<p>The main purpose of the project was to identify potential environmentally harmful substances which can be leached from rubber asphalt. A method for analysing asphalt was developed and three rubber asphalt materials were analysed after being cryogrinded. One of the materials was also tested in a road machine made for testing of asphalt paving. The particles created in the machine were analysed in the same manner as the cryogrinded asphalt materials.</p><p>The asphalt materials were leached by water during 24 hours. The leachates were extracted with dichloromethane, dried with sodium sulphate and concentrated to a small volume. The extracts were analysed with gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). Due to low concentrations of substances the GC-MS was operated in SIM-mode (Selected Ion Monitoring). Thirteen substances were chosen for the analysis. The substances were aniline, benzothiazole, butyl benzyl phthalate, bisphenol-A, decanoic acid, dibutyl phthalate, diethylhexyl phthalat, phenanthrene, chrysene, naphthalene, 4-n-nonyl phenol and 4-tert-octyl phenol. Benzothiazole and 4-tert-octyl phenol were detected and quantified in the leachates.</p><p>In addition to the analysis of organic substances, pH was measured too. The leachates produced in this project were also sent to an analysis company for several analyses, for example analysis of metals and sulphur. Toxicity tests were performed on the same leachates within an exam work made by Gro Runeman at Lund University. The results of the metal analysis, sulphur analysis, and toxicity tests are not covered within the scope of this report. For the results of these tests and analyses, see Gro Runeman’s report: <em>Evaluating toxicity of asphalt leachates</em>.</p> / <p>Detta examensarbete är utfört vid Statens Geotekniska Institut (SGI). Huvudsyftet med arbetet är att identifiera potentiellt miljöfarliga ämnen som kan laka ut från gummiasfalt. En metod för analys av asfalt har tagits fram och tre olika gummiasfalter har analyserats efter att ha kryomalts. En av dessa asfalter har också använts i en provvägmaskin där det damm som bildades har samlats upp och analyserats. Inom ramen för examensarbetet har också en litteraturstudie gjorts för att bland annat ta reda på vad som är gjort inom området sedan tidigare.</p><p>För att ta reda på vad asfalten innehåller för föreningar gjordes först en fastfasextraktion av krossad (ej kryomald) asfalt där diklormetan användes som lösningsmedel. Från början var tanken att en GC/MS-screening skulle göras för att på så sätt få en överblick av samtliga organiska ämnen som finns i asfalten men på grund av de väldigt låga halterna av i gaskromatografen analyserbara föreningar var det nödvändigt att begränsa analysen till några få föreningar. De föreningar som analysen inriktade sig mot var anilin, bensotiazol, bensylbutylftalat, bisfenol-A, dekansyra, dibutylftalat, di(etylhexyl)ftalat, fenantren, krysen, naftalen, 4-n-nonylfenol, pentaklortiofenol och 4-tert-oktylfenol.</p><p>Laktester utfördes genom att de kryomalda asfaltmaterialen lakades med vatten under 24 timmar. Efter extraktion, torkning och koncentrering analyserades lakextrakten med avseende på de föreningar som hittats vid fastfasextraktionen. I lakvattnen hittades bensotiazol samt 4-tert-oktylfenol. Dessa föreningar kvantifierades genom att en enpunktskalibrering gjordes.</p><p>Utöver analyserna ovan mättes även pH på lakvattnen. Lakvattnen skickades också på metall- och svavelanalys samt turbiditets- och fenolindexmätning till ett större analysföretag. Toxicitetstester har utförts på samma lakvatten av Gro Runeman inom ramen för ett examensarbete vid Lunds Universitet. För resultaten från toxicitetstester, metallanalyser samt turbiditets- och fenolindexmätningar hänvisas till Gro Runemans rapport: <em>Evaluating toxicity of asphalt leachates</em>. Delar av denna rapport är skrivna i samarbete med Gro Runeman.</p>

The main purpose of the project was to identify potential environmentally harmful substances which can be leached from rubber asphalt. A method for analysing asphalt was developed and three rubber asphalt materials were analysed after being cryogrinded. One of the materials was also tested in a road machine made for testing of asphalt paving. The particles created in the machine were analysed in the same manner as the cryogrinded asphalt materials. The asphalt materials were leached by water during 24 hours. The leachates were extracted with dichloromethane, dried with sodium sulphate and concentrated to a small volume. The extracts were analysed with gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). Due to low concentrations of substances the GC-MS was operated in SIM-mode (Selected Ion Monitoring). Thirteen substances were chosen for the analysis. The substances were aniline, benzothiazole, butyl benzyl phthalate, bisphenol-A, decanoic acid, dibutyl phthalate, diethylhexyl phthalat, phenanthrene, chrysene, naphthalene, 4-n-nonyl phenol and 4-tert-octyl phenol. Benzothiazole and 4-tert-octyl phenol were detected and quantified in the leachates. In addition to the analysis of organic substances, pH was measured too. The leachates produced in this project were also sent to an analysis company for several analyses, for example analysis of metals and sulphur. Toxicity tests were performed on the same leachates within an exam work made by Gro Runeman at Lund University. The results of the metal analysis, sulphur analysis, and toxicity tests are not covered within the scope of this report. For the results of these tests and analyses, see Gro Runeman’s report: Evaluating toxicity of asphalt leachates. / Detta examensarbete är utfört vid Statens Geotekniska Institut (SGI). Huvudsyftet med arbetet är att identifiera potentiellt miljöfarliga ämnen som kan laka ut från gummiasfalt. En metod för analys av asfalt har tagits fram och tre olika gummiasfalter har analyserats efter att ha kryomalts. En av dessa asfalter har också använts i en provvägmaskin där det damm som bildades har samlats upp och analyserats. Inom ramen för examensarbetet har också en litteraturstudie gjorts för att bland annat ta reda på vad som är gjort inom området sedan tidigare. För att ta reda på vad asfalten innehåller för föreningar gjordes först en fastfasextraktion av krossad (ej kryomald) asfalt där diklormetan användes som lösningsmedel. Från början var tanken att en GC/MS-screening skulle göras för att på så sätt få en överblick av samtliga organiska ämnen som finns i asfalten men på grund av de väldigt låga halterna av i gaskromatografen analyserbara föreningar var det nödvändigt att begränsa analysen till några få föreningar. De föreningar som analysen inriktade sig mot var anilin, bensotiazol, bensylbutylftalat, bisfenol-A, dekansyra, dibutylftalat, di(etylhexyl)ftalat, fenantren, krysen, naftalen, 4-n-nonylfenol, pentaklortiofenol och 4-tert-oktylfenol. Laktester utfördes genom att de kryomalda asfaltmaterialen lakades med vatten under 24 timmar. Efter extraktion, torkning och koncentrering analyserades lakextrakten med avseende på de föreningar som hittats vid fastfasextraktionen. I lakvattnen hittades bensotiazol samt 4-tert-oktylfenol. Dessa föreningar kvantifierades genom att en enpunktskalibrering gjordes. Utöver analyserna ovan mättes även pH på lakvattnen. Lakvattnen skickades också på metall- och svavelanalys samt turbiditets- och fenolindexmätning till ett större analysföretag. Toxicitetstester har utförts på samma lakvatten av Gro Runeman inom ramen för ett examensarbete vid Lunds Universitet. För resultaten från toxicitetstester, metallanalyser samt turbiditets- och fenolindexmätningar hänvisas till Gro Runemans rapport: Evaluating toxicity of asphalt leachates. Delar av denna rapport är skrivna i samarbete med Gro Runeman.

Metaller som bryts och utvinns primärt förekommer tillsammans med många andra metaller i malmer och mineral. Avfallsströmmar från metallindustrin har därför ett varierat innehåll av många olika metaller. Metallerna är ofta skadliga för miljön och kan skapa problem för metallproducenterna om halterna är så höga att avfallen inte ens kan deponeras. Det finns skräddarsydda metallurgiska processer för att upparbeta metallhaltigt avfall, i syfte att utvinna de värdefulla metallerna och producera en lakstabil slagg med lågt metallinnehåll. En lakstabil slagg kan ha miljömässiga fördelar som gör att den kan ersätta jungfruligt brutet material, exempelvis bergkross, som fyllnadsmaterial eller i andra anläggningsändamål. I detta projekt studerades två slagger som uppkommit genom behandling av metallhaltigt avfall. För båda slaggerna analyserades metallinnehåll och lakbarhet och resultaten jämfördes mot några valda bedömningsgrunder. Dels innehåller avfallsförordningen gränsvärden för det totala innehållet av metaller för att ett avfall ska betraktas som icke farligt, dels finns mottagnings-kriterier på deponier för avfall i olika farlighetsklasser. I mottagningskriterierna finns gränsvärden för koncentrationen av metaller i lakvätskan vid L/S-kvoten 0,1 l/kg samt den kumulativt utlakade mängden vid L/S-kvoten 10 l/kg. Lakbarheten testades med två olika metoder. På ackrediterat laboratorium gjordes ett standardiserat perkolationstest där materialet packas i en kolonn som sedan sakta genom-strömmas med vatten. Koncentrationen av olika ämnen mäts i lakvätskan när förutbestämda vattenvolymer passerat igenom och kan sedan räknas om till utlakad mängd. Det är endast resultat från ett sådant test som kan användas för att klassificera materialet enligt gällande deponeringskriterier. En billigare och enklare metod kan dock användas för jämförelse-provtagning. Det är ett tvåstegs skaktest där en uppvägd mängd material skakas med en bestämd vattenvolym. Fyra upprepade försök gjordes för varje slagg och lakvattnen sändes till laboratorium för analys. Koncentrationen i lakvätskan mättes och kunde räknas om till utlakad metallmängd. Vissa resultatskillnader mellan de båda metoderna noterades, men låga utlakade mängder uppmättes och materialen uppfyllde nästan alla mottagningskriterier för att kunna tas emot på deponier för inert avfall. Resultaten från kolonnlakningen visade på lägre utlakade mängder än resultaten från skakförsöken. Det kan förklaras med längre kontakttid mellan vatten och material i skakflaskorna. Där sker en nötning av materialet som frilägger nya lakbara ytor. I kolonnen är det hela tiden nytt vatten som kommer i kontakt med materialet. Fler tester bör göras för att bestämma totalhalten av metaller i slaggerna innan man beslutar att använda dem i någon tillämpning. Slaggerna bör inte nyttiggöras inom vattenskyddsområde eller annan plats där känsligt vatten riskerar att förorenas. / Primarily mined and extracted metals are in nature often found together with many other metals in ores and minerals. Therefore, waste from the metal industry might have a varied content of many different metals. These metals are often harmful to the environment and can cause problems. For the metal producers, there is a problem if the metal content in their waste is higher than what is accepted on landfills. There are accurate metallurgical processes to recover the valuable metals from the waste and produce a slag with a low metal content that also is leach stable. Such a leach stable slag might have environmental advantages though it could replace natural material such as gravel as a filler or in other construction purposes. In this project, two slags resulting from the treatment of metal-containing wastes has been studied. For both slags, the metal content and the leachability were analyzed and the results were compared against some selected criteria. The waste regulation declares limits for the total content of metals for which the waste can be considered non-hazardous. Also, there is acceptance criteria on landfills for waste in different hazard classes. The acceptance criteria describes limits for the concentration of metals in the leachate at L/S ratio of 0.1 l/kg, and the cumulative leached amount at L/S ratio of 10 l/kg. The leachability was studied with two different methods. At an accredited laboratory, a standardized percolation test was made. In such tests, material is packed in a column and then slowly perfused with water. The concentration of various substances is measured in the leachate when predetermined volumes of water has passed through the column and can then be converted into leached amount. It is only the results of such a test that can be used to classify material according to local landfill criteria. A cheaper and easier method which can be used for comparison testing is a two stage batch test. In these tests, a weighed amount of material is shaken with a given water volume for a given time. Four repeated attempts were made for each slag and the leachates was sent to the same laboratory for analysis. The concentration in the leachate were measured and could be counted on to leached metal variety. Some differences between the two methods was noticed, but low leached amounts were measured all over and the materials met almost all criteria in order to be accepted at landfills for inert waste. The results of the percolation test showed lower leached amounts than the results of the batch test. This can be explained by the longer contact time between the water and materials in the bottles. There, an abrasion of the material that uncovers new leachable surfaces occurs. In the column, there is always new water that comes in contact with the material. Extended testing should be done to determine the total content of metals in the slags before deciding to use them in any application. Slags should not be utilized in a water protection area or other place where there is a risk for contamination of any sensitive water.

Inom byggbranschen omsätts stora mängder byggavfall. Avfallet är svårt att hantera för att det består av så stora mängder. Restavfall som kommer från en byggarbetsplats källsorteras. Avfall från byggnation och rivning innehåller många olika typer av miljöfarliga ämnen, vilket förorsakar miljöföroreningar. Farliga ämnen riskerar att läcka ut i marken och ut i naturen. Branschen har funderat på om kakel och klinkers verkligen deponeras på rätt sätt idag från byggavfall och rivning. Syftet med arbetet var att undersöka om kakel och klinkers innehåller metaller som kan vara miljöfarliga. Halterna i ytskikten uppmättes och genom att utföra laktester kunde vi analysera avgivningen från materialen i olika miljöer. Det visade sig att kakel och klinker innehåller höga halter av metaller som kan läcka ut till omgivningen vid lågt pH-värde. Slutsatsen från laktesterna är att om kakel och klinker hanteras på rätt sätt i neutral eller basisk miljö är det inte miljöfarligt, eftersom samtliga utlakningsvärden vid pH åtta till tio låg inom gränserna. Men vi ser en fara om kakel och klinker hamnar i en sur miljö som har ett lågt pH runt fem till sex. Då är kakel och klinker inte inert avfall och skall alltså inte hanteras som det. Detta gör att kakel och klinker inte bör användas som till exempel fyllnadsmassor, utan att det bör deponeras som det görs idag. Arbetet bygger till stor del på diskussioner och samtal med Structor i Örebro och MTM på Örebro Universitet. / The construction industry deals with large quantities of construction waste. The waste is difficult to manage because of large amounts. Residual waste that comes from a construction site is recycled. Waste from construction and demolition includes many different types of pollutants causing environmental pollution. Hazardous substances likely to leach into the soil and into the wild. Structor have been thinking about if tile and clinkers tiles really are deposited in the right way today from construction waste and demolition. The purpose of this work is to investigate whether tile and clinker contains metals that can be harmful to the environment. The contents in the surface layers were measured and by performing leaching tests, we could analyze the leakage from materials in different surroundings. The samples proved that tile and clinker have high level of metals in the materials that can be given off to the environment at low pH. The conclusion from the leaching tests is that if the tiles are handled properly in the neutral or alkaline environment, it is not harmful to the environment because all results of leaching tests at pH values between eight and ten were within limits. But we see a danger if tiles end up in an acidic environment that has a low pH of around five to six. Then the tiles are not inert waste and therefore should not be handled like that. Tiles should thus not be used to such as aggregate, but it should be deposited as is done today. The work is largely based on discussions and conversations with Structor in Örebro and MTM at Örebro University.

Vid en rent praktisk tillämpning av cirkulär ekonomi krävs det att man har kunskaper kring hur man får ett uttjänt material att bli till en ny produkt. Detta kan innefatta lagstiftning, men det finns även ett behov att se till att det inte kan orsaka negativa konsekvenser för hälsa eller miljö. Swerock önskar kunna producera ett cirkulärt ballastmaterial av överskottsmaterial från olika projekt vilket leder till frågan hur man kan miljöbedöma detta. Genom en litteraturstudie har en kunskapssammanställning genomförts för att besvara frågeställningen om vilken eller vilka testmetoder Swerock kan använda sig av för att testa material med syfte att kunna användas i vägbyggen så att materialet inte kommer att utgöra en fara för människa och miljö. Litteraturstudien i detta examensarbete behandlar bland annat lagstiftning, rapporter, studier och myndighetsdokument för att bygga en grund till förslag på miljöbedömningsförfarande som slutligen sammanställts. En jämförelse har även gjorts mellan tillhandahållna testresultat av laktestade prover från Swerock mot sammanställda haltgränser från litteraturen. Detta för att illustrera dagsläget och få en uppfattning om halter och ämnen som olika aktörer gränssatt och på vilka vis. Studien har visat att laktester är vanligt förekommande som ett sätt att bedöma miljöpåverkan hos olika typer av material och också ett tillvägagångssätt bland End of Waste-kriterier. Ekotoxikologiska test har inte befunnits vara så vanligt tillämpade men har framhållits av studier som ett lämpligt komplement till laktester. Ur litteraturstudien framkom det svenska systemet BASTA som ett sätt att farobedöma byggmaterial, där det är grundat på CLP:s faroangivelser för hälso- och miljöfarlighet. Dessa tre delar har sammanställts i det förslag på miljöbedömning som presenteras i resultatdelen. En slutsats som kan göras är att arbetet med frågeställningen om produktifiering av cirkulära material är i sin linda och att det finns möjligheter till fortsatta studier på ämnet. / In a purely practical application of circular economics it is necessary to have knowledge of how to convert a used material into a new product. This may include legislation, but there is also a need to ensure that it cannot cause negative health or environmental consequences. Swerock strives to be able to produce circular aggregate material of surplus material from various projects, which leads to the question of how this can be environmentally assessed. Through a literature study, a compilation of knowledge was made to answer the question about which test methods Swerock can use to test materials for use in road constructions to ensure that danger to humans and the environment is avoided. The literature study in this thesis covers, inter alia, legislation, reports, studies and government documents to build a basis for a proposal for an environmental assessment procedure. A comparison was also made between the provided test results of leaching test samples from Swerock and compiled content limits from the literature. This was to illustrate the current situation and get an idea of the levels and substances that different actors have set limits for and in what ways. The study has shown that leaching tests are common for assessing the environmental impact of different types of materials and also as an approach among the End of Waste criteria. Ecotoxicological tests have not been found to be as commonly applied but have been highlighted by studies as a suitable complement to leaching tests. From the literature study, the Swedish system BASTA emerged as a way of assessing hazard in building materials, where it is based on CLP's hazard statements for health and environmental hazards. These three parts have been compiled in the environmental assessment proposal presented in the results section. One conclusion that can be made is that the work on the question of the production of circular aggregate materials is in its infancy and that there are opportunities for further studies on the subject.

Löslighet och transport av sällsynta jordartsmetaller i Källfallsfältets gruvsandsmagasin Hugo de Campos Pereira Syftet med detta arbete har varit att kartlägga vilka mekanismer som styr lösligheten av sällsynta jordartsmetaller (eng. rare earth elements, REE) i sulfidhaltig anrikningssand vid den föredetta gruvan Källfallsfältet i Västmanland. För syftet har markvatten- och grundvattenprovtagning utförts, tillsammans med laktester och geokemisk modellering med Visual MINTEQ ver. 3.0. Resultaten visade att sulfidvittring är den främsta processen som styr pH i anrikningssanden, och därmed också indirekt REEs löslighet. Däremot är sulfidvittring ingen källa till REE i sig då ämnena inte föreligger sulfidbundna, något som oxiderat tillgänglighetstest NT ENVIR 006 visade. Istället går REE ut i lösning i anrikningssanden genom vittring av lättvittrade silikatmineral. Vanligtvis betraktas metall bunden i silikatform inte som geokemiskt aktiv. Jämförelser mellan laktester med olika jämviktstid visade att en kinetisk (tidsberoende) faktor föreligger, kopplad till nämnda silikatvittring, som påverkar pH och således också metallöslighet vid laktester på anrikningssanden. Vid jämförelse mellan laktester och halter i anrikningssandens mark- och grundvatten bör denna därmed vägas in. Det pH-statiska laktestet SIS-CEN/TS 14997 visade begränsad möjlighet att undersöka kinetik med anledning av att det utförs under förhållandevis kort tid, 48 timmar. REE- och Cu-halter vid syratitrering (de behandlingar med lägst syratillsatser) och enstegslakning (SIS-CEN ISO/TS 21268-2:2010) visade god, respektive förhållandevis god, överensstämmelse med uppmätta markvattenhalter. Detta visade att syratitrering och enstegslakning är laktest som är tillämpbara, respektive förhållandevis väl tillämpbara, för att uppskatta markvattenhalter i anrikningssanden. Specieringsmodellering med Visual MINTEQ ver. 3.0 visade att pH och DOC är de viktigaste parametrarna som styr REEs speciering i anrikningssandens mark-, grund och ytvatten. Samtliga REE bildar starka komplex med löst organiskt material, men koncentrationerna av DOC var generellt sett låga. I sura sulfatrika mark-, grund och ytvatten domineras specieringen av lösta sulfatkomplex, huvudsakligen (REE)SO4+, följt av fria hydratiserade joner som näst vanligaste förekomstform. Dessa resultat överensstämmer väl med tidigare modelleringsstudier av REEs speciering i sura sulfatrika vatten resulterande från gruvavfall. Med bakgrund av detta och av att REEs ekotoxicitet verkar överensstämma med den fria jon-modellen (eng. free ion model) förväntas REE uppvisa högre toxicitet vid låga pH-värden. / Solubility and transport of rare earth elements in the mine tailings of Källfallsfältet Hugo de Campos Pereira The mechanisms which govern the solubility of rare earth elements (REEs) in sulfide-containing tailings at the former mine site of Källfallsfältet (Västmanland, Sweden) were studied by the means of soil water and ground water sampling, leaching tests and geochemical modeling using Visual MINTEQ ver. 3.0. The results showed that weathering of sulfides is the primary process governing pH in the tailings, and thus also REE solubility. However, weathering of sulfides is no source for REE in itself since the elements are not bound in sulfides, which the oxidized availability test NT ENVIR 006 showed. Instead REE are released into solution by weathering of easily weathered silicates. Usually, metal bound in silicate form is not considered geochemically active. A kinetic (time dependent) factor, associated with the weathering of silicates, was found to affect pH and thus also metal solubility in leaching tests performed on the tailings. The standardized pH static leaching test (SIS-CEN/TS 14997) showed limitations in observing kinetic effects because of its relatively short equilibration time (48 h). Thus, in future studies with similar materials, leaching test kinetics should be taken into account when comparing leached concentrations with field measured concentrations. Acid titration and one step batch test (SIS-CEN ISO/TS 21268-2:2010) proved to be applicable and relatively well applicable to the tailings, respectively, in order to estimate soil solution concentrations. Speciation calculations using Visual MINTEQ ver. 3.0 showed that pH and DOC concentration are the most important factors which affect REE speciation in soil solution, ground water and surface water associated with the tailings. In acid sulfate rich solutions, low in DOC, speciation is dominated by sulfate complexes, mainly (REE)SO4+, followed by free dissolved ions as the second most common form. These results are in accordance with previous modeling studies of REE speciation in acid sulfate rich waters resulting from tailings. This, together with previous results showing that REE ecotoxicity seems to follow the free ion model, implies that the toxicity of the elements is expected to increase with decreasing pH value.