No description available.

No description available.

Fuel shortage during the Second World War led to oil production in Kvarntorp, Kumla during 1942-1966 by pyrolyzing alum shale rich in pyrite, FeS2, and organic material such as kerogen. This production has led to a lot of waste laying deposited out in the open after the mining closed and has had negative environmental impact in the form of ongoing weathering and leaching of acidic water and leaching of trace elements into its surroundings. Chemical processes are still ongoing in this deposit, with temperatures reaching 700 °C on certain hotspots. Once the deposit cools down, precipitation will be able to enter the deposit and start leaching acidic water containing trace elements that will risk polluting groundwater in the surrounding areas. No one knows how many years it will take for the deposit to cool down, but it has been estimated to take at least 100 years.This study did leaching experiments on weathered fines as well as red ash in large columns while being oxygenated. Analyses consisted of ICP-MS, pH, electrical conductivity, acidity, alkalinity, and sulphate concentration.The results showed high concentrations of many valuable and potentially toxic elements in the leachates especially higher amounts of copper compared to previous studies.

No / In the search for an efficient and economical method to treat a leachate generated from a controlled municipal solid waste landfill site (Jebel Chakir) in the region of greater Tunis in Tunisia, ozone alone and ozone combined with hydrogen peroxide were studied. The leachate was characterised by high COD, low biodegradability and intense dark colour. A purpose-built reactor, to avoid foaming, was used for the study. It was found that ozone efficacy was almost doubled when combined with hydrogen peroxide at 2 g/L but higher H2O2 concentrations gave lower performances. Enhancement in the leachate biodegradability from about 0.1 to about 0.7 was achieved by the O3/H2O2 system. Insignificant changes in pH that may due to buffering effect of bicarbonate was found. A small decrease in sulphate concentrations were also observed. In contrast, chloride concentration declined at the beginning of the experiment then increased to reach its initial value. Estimates of the operating costs were made for comparison purposes and it was found that the O3/H2O2 system at 2 g/L H2O2 gave the lowest cost of about 3.1 TND (2.3 USD)/kg COD removed.

No description available.

by Tong Suk Wah. / Thesis (M.Phil.)--Chinese University of Hong Kong, 1996. / Includes bibliographical references (leaves 196-206). / Abstract --- p.i / Acknowledgments --- p.iv / Table of Contents --- p.v / List of Abbreviations --- p.ix / List of Tables --- p.xi / List of Figures --- p.xv / Chapter 1 --- Introduction / Chapter 1.1 --- Landfilling in Hong Kong --- p.1 / Chapter 1.2 --- Generation of Landfill Leachate --- p.3 / Chapter 1.3 --- Composition of Landfill Leachate --- p.6 / Chapter 1.4 --- Toxicity of Landfill Leachate --- p.12 / Chapter 1.5 --- Treatment of Landfill Leachate --- p.15 / Chapter 1.5.1 --- Physico-chemical treatment --- p.16 / Chapter 1.5.1.1 --- Coagulation/Flocculation/Precipitation --- p.16 / Chapter 1.5.1.2 --- Oxidation --- p.18 / Chapter 1.5.1.3 --- Activated carbon adsorption --- p.19 / Chapter 1.5.1.4 --- Ammonia stripping --- p.20 / Chapter 1.5.1.5 --- Reverse osmosis --- p.21 / Chapter 1.5.2 --- Biological treatment --- p.22 / Chapter 1.5.2.1 --- Aerobic treatment --- p.22 / Chapter 1.5.2.1.1 --- Activated sludge system --- p.23 / Chapter 1.5.2.1.2 --- Aeration lagoon --- p.25 / Chapter 1.5.2.1.3 --- Sequencing batch reactor --- p.26 / Chapter 1.5.2.1.4 --- Trickling filter --- p.27 / Chapter 1.5.2.1.5 --- Rotating biological contactor --- p.27 / Chapter 1.5.2.2 --- Anaerobic treatment --- p.29 / Chapter 1.5.3 --- Co-treatment with municipal wastewater --- p.32 / Chapter 1.5.4 --- Recirculation --- p.33 / Chapter 1.5.5 --- Irrigation --- p.34 / Chapter 1.6 --- Aims of the Thesis --- p.35 / Chapter 2 --- Characterization of Landfill Leachate / Chapter 2.1 --- Introduction --- p.37 / Chapter 2.2 --- Materials and Methods / Chapter 2.2.1 --- Description of landfill sites --- p.39 / Chapter 2.2.2 --- Leachate collection --- p.40 / Chapter 2.2.3 --- Chemical analysis --- p.40 / Chapter 2.2.4 --- Biological analysis --- p.41 / Chapter 2.2.5 --- Statistical analysis --- p.42 / Chapter 2.3 --- Results and Discussion / Chapter 2.3.1 --- Chemical properties of leachate --- p.43 / Chapter 2.3.2 --- Temporal variation of leachate quality --- p.61 / Chapter 2.3.3 --- Correlation of leachate quality and rainfall --- p.65 / Chapter 2.3.4 --- Biological composition of leachate --- p.86 / Chapter 2.4 --- Conclusions --- p.88 / Chapter 3 --- Toxicological Analysis of Landfill Leachate / Chapter 3.1 --- Introduction --- p.92 / Chapter 3.2 --- Materials and Methods / Chapter 3.2.1 --- Leachate collection --- p.93 / Chapter 3.2.2 --- Chemical analysis --- p.94 / Chapter 3.2.3 --- Biological toxicity testing --- p.94 / Chapter 3.2.3.1 --- Microtox test --- p.95 / Chapter 3.2.3.2 --- Algal bioassay、 --- p.95 / Chapter 3.2.3.3 --- Crustacean bioassay --- p.96 / Chapter 3.2.3.4 --- Fish bioassay --- p.98 / Chapter 3.3 --- Results and Discussion / Chapter 3.3.1 --- Chemical properties of leachate --- p.99 / Chapter 3.3.2 --- Microtox test --- p.105 / Chapter 3.3.3 --- Algal bioassay --- p.108 / Chapter 3.3.4 --- Crustacean bioassay --- p.115 / Chapter 3.3.5 --- Fish bioassay --- p.115 / Chapter 3.4 --- Conclusions --- p.120 / Chapter 4 --- Nitrification of Landfill Leachate / Chapter 4.1 --- Introduction --- p.124 / Chapter 4.2 --- Materials and Methods / Chapter 4.2.1 --- Collection and analysis of leachate --- p.127 / Chapter 4.2.2 --- Set-up of nitrification system --- p.128 / Chapter 4.2.3 --- Experiment 1: Effect of additional phosphate on the rate of nitrification --- p.130 / Chapter 4.2.4 --- Experiment 2: Effect of HRT on the rate of nitrification --- p.130 / Chapter 4.2.5 --- Experiment 3: Effect of additional organic carbon on the rate of nitrification --- p.131 / Chapter 4.2.6 --- Statistical analysis --- p.131 / Chapter 4.3 --- Results and Discussion / Chapter 4.3.1 --- Chemical properties of landfill leachate --- p.132 / Chapter 4.3.2 --- Experiment 1: Effect of additional phosphate on the rate of nitrification --- p.132 / Chapter 4.3.3 --- Experiment 2: Effect of HRT on the rate of nitrification --- p.144 / Chapter 4.3.4 --- Experiment 3: Effect of additional organic carbon on the rate of nitrification --- p.154 / Chapter 4.3.5 --- Inhibition of free ammonia and nitrous acid --- p.162 / Chapter 4.3.6 --- Fate of ammonia --- p.166 / Chapter 4.4 --- Conclusions --- p.170 / Chapter 5 --- Denitrification of Nitrified Leachate / Chapter 5.1 --- Introduction --- p.172 / Chapter 5.2 --- Materials and Methods / Chapter 5.2.1 --- Collection and analysis of landfill leachate --- p.175 / Chapter 5.2.2 --- Set-up of treatment system --- p.176 / Chapter 5.2.3 --- Statistical analysis --- p.178 / Chapter 5.3 --- Results and Discussion / Chapter 5.3.1 --- Performance of nitrification system --- p.178 / Chapter 5.3.2 --- Performance of denitrification system --- p.181 / Chapter 5.3.3 --- Improvement of treatment efficiency --- p.187 / Chapter 5.4 --- Conclusions --- p.190 / Chapter 6 --- General Conclusions --- p.192 / References --- p.196 / Appendices / "Appendix 1 Medium for enumeration of heterotrophic bacteria, fungi, carbohydrate-utilizing bacteria, protein-utilizing bacteria and lipid-utilizing bacteria" --- p.207 / Appendix 2 Preparation of Bristol's medium --- p.210 / Appendix 3 Enumeration of ammonia oxidizers by Most Probable Number Method --- p.211 / Appendix 4 Enumeration of nitrite oxidizers by Most Probable Number Method --- p.214

Wong Shiu Kai Raymond. / Thesis submitted in: July 2003. / Thesis (M.Phil.)--Chinese University of Hong Kong, 2004. / Includes bibliographical references (leaves 147-157). / Abstracts in English and Chinese. / ABSTRACT --- p.I / ACKNOWLEDGEMENTS --- p.V / TABLE OF CONTENTS --- p.VI / LIST OF ABBREVIATIONS --- p.IX / LIST OF TABLES --- p.X / LIST OF FIGURES --- p.XII / LIST OF PLATES --- p.XVII / Chapter 1. --- INTRODUCTION / Chapter 1.1 --- Landfilling of Solid Wastes --- p.1 / Chapter 1.2 --- Landfilling in Hong Kong --- p.3 / Chapter 1.3 --- Problems of Landfill Leachate --- p.5 / Chapter 1.4 --- Generation of Landfill Leachate --- p.6 / Chapter 1.5 --- Chemical Properties of Landfill Leachate --- p.9 / Chapter 1.6 --- Ecotoxicity of Landfill Leachate --- p.16 / Chapter 1.7 --- Identification of Leachate Toxicity / Chapter 1.7.1 --- Problem of identification of toxicants in landfill leachate --- p.21 / Chapter 1.7.2 --- Toxicity Identification Evaluation --- p.22 / Chapter 1.8 --- Aims of Thesis --- p.27 / Chapter 2. --- CHEMICAL CHARACTERIZATION OF LANDFILL LEACHATE / Chapter 2.1 --- Introduction --- p.30 / Chapter 2.2 --- Materials and Methods / Chapter 2.2.1 --- Site description --- p.33 / Chapter 2.2.2 --- Leachate collection --- p.38 / Chapter 2.2.3 --- Chemical analysis --- p.38 / Chapter 2.2.4 --- Statistical analysis --- p.41 / Chapter 2.3 --- Results and Discussion / Chapter 2.3.1 --- Chemical properties of landfill leachates --- p.41 / Chapter 2.3.2 --- Variation of chemical properties with different ages --- p.53 / Chapter 2.3.3 --- Variation of chemical properties with different season --- p.56 / Chapter 2.3.4 --- Principal Component Analysis --- p.85 / Chapter 2.4 --- Conclusions --- p.91 / Chapter 3. --- ECOTOXICOLOGICAL CHARACTERIZATION OF LANDFILL LEACHATE / Chapter 3.1 --- Introduction --- p.93 / Chapter 3.2 --- Materials and Methods / Chapter 3.2.1 --- Site description --- p.95 / Chapter 3.2.2 --- Leachate collection --- p.95 / Chapter 3.2.3 --- Toxicity tests --- p.95 / Chapter 3.2.3.1 --- Microtox® test --- p.96 / Chapter 3.2.3.2 --- Protozoan bioassay --- p.97 / Chapter 3.2.3.3 --- Algal bioassay --- p.99 / Chapter 3.2.3.4 --- Crustacean bioassays --- p.102 / Chapter 3.2.3.5 --- Statistical analysis --- p.104 / Chapter 3.3 --- Results and Discussion / Chapter 3.3.1 --- Leachate toxicity --- p.105 / Chapter 3.3.2 --- Sensitivity of tested organisms --- p.110 / Chapter 3.3.3 --- Principal Component Analysis --- p.113 / Chapter 3.3.4 --- Correlation with chemical properties --- p.116 / Chapter 3.4 --- Conclusions --- p.120 / Chapter 4. --- TOXICITY IDENTIFICATION EVALUATION OF MAJOR TOXICANTS IN LANDFILL LEACHATE / Chapter 4.1 --- Introduction --- p.122 / Chapter 4.2 --- Materials and Methods / Chapter 4.2.1 --- Site description --- p.124 / Chapter 4.2.2 --- Toxicity bioassays --- p.124 / Chapter 4.2.3 --- Phase I Toxicity characterization --- p.125 / Chapter 4.2.4 --- Phase II Toxicity identification and multiple manipulations --- p.126 / Chapter 4.2.5 --- Phase III Toxicity confirmation --- p.128 / Chapter 4.3 --- Results and Discussion / Chapter 4.3.1 --- Chemical properties of collected sample --- p.129 / Chapter 4.3.2 --- Phase I results --- p.130 / Chapter 4.3.3 --- Phase II results --- p.132 / Chapter 4.3.4 --- Phase III results --- p.138 / Chapter 4.3.5 --- Use of TIE in leachate monitoring --- p.139 / Chapter 4.4 --- Conclusions --- p.140 / Chapter 5. --- OVERALL CONCLUSIONS --- p.142 / REFERENCES --- p.147

A methodology based on an analytical protocol for evaluation of hazards from landfill leachate and solid waste is described. A dynamic analytical protocol, the LAQUA protocol, including measurements of inorganic and water-quality parameters, polar and non-polar organic marker compounds, and toxicity, was constructed. An acute toxicity test, using the brackish water crustacean Artemia salina as test organism, was developed. The methodology was applied to authentic problems such as investigation of different treatment techniques for landfill leachate, evaluation of leaching tests and characterization of solid wastes, and an investigation of a filter material aimed for leachate treatment. Investigated treatment methods comprised in all cases pre-treatment by aeration combined with sedimentation, followed by one of: bioremediation, ozonation, chemical oxidation by Fenton’s reagent, or geo-bed filters. Evaluated filter materials were mixtures of natural or residual waste products. A combination of pre-treatment followed by a geo-bed filter containing a mixture of peat and carbon-containing ash gave an efficient simultaneous removal of metals and organic pollutants. The performance of two leaching tests for characterization of solid waste, the up-flow percolation test (SIS-CEN/TS 14405:2004) and the batch test (SS-EN 12457 -3), was investigated. Solid waste materials (sludge from street gutters and fragmented metallic waste) were characterized using leaching tests and the hazards of the materials were evaluated in the eluate, obtained at specific liquid-to-solid ratios (L/S). The L/S 2 and L/S 10 values were compared with limit values included in the waste acceptance criteria (WAC). The analyses were extended towards specific organic compounds, such as individual phenolic compounds and polychlorinated biphenyls (PCB). Organic compounds were found in eluates from both types of tests, showing the possibility to use these methods to evaluate the leaching of such compounds from waste materials. The use of authentic leachate as leachant, leads to increased concentrations of heavy metals in the eluate, compared to the prescribed use of demineralised water as leachant. Generally good agreement was found between the results of the two leaching methods. A strategy based on batch tests is described for investigation of a filter material for leachate treatment. Batch tests gave suitable information about the leaching from new and used material, and showed high removal efficiencies of metals and non-polar organic compounds. However, for investigation of removal of polar organic markers (e.g. phenolic compounds) a batch test is not sufficient and should be supplemented by a column test. / Avfall har alltid uppkommit i alla samhällen i alla tider. Det vanligaste sättet att hand om det har varit att samla avfallet i soptippar (deponier) på mark som ansetts obrukbar, t.ex. i sankmarker utanför bebyggelsen. I takt med ökad konsumtion och produktion har också mängderna avfall ökat. Anledningen till att avfall och avfallshantering kommit alltmer i fokus i miljödebatter under de senaste decennierna, är inte bara de stora mängderna avfall på de många och stora sopbergen runt om i världen. Deponierna släpper också ifrån sig miljöfarliga ämnen från de alltmer komplexa produkter som blivit lagda i deponin. Dessa kommer att fortsätta att läcka ut länge efter det att deponeringen på soptippen slutat, och skapa problem för människor och miljö i flera generationer. Som en konsekvens av internationella beslut bl.a. Agenda 21 (FNs miljökonferens i Rio) och EUs lagstiftning om avfallshantering som Sverige har tagit in i sin lagstiftning, kommer bl.a. antalet soptippar att minska. Efter den 31 december 2008 beräknas endast ett 90-tal deponier för kommunalt avfall att vara i drift i Sverige. Lagstiftningen beskriver en avfalls hierarki där deponering är den sämsta och absolut sista åtgärden som får göras bara när inget av de andra alternativen kan uppfyllas. Det ställs stora krav på de soptippar som är godkända enligt den nuvarande lagstiftningen. Olika typer av deponier ska finnas för olika slag av avfall. En deponi för farligt avfall har bättre skydd mot läckage både under och över tippen än en tipp för icke-farligt avfall. För att ha kontroll på vilket avfall som läggs på deponin och därmed kunna behandla det på korrekt sätt, måste avfallet beskrivas och klassas innan det skickas för deponering. Karakteriseringen görs bl.a. med hjälp av lakningstester. Syftet med denna avhandling har varit att utarbeta en metodik för at utvärdera miljöfarliga ämnen som kommer från avfall och lakvatten från soptippar. Den inledande forskningen utgjordes av ett projekt kallat Laqua, finansierat av EU-kommissionens program för samarbete inom Östersjöregionen, SweBaltcop. Projektets uppgift var att främja utveckling av ekologiskt och ekonomiskt hållbara reningsmetoder för lakvatten. Lakvattnet bildas främst av nederbörd som faller över deponin. Det vatten som kommer in i soptippen tar med sig många av de ämnen som finns i tippen när det rinner ut. Dessa ämnen kan komma från sådant som har deponerats eller bildas när avfallet bryts ner. Lakvattnet samlas upp och renas på något sätt innan det släpps ut till ett naturligt vattendrag. En vanlig metod att behandla lakvatten är att pumpa det till det kommunala avloppsreningsverket och rena det tillsammans med avloppsvatten. Men detta är ingen optimal lösning eftersom lakvatten innehåller andra föroreningar än avloppsvatten, t ex salter, tungmetaller och svårnedbrytbara organiska föreningar. Avloppsreningsverken är konstruerade för att rena avloppsvatten och lakvattnets föroreningar kan störa reningsprocessen. Framför allt kan de känsliga mikroorganismerna i det biologiska reningssteget påverkas negativt. Slammet som bildas vid reningsprocessen kommer att koncentrera många av de oönskade föroreningarna som härstammar från deponin. Slammet är egentligen ett utmärkt gödselmedel för jordbruket, men på grund av att slammet är förorenat av tungmetaller och svårnedbrytbara organiska ämnen kan inte slammet användas. Slammet blir då ett avfall som kommunen inte kan bli av med utan stora kostnader. Många kommuner har därför valt en separat rening av lakvattnet. Val av reningsteknik är beroende av flera faktorer, som volymerna lakvatten som uppkommer, innehållet av de olika miljöfarliga ämnena, vart det renande vattnet ska släppas ut och utrymme för att bygga en reningsanläggning. För att utvärdera olika tekniker för rening av lakvatten, byggdes en försöksanläggning på soptippen i Kristianstad. För att kunna utvärdera en reningsmetod måste bestämningar av koncentrationer av olika ämnen (analyser) göras. På grund av den ökande oron för organiska miljögifter som PCB och fenoler, skulle reningsteknikerna utvärderas med fokus sådana eller liknande ämnen. Analyser av organiska ämnen är komplicerade och tidskrävande, och det är inte möjligt att analysera alla ämnen. I många undersökningar används endast generella parametrar för att uppskatta innehållet av organiska ämnen, men dessa metoder ger ofta inte tillräcklig information om det egentliga innehållet i lakvattnet. Därför utarbetades ett utvärderings protokoll, LAQUA protokollet (artikel I) för bestämning av organiska miljögifter i olika förorenade vatten. Detta protokoll innehåller förutom analyser för organiska miljögifter som PCB och fenoler och en akut toxicitetstest, även standardiserade rutinanalyser av metaller och vattenkemiska parametrar. Eftersom separat analys av alla organiska ämnen inte nödvändig för att bedöma olika reningsmetoder för lakvatten, innehåller protokollet ett antal markörer för polära, respektive opolära organiska föreningar. Den biologiska giftighetstesten som utvecklades (artikel III) och ingår i protokollet är ett s.k. akut toxicitetstest, dvs. organismen påverkas direkt av höga halter av föroreningar. I testen används det lilla saltvattentåliga kräftdjuret Artemia salina, som säljs som föda åt akvariefiskar. En bestämd volym med ett antal Artemia larver läggs i små brunnar med olika koncentrationer av lakvatten under 24 timmar. Sedan jämförs vid vilken inblandning av lakvatten som hälften av kräftdjuren har fått rörelsestörningar. Resultaten på tester med obehandlat lakvatten, respektive behandlat med olika reningstekniker jämförs, och på det viset kan effektiviteten på reningsmetoder bedömas gentemot en vattenlevande organism. Utvärderingen av försöksanläggningen (artikel II) visade att vid förbehandlingen, bestående av luftning och sedimentering, togs mycket av föroreningarna bort, och det rekommenderas att ett sådan reningssteg alltid bör finnas vid en reningsanläggning för lakvatten. De kemiska behandlingsmetoderna med ozon och Fentons reagens (tvåvärt järn och väteperoxid) var effektiva på att ta bort de organiska miljögifterna, men även de mer kostnadseffektiva filterbäddarna visade sig fungera bra. Den goda erfarenheten från försöksanläggningen av filterbäddar ledde till att effektiviteten hos fler filter material undersöktes. I artikel VI beskrivs ett försök, gjord i laboratorium, där lakvatten från en soptipp som tar hand om industri avfall (metallavfall från bl.a. bilar och kylskåp) fick rinna genom kolonner med olika filtermaterial. Mixen av torv och aska med kolinnehåll visade sig vara bra på att ta bort både metaller och organiska ämnen från lakvattnet. Kunskapen från bl.a. dessa undersökningar har bidragit till att en fullskaleanläggning för lokal rening av lakvatten har kunnat byggas i anslutning till Stena metalls soptipp i Halmstad. Den andra delen i avhandlingsarbetet riktade in sig mot lakningstester. För att undersöka vilka ämnen som kan lakas ut från ett avfall rekommenderas två olika standardiserade lakningstests metoder. Vid den ena metoden pumpas en vätska genom en kolonn med en uppvägd mängd avfall tills ett visst vätske/fast fas förhållande (L/S halt) har uppnåtts. Vid den andra snabbare metoden, skakas en bestämd mängd avfall tillsammans med en bestämd volym vätska under 24 timmar. Den vätska som man får efter testerna kan jämföras med ett lakvatten och ska simulera den urlakning som avfallet ger ifrån sig under sin tid på deponin. Denna urlakningsvätska analyseras och de uppmätta halterna av olika ämnen jämförs med en gränsvärdes tabell och avfallet kan hänföras till en avfalls klass. De två lakningstesterna användes för att karakterisera olika avfallsslag, sönderdelat metall skrot (artikel IV) och slam från gatubrunnar (artikel V). För att få mer kunskap om metoderna och kunna vidareutveckla dem, utökades undersökningarna och analyserna. De urlakade vätskorna analyserades därför enligt Laqua protokollet, dvs med markörer för organiska miljögifter. Dessutom gjordes undersökningar där lakvatten användes som lakningsvätska istället för avjonat vatten som testmetoderna föreskriver. Dessa visade att den mer jonstarka vätskan (lakvattnet) ökade urlakningen av metaller från avfallet. En jämförelse av de två metoderna visade att den snabbare skaktesten oftast gav likvärdiga eller högre halter av de analyserade ämnena i urlakningsvätskan, och därmed kan den i många fall användas i första hand. För att bedöma ett filtermaterial ur ett livstidsperspektiv, utvecklades en strategi baserad på skaktester (artikel VII). Ett filtermaterial, en mix av torv och aska med kolinnehåll, undersökes före och efter att det använts i en filterbädd för rening av lakvatten. För att vara säker på att filtermaterialet i sig själv inte släppte ifrån sig några föroreningar gjordes en lakningstest. För att se hur effektivt materialet var på att ta bort metaller, PCB och fenolföreningar, gjordes skaktester med vätskor med kända halter av dessa föroreningar. När filtermaterialet är förbrukat och skall bytas ut anses det som ett avfall, och det karakteriserades med lakningstest för att hur det skulle tas om hand. Metodiken med skaktester ger bra information om utlakning från ett material, och skaktester är också bra instrument för att utvärdera ett filtermaterials effektivitet på att ta hand om metaller och opolära organiska ämnen som PCB. Men för att utvärdera effektiviteten av borttagandet av polära organiska ämnen (t ex. fenoler), är inte en korttids skak test något bra instrument. Reduceringen av dessa ämnen sker genom nedbrytning med hjälp av mikroorganismer, och för att undersöka detta behövs tester som varar en så lång tid att en mikrobiologisk miljö hinner etablera sig, t ex. kolonn tester. Utvärderingen av detta avhandlingsarbete visar på några ytterligare slutsatser och förslag till fortsatt arbete. Toxicitetstesten med Artemia bör kompletteras med tester på t ex. bakterier och växter, eftersom det inte räcker med en test på bara en organism för att bedöma giftigheten av en förorening ett naturligt ekosystem. Vidare behövs en biologisk test för att påvisa kroniska effekter, så som skador på fortplantning eller tumörsjukdomar. Dessa skador kan uppkomma genom att organismer påverkas under en lång tid av de låga, men därmed inte ofarliga halter av organiska miljögifter som ofta förekommer i lakvatten. Den presenterade metodiken kan användas för att utvärdera miljöfarliga ämnen från olika förorenade områden. Avhandlingen har visat att LAQUA protokollets sammansättning och dess analyser är ett bra instrument för att utvärdera reningstekniker för lakvatten och för att ge ytterligare information om organiska ämnen i fast avfall. Bedömning av luft kvalitet och karakterisering av dagvatten är andra exempel där metodiken kan användas. Avslutningsvis är det förstås lättare att utvärdera farligheten från avfall när det är mindre volymer avfall att utvärdera. Detta kan uppnås genom att konsumera mindre, återanvända produkter, återvinna material, utvinna energi ur avfallet och välja miljövänliga produkter när man köper nytt.

The objective of this thesis was to determine the potential impact on groundwater quality as a result of the release of leachate from livestock mortality burial for three species of livestock: swine, bovine and poultry. Specific objectives were to:<p> 1.Characterize the chemical composition of leachate in livestock mortality burial pits for three species: bovine, swine and poultry; and<p> 2.Evaluate the potential environmental impact of livestock burial through groundwater transport modelling.<p> A two part program was followed to achieve these objectives. The first portion involved construction of lined burial pits complete with leachate collection systems. Poultry (1300kg), swine (5900kg) and bovine (9750kg) carcasses were each placed in separate pits and the pits covered with plastic liner material and then approximately one meter of earthen cover. The pits were sampled for leachate chemical analysis at 2 weeks, 1 month, 2 months, 4 months, 8 months, 14 months and 25 months post burial. The second portion involved using the chemical analysis results from first portion and two groundwater modeling software packages (CTRAN and PHREEQC) to characterize the leachate and evaluate the potential this material could have on groundwater resources adjacent to burial pits.<p> The results indicated that livestock mortality leachate contains, on average, after two years of decomposition, concentrations of 12,600 mg/L of ammonium-N, 34,600 mg/L alkalinity (as bicarbonate), 2,600 mg/L chloride, 3,600 mg/L sulphate, 2,300 mg/L potassium, 1,800 mg/L sodium, 1,500 mg/L phosphorus along with relative lesser amounts of iron, calcium and magnesium. Maximum values for the major ions were up to 50% higher than the average in some instances. The pH of the leachate was near neutral. In comparison to earthen manure storages and landfills, the strength of the leachate was 2-4 times higher.<p> To properly characterize the leachate chemistry, speciation of the mortality leachate was performed using PHREEQC. This speciation provided evidence of phosphate compounds precipitating from solution, as well as significant amounts of phosphoric acids (0.03 mol/L). Relatively high concentrations of ammonium sulphate also formed and due to the negative charge, allow for potentially 300 mg-N/L to transport conservatively. In comparison to naturally occurring groundwater, activities of bicarbonate, sulphates, phosphates and other minerals were many orders of magnitude higher than concentrations present in groundwater.<p> Preliminary simulations were created with two software packages, Geo-Slope CTRAN and PHREEQC to simulate transport of the leachate for three different soil conditions. The Geo-Slope model models a conservative contaminant, while the PHREEQC model involves geochemical speciation and contaminant transport including ion exchange occurring along the pathway. Transport through a low permeable soil (K=1 x 10-10 m/s) was dominated by diffusion allowing unattenuated leachate to transport a distance of approximately three meters in 50 years. The moderately permeable soil situation (K=1 x 10-9 m/s) produced a transport depth of six meters with an approximate concentration of the tracer thirty to forty percent of initial concentration in 50 years. In a highly permeable soil (K=1 x 10-8 m/s), transport reached a depth of 10 meters in 10 years with approximately forty percent of initial concentration. The PHREEQC transport model demonstrated a highly concentrated calcium and magnesium plume forming in front of the ammonium plume suggesting ion exchange and attenuation of ammonium.<p> In the occurrence of a mass mortality event, regulators in Canada have decided to employ a trench burial system. Trenches could be created using on-the-farm equipment such as backhoes to obtain approximate trench dimensions of 2 m wide and 4 m deep. To assess the impact of multiple trenches and their appropriate spacing, models were created with Geo-Slope CTRAN to evaluate the effects on trench spacing. It was determined through these models that a minimum 10 m separation distance would provide a potential contaminant plume maximum soil contact and no trench-to-trench impact.<p> To further evaluate the potential impact of livestock burial leachate, mass loading into an aquifer was evaluated for a moderately permeable soil (K=1 x 10-9 m/s) for a mass mortality event in a 10,000 head feedlot. Disposal consisted of ten 200 m trenches with a 10 m separation distance. Disposal covered 2.2 hectares and provided a mass loading of ammonium to an aquifer 10 m below of 950 kg/year after 50 years and increasing from 50 years until the peak concentration of the plume reached the aquifer. At this loading rate, nitrogen concentrations exceed drinking water standards 10-15 times.

The objective of this thesis was to determine the potential impact on groundwater quality as a result of the release of leachate from livestock mortality burial for three species of livestock: swine, bovine and poultry. Specific objectives were to:<p> 1.Characterize the chemical composition of leachate in livestock mortality burial pits for three species: bovine, swine and poultry; and<p> 2.Evaluate the potential environmental impact of livestock burial through groundwater transport modelling.<p> A two part program was followed to achieve these objectives. The first portion involved construction of lined burial pits complete with leachate collection systems. Poultry (1300kg), swine (5900kg) and bovine (9750kg) carcasses were each placed in separate pits and the pits covered with plastic liner material and then approximately one meter of earthen cover. The pits were sampled for leachate chemical analysis at 2 weeks, 1 month, 2 months, 4 months, 8 months, 14 months and 25 months post burial. The second portion involved using the chemical analysis results from first portion and two groundwater modeling software packages (CTRAN and PHREEQC) to characterize the leachate and evaluate the potential this material could have on groundwater resources adjacent to burial pits.<p> The results indicated that livestock mortality leachate contains, on average, after two years of decomposition, concentrations of 12,600 mg/L of ammonium-N, 34,600 mg/L alkalinity (as bicarbonate), 2,600 mg/L chloride, 3,600 mg/L sulphate, 2,300 mg/L potassium, 1,800 mg/L sodium, 1,500 mg/L phosphorus along with relative lesser amounts of iron, calcium and magnesium. Maximum values for the major ions were up to 50% higher than the average in some instances. The pH of the leachate was near neutral. In comparison to earthen manure storages and landfills, the strength of the leachate was 2-4 times higher.<p> To properly characterize the leachate chemistry, speciation of the mortality leachate was performed using PHREEQC. This speciation provided evidence of phosphate compounds precipitating from solution, as well as significant amounts of phosphoric acids (0.03 mol/L). Relatively high concentrations of ammonium sulphate also formed and due to the negative charge, allow for potentially 300 mg-N/L to transport conservatively. In comparison to naturally occurring groundwater, activities of bicarbonate, sulphates, phosphates and other minerals were many orders of magnitude higher than concentrations present in groundwater.<p> Preliminary simulations were created with two software packages, Geo-Slope CTRAN and PHREEQC to simulate transport of the leachate for three different soil conditions. The Geo-Slope model models a conservative contaminant, while the PHREEQC model involves geochemical speciation and contaminant transport including ion exchange occurring along the pathway. Transport through a low permeable soil (K=1 x 10-10 m/s) was dominated by diffusion allowing unattenuated leachate to transport a distance of approximately three meters in 50 years. The moderately permeable soil situation (K=1 x 10-9 m/s) produced a transport depth of six meters with an approximate concentration of the tracer thirty to forty percent of initial concentration in 50 years. In a highly permeable soil (K=1 x 10-8 m/s), transport reached a depth of 10 meters in 10 years with approximately forty percent of initial concentration. The PHREEQC transport model demonstrated a highly concentrated calcium and magnesium plume forming in front of the ammonium plume suggesting ion exchange and attenuation of ammonium.<p> In the occurrence of a mass mortality event, regulators in Canada have decided to employ a trench burial system. Trenches could be created using on-the-farm equipment such as backhoes to obtain approximate trench dimensions of 2 m wide and 4 m deep. To assess the impact of multiple trenches and their appropriate spacing, models were created with Geo-Slope CTRAN to evaluate the effects on trench spacing. It was determined through these models that a minimum 10 m separation distance would provide a potential contaminant plume maximum soil contact and no trench-to-trench impact.<p> To further evaluate the potential impact of livestock burial leachate, mass loading into an aquifer was evaluated for a moderately permeable soil (K=1 x 10-9 m/s) for a mass mortality event in a 10,000 head feedlot. Disposal consisted of ten 200 m trenches with a 10 m separation distance. Disposal covered 2.2 hectares and provided a mass loading of ammonium to an aquifer 10 m below of 950 kg/year after 50 years and increasing from 50 years until the peak concentration of the plume reached the aquifer. At this loading rate, nitrogen concentrations exceed drinking water standards 10-15 times.