<p>Chlorinated aliphatic hydrocarbons (CAH´s) were used widely within dry cleaning facilities and for metal degreasing until their toxicity was discovered. PCE is still used as dry cleaning liquid. Today CAH´s are found in soil environment at places where they have been used in the past. The CAH-concentration in trees growing on contaminated land has quite recently received attention as a cheap and effective way of assessing the extent of a CAH-contamination. The method has however, not been put into use in Sweden.</p><p>The aim of the study has been to investigate whether the CAH-concentration in tree cores could be used to delineate the spread of CAH in a soil environment under Swedish conditions in different seasons. The aim has also been to gain an understanding of the uptake process, as well as to identify the limitations of the method and important issues to consider when sampling.</p><p>Trees were sampled in March and June on Helgö 1:25, 1:26 in Växjö, Småland. Metal degreasing earlier conducted at this site has lead to the CAH contamination of soil and groundwater (PCE, TEC c-DACE). Mostly PCE, TCE, and chloroform were detected in tree cores. The CAH concentration was higher in June. Using the sum of PCE+TCE+c-DCE in trees to delineate the spread gave a result that was quite consistent with a delination done based on groundwater sampling.</p><p>The uptake of CAH by trees is governed by the uptake of water at the root. The water usage, together with the origin of the water used is important for the ability of the tree to take up CAH. The CAH concentration within trees is also dependent on the chemical properties of the compound (Log kow, solubility etc), the concentration of the compound in the soil as well as degradation processeses. The position and height of sampling in the trees, tree species as well as tree size are important factors to consider when sampling. Sampling during summer is preferred when the concentration of CAH in trees is likely to be higher.</p><p>The analysis of CAH in tree cores has potential to be used as a screening tool in soil investigations under Swedish conditions. It is a cheap and easy to use method, which would be a good complement to other investigative measures. However, an increased understanding of the processes involved, together with more analysis are needed., as this is a new method.</p> / <p>Klorerade lösningsmedel (CAH) användes i stor omfattning som bl a kemtvättmedel och avfettningsmedel tills dess att deras toxiska egenskaper blev kända. Perkloretylen (PCE) används än idag som kemtvättmedel. CAH återfinns ofta i markmiljö på de platser där de tidigare använts. Analys av CAH-koncentration i trädkärnor har uppmärksammats som en billig och effektiv metod för att översiktligt bedöma utbredningen av dessa föroreningar. Metoden har inte tidigare använts i Sverige.</p><p>Syftet med detta examensarbete är att undersöka om trädprovtagning kan användas för att bedöma utbredningen av föroreningar i markmiljö under svenska förhållanden vid olika årstider.</p><p>Analyserade CAH-halter i träd har jämförts med tidigare registrerade halter av CAH i grundvatten. Syftet har också varit att beskriva CAH-upptaget i träd, undersöka metodens begränsningar samt att sammanfatta viktiga aspekter vid provtagning.</p><p>Provtagningar av träd har genomförts under mars och juni på fastigheterna Helgö 1:25 och 1:26 i Växjö, där tidigare metallavfettning har medfört att mark och grundvattnet förorenats av CAH; perkloretylen (PCE), trikloretylen (TCE) och nedbrytningsprodukten dikloretylen (c1,2-DCE). Vid analys av trädkärnor detekterades främst PCE, TCE samt TCM (kloroform). Koncentrationen av CAH var högre i juni. Halten PCE+TCE+c-DCE i trädproverna gav en översiktlig bild av föroreningssituationen som överensstämde väl med de grundvattenprover som tidigare tagits på fastigheten.</p><p>CAH tas upp i vattenlöst fas vid trädens rötter. Trädets vattenbehov och vilket vatten det utnyttjar är därför viktigt för dess möjlighet att ta upp CAH. Ämnets kemiska egenskaper (log kow, flyktighet, mm.), samt förekomst och nedbrytning påverkar den halt som registreras i trädet. Vid provtagning bör provtagningspunkternas höjd över marken och position, trädart samt trädstorlek beaktas. Provtagning under sommaren är att föredra eftersom halterna då är högre.</p><p>Jämförelsen med grundvattenprovtagning visar att metoden har potential att användas i Sverige för att bedöma utbredningen av en CAH-förorening i markmiljö. Den är enkel att använda och kan vara ett alternativ på platser där konventionella metoder är svåra att genomföra. En ökad förståelse för involverade processer, samt utökade undersökningar av metoden är nödvändiga då metoden är ny.</p>

Chlorinated aliphatic hydrocarbons (CAH´s) were used widely within dry cleaning facilities and for metal degreasing until their toxicity was discovered. PCE is still used as dry cleaning liquid. Today CAH´s are found in soil environment at places where they have been used in the past. The CAH-concentration in trees growing on contaminated land has quite recently received attention as a cheap and effective way of assessing the extent of a CAH-contamination. The method has however, not been put into use in Sweden. The aim of the study has been to investigate whether the CAH-concentration in tree cores could be used to delineate the spread of CAH in a soil environment under Swedish conditions in different seasons. The aim has also been to gain an understanding of the uptake process, as well as to identify the limitations of the method and important issues to consider when sampling. Trees were sampled in March and June on Helgö 1:25, 1:26 in Växjö, Småland. Metal degreasing earlier conducted at this site has lead to the CAH contamination of soil and groundwater (PCE, TEC c-DACE). Mostly PCE, TCE, and chloroform were detected in tree cores. The CAH concentration was higher in June. Using the sum of PCE+TCE+c-DCE in trees to delineate the spread gave a result that was quite consistent with a delination done based on groundwater sampling. The uptake of CAH by trees is governed by the uptake of water at the root. The water usage, together with the origin of the water used is important for the ability of the tree to take up CAH. The CAH concentration within trees is also dependent on the chemical properties of the compound (Log kow, solubility etc), the concentration of the compound in the soil as well as degradation processeses. The position and height of sampling in the trees, tree species as well as tree size are important factors to consider when sampling. Sampling during summer is preferred when the concentration of CAH in trees is likely to be higher. The analysis of CAH in tree cores has potential to be used as a screening tool in soil investigations under Swedish conditions. It is a cheap and easy to use method, which would be a good complement to other investigative measures. However, an increased understanding of the processes involved, together with more analysis are needed., as this is a new method. / Klorerade lösningsmedel (CAH) användes i stor omfattning som bl a kemtvättmedel och avfettningsmedel tills dess att deras toxiska egenskaper blev kända. Perkloretylen (PCE) används än idag som kemtvättmedel. CAH återfinns ofta i markmiljö på de platser där de tidigare använts. Analys av CAH-koncentration i trädkärnor har uppmärksammats som en billig och effektiv metod för att översiktligt bedöma utbredningen av dessa föroreningar. Metoden har inte tidigare använts i Sverige. Syftet med detta examensarbete är att undersöka om trädprovtagning kan användas för att bedöma utbredningen av föroreningar i markmiljö under svenska förhållanden vid olika årstider. Analyserade CAH-halter i träd har jämförts med tidigare registrerade halter av CAH i grundvatten. Syftet har också varit att beskriva CAH-upptaget i träd, undersöka metodens begränsningar samt att sammanfatta viktiga aspekter vid provtagning. Provtagningar av träd har genomförts under mars och juni på fastigheterna Helgö 1:25 och 1:26 i Växjö, där tidigare metallavfettning har medfört att mark och grundvattnet förorenats av CAH; perkloretylen (PCE), trikloretylen (TCE) och nedbrytningsprodukten dikloretylen (c1,2-DCE). Vid analys av trädkärnor detekterades främst PCE, TCE samt TCM (kloroform). Koncentrationen av CAH var högre i juni. Halten PCE+TCE+c-DCE i trädproverna gav en översiktlig bild av föroreningssituationen som överensstämde väl med de grundvattenprover som tidigare tagits på fastigheten. CAH tas upp i vattenlöst fas vid trädens rötter. Trädets vattenbehov och vilket vatten det utnyttjar är därför viktigt för dess möjlighet att ta upp CAH. Ämnets kemiska egenskaper (log kow, flyktighet, mm.), samt förekomst och nedbrytning påverkar den halt som registreras i trädet. Vid provtagning bör provtagningspunkternas höjd över marken och position, trädart samt trädstorlek beaktas. Provtagning under sommaren är att föredra eftersom halterna då är högre. Jämförelsen med grundvattenprovtagning visar att metoden har potential att användas i Sverige för att bedöma utbredningen av en CAH-förorening i markmiljö. Den är enkel att använda och kan vara ett alternativ på platser där konventionella metoder är svåra att genomföra. En ökad förståelse för involverade processer, samt utökade undersökningar av metoden är nödvändiga då metoden är ny.

[pt] A ustulação cloretante é um processo amplamente utilizado no âmbito da metalurgia extrativa, principalmente no que se diz respeito à obtenção de metais. Estudos demonstram que a partir de um agente cloretante gasoso e a incorporação no sistema de um agente redutor, tanto a cinética quanto a termodinâmica das reações são estimuladas. Neste contexto, compostos organoclorados, como CCl4 e C2Cl4, despontam como candidatos promissores à substituição do Cl2. O presente estudo realiza uma avaliação termodinâmica dos processos a partir de diagramas de especiação para o equilíbrio, assim como a modelagem de dados cinéticos associados à cloração do óxido de cobre (CuO - 923 K a 1173 K) e do pentóxido de tântalo (Ta2O5 - 1073 K a 1223 K), em atmosfera de C2Cl4 diluído em N2, mediante o emprego de equações já consolidadas no âmbito da modelagem de reações gás-sólido (núcleo não reagido, auto-catalítico e Avrami). Os modelos do núcleo não reagido com controle difusional pela camada de cinzas e controle químico, foram os dois que apresentaram ajustes de melhor qualidade. O modelo difusional apresentou energia de ativação global para o CuO de 71,5592 mais ou menos 10 kJ.mol(-1) e de 62,2606 mais ou menos 10 kJ.mol (-1) para o Ta2O5, enquanto que com controle químico, para o CuO, obteve-se o valor de 118,0049 mais ou menos 10 kJ.mol(-1) e para o Ta2O5 um valor de 119,131 mais ou menos 10 kJ.mol(-1). Valores consistentes com o que é apresentado na literatura, sendo superiores em modelos com premissa química do que em modelos difusionais. Aspectos físicos também foram considerados e mediante ao número de Reynolds encontrado (Re=0,26 – escoamento laminar), reforçou-se um controle de natureza mista possível para ambos os óxidos. / [en] Chloride roasting is a process widely used in the field of extractive metallurgy, especially with regard to obtaining metals. Studies show that from a gaseous chlorinating agent and the incorporation of a reducing agent in the system, both the kinetics and the thermodynamics of the reactions are stimulated. In this context, organochlorine compounds, such as CCl4 and C2Cl4, stand out as promising candidates for the replacement of Cl2. The present study performs a thermodynamic evaluation of the processes from speciation diagrams for equilibrium, as well as the modeling of kinetic data associated with the chlorination of copper oxide (CuO - 923 K to 1173 K) and tantalum pentoxide (Ta2O5 - 1073 K to 1223 K), in an atmosphere of C2Cl4 diluted in N2, using equations already consolidated in the context of gas-solid reaction modeling (shrinking core, auto-catalytic and Avrami). The models of the shrinking core with diffusional control by the ash layer and chemical control, were the two that presented better quality adjustments. The diffusional model showed global activation energy for the CuO of 71.5592 plus-minus 10 kJ.mol (-1) and 62.2606 plus-minus 10 kJ.mol (-1) for Ta2O5, while with chemical control, for CuO, 118.0049 plus-minus 10 kJ.mol (-1) was obtained and for Ta2O5 a value of 119,131 plus-minus 10 kJ.mol (-1). Values consistent with what is presented in the literature, being higher in models with chemical premise than in diffusion models. Physical aspects were also considered and, based on the Reynolds number found (Re = 0,26 - laminar flow), a control of mixed nature possible for both oxides was reinforced.