<h1>Abstract</h1><p>At Saltvikens copperindustry, which is located in the municipality of Oskarshamn, copper was refined from sulphiteore some hundred years ago. The ore underwent several steps in the process before the final product was received. These steps all had an influence on the environment through discharge of heavy metals. The area where the copper industry was located is today considered to be of specific national interest due to its valuable nature and cultural values, as well as its value for recreational outdoor activities. Therefore, it is important to determine the present level of contamination and if any transport of contaminants have occurred, and to identify the risks that are associated with the site both at present and in a longer time perspective.</p><p>Thirtynine soil samples and 16 sediment samples have been analyzed. All samples have undergone two different leaching procedures before the analyis; one with nitric acid for determination of total concentration and one with acidic acid to analyze the plant available part. The analysis was perfomed through Atomicabsorptionsspectrofotometry. In addition, pH and loss on ignition have been measured on all samples. The chemical values were then compared to reference values in order to establish the level of contamination. Within the risk assessment framework where then also a exposure modelling conducted. This was made both for an average exposure situation, and for a reasonable maximum exposure. For both these scenarios, one calculation was made based on the soil use of today and one was made based on an assumed future usage of the area for establishment of residential buildings.</p><p>The results show that both the land area and sediment have been affected by the copper industry. From 48 sediment samples, 46 generated concentrations above the assumed effect level levels given by the Swedish Environmental Protection Agency. The results also indicated that a significant contaminant transport has occurred, and is still occurring. This is supported by high metal concentrations in deep soil layers and by high concentrations in the sediment. The condition is considered to be very much serious in the case of copper and zinc and serious to less serious for lead, depending on the ground use. Some of the metals are very easy to leach and can thus contaminate adjacent areas for a long time.</p><p>Already at the present ground use, there is a risk for children to become exposed to  zinc and lead in doses that can generate negative health effects. At the potential future ground use the TDI for both copper, zinc and lead will be exceeded if a child is exposed. For adults, however, the TDI value for zinc and lead is exceeded only in the scenario with the potential future ground use.</p>

The present work has been carried out in order to investigate Al-Mg-Si alloys that are deformed at moderate temperatures. These temperatures are in the range between 200 C and 300 C. Also some experiments are performed at room temperatures. Two deformation models have been applied in the experiments: material deformation by compression testing and by forward extrusion. The investigated alloys are AA6063, AA6082 and an alloy that is named “Alloy R” in this work. The latter alloy is the industrial alloy AA6082 without the Mn-addition (0.56wt%Mn in the AA6082). The “R” denotes the recrystallized microstructure in the material after hot forming operations. The investigations show the effect of changing the temperature in the given temperature interval on the stress-strain relationship for each alloy. From the compression testing, it is found that none of the alloys AA6063 or Alloy “R” reaches a steady state condition as true strain approaches 0.8 for deformation temperatures between 200 C and 250 C. At compression testing performance at 300 C, the alloy “R” reaches a steady state condition at a true strain equal to 0.4. As true stress-true strain relationship has been investigated for the “Alloy R” and the AA6063 at comparable deformation parameters, it is shown that the alloy “R”, with the highest Si-content, requires the highest true stress for a given true strain value (AA6063: 0.45wt%Si, Alloy “R”: 0.87wt%Si). From the compression testing, the effect of Mn on the material properties in the AA6082-alloy has been determined. For the Alloy “R” and the AA6082, the true stress reached the same value after a certain amount of deformation. As deformation temperature increases, this common value of true stress corresponds to a decrease in true strain. The AA6082 and Alloy “R” are also compared in experiments performed in forward extrusion. One observes that for the same deformation temperature and at identical die diameters, the ram force is identical. It is worth noticing that these alloys did not show the same relationship during the compression testing at low values of true strain (&lt;0.8). On a microscopic scale, one concludes that Mn has no significant effect on the stress-strain relationship for the applied deformation parameters in the forward extrusion equipment. Hardness measurements indicate that the age hardening potential in the extruded test specimen decreases as the deformation temperature increases. The hardness data is similar for both the AA6082 and the Alloy R, thus indicating that the Mn content has no significant effect on the strength of the material. The deformed material has been annealed in order to investigate the recrystallization process in the AA6082 and the Alloy “R”. The recrystallization grain size in the Alloy “R” is significantly larger than in the AA6082 at comparable deformation parameters after annealing at 530 C for 15 minutes. This result is due to the effect of Mn-containing dispersoids in the AA6082. The recrystallization grain size in the Alloy “R” seems to be unaffected by the deformation temperature after annealing for 15 minutes. The observation of the AA6082 is quite different. A small increase in grain size is observed for both reduction ratios as the deformation temperature is elevated from 20C to 200 C and further to 250 C. At extrusion temperatures of 300 C the recrystallization grains are significantly larger. Annealing experiments performed at 430 C on the AA6082 indicates that a change in the deformation temperature from 200 C to 250 C does not affect the amount of stored energy in the material significantly. The Forge2 programme has been used to perform numeric simulations of the forward extrusion experiment. From this the temperature distribution, strain rate variation and true strain development in the test piece had been investigated. As the simulated true strain values are compared to the grain size in the annealed material, the recrystallization grain size is related to the amount of stored energy in the material in a very convincing way. It is also shown that the recrystallization grain diameter is related to the amount stored energy as the grain diameter is investigated in the radial and the extrusion direction separately.

Målet med examensarbetet omfattas av simuleringar av formfyllnads-, stelningsförlopp samt mekaniska egenskaper av gjutna salutkanoner. Detta för att komma fram till ett lämpligt material och gjutprocess för att tillverka en salutkanon. Sverige var Europaledande i både utveckling och tillverkning av kanoner under 1700-talet. Många av styckebruken som tillverkade kanoner finns kvar än idag. Kanontillverkningen har nästan helt försvunnit, idag ägnar sig styckebruken åt andra typer av produkter. Kanoner har historiskt sett varit en av de gjutna produkter som drivit utvecklingen inom gjutning i Sverige. Genom att utföra olika simuleringar och utvärdera parametrar såsom sugningar, porbildning och turbulens kommer ett lämpligt ingjutssystem utformas för att ge en salutkanon som uppfyller de satta kraven. Det är viktigt att salutkanonen inte har några materialdefekter, vilket skulle kunna leda till fara vid avfyrning. Författarna kommer att studera ett antal olika simuleringar. Detta för att kunna jämföra de olika gjutförloppen och sedan välja den metod som uppfyller de satta kraven bäst. Examensarbete är utfört utan företagsanknytning, vilket betyder att det ges en större frihet till projektgruppen att experimentera och testa nya lösningar till den tänkta salutkanon.

Österbyverken is an industrial estate in Östhammars municipality in Uppland, Sweden. Many different activities have taken place on the estate the last 600 years. During the last 15 years both health and environmental studies have been made by different companies. At the most recent study a great increase of metals in Nerån, a river that runs partly through and partly next to the estate, was identified with mass balances. The purpose of this thesis is to accomplish a deepened study about the reasons for the increase of metals in Nerån. The aim is to identify knowledge gaps in the mass balances and try to complete these. From the outcome an environmental risk assessment will be attempted for Nerån and its outlet in the lake Filmsjön. The method went through steps and started with data analyses after which calculations for new mass balances were made. Beginning by acknowledge the increase of metals from the groundwater, both through measured results and through calculated confidence intervals. In addition, among other methods, calculations of theoretical leakage data from Kd-values were made. Surface water concentrations were also compared with levels of metals in sediments to see whether any connection existed between them. Additional mass balances were calculated to take suspended solids in the surface water under consideration. From the results an environmental risk assessment was made using guidelines from Netherland and Canada and the state division from the Swedish Environmental Protection Agency. The results of the study show that the differences of metal content between surface water and groundwater and between surface water and sediments might be smaller than first revealed, but there is still a great increase caused by another, unknown source. The environmental risk assessment shows that there are hazards for both Nerån and Filmsjön because of the leakage of metals from Österbyverken. For the surface water in Nerån it is mainly cobalt, copper and zinc that contributes with risks, for the sediment in Nerån it is mainly barium, cobalt, copper, chromium and nickel and for the sediments in Filmsjön it is mainly lead, cobalt, copper, chromium, nickel and zinc. Reasons for the differences between metal contents and medias might be from surface water outlet from the Österbyverken or because of differences in methods of taking specimens in surface and groundwater. Conclusions that have been drawn of the study is that further studies of the knowledge gaps needs to be done, particularly regarding the metals cobalt, copper, chromium, nickel and zinc. Further, the biodiversity in Nerån and Filmsjön is at risk, partly because several metals in the sediments reaches such high concentrations, partly because high concentrations of several metals in one area may increase risks.

Abstract At Saltvikens copperindustry, which is located in the municipality of Oskarshamn, copper was refined from sulphiteore some hundred years ago. The ore underwent several steps in the process before the final product was received. These steps all had an influence on the environment through discharge of heavy metals. The area where the copper industry was located is today considered to be of specific national interest due to its valuable nature and cultural values, as well as its value for recreational outdoor activities. Therefore, it is important to determine the present level of contamination and if any transport of contaminants have occurred, and to identify the risks that are associated with the site both at present and in a longer time perspective. Thirtynine soil samples and 16 sediment samples have been analyzed. All samples have undergone two different leaching procedures before the analyis; one with nitric acid for determination of total concentration and one with acidic acid to analyze the plant available part. The analysis was perfomed through Atomicabsorptionsspectrofotometry. In addition, pH and loss on ignition have been measured on all samples. The chemical values were then compared to reference values in order to establish the level of contamination. Within the risk assessment framework where then also a exposure modelling conducted. This was made both for an average exposure situation, and for a reasonable maximum exposure. For both these scenarios, one calculation was made based on the soil use of today and one was made based on an assumed future usage of the area for establishment of residential buildings. The results show that both the land area and sediment have been affected by the copper industry. From 48 sediment samples, 46 generated concentrations above the assumed effect level levels given by the Swedish Environmental Protection Agency. The results also indicated that a significant contaminant transport has occurred, and is still occurring. This is supported by high metal concentrations in deep soil layers and by high concentrations in the sediment. The condition is considered to be very much serious in the case of copper and zinc and serious to less serious for lead, depending on the ground use. Some of the metals are very easy to leach and can thus contaminate adjacent areas for a long time. Already at the present ground use, there is a risk for children to become exposed to  zinc and lead in doses that can generate negative health effects. At the potential future ground use the TDI for both copper, zinc and lead will be exceeded if a child is exposed. For adults, however, the TDI value for zinc and lead is exceeded only in the scenario with the potential future ground use.

<p>Gruvdrift ger upphov till stora mängder avfall, vilket medför att metaller sprids från det deponerade avfallet till kringliggande mark och vattendrag. Flera metaller är naturliga komponenter i ekosystemen och många är essentiella näringsämnen. Metaller kan dock innebära en belastning då de i höga koncentrationer är toxiska för levande organismer. Läckaget av metaller från gruvavfall kan fördröjas genom täckning av deponierna.</p><p>Bersbo gruvområde i Åtvidaberg var ett pilotprojekt för en nationell satsning som ägde rum på 1980-talet, vilken syftade till att åtgärda gamla nedlagda sulfidmalmsgruvor. Flertalet studier har utförts i området för att utreda föroreningssituationen i Bersbo. Ytvattenprover insamlades före, under och efter åtgärden. Trots en minskning av metallkoncentrationer i vattnet i området har det i tidigare studier konstaterats att metalläckaget från Bersbo överstiger läckaget från samtliga övriga gruvor i Östergötland.</p><p>Denna studie syftar till att undersöka metalläckaget i ytvattnet i anslutning till de täckta deponierna i Bersbo cirka tjugo år efter att åtgärden utfördes. Provtagning av ytvatten har genomförts och vattnet har analyserats med avseende på pH, konduktivitet, kadmium, koppar, järn och zink. En statistisk jämförelse har utförts mellan data från tidsperioden 1992-1998 och data som har erhållits i studien. Resultatet påvisar minskade metallkoncentrationer i området kring deponierna men halterna vid Storgruveupplaget är fortfarande höga i jämförelse med bakgrundsvärdena. I ett dike vid Storgruveupplaget, som inte förväntades vara påverkad av avfallet, påvisades även där höga metallkoncentrationer i jämförelse med bakgrundsvärdena. Dessutom observerades en minskning av pH-värdena nedströms samma upplag. Vid provpunkterna som omgärdar Steffenburgsupplaget observerades en ökning av pH-värdena samt oförändrade eller minskade metallkoncentrationer.</p>

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.

Förorenade områden kan utgöra en stor risk för den omgivande miljön. Föroreningar som tungmetaller kan påverka det mikrobiologiska livet samt genom urlakning föras ut i grundvatten och vidare förorena omgivande miljö och dricksvatten. Tungmetaller tas även upp i organismer och sprids vidare i näringskedjor och kan också nå människan genom föda som växer eller odlas på förorenad mark. Föroreningar i mark härstammar oftast från gammal industriell produktion, så även i och omkring samhället Gusum i Östergötland. Här har verksamhet med smältverk bedrivits sedan 60-talet och ända fram till början av 80-talet var rökgaserna från verket orenade från metaller och har kraftigt förorenat och skadat närområdet kring bruket. Syftet med detta arbete är att undersöka hur allvarligt förorenat området kring bruket är av metallerna koppar och zink, samt om metallerna riskerar att spridas ned i markprofilen och om denna risk förefaller öka ju högre halter marken har utsatts för. Information om området har samlats in och provtagningar i marken har genomförts på två olika avstånd från bruket. Provtagningarna omfattade totalt 8 st provgropar, 4 st på vardera provtagningsplats. Proverna har tagits från 4 olika djup i varje enskild grop. Resultaten av studien visar att tillståndet i marken är allvarligt till mycket allvarligt enligt Naturvårdsverkets bedömningsgrunder för förorenad mark. Vidare visar mätningarna att det mesta av metallföroreningarna är bundet i markens organiska lager. Metallkoncentrationen i markens övre skikt verkar ha liten betydelse i detta fall för spridningen nedåt i markprofilen och spridningen sker mycket långsamt.

Gruvdrift ger upphov till stora mängder avfall, vilket medför att metaller sprids från det deponerade avfallet till kringliggande mark och vattendrag. Flera metaller är naturliga komponenter i ekosystemen och många är essentiella näringsämnen. Metaller kan dock innebära en belastning då de i höga koncentrationer är toxiska för levande organismer. Läckaget av metaller från gruvavfall kan fördröjas genom täckning av deponierna. Bersbo gruvområde i Åtvidaberg var ett pilotprojekt för en nationell satsning som ägde rum på 1980-talet, vilken syftade till att åtgärda gamla nedlagda sulfidmalmsgruvor. Flertalet studier har utförts i området för att utreda föroreningssituationen i Bersbo. Ytvattenprover insamlades före, under och efter åtgärden. Trots en minskning av metallkoncentrationer i vattnet i området har det i tidigare studier konstaterats att metalläckaget från Bersbo överstiger läckaget från samtliga övriga gruvor i Östergötland. Denna studie syftar till att undersöka metalläckaget i ytvattnet i anslutning till de täckta deponierna i Bersbo cirka tjugo år efter att åtgärden utfördes. Provtagning av ytvatten har genomförts och vattnet har analyserats med avseende på pH, konduktivitet, kadmium, koppar, järn och zink. En statistisk jämförelse har utförts mellan data från tidsperioden 1992-1998 och data som har erhållits i studien. Resultatet påvisar minskade metallkoncentrationer i området kring deponierna men halterna vid Storgruveupplaget är fortfarande höga i jämförelse med bakgrundsvärdena. I ett dike vid Storgruveupplaget, som inte förväntades vara påverkad av avfallet, påvisades även där höga metallkoncentrationer i jämförelse med bakgrundsvärdena. Dessutom observerades en minskning av pH-värdena nedströms samma upplag. Vid provpunkterna som omgärdar Steffenburgsupplaget observerades en ökning av pH-värdena samt oförändrade eller minskade metallkoncentrationer.

Tvärån is an urban stream close to the center of Umeå that serve as a recipient of contaminants from various industries. Therefore, the county administrative board (Länsstyrelsen) in Västerbotten were interested in a compilation of water chemistry data from earlier studies done in Tvärån. In this study, I synthesize available information regarding Tväråns water chemistry as well as review potential emissions from the surrounding industries. Upstream samples were used as background references to deduce where in Tvärån and Klockarbäcken water was affected by industrial inputs of metals. The result from my study shows higher concentrations of all metals in water from Klockarbäcken, with the exception for arsenic (As). Leakage from acid sulfate soils can explain the concentrations of nickel (Ni), zink (Zn), and cadmium (Cd), while sources for lead (Pb) was assumed to come from the industrial area and a large road (E12). From Västerslätt industrial area all recently analyzed metal concentrations were higher in one stormwater outlet except for the elements As and Ni. The higher concentrations are likely explained by diffuse contamination from the local industries together with low pH. Organic contaminants (PAH, PCB, PFAS and Terbutryn) exceeded the detection limit downstream Tvärån, PAH and PCB had obvious upstream sources. As exceeded the Swedish environmental quality standards both up- and downstream the industrial area as well as in Klockarbäcken while Zn exceeded downstream and Klockarbäcken, Ni and Cd only in Klockarbäcken and bens(a)pyren only downstream. In conclusion, the higher concentrations of metals occurred in Klockarbäcken with the elevated levels continued downstream Tvärån where industrial activities also have had an impact on the metal and organic pollutant concentrations.