Vid brand kan stora mängder med förorenande ämnen och partiklar bildas. Dessa kan, vid släckning av brand med vatten, ge upphov till kontaminerat släckvatten. För att förstå och kunna förutsäga föroreningsspridningen från släckvatten i mark och grundvatten krävs det att släckvattenpartiklars inverkan på föroreningsspridning utreds. Syftet med detta arbete var att öka kunskapen om de kemiska och fysiska egenskaper partiklar i släckvatten uppvisar samt hur partikelegenskaperna påverkar föroreningstransport i vattenmättad mark och grundvatten. Studien har genomförts i form av en fallstudie där släckvattenpartiklar från en enskild brand har undersökts. Utifrån partikelegenskaper finns två mekanismer som kan räknas som styrande för partikeltransport i mark och grundvatten: fysiokemiska partikel- och ytinteraktioner samt silning. Mekanismernas inverkan på partikeltransporten beror bland annat på partiklarnas ytladdning och storlek. För att undersöka släckvattenpartiklarnas egenskaper utfördes analyser av partiklarnas storleksfördelning och zetapotential. För att förstå hur partiklarna påverkade föroreningsspridningen analyserades koncentration polycykliska aromatiska kolväten (PAH) och metaller. Utifrån dessa mätningar genomfördes kolonnförsök där släckvattenpartiklar transporterades genom kiselsand. Resultaten visade att medelvärdet för släckvattenpartiklarnas zetapotential var negativ. Släckvattenproverna som undersöktes innehöll höga koncentrationer av PAH och metaller. Då partiklarna filtrerades till två storleksfraktioner, större och mindre än 11 µm, återfanns högst koncentration PAH och metaller i släckvatten med partiklar > 11 µm. I kolonnförsöken transporterades partiklar med diameter ≤ 11 µm genom kiselsand medan större partiklar permanent immobiliserades. Mätningarna och transportförsöken indikerar att partiklar ≤ 11 µm, i mark med liknande egenskaper och förhållanden som under kolonnförsöken, skulle kunna transporteras utan påverkan av fysiokemiska partikel- och ytinteraktioner. Den avgörande mekanismen för partikeltransport av partiklar med en diameter ≤ 11 µm i vattenmättad mark och grundvatten skulle då vara silning. Släckvattenpartiklarnas transport och på så sätt föroreningsspridningen blir då beroende av markens porstorlek samt partiklarnas diameter. Transportförsöken för partiklar > 11 µm pekade på att fysiokemiska partikel- och ytinteraktioner och/eller silning permanent immobiliserade de större partiklarna. Vid immobilisering av de större partiklarna skulle föroreningsspridning kunna begränsas. För att skapa en fullständig bild över vilka mekanismer som styr släckvattenpartiklarnas transport och på så vis föroreningsspridning under olika förhållanden behöver vidare undersökningar genomföras. / A fire can generate large amounts of toxic compounds and particles. When a fire is extinguished with water these compounds and particles can be transferred to the water, generating contaminated fire-extinguishing water. To understand and predict contamination transport from fire-extinguishing water in soil and groundwater the effect of fire generated particles on contamination transport needs to be understood. The aim of this study was to increase the knowledge of the chemical and physical properties of particles in fire-extinguishing water and to examine how these properties effect contamination transport in soil and groundwater. The study was conducted as a case study where fire-extinguishing water from a single fire was examined. Considering particle properties, particle transport in soil and groundwater is regulated by two main mechanisms: physicochemical particle-surface interactions and straining. How the mechanisms effect the transport is controlled by, among other things, the surface charge of the particles and the size of the particles. To understand particle properties analysis of the size distribution and zeta potential were conducted. To understand how the particles influenced contamination transport concentrations of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) and metal were measured. Column experiments were then conducted with the characterized particles. The results showed that the particles zeta potential was negative. The fire-extinguishing water contained high concentrations of metals and PAH. When the particles were filtrated into two sizes, larger and smaller than 11 um, the highest concentration PAH and metals were found on the larger particles. In the column experiment particles ≤ 11 µm were transported through the sand while larger particles were immobilized. The measurements and the transport experiments indicate that particles ≤ 11 µm, in soil with similar properties as in the column experiment, could be transported without influence of physicochemical particle-surface interactions. The main mechanism for particle transport for particles with a diameter ≤ 11 µm would then be straining. That means that the transport of particles and therefore contamination transport would depend on particle size and soil pore size. The transport experiment with particles > 11 µm indicated that physicochemical particle-surface interactions and/or straining immobilized larger particles. If larger particles are immobilized the contamination spreading would be limited. To fully understand what mechanism controls the transport of particles in fire-extinguishing water, and therefore the contamination transport, more studies need to be conducted.

Detta examensarbete syftade till att undersöka om lera kan förhindra en spridning av klorerade lösningsmedel ned till grundvattnet samt vid vilka hydrogeologiska förhållanden som lera har störst potential att vara tätande. Det övergripande målet med arbetet var dock att bidra till att tydliggöra definitionen av och förbättra kunskapsläget om tätande jordlager på Sveriges Geologiska Undersökning (SGU). Sju förorenade områden där klorerade lösningsmedel påvisats i jord och/eller grundvatten valdes ut till en jämförande fallstudie. Samtliga områden var belägna inom 750 m från något av SGUs lokalkarterade grundvattenmagasin och lera överlagrade helt eller delvis grundvattenmagasinet på platsen. Resultatdata i form av jord- och grundvattenprov från tidigare undersökningar av områdena lagrades in i databaser på SGU. Spridningen av klorerade lösningsmedel på varje område analyserades sedan genom att titta på var i området olika koncentrationer uppmätts och hur koncentrationerna förändrats med djupet. Spridningen jämfördes även med lerförekomsten på varje område både med avseende på lermäktighet och på placeringen av leran i området. Områdena jämfördes sedan med varandra för att se om det fanns ett samband mellan lerförekomst och spridningsbild samt för att tydliggöra hur förhållandena på platsen bör se ut för att ett lerlager ska vara tätande. Resultaten stämmer väl överens med de tidigare studier som visat att lera kan ha en uppbromsande effekt vid spridningen av klorerade lösningsmedel. Däremot kan lera inte sägas vara tätande utan att tidsaspekten tas med i definitionen. Även storleken på utsläppet har betydelse för hur länge ett lerlager kan hålla tillbaka spridningen. Studien tyder också på att så kallade svallsediment kan öka jordlagrens potential att vara tätande genom att bromsa upp och sedan avleda den vertikala spridningen av klorerade lösningsmedel samt att lera har en större potential att vara tätande ifall lerlagret är beläget några meter ned i jorden och leran är vattenmättad. Det är däremot svårt att dra några slutsatser kring vilken mäktighet ett lerlager måste ha för att vara tätande. Endast i ett av de utvalda områdena hade det undre grundvattnet skyddats mot spridningen av klorerade lösningsmedel förmodligen tack vare en kombination av ett mycket mäktigt lerlager, ett övre grundvattenmagasin i svallsedimentet och en uppåtgående strömning av grundvatten från det nedre till det övre grundvattenmagasinet. Slutligen visar examensarbetet att i områden med punktutsläpp av klorerade lösningsmedel har de lokala förutsättningarna för stor påverkan för att en viss lermäktighet ska kunna sägas vara tätande och försiktighet bör tas vid användning av begreppet tätande jordlager i generella sammanhang.