Denna rapport dokumenterar examensarbetet som genomfördes av Josefin Jansson för högskoleingenjörsexamen inom innovationsteknik och design på Karlstads universitet. Examensarbetet gjordes på uppdrag av Säffle kommun där målet var att ta fram en konceptlösning för att minska spridning av mikroplaster i form av granulat från den lokala konstgräsplanen. En av de största spridningskällorna av mikroplast är konstgräsplaner. För att en konstgräsplan ska få önskade spelegenskaper fylls de på med fyllnadsmaterial i form av granulat. Granulatet sprids sedan genom bland annat plogning, arbetsmaskiner och spelare för att till sist hamna i våra hav. Arbetet utgick ifrån produktutvecklingsprocessen med ett iterativt arbetssätt. Projektet har följande ingående faser; Projektplanering, förstudie, idé- och konceptframtagning, konceptval och uppföljning. För att ta fram ett koncept användes idégenereringsmetoderna 6-3-5 och brainstorming. Sedan görs konceptval genom att ställa framtagna koncept mot produktspecifikation samt Pughs matris. Resultatet blev en sluss som spelarna passerar när de lämnar planen. I slussen ges möjlighet att borsta bort de granulat som fastnat på deras kläder och skor. Men efter konceptval av delproblem till slussen ges rekommendationer på hur slussen bör uppdateras. Efter analys rekommenderas konceptet att bara användas tillfälligt. Samt rekommendationer för vidare arbete. / This report summarizes a Bachelor Thesis of Science in Innovation Technology and Design at Karlstad University, conducted by Josefin Jansson. The thesis was commissioned by Säffle Kommun, where the aim was to develop a concept solution that reduces the spread of microplastics from artificial turf. One of the biggest sources of microplastic proliferation is artificial turf. In order for an artificial turf to have the desired playing properties, they are filled with granules. The granulate is then spread through plowing, work machines and players before they end up in our oceans.The work was based on the product development process with an iterative approach. The project is divided into two loops with the following phases; project planning, feasibility study, idea and concept development, concept selection, analysis and evaluation. To develop a concept, methods as 6-3-5 and brainstorming was used. Then concept selection was then made by comparing the concepts with the product specification and Pughs matrix. The result was a station that the players pass through when they leave the field. In the station the players are given the opportunity to brush off the granules that sticks to their clothes and shoes. However, after the concept selection of the subproblems recommendations are given on how the station should be updated. After analysis the concept is recommended to be used only temporary.

Det finns ungefär 1255 utomhusplaner gjorda av konstgräs i Sverige och den årliga ökningen uppskattas till 100 planer. Konstgräsplaner ger många fördelar för sportutövning och anläggningen av dessa har därför ökat kraftigt sedan sekelskiftet. Framförallt möjliggör konstgräsplaner en längre spelsäsong och fler speltimmar. För att konstgräsplanerna ska få egenskaper som liknar naturgräs, dressas konstgräset med fyllnadsmaterial. Fyllnadsmaterialet tillverkas vanligen av Styrenbutadiengummi(SBR), Etylen-Propylen-Dien-gummi (EPDM) eller Termoplastisk estalomer (TPE) men kan även tillverkas av organiska material som t.ex. kork eller kokos. Eftersom fyllnadsmaterialen ofta består av plastpolymerer har en del miljörisker kopplade till användandet av dem uppmärksammats. Tillverkningsstorleken på fyllnadsmaterialet är mellan 2–3 mm och fyllnadsmaterialet klassas som primära mikroplaster. Svenska miljöinstitutet utförde 2016 en kartläggning av spridningskällor till mikroplaster ut till haven som visade att konstgräsplaner var den näst största spridningskällan till mikroplaster på land. Det baserades på den rekommenderade årliga påfyllningsmängden av fyllnadsmaterial för en fullstor plan. Studien visade inte hur mycket som sedan hamnar i hav, sjöar och vattendrag eftersom det skulle kräva en mer omfattande kartläggning av spridningsvägar. Tidigare studier har visat att en viss mängd fyllnadsmaterial hamnar i dagvattenbrunnarna som placeras runt planerna för att förhindra vattenansamling på plan. För att förhindra fortsatt spridning via dagvattenbrunnar ut till hav, sjöar och vattendrag efterfrågades reningsmetoder för dagvattnet från konstgräsplaner. Målet med studien är att identifiera lämpliga reningsmetoder för dagvatten innehållande mikroplaster från konstgräsplaner. För att ta reda på vilka metoder som används idag och hur de fungerar i praktiken, kontaktades fyra tillverkare av granulat-fällor och -filter och de kommuner som hittills installerat eller planerar att installera någon av reningsmetoderna. Av studien framgår att utvecklingen av reningsmetoderna är i ett tidigt stadium där effektiviteten inte testats för någon av metoderna. För att avgöra vad som är en lämplig reningsmetod krävs vidare studier på hur vattenflödena varierar mellan olika utformningar av konstgräsplaner och kringliggande ytor. Mängden mikroplast som påträffats i dagvattenbrunnar är baserad på okulär besiktning och beskrivs mestadels som "liten". Det skulle krävas vägning av mikroplaster vid varje enskild anläggning för att svara exakt på vilken mängd mikroplaster som kan förekomma i dagvattenbrunnar. Mängden kan variera mellan anläggningarna beroende på underhållsrutiner och om uppsamlingsytor för snö och fyllnadsmaterial finns. Storleken på mikroplaster som påträffats bedöms vara av tillverkningsstorlek på fyllnadsmaterial vilket kan vara mellan 2-3mm. Mikroplaster kan dock bli så små som 1 μm och svåra att se med blotta ögat. En kornstorleksfördelningskurva kan visa på vilken mängd som sprids av mikroplasternas olika storlekar. Vidare studier rekommenderas att ta fram en kornstorlekskurva för att kunna anpassa reningsmetoderna därefter. Den ringa storleken gör det orimligt att kräva en reningsgrad på 100%, eftersom det skulle medföra såpass små maskor att vattnet inte kan ta sig igenom. Därför bör riktvärden för mikroplaster i dagvatten upprättas. För att ta fram riktvärden och genomföra studier för att utveckla reningsmetoderna, krävs ett bättre samarbete mellan institution och näringsliv. För att en reningsmetod ska kunna anses som lämplig med avseende på mikroplaster bör den förhindra spridning av den procentuellt större delen viktmässigt. Innan detta är fastställt går det inte att svara på huruvida befintliga reningsmetoder är lämpliga eller inte. / The number of artificial turfs in Sweden has increased significantly since the year 2000. Today there are about 1255 outdoor pitches made from artificial turf and the annual increase is estimated at 100 pitches. Artificial turfs provide many benefits for sporting activities such as longer game seasons and more playing hours. To gain characteristics as close to natural turfs as possible, infill is used on top of the artificial grass. The infill is usually made out of styrene-butadien rubber (SBR), ethylene-propylene-diene-monomer-rubber (EPDM) or thermoplastic estalomer (TPE). However, there is also organic alternativs made from cork or coconut. Since the filling materials mostly consist of plastic polymers, some environmental concerns have been raised in the connection of the use of infill. The manufacturing size of infill is between 2-3 mm and is thereby classified as primary microplastics. The Swedish Environment Institute performed a study to map the sources of microplastic emissions to the marine environment. The study concluded that artificial turfs was the second largest land-based source of microplastic emission. The conclusion was based on the suggested annual amount for refill of infill for a full-size pitch. The amount of microplastics ending up in the sea, lakes and streams was not answered in the study, as it would require a more extensive mapping of routes. Former studies have shown that a certain amount of infill ends up in the stormwater wells which is placed around the turfs to prevent water collection. In order to prevent continued spreading via stormwater wells out to marine environments, treatment methods for stormwater runoff from artificial turfs has been requested.The objective of this study is to identify suitable methods for treatment of stormwater containing microplastics from artificial turfs. To find out what methods are used today, four manufacturers of granulate traps and filters were contacted. The municipalities that have installed or planned to install any of the stormwater treatment methods was also contacted to get an understanding of how these methods works in practice. From the study it is apparent that the development of treatment methods mentioned is in an early stage where efficiency is not tested for any of the methods. In order to determine what a suitable stormwater treatment method is in this case, further studies on how water flows vary between different pitch designs and surrounding surfaces are required. In this study the amount of microplastics found in the stormwater wells is solely based on ocular inspection and often described as "small" by the interviewees. To determine the exact amount of microplastics that can occur in stormwater wells, it would be necessary to weigh the microplastics found in the wells on every single plant. Because of differences in maintenance routines and depending on the existence of available surfaces for storage of snow and infill, the amount of microplastics found in the wells varies. The size of microplastics found was estimated to be of manufacturing size (2-3 mm). However, microplastics can become very small, down to 1 μm and hard to see with the naked eye. Further studies are recommended to set up a grain size distribution curve which can be used to manufacture the mesh in a reasonable size. The small sizes of microplastics makes it unreasonable to expect a purification degree f 100%, the mesh size would make it impossible for water to flow through. This calls for establishing guidance values for microplastics in stormwater. In order to establish guidance values and carry out necessary studies to develope the existing methods, a better cooperation between institution and trade and industry is needed. A method can be considered to be suitable for microplastics if the largest percentage part by weight of microplastics is caught. The suitability of the current methods cannot be judged until this is determined.

På senare tid har mikroplaster i hav och sjöar uppmärksammats som ett potentiellt stortmiljöproblem. Idag finns mikroplaster spridda över hela världens vatten från polerna till ekvatorn.År 2016 uppmärksammades konstgräsplaner som den nästa största källan till spridning avmikroplaster till sjöar och vattendrag i Sverige [1]. Fotboll är Sveriges nationalsport och är densporten som står för flest aktivitetstimmar i Sverige. Konstgräs har gjort det möjligt för fler barnoch ungdomar att få fler speltimmar och idag spelar 90 % av alla fotbollsspelare på konstgräs [2].De olika spridningsvägarna för mikroplaster från konstgräsplaner undersöktes med fokus påspridningsvägen via dagvatten. Det finns fler olika reningsmetoder för dagvatten innehållandemikroplaster, en av dessa är granulatfällan, en filterpåse som placeras i en dagvattenbrunn för attfånga upp granulat och konstgräsfibrer som sprids från konstgräsplanen till dagvattenbrunnen.Syftet med denna studie var att optimera reningsmetoden granulatfälla utifrån möjligavattenflöden och dess effektivitet i att fånga upp mikroplaster. Detta undersöktes genomframtagandet av en vattenflödesmodell vid konstgräsplaner med variationer i konstruktion ochgenom fältstudier av granulatfällans effektivitet vid två konstgräsplaner i Storstockholm.Det regn som undersöktes i vattenflödesmodellen var extremregn för ett 10 års regn under 10minuter. Detta för att hitta det maximala flöde granulatfällorna kommer behöva klara av. Vilkavattenflöden som nådde dagvattenbrunnarna var beroende på antalet dagvattenbrunnarplacerade runt konstgräsplanen, i vilket område i Sverige som konstgräsplanen var placerad, detvill säga hur mycket regn som kom, och konstgräsplanens infiltrationsförmåga.Vattenflödesmodellen fungerar som en mall för möjliga vattenflöden vid en specifik plats i Sverigeoch en viss konstruktion av konstgräsplan.De konstgräsplaner som var med i fältstudierna var Skytteholms IP i Solna och Spånga IP iStockholm. Vid varje konstgräsplan placerades 6 granulatfällor med två filterpåsar på varje fälla,den inre med större maskor och den yttre med mindre maskor. Kombinationerna var 200 μm med100 μm, 200 μm med 50 μm och 100 μm med 50 μm. Totalt fångades 10,3 kg mikroplast vidSkytteholms IP och 1,5 kg vid Spånga IP under de 49 dygn granulatfällorna var utplacerade. Avden totala mängden mikroplast viktmässigt i varje granulatfälla fanns minst 99 % i den inrefilterpåsen och maximalt 1 % i den yttre filterpåsen, det vill säga i storleksfraktionen mellan denyttre och den inre filterpåsen.Slutsatserna från denna studie är att vattenflödet till dagvattenbrunnarna placerade runtkonstgräsplaner kan variera mycket på grund av hur konstgräsplanen är konstruerad. Det berorframförallt på konstgräsplanens infiltrationsförmåga och antal dagvattenbrunnar runtkonstgräsplanen. Utifrån de teoretiska vattenflödena och fältstudierna rekommenderas att enfilterpåse med maskstorlek 200 μm används i granulatfällan. Detta utifrån att den inre filterpåsenfångade minst 99 % av de mikroplaster som nådde granulatfällorna, som var större än 50 μm, ochökad risk för igensättning och tillväxt av biofilm på filterpåsarna med mindre maskor. Vidarestudier bör genomföras på granulatfällans vattenflöde över tid, mikroplaster mindre än 50 μm,IIandra spridningsvägar för mikroplaster från konstgräsplaner, förbättrade konstruktioner avkonstgräsplaner och förbättrat underhållningsarbete för att minska spridningen av mikroplasterfrån konstgräsplaner. / In the recent years microplastics in the marine environment has been recognized as a potentiallyimportant environmental issue. Today there are microplastics spread in the waterbodies all overthe world, from the equator to the poles in south and north. In 2016 artificial turf was labeled thesecond largest source of microplastics to the marine environment in Sweden [1]. Football is thenational sport of Sweden and accounts for the majority of the activity hours among the youth inSweden. The artificial turf has made it possible for more children to play football and for them toget more hours on the field. Today about 90 % of the football players play on artificial turf [2].The microplastics pathways to the nature and the marine environment were studied andtreatment methods were developed. One of these methods is the so called granule trap, a filterbag which is placed in a stormwater drainage well to catch the rubber granulates and the artificialturf fibers which can be spread from the artificial field to the drainage system. The aim of thisstudy was to optimize the granule trap for possible waterflows to the stormwater drainage welland its efficiency to catch microplastics. This was researched through field studies of the efficiencyof the granule trap at two artificial turfs in Stockholm and the development of a waterflow modelof an artificial turf with varying construction.The rainfall which was used in the waterflow model was the 10-year storm with a duration of 10minutes. This to find the maximum waterflow the granuletraps must manage. The waterflows tothe stormwater drainage well were dependent on the number of wells placed around the artificialturf, in which area of Sweden the football field was placed, in other words the amount of rain thatfell, and the infiltration capacity of the artificial turf. The waterflow model works as a templatefor possible waterflows at an artificial turf with a certain construction and at a certain location inSweden.The artificial turfs which were examined in the field studies were Skytteholms IP in Solna andSpånga IP in Stockholm. At each football field 6 granuletraps were placed, each loaded with twofilter bags, the inner with larger sized mesh and the outer with smaller sized mesh. The mesh sizecombinations were 200 μm with 100 μm, 200 μm with 50 μm and 100 μm with 50 μm. atSkytteholms IP a total amount of 10.3 kg microplastics were caught and at Spånga IP a total of 1.5kg microplastics were caught during the 49 days the granuletraps were placed at the footballfields. Out of the total amount of microplastics in each granuletrap at least 99 % by mass was inthe inner filter bag and maximum 1 % by mass was in the outer filter bag, in the size fractionbetween the outer and the inner filter bag..In conclusion this study shows that the waterflow to the stormwater drainage wells placed aroundthe artificial turfs vary a lot depending on the construction of the artificial turf. Foremost itdepends on the infiltration capacity of the artificial turf and the number of stormwater drainagewells around the field. With regards to the waterflows from the waterflow model and the resultsfrom the field studies the recommended mesh size for the filter bags is 200 μm. This since at least99 % by mass of the microplastics, which were larger than 50 μm, that reached the granule trapsIVwere trapped in the inner filter bag and the elevated risk of clogging and biofilm growth on thefilter bags with smaller mesh size. Further studies should be conducted on the waterflow throughthe granuletraps over time, microplastics smaller than 50 μm, other pathways for themicroplastics away from the artificial turf, improved constructions of artificial turfs and improvedmaintenance on the artificial turfs to reduce the risk of spreading of microplastics from artificialturfs.