att Lotsbroverkets påverkan är störst på nuvarande recipient, Svibyviken, (4) och att påverkan sedan successivt minskar ju längre ut mot öppna havet utloppsledningen lokaliseras. Slutsatsen av utredningen är att en reduktion av Lotsbroverkets utsläpp eller nylokalisering av utloppsledningen inte kan förväntas ge någon omfattande förbättring av tillståndet i Svibyviken.</p>

Douze contaminants émergents (composés pharmaceutiques, pesticides et hormones) ont été quantifiés et extraits de l'eau de rivières et d’échantillons d'eaux usées municipales. La séparation des solides en suspension est effectuée par filtration des échantillons d'eau. L'effet de filtration sur les concentrations de contaminants dissous a été évaluée afin de minimiser les pertes de composés cibles. Les échantillons ont été lyophilisés et ont été extraits en deux cycles par ultrasons combinés avec une étape de nettoyage sur cartouche d’extraction de type C18. La quantification a été réalisée en utilisant la spectrométrie de masse. Les recouvrements de la méthode pour tous les composés ont varié de 68 à 112% dans toutes les matrices étudiées, sauf pour le sulfaméthoxazole et le diclofénac où des recouvrements plus modestes ont été obtenus (38 à 85%). Les limites de détection pour les 12 analytes dans les sédiments et particules en suspension (SPM) de la rivière variaient de 0,7 à 9,4 ng g-1 et de 21 à 92 ng g-1, pour les échantillons SPM de station d'épuration. Tous les contaminants émergents cibles ont été détectés à des concentrations variant de 3 à 5440 ng g-1 dans les matrices étudiées, les concentrations les plus élevées ont été observées dans les échantillons SPM de stations d'épuration. Une partie importante de certains de ces contaminants est clairement associée aux sédiments de rivière ou aux particules en suspension. L’optimisation des processus de traitement de l'eau et le devenir environnemental doit absolument tenir compte de la fraction de contaminants qui liée à des particules si on espère avoir un bilan de masse raisonnable. / We developed a protocol to quantify 12 emerging contaminants (pharmaceuticals and hormones) and pesticides extracted from suspended particulate matter (SPM) of river water and municipal wastewaters samples. The separation of suspended solids was carried through filtration of water samples. We tested a series of 6 different filter types. The effect of filtration on the concentrations of dissolved contaminants was evaluated in order to minimize losses of target compounds. The river bottom sediments samples were lyophilized and both SPM and sediment samples were subjected to ultrasonic extraction combined with C18 cartridge clean-up. Quantifications were realized using mass spectrometry. The overall method recoveries of all compounds ranged from 38 to 112 % in all studied matrices, poor recoveries were achieved for sulfamethoxazole and diclofenac (recoveries for all other compounds in the wastewater treatment plant (WWTP) samples were 68 to 111%). The detection limits in sediments and SPM from river samples for the 12 analytes varied from 0.7 to 9.4 ng g-1 and from 21 to 92 ng g-1 for WWTP SPM samples. All target emerging contaminants were detected with concentrations ranging from 3 to 5440 ng g-1 in the studied matrices, with the highest concentrations observed in WWTP SPM samples. A significant portion of some of those contaminants is clearly associated with bottom sediments or suspended particulates. Optimization of water treatment processes and environmental fate must absolutely consider the fraction of contaminants which is particulate-bound if one hopes to have a reasonable mass balance.