Chlorinated organic compounds (Clorg) are produced naturally in soil. Formation and degradation of Clorg affect the chlorine (Cl) cycling in terrestrial environments and chlorine can be retained or released from soil. Cl is known to have the same behaviour as radioactive chlorine-36 (36Cl), a long-lived radioisotope with a half-life of 300,000 years. 36Cl attracts interest because of its presence in radioactive waste, making 36Cl a potential risk for humans and animals due to possible biological uptake. This thesis studies the distribution and cycling of chloride (Cl–) and Clorg in terrestrial environments by using laboratory controlled soil incubation studies and a forest field study. The results show higher amounts of Cl– and Clorg and higher chlorination rates in coniferous forest soils than in pasture and agricultural soils. Tree species is the most important factor regulating Cl– and Clorg levels, whereas geographical location, atmospheric deposition, and soil type are less important. The root zone was the most active site of the chlorination process. Moreover, this thesis confirms that bulk Clorg dechlorination rates are similar to, or higher than, chlorination rates and that there are at least two major Clorg pools, one being dechlorinated quickly and one remarkably slower. While chlorination rates were negatively influenced by nitrogen additions, dechlorination rates, seem unaffected by nitrogen. The results implicate that Cl cycling is highly active in soils and Cl– and Clorg levels result from a dynamic equilibrium between chlorination and dechlorination. Influence of tree species and the rapid and slow cycling of some Cl pools, are critical to consider in studies of Cl in terrestrial environments. This information can be used to better understand Cl in risk-assessment modelling including inorganic and organic 36Cl. / Klorerade organiska föreningar (Clorg) bildas naturligt i mark och påverkar klorets kretslopp genom att de stannar kvar längre i marken. Detta stabila klor anses ha samma egenskaper som klor-36, som är en långlivad radioisotop med en halveringstid på 300 000 år. Klor-36 förekommer i olika typer av radioaktivt avfall och om klor-36 sprids i naturen finns det en potentiell risk för människor och djur genom biologiskt upptag. Syftet i denna avhandling är att öka kunskapen om fördelningen och cirkulationen av klorid (Cl-) och Clorg i terrestra miljöer med hjälp av studier i laboratoriemiljö samt en fältstudie i skogsmiljö. Resultaten visar att bildningshastigheten av Clorg är högst i barrskogsjord och rotzonen tycks vara en aktiv plats. Det finns också en större mängd Cl- och Clorg i barrskogsjordar än i betesmark och jordbruksmark. Den mest betydande faktorn som styr halterna av Cl- och Clorg är trädsort, medan geografiskt läge, atmosfäriskt nedfall, och jordmån är av mindre betydelse. Bildning och nedbrytning av Clorg sker med liknande hastigheter, men det tycks finnas två förråd av Clorg i jorden varav ett bryts ner snabbt och ett mer långsamt. Bildningshastigheten av Clorg är lägre i jordar med höga halter av kväve medan nedbrytningshastigheterna inte påverkas av kväve. Slutsatsen från studiernas resultat är att klor i hög grad är aktivt i mark och att Cl- och Clorg halterna bestäms av en dynamisk jämvikt mellan bildning och nedbrytning av Clorg. I studier av klor i terrestra miljöer bör trädsorters inverkan och nedbrytning av olika klorförråd beaktas då det kan ge varierande uppehållstider av Cl- och Clorg i mark. Denna information är viktig vid riskbedömningar av hur radioaktivt klor kan spridas och cirkulera vid en eventuell kärnkraftsolycka.

The method of using stimulated reductive dechlorination when remediating sites contaminated with chlorinated solvents is not unusual, but not many studies have been done on the overall process outside of a controlled environment. In order to investigate the process, principal component analysis (PCA) and partial least square (PLS) regression was used to identify the most important parameters for the degradation of the chlorinated solvents. The most important parameter for all chlorinated compounds turned out to be oxygen, with levels of degradation products increasing with decreasing levels of dissolved oxygen. Dissolved oxygen was deemed the most important variable to measure during a control program on the site. The degradation dynamics of the process were investigated to examine the behaviour of the chlorinated solvents and their degradation products. The degradation products of the main contaminant TCE were found in all observation points, which indicates an ongoing reductive dechlorination all over the site. A large amount of the mother product, TCE, was found in two observation points, which were believed to be situated close to the sources of the TCE contamination. Over the observation period of 2,5 years the levels of TCE in the source areas decreased significantly to below the remediation goal. However, the levels of TCE increased in another observation point further downstream, with concentrations still increasing at the end of this study. The levels in this point were lower than those measured initially in the source area, but still much higher than the accepted values. Possible reasons for this appearance of TCE could be an isolated sheet of contaminants being pushed into the observation point from a nearby location or transport of the contaminants from the source area in units of higher conductivity such as sand lenses or fractures in the clayey soil. / Att använda stimulerad reduktiv deklorering som metod för att sanera fastigheter förorenade med klorerade lösningsmedel är inte ovanligt, men få studier har undersökt det övergripande saneringsförloppet utanför de kontrollerade förhållanden i en labbmiljö. För att undersöka nedbrytningsprocessen användes principalkomponentsanalys (PCA) och partial least square (PLS) regression i syfte att identifiera de parametrar som hade störst påverkan på nedbrytningen av de klorerade föroreningarna. Den enskilt viktigaste parametern visade sig vara halten löst syre i grundvattnet, då halterna av nedbrytningsprodukter ökade med minskande syrehalt. Därför ses syre som den viktigaste parametern för att följa förloppet och är den parameter som bör mätas i kontrollprogram över nedbrytningsprocessen.   Nedbrytningsdynamiken analyserades under en observationsperiod på 2,5 år för att studera hur de klorerade föroreningarna betedde sig under nedbrytningsförloppet. Nedbrytningsprodukter hittades i provtagningspunkter över hela fastigheten vilket visar på en pågående reduktiv deklorering. En stor mängd av moderprodukten TCE hittades i två punkter som bedömdes vara källor till TCE-spridningen. Under observationsperioden sjönk halterna av TCE i dessa två punkter till under gränsen för åtgärdsmålet, dock ökade koncentrationen av TCE i en annan provpunkt längre nedströms källområdet. Halterna i provpunkten var inte lika höga som de initiala halterna i källområdet, men de var långt högre än det fastställda åtgärdsmålen och ökade fortfarande när undersökningen avslutades. Möjliga förklaringar till varför halterna ökade i denna provpunkt är att ett sjok av TCE från omkringliggande sediment har transporterats till provpunkten, eller att en föroreningstransport har skett från källområdet via områden med högre konduktivitet i till exempel sandlinser eller sprickor.

Hur kan livscykelanalyser bistå riskvärderingen vid val av åtgärdsmetod? I det här examensarbetet undersöktes hur resultaten från livscykelanalyser kan användas i beslutstödsverktyget SAMLA för förorenade områden för att bistå val av åtgärdsmetod vid Finspångs centraltvätt. Examensarbetet har genomförts i samarbete med Structor Miljö Öst AB. Livscykelanalyser har utförts för två olika typer av åtgärdsmetoder in situ, stimulerad anaerob reduktiv deklorering samt elektrisk konduktiv uppvärmning. Tidigare studier har visat att olika livscykelanalysmetoder ger olika resultat. Även den här studien bekräftar det. Därför bör inte resultat från olika metoder jämföras. Livscykelanalyser kompletterar SAMLA för förorenade områden väl. De procentuella förhållandena beräknades mellan åtgärdsmetodernas miljö- och klimatpåverkan. I värderingssteget i SAMLA bedöms åtgärdsalternativens påverkan i jämförelse med nollalternativet. En bedömning gjordes av respektive åtgärdsalternativ och korrigering av förhållandet mellan metoderna utfördes genom att samma procentuella förhållande som beräknats fram för miljöbelastningen respektive klimatpåverkan beräknades för värderingspoängen. Med stöd av livscykelanalyser samt riskvärdering bör efterbehandlingsmetoden stimulerad anaerob reduktiv deklorering väljas för Finspångs centraltvätt. / How can life cycle analyzes assist the risk assessment when choosing a remediation method? In this thesis, it was investigated how the results from life cycle analyzes can be used in the decision support tool SAMLA for contaminated sites to assist in the choice of remediation method at Finspång's Centraltvätt. The thesis has been carried out in collaboration with Structor Miljö Öst AB. Life cycle analyzes have been performed for two different types of in situ remediation methods, Enhanced Reductive Dechlorination and Electrical Conductive Heating. Previous studies have shown that different life cycle analysis methods lead to different results. This study also confirms this. Therefore, results from different methods should not be compared. Life cycle analyzes complement SAMLA for contaminated sites. The percentage ratios were calculated between the remediation methods' environmental and climate impact. In the valuation step in SAMLA, the impact of the remediation alternatives is assessed in comparison with the no action alternative. An assessment was made of the respectively remediation alternatives and a correction of the relationship between the methods was performed by calculating the same percentage ratio that was calculated for the valuation points of the environmental and climate impact. With the support of the life cycle analysis and the risk assessment the remediation method Enhanced Reductive Dechlorination should be chosen for Finspång's Centraltvätt.