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.

<p>Stora volymer förorenade sediment kommer att behöva tas om hand under de kommande åren då bottensediment i svenska farleder, hamn- och kustområden under lång tid har konta–minerats av både tungmetaller och organiska föroreningar. I examensarbetet studeras fyra möjligheter för hantering av förorenade muddermassor. De tre traditionella metoderna är <em>tippning till havs</em>, <em>utfyllnad i vik</em> eller <em>deponering på land</em>. <em>Stabilisering/solidifiering</em> (s/s) är ytterligare ett alternativ som innebär att muddermassorna kan nyttiggöras i geokonstruktioner genom att massornas hållfasthet ökas. Metoden går ut på att muddermassorna blandas med bindemedel och de eventuella föroreningarna binds då in i matrisen genom kemisk reaktion och fysikalisk inneslutning.  Syftet med examensarbetet är att, utifrån ett platsspecifikt perspektiv, undersöka hur föroreningsrisker kan jämföras mellan de fyra olika huvud–alternativen för hantering av muddermassor. Jämförelsen är tänkt att utgöra <em>en del</em> av ett beslutsunderlag som ska ligga till grund för valet av hanteringsalternativ.</p><p>Arbetet har fokuserat på miljöriskanalys och främst på hur risker kan <em>kategoriseras, värderas</em> och <em>jämföras</em>. Metoden inkluderar en litteraturstudie, en undersökning av tillstånds–ansökningar för hamnutbyggnad, en fallstudie där användning av LCA-metodik, ”ekotoxicitetspotential” och Naturvårdsverkets riktvärdesmodell testats för att jämföra föroreningsrisker mellan olika hanteringsalternativ i Oxelösunds hamn. Avslutningsvis genomfördes en serie intervjuer kring temat karaktärisering och jämförelser av risk i en s.k. Stakeholder Opinion Assessment (SOA).</p><p>I studien av tillståndsansökningarna för hamnutbyggnad konstaterades att jämförelser av platsspecifika föroreningsrisker mellan olika hanteringsalternativ för förorenade mudder–massor <em>inte görs.</em> Istället är det andra aspekter, t.ex. ekonomi, som avgör vilket alternativ som väljs. Varken ekotoxicitetspotential eller Naturvårdsverkets riktvärdesmodell visade sig vara lämpliga metoder för att beskriva och jämföra risker i det aktuella fallet. Av intervjuerna i SOA:n framgår att det råder delade meningar om hur risker ska beskrivas och på vilket sätt de kan jämföras och det finns ett stort behov av att utveckla nya sätt att beskriva och jämföra föroreningsrisker mellan olika alternativ och olika platser.</p><p>Arbetet har visat att det finns ett behov av att utveckla miljöriskanalysens avslutande steg, riskkaraktärisering och riskvärdering, eftersom det idag inte finns några konkreta metoder för att jämföra föroreningsrisker mellan olika hanteringsalternativ för förorenade muddermassor. För att förbättra beslutsunderlag föreslås därför en tydligare problemformulering och att övergripande platsspecifika scenarion för de olika alternativen tas fram. Viktigt aspekter att tydliggöra är skyddsobjekt, tidsskala, spridning och exponering. Jämförelsen av platsspecifika föroreningsrisker får inte heller bli allt för detaljerad, eftersom den bara är en del av ett större beslutsunderlag.</p> / <p>Large amounts of contaminated sediment has to be taken care of within the next few years since the sediment in Swedish sea lanes, ports and coastal areas have been contaminated by both heavy metals and organic pollutants over a long time period. Four options for handling contaminated dredged material were studied within this master thesis project. The three traditional methods are dumping the dredged material at sea, filling a bay with dredged material or putting the dredged material on a land disposal. Stabilization/solidification (s/s) is another option, where the contaminated dredged sediments are mixed with a binder that gives them greater strength, while immobilizing contaminants through chemical reactions or physical confinement in the structure. The aim of this thesis is to examine how risks of contamination can be compared between the four main options for management of dredged materials, in a site-specific perspective.</p><p>The main tool in the project has been environmental risk assessment with special focus on how risks can be categorized, measured and compared. The study includes a literature review, an examination of permit applications for port development, a case study where the LCA methodology, "potential eco-toxicity" and the Swedish Environmental Protection Agency's guideline value model was tested in order to compare the risks of contamination from the various management options in the port of Oxelösund. Finally a Stakeholder Opinion Assessment (SOA), by the theme risk characterization and risk comparison, was made.</p><p>The study of permit applications for port expansion has shown that the site-specific risks of contamination are not considered when choosing between management options of dredged materials. Instead other aspects, such as economy, determine the option chosen. Neither potential of eco-toxicity or the Swedish Environmental Protection Agency's guideline value model proved to be appropriate methods in order to describe and compare the risks associates with this case. The interviews in the SOA show that people disagree on how risks should be described and compared. There is a demand for new methods of describing and comparing risks associated with different management options for dredged materials at different sites.</p><p>This work has shown that well-known methods on how to compare risks of contamination between the different management options for contaminated dredged materials do not exist. There is also a need of developing the latter steps in the environmental risk assessment. To develop a better decision basis, a more explicit definition of the problem is proposed. It is particularly important to make site-specific descriptions of the various systems to be compared. The comparison of the site-specific risks of contamination should not be too detailed, since it is part of a larger decision support.</p> / Stabcon

Stora volymer förorenade sediment kommer att behöva tas om hand under de kommande åren då bottensediment i svenska farleder, hamn- och kustområden under lång tid har konta–minerats av både tungmetaller och organiska föroreningar. I examensarbetet studeras fyra möjligheter för hantering av förorenade muddermassor. De tre traditionella metoderna är tippning till havs, utfyllnad i vik eller deponering på land. Stabilisering/solidifiering (s/s) är ytterligare ett alternativ som innebär att muddermassorna kan nyttiggöras i geokonstruktioner genom att massornas hållfasthet ökas. Metoden går ut på att muddermassorna blandas med bindemedel och de eventuella föroreningarna binds då in i matrisen genom kemisk reaktion och fysikalisk inneslutning.  Syftet med examensarbetet är att, utifrån ett platsspecifikt perspektiv, undersöka hur föroreningsrisker kan jämföras mellan de fyra olika huvud–alternativen för hantering av muddermassor. Jämförelsen är tänkt att utgöra en del av ett beslutsunderlag som ska ligga till grund för valet av hanteringsalternativ. Arbetet har fokuserat på miljöriskanalys och främst på hur risker kan kategoriseras, värderas och jämföras. Metoden inkluderar en litteraturstudie, en undersökning av tillstånds–ansökningar för hamnutbyggnad, en fallstudie där användning av LCA-metodik, ”ekotoxicitetspotential” och Naturvårdsverkets riktvärdesmodell testats för att jämföra föroreningsrisker mellan olika hanteringsalternativ i Oxelösunds hamn. Avslutningsvis genomfördes en serie intervjuer kring temat karaktärisering och jämförelser av risk i en s.k. Stakeholder Opinion Assessment (SOA). I studien av tillståndsansökningarna för hamnutbyggnad konstaterades att jämförelser av platsspecifika föroreningsrisker mellan olika hanteringsalternativ för förorenade mudder–massor inte görs. Istället är det andra aspekter, t.ex. ekonomi, som avgör vilket alternativ som väljs. Varken ekotoxicitetspotential eller Naturvårdsverkets riktvärdesmodell visade sig vara lämpliga metoder för att beskriva och jämföra risker i det aktuella fallet. Av intervjuerna i SOA:n framgår att det råder delade meningar om hur risker ska beskrivas och på vilket sätt de kan jämföras och det finns ett stort behov av att utveckla nya sätt att beskriva och jämföra föroreningsrisker mellan olika alternativ och olika platser. Arbetet har visat att det finns ett behov av att utveckla miljöriskanalysens avslutande steg, riskkaraktärisering och riskvärdering, eftersom det idag inte finns några konkreta metoder för att jämföra föroreningsrisker mellan olika hanteringsalternativ för förorenade muddermassor. För att förbättra beslutsunderlag föreslås därför en tydligare problemformulering och att övergripande platsspecifika scenarion för de olika alternativen tas fram. Viktigt aspekter att tydliggöra är skyddsobjekt, tidsskala, spridning och exponering. Jämförelsen av platsspecifika föroreningsrisker får inte heller bli allt för detaljerad, eftersom den bara är en del av ett större beslutsunderlag. / Large amounts of contaminated sediment has to be taken care of within the next few years since the sediment in Swedish sea lanes, ports and coastal areas have been contaminated by both heavy metals and organic pollutants over a long time period. Four options for handling contaminated dredged material were studied within this master thesis project. The three traditional methods are dumping the dredged material at sea, filling a bay with dredged material or putting the dredged material on a land disposal. Stabilization/solidification (s/s) is another option, where the contaminated dredged sediments are mixed with a binder that gives them greater strength, while immobilizing contaminants through chemical reactions or physical confinement in the structure. The aim of this thesis is to examine how risks of contamination can be compared between the four main options for management of dredged materials, in a site-specific perspective. The main tool in the project has been environmental risk assessment with special focus on how risks can be categorized, measured and compared. The study includes a literature review, an examination of permit applications for port development, a case study where the LCA methodology, "potential eco-toxicity" and the Swedish Environmental Protection Agency's guideline value model was tested in order to compare the risks of contamination from the various management options in the port of Oxelösund. Finally a Stakeholder Opinion Assessment (SOA), by the theme risk characterization and risk comparison, was made. The study of permit applications for port expansion has shown that the site-specific risks of contamination are not considered when choosing between management options of dredged materials. Instead other aspects, such as economy, determine the option chosen. Neither potential of eco-toxicity or the Swedish Environmental Protection Agency's guideline value model proved to be appropriate methods in order to describe and compare the risks associates with this case. The interviews in the SOA show that people disagree on how risks should be described and compared. There is a demand for new methods of describing and comparing risks associated with different management options for dredged materials at different sites. This work has shown that well-known methods on how to compare risks of contamination between the different management options for contaminated dredged materials do not exist. There is also a need of developing the latter steps in the environmental risk assessment. To develop a better decision basis, a more explicit definition of the problem is proposed. It is particularly important to make site-specific descriptions of the various systems to be compared. The comparison of the site-specific risks of contamination should not be too detailed, since it is part of a larger decision support. / Stabcon

För att motverka halka på vägar och skapa bättre framkomlighet och trafiksäkerhet för trafikanter under vintersäsonger, används halkskyddsmedel på vägarna. I dagsläget och sannolikt under en överskådlig framtid innebär det att man använder natriumkloridbaserade medel NaCl i form av vägsalt då NaCl är det mest effektiva samt kostnadseffektiva medlet för halkskydd. Trots att NaCl är det mest effektiva medlet mot halka kan vägsalt samtidigt orsaka vissa negativa effekter på miljön. Studier visar på att vägsaltet sprider sig i miljön genom flera olika transportmekanismer vilket gör vägsaltet till ett komplext problem. Vägsalt påverkar bland annat träden negativt, långvarig exponering för salt kan försvaga träden och leda till att träden dör. Klimatförändringar har potentialen att även i framtiden öka, om än kontraintuitivt, efterfrågan på vägsalt i städer med kallt vinterklimat. Därav behövs ett proaktivt tillvägagångssätt för att minska de negativa effekterna vägsaltet har på miljön och träden. Forskning visar på att det finns behov av mer kunskap samt kvalitativa studier gällande vägsalt och dess miljöeffekter. Hittills har det inte funnits någon probabilistisk metod för att bedöma miljörisken vägsalt utgör för gatuträden för att ge nödvändigt stöd till beslutsfattare. Riskbedömningar och riskhantering är viktiga medel i beslutstödjande arbeten. Syftet med denna studie har därav varit att utveckla, tillämpa och utvärdera modeller för övergripande miljöriskbedömningar av vägsalt som ett miljöförorenande ämne. För studien valdes två gator i Stockholms stad, Vasagatan samt Sockenvägen. Studien inleds med litteraturstudier som behandlar trädens roll i urbana miljöer, vägsaltets spridningsvägar, vägsaltets påverkan på träden och miljön samt olika saltmanagementmetoder. Baserade på data från litteraturstudien utfördes miljöriskbedömningar för träd-och vegetation, grundvatten samt jord i studieområdena. En riskbedömning utfördes för ett scenario där vägsalt inte används på vägarna och risken detta kan utgöra för människor. Vidare utvecklades och arbetades det fram olika åtgärdsförslag för studieområdena. Åtgärdsförslagen bedömdes och graderades i en bedömningsmatris. Sammantaget belyser studien vikten av att kontinuerligt samla in saltdata, skapa förståelse för vägsaltets spridningsvägar, utföra miljöriskanalyser på flera miljöområden gällande vägsalt, arbeta fram olika saltmanagementmetoder samt upprätta policyn för vägsalt i syfte att minimera vägsaltets skadliga effekter på träden och ekosystemen i Stockholms stad. / To prevent slippery roads and ensure better traffic safety for road-users during winter seasons, de-icing agents are used on the roads. Currently and probably for the foreseeable future this means using the sodium chloride-based agent NaCl in the form of road salt, which currently is the most effective and cost-effective de-icer. Despite benefits for road safety road salt can at the same time pose negative effects on the environment. Several studies describe how road salt spreads in the environment through several different transport mechanisms, which deems road salt a complex problem. Road salt affects, among other things trees negatively, prolonged exposure to salt weakens the trees and can lead to the death of the damaged trees. Climate change has the potential to even in the future, albeit counterintuitively, increase the demand for NaCl based road salt, during winter seasons in cities with continental climate, as road salt is a cost-effective agent. Hence, a proactive approach is needed to be able to reduce the negative effects road salt has on the environment and trees. Research shows there is a need for more knowledge and qualitative studies regarding road salt and its environmental effects and the effects on street trees. Until now there has been no probabilistic method to assess the environmental risks posed by road salt on street trees to provide the necessary support to decision makers. Environmental risk assessments and risk management are important tools in decision support. The aim of this study has therefore been to develop, apply and evaluate a model for an overall environmental risk assessment of road salt as a pollutant. For the study two streets were chosen in the city of Stockholm, Vasagatan and Sockenvägen. The study is introduced with literature studies on the roles of trees in urban environments, the dispersal paths of road salt, the impact of road salt on trees and the environment and road salt management methods. Based on data from the literature study an environmental risk assessment was carried out for trees and vegetation, ground water and soil in the study areas. A risk assessment was carried out for a scenario where road salt is not applied on the roads and the risk this may pose to human health. Furthermore, various suggestions for mitigation methods for the study areas were developed. The proposed mitigation measures were assessed and graded in an assessment matrix. The study highlights the importance of collecting road salt data continuously over several seasons, creating an understanding of road salt's dispersal paths, performing environmental risk assessments and analysis on several environmental areas regarding road salt. The study also highlights the need for developing different salt management methods and establishing policies aimed to reduce harmful effects of road salt on the trees and ecosystems in the city of Stockholm.

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.