Syfte: Rödfyr är gruvavfall från förbränning av alunskiffer. Materialet finns i naturen på många platser i Västra Götaland. Fram till 80-talet användes rödfyren som utfyllnadsmaterial men numera är användningen begränsad då materialet lakar tungmetaller. Mängden avfall som går till deponi skall minskas. Möjligheten att deponera rödfyrsmassor är därmed begränsad då områden med rödfyrshögar skall bebyggas. Syftet med denna studie är därför att öka kunskapen om hur rödfyrsmassor kan hanteras på ett miljömässigt och ekonomiskt sätt. Målet är att ge förslag på användningsområden och hanteringsmetoder för rödfyrsmassor för att bidra till bättre miljö och ekonomiska och förutsättningar. Genom att utreda vilka krav som ställs på användning av rödfyr, söktes svar på möjliga användningsområden och konstruktionslösningar för att minska lakningen. Denna studie är ett examensarbete som genomförts i samarbete med Skövde kommun. Metod: Valda metoder för datainsamling är litteraturstudie, dokumentanalys samt semi-strukturerade intervjuer. I litteraturstudien studerades litteratur om avfall, rödfyr, och efterbehandlingsmetoder. I dokumentanalysen studerades miljöutredningar för rödfyr för att erhålla kunskap om lakningen. Intervjuerna gav information om tillståndsmyndigheternas arbete med rödfyr, och sakkunnigas förslag på hur rödfyr bör användas och hanteras. Resultat: Studien visade att det finns andra användningsområden än deponi, samt att det finns metoder för att begränsa rödfyrens lakning. Det måste finnas kunskaper om hur rödfyrens spridning sker vid omröring och flytt. Att förhindra lakning kan uppnås genom att kapsla in rödfyren med hjälp av olika tätskikt. Detta innebär att rödfyren kan nyttjas som en resurs, ytor blir tillgängliga för exploatering, samt att rödfyren inte är tillgänglig för människor, och att lakningen till grundvattnet minskas. Konsekvenser: Rödfyr kan användas som utfyllnadsmaterial vid mindre känslig markanvändning, såsom industriområden och vägar. Detta är under förutsättning att övertäckning av massorna sker för att undvika lakning. Asfaltsytor, i kombination med ett tätskikt på ovansida, samt vertikala sidor, begränsar lakningen avsevärt. Överytan kan då utnyttjas för exploatering. Transportsträckan är ofta ekonomiskt avgörande för om rödfyren kan flyttas eller inte. Om rödfyren kan nyttjas för utfyllnadsändamål minskar kostnaden för inköp av material, och nya uttag av massor belastar inte miljön. Begränsningar: Den rödfyr som studerats är den som finns i Skövde Kommun. Studien bör dock kunna tillämpas på övriga länet. En begränsning är att intervjustudien inte genomfördes så omfattande. Ytterligare hade genomförande av skaktester i studien kunnat bidra med kunskap. På grund av den tid som krävs för detta var det ej möjligt. Dock erhölls bekräftande svar från de olika metoderna, och slutsatser kunde därmed trianguleras. / Purpose: Burnt alum shale is mining waste derived from combustion of the same rock. It exists in several places in Västra Götaland. Alum shale was previously used as filling but nowadays the use is limited thus the material is leaching heavy metals. The amount of waste normally put in landfills shall now be diminishing. Therefore the possibility to landfilling alum shale is limited. The purpose of this study is to increase the knowledge of how alum shale can be dealt with in an environmentally safe and economically beneficial way. The goal is to bring out suggestions for applications of use and ways of handling the excavations to contribute to a better environment and to achieve better financial conditions. By investigate what claims need to be achieved for the possibility of using Alum shale, useful areas of use and suitable management where brought forward. This study has been composed as a mean to get a bachelor degree in engineering, with the benefitial partner Skövde kommun. Method: Literature study, document analysis and interviews where used as research methods. Research on waste, alum shale and remediation techniques where studied in the literature study. In the document analysis, environmental study were analysed to retain knowledge of leachate. The interviews presented information of the authorities work with alum shale and experts’ suggestions of how alum shale can be used and handled. Findings: This study showed that there is other applications than landfills, and that there is methods to limit the leachate. If to be used, knowledge of the alum shale’s propensity of spreading due to stirring and relocation must be known. To inhibit leachate van be achieved by encapsulate the alum shale by waterproofing. This means that the alum shale can be used as a resource. Areas will be available for exploitation, it will not affect people in the surroundings, and the leachate to the groundwater will diminish. Implications: At minor sensitive land use, alum shale can be used as filling material, such as industrial areas and roads. This implicates waterproofing of the material. Asphalted surface, in combination of waterproofing the top surface and the vertical sides limits the leachate of metals considerably. The haul is often ruling the possibility to relocate the shale. If the alum shale, at disposal, could be used for filling purposes, the cost of purchasing new material, and outlet of new raw material does not need to burden the environment. Limitations: The alum shale studied is the one of Skövde County. The study should though be applicable to the whole of Västra Götaland. Not having the time to expand the interviews and include more people with research experience and expertise, is one of the limitations of this study. Also, carry out leachate tests could have contributed with more knowledge.

Muddringsprojekt är en global företeelse och görs av flera olika anledningar, till exempel för miljömässiga aspekter och för breddning av farleder. För att få en hållbar utveckling är det viktigt att finna bra lösningar på frågan hur förorenade sediment skall hanteras . I Mälaren kommer olika muddringsprojekt att genomföras för att bredda farleden från slussen i Södertälje till hamnarna i Köping och Västerås. Muddringsprojekten skall genomföras av Sjöfartsverket, Köpings kommun och Västerås stad. En metod för att omhänderta muddermassorna är att stabilisera/solidifiera dem genom att blanda i ett bindemedel bestående av en blandning av cement, masugnsslagg och aktivt kol och låta dem härda. Detta görs för att förbättra materialets geotekniska egenskaper samt för att immobilisera föroreningar. Syftet med detta examensarbete var att undersöka om det går att använda krossade stabiliserade/solidifierade muddermassor ovan vattenytan till exempel i vägkonstruktioner alternativt som fyllnadsmaterial. Möjligheten för användandet av de stabiliserade/solidifierade materialet utvärderades genom att materialets geotekniska och miljömässiga egenskaper undersöktes. Den miljöpåverkan som de stabiliserade/solidifierade materialet skulle kunna ha på den omgivning där de används har undersökts genom analyser av totala föroreningshalter samtkoncentrationer vid lakning. Detta gjordes dels genom egna skakförsök och dels genom utvärdering av resultat från undersökningar som Statens geotekniska instituts (SGI)miljölaboratorium gjort. När det gäller materialets geotekniska egenskaper utvärderades resultat från undersökningar genomförda av SGIs geotekniska laboratorium. Stabiliseringen/solidifiering gjorde att de undersökta metallerna som förekommer som katjoner immobiliserades, vilket ledde till att lakningen minskade. Däremot fungerade imobiliseringen inte för anjoner; om det skulle ha förekommit höga halter av toxiska anjoner som till exemple arsenik, vanadin och molybden skulle dessa ha lakats ut. Ur ett miljömässigt perspektiv skulle det gå bra att använda det undersökta materialet då koncentrationen i lakvätskan låg under de båda gränsvärden som används; gränsvärden för inert avfall och gränsvärden för mindre än ringa risk vid användning av avfall för anläggningsändamål. När det gäller hållfasthet uppfyllde materialet efter 28 dagars härdning inte kraven som ställs för användning i vägkonstruktion. Däremot hade materialets geotekniska egenskaper förbättrats jämfört med de obehandlade sedimenten. / Dredging is a global phenomenon carried out for several different reasons, e.g. environmental remediation and expansion of shipping lanes. A sustainable solution to the problem of how contaminated sediment should be handled is thus important to achieve a more sustainable development. Several dredging projects will be implemented in the lake Mälaren to widen the shipping lane from the lock in Södertälje to the ports of Köping and Västerås. The dredging will be carried out as a joint effort by the Swedish Maritime Administration, the City of Västerås and Köping municipality. One method used for treating dredged sediments is stabilization/solidification. This is carried out to improve the geotechnical properties of the material and to immobilize contaminants. The method works as follows: Sediments are dragged form the lake, mixed with a binding agent consisting of cement, granulated blastfurnace slag and active carbon and then left to harden. The objective of this master thesis was to investigate the feasibility of using the stabilized/solidified material on land above the water surface. Examples of applications for the crushed material are in road construction or as fillers for vegetation surfaces. The stabilized/solidified material was evaluated with respect to environmental factors and geotechnical properties to determine if it was appropriate to use for these applications. To investigate the potential impact of the stabilized/solidified material on the surrounding environment, analysis of total contamination content and leaching tests were evaluated. In this thesis, batch-leaching tests for metals were performed as well as evaluation of lab results from surveys conducted in the environmental laboratory at the Swedish Geotechnical Institute. The geotechnical properties of the material were evaluated based on results from experimentsconducted by the geotechnical laboratory at the Swedish Geotechnical Institute. The results from the treatment with stabilization/solidification showed that most of the studied metals were immobilized, and the leaching of these metals decreased. From an environmental perspective it would be feasible to use the material, as the results of the leaching test were below the limit values used in the assessment; limits for inert waste and limits for less than small risk (‘mindre än ringa risk’) in use of waste for construction purposes. In terms of the geotechnical features, after 28 days of hardening the material did not meet the requirements for use in road construction. However, the material's geotechnical properties such as strength had improved compared to the untreated sediments.

For Sweden to achieve the environmental goal of a nontoxic environment, knowledge is required about harmful elements’ movement and mobility in nature. One of those elements is arsenic that for a long time has been known to cause health ailments. The most common and dangerous path into the human body is through drinking water. It is therefore of great importance to study sources that can impact and contribute to elevated concentrations of arsenic in the groundwater. One such path is the anthropogenic soil called rödfyr, which is what is left after the burning of black shale. This activity was common in areas rich in limestone, which after being heated can be used as cement in concrete. Heaps of rödfyr of varying sizes have been found at a number of localities in the area around Kinnekulle in Västergötland. Earlier studies of leach water indicate arsenic content high enough to be considered hazardous to health. At Kinne-Kleva south of Kinnekulle there is an unusually large heap of rödfyr, situated around land used for agricultural purposes as well as some houses. To have a good understanding about how rödfyr impacts the environment is key to predict and negate negative environmental consequences. The aim of this independent project is with fieldwork and leach tests study in which concentrations arsenic can be found in rödfyr at the Kinne-Kleva heap. Results show that high concentrations of arsenic exists, up to 137 mg/kg rödfyr. They also indicate that arsenic leakage occurs to a large extent, both in high and low pH environment. The amount of arsenic is however expected to be drastically reduced due to dilution, which increases with distance. Exposure is therefore confined to the close vicinity of the pile. / För att Sveriges miljömål om en giftfri miljö ska kunna uppnås krävs kunskap om skadliga ämnens rörelse och transport i naturen. Ett av de ämnena är arsenik, som sedan länge förknippats med nedsatt hälsa. Den vanligaste och farligaste vägen in i människokroppen är genom dricksvattnet. Därför är det av stor vikt att undersöka källor som kan påverka och tänkas bidra med förhöjda halter arsenik i grundvattnet..En sådan källa är den antropogena jordarten rödfyr, vilken är en restprodukt vid förbränningen av alunskiffer. Denna aktivitet var vanligt i områden rik på kalksten, som efter upphettning sedan kan nyttjas som cement i murbruk.I området kring Kinnekulle i Västergötland har rödfyr hittats på flera platser i varierande mängd. Tidigare undersökningar av lakvatten pekar på att halterna arsenik är så höga att långsiktigt intag kan anses hälsovådligt. I Kinne-Kleva söder om Kinnekulle finns en ovanligt stor rödfyrshög, belägen i ett område med åkermark och även några bostadshus. Att ha en god uppfattning om hur rödfyr påverkar sin omgivningen är av ytterst vikt för att förutsäga och hindra negativ miljöpåverkan.Syftet med detta kandidatarbete är att med platsbesök och laktester undersöka i vilka halter arsenik kan förekomma i lakvattnet vid rödfyrslokalen i Kinne-Kleva.Resultatet visar att rödfyren innehåller höga halter arsenik, uppemot 137 mg/kg. De visar också att läckage av arsenik förekommer i stor utsträckning, både under höga och låga pH. Halterna arsenik som lakas ut väntas dock minska kraftigt med avståndet från högen till följd av utspädning. Den främsta exponering föreligger således i högens närområde.

<p>The filters used today to purify water are often expensive and the need to find new filter materials is substantial. Studies of pine bark have shown that this is a material that may be used as an alternative to conventional filter materials, such as activated carbon. However, the study of pine bark has shown that a leakage of phenolic compounds may occur when using the material for water purification. Therefore, the purpose of this report is to investigate the release of phenols from pine bark, in order to evaluate the use of pine bark as a filter material. Another assignment is to investigate the amount of metals adsorbed by the filter material. The studies were carried out through three leaching experiments. As leachates, double deionised water and storm water were used. The phenol concentration in the leachate was determined for both double deionised water and storm water. The degree of metal sorption was measured only for the storm water. The measured phenol concentration in the double deionised water was 4.40 mg/L and in the storm water 4.81 mg/L. These concentrations exceed the Canadian guideline value, of 4.0 μg/L, more than a 1000 times. No metal sorption occurred as the metal content of the storm water was too low. Instead a release of metals from the pine bark into the eluate of the storm water occurred. The leaching attempts also resulted in a decline of the pH-values of the two different waters. The pH-values for the double deionised water and the storm water decreased from 7.0 to 4.3 and from 6.0 to 4.2 respectively. A release of phenols was ascertained with a significant difference in concentrations between double deionised water and storm water. Therefore it is not advisable to use pine bark filters for purification of water with low concentrations of metals, as the filter material may release metals into the water under such conditions.</p><p>Keywords: pine bark, phenol, filter materials, leaching, metal sorption, toxicity</p><p>Nyckelord: furubarksflis, fenol, filtermaterial, lakning, metallsorption, toxicitet</p>

The filters used today to purify water are often expensive and the need to find new filter materials is substantial. Studies of pine bark have shown that this is a material that may be used as an alternative to conventional filter materials, such as activated carbon. However, the study of pine bark has shown that a leakage of phenolic compounds may occur when using the material for water purification. Therefore, the purpose of this report is to investigate the release of phenols from pine bark, in order to evaluate the use of pine bark as a filter material. Another assignment is to investigate the amount of metals adsorbed by the filter material. The studies were carried out through three leaching experiments. As leachates, double deionised water and storm water were used. The phenol concentration in the leachate was determined for both double deionised water and storm water. The degree of metal sorption was measured only for the storm water. The measured phenol concentration in the double deionised water was 4.40 mg/L and in the storm water 4.81 mg/L. These concentrations exceed the Canadian guideline value, of 4.0 μg/L, more than a 1000 times. No metal sorption occurred as the metal content of the storm water was too low. Instead a release of metals from the pine bark into the eluate of the storm water occurred. The leaching attempts also resulted in a decline of the pH-values of the two different waters. The pH-values for the double deionised water and the storm water decreased from 7.0 to 4.3 and from 6.0 to 4.2 respectively. A release of phenols was ascertained with a significant difference in concentrations between double deionised water and storm water. Therefore it is not advisable to use pine bark filters for purification of water with low concentrations of metals, as the filter material may release metals into the water under such conditions. Keywords: pine bark, phenol, filter materials, leaching, metal sorption, toxicity Nyckelord: furubarksflis, fenol, filtermaterial, lakning, metallsorption, toxicitet

Non-oxidative acid leaching of pyrrhotite from Kevitsa’s Ni-concentrate and methods to recover by-products, have been investigated. Selective dissolution of pyrrhotite (Fe1-xS, 0&lt;x&lt;0.25) can enrich the content of the valuable metals, such as Ni and Co, in the final concentrate and will reduce the amount of Fe and S sent to the smelters. The pyrometallurgical smelting of leached concentrate will thus give less formation of smelter by-products in form of slag and SO2. The leaching was studied through an experimental design plan with parameter settings of  38.8% to 57.8% H2SO4 and temperatures from 60 to 100°C. The best results were obtained in experiments carried out at the lower experimental range. Leaching at 60°C with an initial acid concentration of 38.8% H2SO4 was found sufficient to selectively dissolve most of the pyrrhotite; leaving an enriched solid residue. A QEMSCAN analysis of the solid residue confirmed that most of the pyrrhotite had been dissolved and showed that pentlandite was still the main Ni-mineral. Chemical assays showed that more than 95% of the Ni, Co, and Cu remained in the final residue.    The utilized leaching process generates by-products, in the form of large quantities of Fe2+ in solution and gaseous H2S. To recover Fe2+, crystallization of iron(ii) sulfate (FeSO4∙nH2O) from leach solution through cooling have been studied. The crystallized crystals were further dehydrated into the monohydrate (FeSO4∙H2O) through a strong sulfuric acid treatment (80%H2SO4). XRD analysis confirmed that FeSO4∙H2O was the main phase in the final crystals, and a chemical analysis showed a Fe content of about 30%, 1.5% Mg, 0.4% Ca, and 0.2% Ni.    The possibility to leach the concentrate by circulating the acidic solution from the crystallization stage has been tested. The recirculation of the solution showed no negative effects, as the recoveries of elements and chemical assays of the final solid residue were found to be similar to the obtained assay when the concentrate was leached in a fresh solution. / Icke-oxidativ syralakning av magnetkis från Kevitsas Ni-koncentrat har studerats samt metoder för tillvaratagande av biprodukter. Genom en selektiv upplösning av magnetkis (Fe1-xS, 0&lt;x&lt;0.25) kan värdefulla metaller som Ni och Co anrikas i det slutliga koncentratet. Samtidigt som mängden Fe och S som skickas till smältverken minskar, vilket också innebär att mindre biprodukter i form av slagg och SO2 erhålls vid den pyrometallurgiska smältningen av Ni-koncentratet. En experimentell design plan genomfördes för att studera lakningen där syrakoncentrationen varierades från 38.8% till 57.8%H2SO4 och temperatur från 60 till 100°C. Bäst resultat erhölls vid de lägre parameterinställningarna. Lakning vid 60°C med en initial syrakoncentration på 38.8%H2SO4 visade sig vara tillräcklig för att selektivt lösa upp merparten av all magnetkis och lämna kvar en anrikad produkt. Via QUEMSCAN bekräftades att merparten av all magnetkis hade löst upp sig och att huvudsakligt Ni-mineral fortfarande var pentlandit. Kemiska analyser visade att mer än 95% av Ni, Co och Cu stannade kvar i fasta godset.    Den tillämpade lakningsmetoden genererar biprodukter i form av stora mängder Fe2+ i lösning och H2S i gasform. För att tillvarata Fe2+ har kristallisering av laklösning som järn(ii) sulfat (FeSO4∙nH2O) studerats genom kylning. De kristalliserade kristallerna avvattnades till monohydrat, FeSO∙1H2O, genom avvattning i stark svavelsyra (80%H2SO4). XRD bekräftade FeSO∙1H2O som huvudfas i slutliga kristallerna och kemisk analys visade på ca 30%Fe med huvudsakliga orenheter i form av 1.5% Mg, 0.4%Ca och 0.2% Ni.    Möjligheten till att laka i återcirkulerad lösning efter kristallisering har undersökts. Lakning i återcirkulerad lösning visade inga negativa effekter då liknande halter och utbyten erhölls till det fasta godset.

Glass production has historically occurred at around 50 glassworks in Sweden, in a region known as the Kingdom of Crystals (Glasriket). Today, most of these sites are no longer active and left behind is glass waste of different forms (both as fragments of finished glass as well as unrefined glass melts). Consequently, increased concentrations of different metals, especially arsenic, lead and cadmium, have been found around the sites, both in soil as well as in ground and surface water. Between 2016 and 2019, the Geological Survey of Sweden (SGU) assigned Golder Associates AB (Golder) to evaluate the environmental risks at three different glassworks: Flerohopp, Åryd and Alsterbro. The results, based on humidity cell tests (HCT) conducted on glass samples from each site, showed that glass itself leached to a surprisingly high extent. Based on this, the aim of this master thesis has been to explain trends in glass leaching by a thorough literature review and through the analysis of HCT data of glass samples. Additionally, the speciation of different metals in the leachate was investigated based on geochemical modelling using PHREEQC. Results from the literature review show that one of the possible mechanisms for the leaching of glass in contact with water is ion exchange, which occurs at the surface of the glass, namely between glass components and H+ ions in water. Additionally, the literature also argues that glass with higher silica content form a more resilient structure, in contrast to glass which contains a large amount of modifiers, such as Na and Ca. Researchers speculate that adding such modifiers to the glass mass opens up the structure, making it more vulnerable upon contact with water. Looking at the total concentration of elements from the three glassworks, the results show a variation in silica content in relation to other elements. In line with this hypothesis, the sample from Åryd, which contained a higher proportion of modifiers, showed a high leaching rate of both Na and Si. Furthermore, the result shows that the leaching of Na and As follows the same pattern over the HCT period for all glassworks. This is, to some extent, also the case for Pb although the correlation is not as significant. This could be explained by the result from geochemical modelling, showing that As tends to dissolve into the leachate while Pb is more prone to forming secondary minerals. Hence explaining their differences in leaching behavior. The result from this study showed no clear correlation between Ca and either As or Pb which could potentially be explained by the formation of precipitates. However, another approach to describe the difference in the behavior between Na and Ca is based on the glass structure itself as well as the hypothesis that Na+ participate in ion exchange to a larger extent than Ca2+. Consequently, the leaching of Na+ makes the surface structure more vulnerable, thereby promoting the leaching of other components such as As and Pb. / Produktion av glas har historiskt skett på cirka 50 glasbruk i Sverige i ett område som kallas Glasriket. I dag är produktionen vid majoriteten av dessa glasbruk avvecklad och kvar på platserna finns glasavfall i olika former, både som skärvor av färdigt glas och som ej färdigställd glasmassa. Som en konsekvens av detta har förhöjda halter av olika metaller, särskilt arsenik, bly och kadmium, påträffats i jorden såväl som i grund- och ytvattnet kring glasbruken. Mellan åren 2016 och 2019 gav Sveriges geologiska undersökning (SGU) i uppdrag till Golder Associates AB (Golder) att uträtta huvudstudier och bedömma risker vid tre olika glasbruk, Flerohopp, Åryd och Alsterbro. Resultaten, baserade på fuktkammarförsök på glassavfall, påvisade att glas lakade till en överraskande hög utsträckning. Detta resultat lade grunden till detta examensarbete med frågeställningar i syfte att förklara lakning av glas baserat på en genomgående litteraturstudie samt analys av resultat från fuktkammarförsöken. Vidare har även geokemisk modellering med programmet PHREEQC gjorts för att identifiera olika specifieringar av metaller som kan förväntas påträffas i lakvätskan. Resultat från litteraturstudien visar att en möjlig process som kan förklara lakning av glas vid kontakt med vatten är jonbyte mellan glasets beståndsdelar och H+-jonerna i vattnet. Tidigare studier påvisar att ett högre kiselinnehåll i glaset skapar en mer motståndskraftig struktur än glas som innehåller en förhållandevis hög andel modifierare, såom Na och Ca. Forskare spekularar kring huruvida tillsatsen av modifierare till glasmassan bidrar till att öppna upp glasstrukturen och som en konsekvens av detta göra strukturen mer sårbar. Vid analys av prover tagna vid de tre olika glasbruken påvisade resultaten ett varierat kiselinnehåll i förhållande till övriga ämnen. I linje med denna hypotes påvisade provet från Åryd den högsta andelen modifierare och samtidigt även den högsta lakningen av Na såväl som Si. Vidare påvisar resultatet att lakningen av Na och As följer samma mönster över hela fuktkammarförsöket. Detta kan delvis ses för Pb men korrelationen är inte lika signifikant som för As. En förklaring till detta baseras på resultat från geokemisk modellering, där As tenderar att gå i lösning medan Pb kan förväntas forma sekundära mineral vilket därmed kan antas kontrollera lakningen. Resultatet från denna studie visade ingen korrelation mellan varken Ca och As eller Ca och Pb vilket också skulle kunna förklaras av utfällningar i form av Ca-mineral i lakvätskan. En annan utgångspunkt för att beskriva den skillnad som kan ses mellan Na och Ca baseras på själva glasstrukturen och hur Na+ deltar i jonbyte till en högre grad än vad Ca2+ gör. Som en konsekvens av detta bidrar lakningen av Na+ till att ytan på glaset blir mer sårbar och på så sätt gör att ämnen som As och Pb blir mer lättåtkomliga. Detta resulterar i en större möjlighet för dessa att delta i reaktioner på ytan och därmed laka ut från strukturen.