Detta examensarbete utforskar hur övervakad naturlig självrening (ÖNS), en metod som utnyttjar naturens egna processer, kan användas i limniska miljöer för att minska toxiciteten och spridningen av metallföroreningar och därmed bidra till att förbättra ekosystemens hälsa. Fokus ligger på naturliga processer som kontrollerar metallföroreningar genom sorption eller sedimentering.Arbetet inleds med en presentation av en konceptuell modell för ÖNS som förklarar de viktigaste geokemiska processerna som påverkar metallers spridning i vattenmiljöer och betonar behovet av starka bevis på processernas effektivitet för att metoden ska kunna accepteras av både myndigheter och verksamhetsutövare.I studiens andra del redovisas en fallstudie på sjön Hornträsket, där historiska gruvaktiviteter har orsakat långvarig miljöpåverkan. Kemiska analyser av zink (Zn), kadmium (Cd) och koppar (Cu) i olika kontaktmedier (vatten, porvatten, sediment och sedimentfällor), tillhandahållna av Boliden Mineral AB, har undersökts för att bedöma sjöns kemiska tillstånd. Resultaten har även använts för modellering av framtida koncentrationsnivåer baserat på trender i metallhalter från 2014 till 2023. Sedan följer utvärdering av processer som avgör metallers spridning och ackumulation i sjön med hjälp av termodynamiska beräkningar i Phreeqc och Visual Minteq.Resultaten av denna studie visar att det halterna av Zn, Cd och Cu i sjövattnet minskar, men att halterna idag ändå överskrider miljökvalitetsnormerna för vattenförekomsten. Statistiska prognoser för halterna av zink och koppar indikerar en stabilisering för Zn och en potentiell minskning av halterna av Cd och Cu under de kommande åren. Metallhalterna i fallande sediment i sjön är lägre jämfört med övre sedimentlager, med en märkbar minskning av kopparnivåer i den norra delen av sjön. Baserat på resultaten från studien är det svårt att avgöra om metallerna kommer från sjöns naturliga avrinningsområde eller från tidigare gruvverksamhet, eller möjligen en kombination av båda källorna.Studien understryker att i Hornträsket, som generellt har ett genomsnittligt pH på 6,8 och övervägande oxiderande förhållanden, är adsorption en primär mekanism för att minska metallkoncentrationerna i sjövattnet. Närvaron av järn-, aluminium- och manganhydroxider och sekundära silikater kan främja adsorption av Zn och Cu, och i mindre grad Cd. Dessa resultat indikerar att den naturliga reningskapaciteten, även om den effektivt kan binda metaller i sediment, är en långsam process och det kan dröja innan den omfattande föroreningsbelastningen i sjövattnet minskar. ÖNS bör dock övervägas som en långsiktig underhållsstrategi ifall den kvarstående risken för återkontaminering av metaller från de förorenade sedimenten till vattenpelaren minimeras. På grund av osäkerheter i beslutsunderlaget och den komplexa inverkan från naturlig mineralisering krävs fortsatta undersökningar för att säkerställa ÖNS effektivitet och tillförlitlighet. / This thesis explores how monitored natural attenuation (MNA), a method that utilizes nature's own processes, can be applied in limnic environments to reduce the toxicity and spread of metal contaminants, thereby contributing to the improvement of ecosystem health. The focus is on natural processes that control metal pollution through sorption or sedimentation.The work begins with the presentation of a conceptual model for MNA, explaining the key geochemical processes influencing the distribution of metals in aquatic environments. It emphasizes the need for strong evidence of the processes' effectiveness for the method to be accepted by both authorities and operators.The second part of the study presents a case study of Lake Hornträsket, where historical mining activities have caused long-term environmental impact. Chemical analyses of zinc (Zn), cadmium (Cd), and copper (Cu) in various contact media (water, pore water, sediment, and sediment traps), provided by Boliden Mineral AB, were examined to assess the lake's chemical status. The results were also used to model future concentration levels based on trends in metal concentrations from 2014 to 2023. This is followed by an evaluation of processes determining the distribution and accumulation of metals in the lake using thermodynamic calculations in Phreeqc and Visual Minteq.The results of this study show that the levels of Zn, Cd, and Cu in the lake water are decreasing, but still exceed the environmental quality standards for the water body. Statistical forecasts for the levels of zinc and copper indicate stabilization for Zn and a potential decrease in the levels of Cd and Cu in the coming years. The metal levels in the falling sediment in the lake are lower compared to the upper sediment layers, with a noticeable reduction in copper levels in the northern part of the lake. Based on the study results, it is difficult to determine whether the metals originate from the lake's natural catchment area or from previous mining activities, or possibly a combination of both sources.The study emphasizes that in Lake Hornträsket, which generally has an average pH of 6.8 and predominantly oxidizing conditions, adsorption is a primary mechanism for reducing metal concentrations in the lake water. The presence of iron, aluminum, and manganese hydroxides and secondary silicates can promote the adsorption of Zn and Cu, and to a lesser extent Cd. These results indicate that the natural purification capacity, although effectively binding metals in the sediment, is a slow process, and it may take time before the extensive pollution load in the lake water decreases. However, MNA should be considered as a long-term maintenance strategy if the remaining risk of recontamination of metals from the contaminated sediments to the water column is minimized. Due to uncertainties in the decision-making basis and the complex impact of natural mineralization, further investigations are required to ensure the effectiveness and reliability of MNA.

En ohållbar resursanvändning har lett till att resurser länge lagts i osorterade deponier, vilket leder till att farliga ämnen lakas ur och förorenar sjöar och vattendrag. Klimatförändringar som förväntas leda till stigande havsnivåer gör att deponier i närheten till hav, sjöar och vattendrag kan komma att sprida föroreningar i större utsträckning än de gör idag. För att bidra till ytterligare kunskap kring ämnet har metallhalten i två gamla deponier intill Mälaren undersökts. Studien baseras på en fältundersökning där mark och grundvattenprover samlats in, analyserats och kategoriserats enligt MIFOs principer: farlighet, föroreningsnivå och spridningsrisk. Utgångspunkten är att skyddsvärdet är stort då området angränsar till Mälaren. Det undersökta området omfattas av två deponier (Ekudden och Uddhagen) i anslutning till varandra och undersöks därför samtidigt. Studiens syfte är att identifiera områden med punktkällor där åtgärder bör vidtas för att minimera risken för en kontaminering av Mälarens vatten nu och i framtiden. Studien visade att samtliga provpunkter överskred halter för KM (känslig markanvändning) för en eller flera metaller. Genom en visualisering kunde sex områden identifieras där en eller flera provpunkter visade på halter där minst tre ämnen överskrider halten för MKM (mindre känslig markanvändning), eller där en eller flera ämnen överskrider halten för FA (farligt avfall). Då områdets avgränsning inte var tillräckligt tydlig kunde inte alla provpunkterna ses som punktkällor. Två områden anses ha två eller fler punktkällor som sprider föroreningar. Punktkällorna är belägna på en kampingplats där halter för KM inte bör överskridas. Fyra områden anses ha delområden som utgörs av provpunkterna där halterna är högre än övriga provpunkter. Fyra punkter anses även ligga så pass nära strandkanten att en höjning av Mälaren skulle kunna leda till en översvämning av provpunkterna vilket kan innebära en ökad risk för kontaminering av ytvattnet. En åtgärd som föreslås för att minimera risken för fortsatt urlakning är en välplanerad bioremediering i kombination med fytoremediering då stora delar idag används i rekreationella syften. Structor miljöteknik AB på uppdrag av Kungsörs kommun / The unsustainableuse of resources has resulted inresiduesbeing put into unsorted landfills for a long time, this practice has ledto hazardous substances being leached out and polluting lakes and watercourses. Climate changeis leadingto rising sea levels, whichmay result inthat landfills in vicinity of seas, lakes and watercourses may spread pollution to a greater extent than they do today. To contribute to further knowledge about thissubject, the metal content in two old landfills next to Lake Mälaren has been investigated. The study is based on a field survey where soil and groundwater samples were collected, analyzed and categorized according to MIFO's principles: hazard, pollution level and risk of spreading. The starting point is that the protection value is large as the area borders Lake Mälaren. The investigated area is covered by two landfills (Ekudden and Uddhagen) adjacent to each other and because of that the areas areinvestigated at the same time. The purpose of the study was to identify hotspots of pollutants,where measures should be taken to minimize the risk of contamination of the lakenow and in the future. The study showed that all test points exceeded levels for KM (sensitive land use) for one or more metals. Through a visualization, six areas could be identified where one or more test points showed levels where at least three substances exceed the level for MKM (less sensitive land use), or where one or more substances exceed the level for FA (hazardous waste). As the demarcation of the area was not clear enough, not all test points could countas hotspots.Two areas are considered to have two or morehotspotsthat spread pollutants. The hotspot-areasare located on a campsite where levels for KM should not be exceeded. Four areas are considered assub-areas, these sub-areasconsist of the test points where pollutantsare high, but the demarcation of the area is uncertain.Four areasare also considered to be at risk if lake Mälaren shouldincrease which could lead to a flood of the test pointsandmay entail an increased risk of contamination of the surface water. One measure that is proposed to minimize the risk of continued leaching is a well-planned bioremediation in combination with phytoremediation as large parts of the investigated area iscurrently used for recreational purposes

Utifrån bakgrundsinformationen har massa- och pappersindustrin varit aktiva under en lång tid utanför Askersund, Aspa Bruk, och Jönköping, Munksjön, innan införande av reningstekniker. Utsläppen av obehandlad fiber och massa tillsammans med metaller som använts av industrierna har lett till bildandet av fiber- och metallrika sediment i recipientvattendragen. Dessa sediment utgör långsiktiga negativa och toxikologiska effekter på växter och djur i den akvatiska miljön. Dessutom har metallerna i de fiberrika sedimenten potential att migrera nedströms i olika utsträckning beroende på lokala miljömässiga faktorer. Det är därav av stor betydelse att utvärdera förekomstmönster och potentiella miljömässiga effekter av metaller i fiberrika sediment. Huvudsyftet var att studera spridningen av metaller och dess potentiella miljömässiga/hälsomässiga effekter i fiberrika sediment inom två halvslutna vattendrag med utlopp i sjön Vättern. Metoden inkluderade mätning av metallkoncentration (genom ett XRF-instrument), glödningsförlust (LOI) och pH mätning av sedimentets porvatten följt av statistisk analys för att undersöka effekterna av pH och organiskt material på koncentration och spridning av metaller. Riskanalys utfördes tillsammans med nationella referensvärden utifrån metoden Svensk Standard tillsammans med effektbaserade tröskelvärden. Resultatet visade att sedimenten i Aspa Bruk hade högre nivåer organiskt material än Munksjön som indikerade en stor input av organiskt material härledda från fiber och/eller massa. Medan ytsedimenten i Aspa Bruk uppvisade högre metallkoncentrationer jämfört med i Munksjön var koncentration av de flesta metallerna (såsom arsenik, bly, koppar, zink, nickel, krom, kobolt och barium) i Munksjöns djupare sediment 60–80 % högre än i Aspa Bruk. En avvikelse sågs för zink vars koncentration var högst vid 3–6 cm i Aspa Bruk. Det framkom även att de högsta koncentrationerna av metall, förutom kobolt och barium förekom vid utkanten av fiberbanken för båda områdena. För båda områdena sågs koncentrationen av kvicksilver, kadmium och kobolt minska signifikant i samband med en ökande nivån organiskt material. Denna trend framkom även för barium och nickel i Munksjön och för zink i Aspa Bruk. Förekomsten och fördelningen av kvicksilver och kadmium observerades påverkas ytterligare av pH. Riskanalysen påvisade att sedimenten i Munksjön var mest förorenade i relation till spridningen. Metallerna med störst negativa effekter och av störst miljöhänsyn i nedåtgående ordning var kvicksilver, bly, koppar, kobolt och zink. / Based on gathered background information, pulp and paper industries have been active for a long time in Askersund, Aspa Bruk, and Jönköping, Munksjön, counties before the introduction of purification techniques. The discharge of untreated fiber and pulp along with metals used by the industries led to the formation of fiber- and metal-rich sediments in recipient watercourses. These sediments pose long-term negative and toxicological effects on the plants and animals in the aquatic environments. Moreover, the metals in the fiber-rich sediments have the potential to migrate downstream to various extents, depending on the local environmental factors. It is thus of great importance to evaluate the distribution pattern and potential environmental effects of metals in fiber-rich sediments. The main purpose was to study the distribution of metals and their potential environmental/health effects in fiber-rich sediments within two semi-enclosed waterbodies draining into the Vättern lake. The method involved measuring metal concentrations (by an XRF-instrument), loss of ignition (LOI), and pH of sediment porewaters, followed by statistical analysis to explore the impacts of pH and organic matter on the concentration and distribution of metals. Risk assessment was performed with national reference values using the standard Swedish method together with effect-based threshold values. The results showed that the sediments in Aspa Bruk had higher values of LOI than those in Munksjön, indicating a larger input of organics derived from fiber and/or pulp to the former. While the surface sediments in Aspa Bruk exhibited higher metal levels compared to Munksjön, the concentrations of most metals (such as arsenic, lead, copper, zinc, nickel, chromium, cobalt, and barium) in Munksjön's subsurface sediments were 60-80% higher than those in Aspa Bruk. A deviation was seen for zinc, whose concentrations were highest at 3-6 cm in Aspa Bruk. It also appeared that the highest concentrations of the metals, except for cobalt and barium, occurred at the edges of the fiberbank in both areas. In both areas, concentrations of mercury, cadmium and cobalt declined significantly with increasing organic matter contents. Such trend was also evident for barium and nickel in Munksjön and zinc in Aspa Bruk. The occurrence and distribution of mercury and cadmium was observed to be affected additionally by pH. Risk assessments revealed that the sediments in Munksjön were most contaminated in relation to the spreading of fiber banks. The metals of the most negative effects and thus environmental concerns, ranked in decreasing order, included mercury, lead, copper, cobalt, and zinc.