Water resources play an important role in society and fulfill various functions such as providing drinking water, supporting industrial production and enhancing the overall landscape. Water bodies, such as rivers and lakes, are particularly important in this context. However, as societies and economies develop, the demand for water increases significantly. This also leads to the release of domestic, agricultural and industrial wastewater, which often exceeds the self-purification capacity of water bodies. Consequently, rivers and lakes are getting more and more polluted, endangering the safety of drinking water and causing ecological damage, affecting human health and biodiversity.  Water quality monitoring plays a crucial role in evaluating the state of water bodies. Traditional monitoring methods involve labor-intensive field sampling and expensive construction and maintenance of automatic stations. Although these methods provide accurate results, they are limited to specific sampling points and struggle to meet the demands of monitoring water quality across entire surfaces of rivers and lakes. This degree project aim at developing a method that can predict absorbance in water with the aim of remote sensing. Along with multispectral imaging and machine learning this work proves that this is possible. The result from multivariate analysis is an optimal model that can predict absorbance at 420 nm with RSQ of 0,996 and RMSE of 0,00081.

The leaching of groundwater into two polishing ponds, the last step in the wastewater treatment process on Hovgarden waste facility, was examined. The focus of this study was to analyse the PFAS composition profile (fingerprint) to trace the leaching groundwater. PFASs are very persistent man-made substances, used invarious fields and have been linked to several health issues. Polishing pond data and groundwater data for ions and PFAS was collected, compiled with old data and surveyed, mainly by using principle component analysis (PCA). The results indicate that there is a water flow and a mass flow of ions to the ponds, and possibly also a flow of PFAS. The ponds appear to have a different composition, which possible could be the result of a mass flow, however the macro ion distributionis similar. Of the groundwater wells, data suggests that 18G09, P3 IN and P8 were most affected by the landfill. PFOA was the most detected PFAS, and the sampling points with the highest concentration of PFAS was 18G09, P3 IN and the first sampling point (R1) in the wastewater treatment plant. While no apparent correlation between the polishing ponds and groundwater wells were discovered,data suggest that the leaching may come from some of the wells more affected by the landfill.

I takt med att vattenbristen ökar har flera länder börjat använda avsaltning, en innovation som framställer rent men mineralfattigt vatten, för att möta vattenbehoven. Detta kandidatarbete ämnar att bidra med vidare kunskap kring avsaltat dricksvatten med bakgrund till tidigare forksning. Detta görs med hänsyn till tre ämnesområden där frågeställningarna är följande:  Vilka är de fundamentala processerna vid framställning av avsaltat dricksvatten? Vad finns det för hälsorisker med regelbunden konsumtion av avsaltat dricksvatten?  Hur bidrar olika faktorer till att kostnader i samband med avsaltat dricksvatten ökar och/eller minskar?  Denna studie fann att allt avsaltat dricksvatten går igenom tre grundläggande processer; förbehandling, avsaltning och remineralisering. Hälsoriskerna i samband med regelbunden konsumtion av avsaltat dricksvatten var; elektrolytavvikelse som kan leda till t.ex. cancer, 6 % större risk för ischemisk hjärtsjukdom, sköldkörtelproblem och ökad benskörhet. De olika faktorerna som bidrar till att kostnader i samband med avsaltat dricskvatten ökar och/eller minskar är:  Teknologins utveckling (Kostnader har minskat)  Bättre membranfilter (Kostnader har minskat)  Saltlaksavfall miljöpåverkan (Svårt att avgöra kostnder för)  Hälsopåverkan (Kostnader har ökat)  Val av vattenkälla (Påverkar kostnader för avsaltning)  Val av avsaltningsmetod (Påverkar kostnad för avsaltning)  Val av re-mineralisering (Påverkar kostnad för avsaltning)  Anläggningens storlek/kapacitet (Påverkar kostnad för avsaltning)  Val av energikällor (Påverkar kostnad för avsaltning)  Användandet av ERD (Kostnader har minskat)  Eftersom produktionen och konsumtionen av avsaltat dricksvatten förutspås öka bör myndigheter, såsom WHO, införa riktlinjer specifikt för avsaltat dricksvatten och dess mineralinnehåll. Dessutom har denna litteraturstudie kommit fram till slutsatsen att hälso- och miljöaspekter bör sammanvävas på ett bättre sätt med det avsalttade dricksvattnet. / As water scarcity increases, several countries have turned to the use of desalination, an innovation that produces clean but mineral-poor water in order to satisfy the water demands. This bachelor’s thesis aims to provide the reader with further knowledge about desalinated drinking water with background to previous research. This is done with regard to three questions:  What are the fundamental processes in the production of desalinated drinking water?  What are the health risks of regular consumption of desalinated drinking water?  How do various factors contribute to costs increasing and/or decreasing in relation to desalinated drinking water?  This study found that all desalinated drinking water goes throught three fundamental processes; pre-treament, desalination and remineralization. The healthrisks found in realtion to regular consumtion of desalinated drinking water was; electrolyte deviation which can lead to e.g. cancer, a 6% increase of iscehmic heart disease, poor thyroid condition and increased osteoporisis. The different factors that contribute to the costs of desalination increasing and/or decreasing are:  Technology development (costs have decreased) Better membrane filter (costs have decreased) Saline waste environmental impact (difficult to determine costs for) Health impact (costs have increased) Choice of water source (affects cost of desalination) Choice of desalination method (affects cost of desalination Choice of re-mineralization (affects cost of desalination) Plant size / capacity (affects desalination cost) Choice of energy sources (affects cost of desalination) Use of ERD (costs have decreased)  In addition as the production and consumtion of desalinated drinking water is predicted to increase, authorities, such as the WHO, should introduce guidelines specifically for desalinated drinking water and its mineral content. Furthermore, this literature study has come to the conclussion that health and enviorment components should be better interwoven with the production of desalinated drinking water.

Stora och Lilla Ullfjärden är två sjöar som tillhör den innersta delen av en vik i Mälaren. Här har den höga fosforbelastningen länge varit ett problem då den leder till kraftig algblomning varje år. Hittills har åtgärder mot fosforbelastningen riktats mot utsläppskällor av fosfor från omgivande mark, men dessa åtgärder har inte varit tillräckliga. Det beror på att fosfor har lagrats på sjöarnas bottnar under många år vilket orsakar intern fosforbelastning.  Restaureringsbehovet i sjöarna bestämdes genom att hitta den totalfosforhalt som krävs för att uppnå god ekologisk vattenstatus. Det är önskvärt att sjöarna uppnår god status med avseende på klorofyll, siktdjup och växtplankton. Dessa parametrar uppvisar starka samband till halten totalfosfor och på så sätt kunde målbilden för halten totalfosfor bestämmas till 9,4 µg/l i Stora Ullfjärden och 8,7 µg/l i Lilla Ullfjärden, med siktdjupet som den begränsande parametern.  En multikriterieanalys togs fram där det undersöktes vilken metod som är den lämpligaste sjörestaureringsåtgärden mot internbelastningen. Kostnader, effektivitet och livslängd för sex välstuderade åtgärdsmetoder fastställdes genom en metaanalys. Resultatet visar att aluminiumbehandling verkar vara det lämpligaste valet av åtgärdsmetod. Åtgärden innebär att en aluminiumlösning tillsätts sjöarnas sediment vilket binder fosforn och gör så att den inte frigörs.  Det undersöktes även om kostnaden för aluminiumbehandlingen kan motiveras genom att belysa sjöarnas ekonomiska värden. Under arbetet togs det fram olika typer av underlag för att bedöma sjöarnas värde. Genom att lista de tjänster som sjöarna bidrar med och tilldela tjänsterna ett uppskattat ekonomiskt värde konstaterades att sjöarna framför allt har ett högt naturvärde och bidrar med många kulturella ekosystemtjänster såsom bad, fiske och rekreation. Utifrån en tidigare studie uppskattades allmänhetens betalningsvilja för att uppnå god vattenstatus i Stora och Lilla Ullfjärden till 23 miljoner kronor. Det betyder att allmänhetens betalningsvilja täcker kostnaderna för aluminiumbehandlingen i Stora och Lilla Ullfjärden, vilket uppskattades till 22 miljoner kronor.  Med hjälp av bayesiansk beslutsanalys har det även kunnat konstateras att sjöarna bör aluminiumbehandlas om det minskade värdet för att god status inte uppnås (såsom minskat estetiskt värde, minskad biologisk mångfald, försämrad förmåga att rena vatten, med mera) anses kosta mer än 25 miljoner kronor på en 12 årsperiod. Eftersom beslutsmaterialet har en del osäkerheter finns det ett fortsatt behov av ytterligare undersökningar. / Stora Ullfjärden and Lilla Ullfjärden are two lakes that belong to the innermost part of a bay in Lake Mälaren. Phosphorus load has been a problem for a long time as it causes large algal bloom every summer. Attempt to decrease the phosphorus load in the lakes have so far been focused on measures to control the phosphorous emissions from the surrounding land. However, these measurers have not been sufficient. This is because phosphorus has been accumulated in the bottom sediment of the lakes for many years which cause internal phosphorus loading.  The amount of phosphorous needed to be removed was determined by identifying the maximum total phosphorus content the lake can handle while still demonstrating good ecological status. It is desirable that the lakes achieve good status regarding chlorophyll, secchi depth and phytoplankton. These three parameters show strong correlations to the total phosphorus content and in this way the desired future total phosphorus content could be calculated to 9,4 µg/l in Stora Ullfjärden and 8,7 µg/l in Lilla Ullfjärden, with the secchi depth as the limiting parameter. A multi-criteria decision analysis was developed to determine the most suitable lake restoration measure to reduce internal phosphorous loads. Costs, efficacy, and longevity of six well-known mitigation measures were determined by a meta-analysis. The results verify that aluminum treatment appears to be the most suitable choice. The method involves adding aluminum solution to the lakes' sediment, which binds phosphorus, so it is not released.  Additionally, it was examined whether the cost of aluminum treatment can be justified by highlighting the economic values ​​of the lakes. Different types of decision material are presented in the report to assess a value to the lakes. By listing services of the lakes and assign them an estimated economic value, it was determined that the lakes have a high nature value and contribute with many cultural ecosystem services such as swimming, fishing, and recreation. Based on a previous study, the public's willingness to pay to achieve good water status in Stora Ullfjärden and Lilla Ullfjärden was estimated to SEK 23 million. Hence, the public's willingness to pay covers the costs of the aluminum treatment in Stora and Lilla Ullfjärden, which was estimated to SEK 22 million.  Lastly, a Bayesian model for decision making was used. It was discovered that the lakes are recommended to undergo an aluminum treatment if the reduced value for not achieving good status in the lakes (e.g., decreased aesthetic value, reduced biodiversity, and impaired ability to purify water) is considered to cost more than SEK 25 million over a 12-year period. As the decision material has some uncertainties, there is a continuing need for further investigations.

Storm water management in residential areas is facing tough challenges. Climate change, with its altered precipitation patterns, in combination with an increasing development rate, results in higher risk of flooding with its complications. EU-Water Framework Directive (WFD) and its environmental quality standards, set to achieve good chemical and biological status in all waters, got a more strict interpretation after the implementation of the ruling of Weserdomen. This means that no activity is allowed that cannot prove not to endanger prevailing environmental quality standards. This complicates the planning process and infrastructure development since some form of WFD assessment needs to be performed.   This master´s thesis is of importance since it identifies common occurring problems within the planning- and construction process and highlights ways to achieve a more sustainable storm water management, where environmental quality standards are not jeopardized, in the future. An evaluation is performed in terms of interviews, a literature review and by using a storm water model called StormTac applied on two case studies. Results of this thesis show that lack of communication, vague directives, inadequate design and maintenance of storm water facilities are reasons that a sustainable storm water management is not achieved.   Results from modeling the storm water situation prior to construction of the residential areas were set as benchmarks, which were not to be exceeded by results from modeling areas after construction. The purpose of this was to not endanger the current storm water state and thereby not risk violating prevailing environmental quality standards. The result from modeling the storm water situation after construction shows that both case studies exceed the flow and pollution load benchmarks. Because of this, solutions to the current storm water situation was created and modeled to achieve the study aim.   StormTac can be applied as a tool for comparison of flow and pollution load prior to and after construction, given that the same land uses are used in both cases. Land use choices should be evaluated and the degree of uncertainty should be considered when interpreting the results. / Dagvattenhantering på kvartersmark står inför stora utmaningar. Klimatförändringar medför ändrade nederbördsmönster med intensivare skyfall som i kombination med en allt högre exploateringsgrad ökar risken för översvämningar och dess negativa konsekvenser. EU:s ramdirektiv för vatten och beslutade miljökvalitetsnormer anger att god status ska uppnås i samtliga vattenförekomster. Införande av Weserdomen resulterar i en strängare tolkning av försämringsförbudet, som råder vid statusklassificeringen, vilket i sin tur gör att befintlig dagvattensituation inte får försämras. Detta gör att planeringsskede, anläggning och faktisk funktion hos implementerade dagvattenlösningar fått ett allt mer hållbart fokus.   Detta examensarbete är av vikt då det identifierar problem i plan- och byggprocessen samt belyser hur dessa kan undvikas för att uppnå en mer hållbar dagvattenhantering i framtiden. En utvärdering är utförd i form av intervjuer och litteraturstudie samt dagvattenmodellering i modelleringsverktyget StormTac av två fallstudier. Resultat visar att kommunikation, otydliga direktiv, bristfällig utformning och skötsel av dagvattenanläggningar är orsaker till att dagvattenhanteringen inte uppnår rening- och flödesutjämningsbehov enligt miljömål och – krav.   Resultat från modellering av dagvattensituationen före exploatering sattes som referensvärden som inte får överskridas vid modellering av området efter exploatering, för att befintlig dagvattensituation skulle säkerställas att inte försämras. Resultat av modellering efter exploatering överskred referensvärden i båda fallstudierna och därmed modellerades scenarier med dagvattenhanteringsförslag för att uppnå målsättning.   StormTac fungerar som ett verktyg för att jämföra flödes- och föroreningsbelastning före och efter exploatering, förutsatt att samma markanvändningstyper används. Val av markanvändning bör ses över och osäkerheter hos resulterande flödes- och föroreningsmängder bör tas hänsyn till.

An elaboration on how to construct a spillway for closure for a large tailings pond completely enclosed by embankments, leading to a situation where construction in bedrock is not possible is presented with the following conclusion. A stepped spillway arrangement constructed with granite blocks will require of large blocks for being stable, and will require of filters that are not always considered functional in long-term perspective. It is presented an analysis of the overall stability of the structure proposed and of the stability of its individual blocks.  In addition, it will be impossible to design a vegetated channel that remains stable, without silting and without erosion, over thousand years without maintenance.

Följande arbete kommer att lyfta fram olika alternativ för rening av mänsklighetens viktigaste förutsättning för liv, nämligen för vatten. Syftet är att undersöka olika alternativ för vattenrening och skapa en manual på hur bra dessa är lämpade till plats och förhållande. Arbetets mål är att undersöka vilka olika metoder för vattenrening som finns idag, utvärdera dessa utifrån indikatorer för hållbarhet med hänsyn till sociala, ekonomiska och miljömässiga aspekter, ta fram kostnadsberäkningar för de olika metoder samt ta fram alternativ till vattenrening som redan används och därför kommer rapporten ta reda på vilka dessa är och var de finns, samt hur väl dessa fungerar på respektive plats och under vilka förhållande. / This examination task will highlight different options for water purification, which is humanity's most important condition for life. The purpose is to investigate different alternatives for water purification and create a manual on how well these are suitable for location and association. The aim of the work is to investigate what different methods of water purification are available today, evaluate sustainability indicators based on social, economic and environmental assessments, to prepare cost estimates for the different methods and provide alternatives for water treatment which are already in use and therefore the report will determine which those are and where they exist, and how well they work in each place and under what conditions.

Följande arbete kommer att lyfta fram olika alternativ för rening av mänsklighetens viktigaste förutsättning för liv, nämligen för vatten. Syftet är att undersöka olika alternativ för vattenrening och skapa en manual på hur bra dessa är lämpade till plats och förhållande. Arbetets mål är att undersöka vilka olika metoder för vattenrening som finns idag, utvärdera dessa utifrån indikatorer för hållbarhet med hänsyn till sociala, ekonomiska och miljömässiga aspekter, ta fram kostnadsberäkningar för de olika metoder samt ta fram alternativ till vattenrening som redan används och därför kommer rapporten ta reda på vilka dessa är och var de finns, samt hur väl dessa fungerar på respektive plats och under vilka förhållande. / This examination task will highlight different options for water purification, which is humanity's most important condition for life. The purpose is to investigate different alternatives for water purification and create a manual on how well these are suitable for location and association. The aim of the work is to investigate what different methods of water purification are available today, evaluate sustainability indicators based on social, economic and environmental assessments, to prepare cost estimates for the different methods and provide alternatives for water treatment which are already in use and therefore the report will determine which those are and where they exist, and how well they work in each place and under what conditions.

Groundwater is an important source of fresh water on earth. A source that is also affected by climate change. Climate change is expected to influence both the groundwater quality and the groundwater level, where elevated levels of iron and manganese in the groundwater are to be expected. In Sweden guideline values are set for iron and manganese in drinking water, which means that waterworks that use groundwater as raw water must treat the water when the guidline values are exceeded. A common treatment step to remove iron and manganese is abiotic oxidation with a chemical oxidant. A relatively new method is biological oxidation where microorganisms oxidize the metals. Biological oxidation has proven to be a faster process than chemical oxidation and better adapted to variations in raw water quality. In this work the possibility of biological oxidation of iron and manganese at smaller groundwater plants with day-to-day production breaks has been studied. The study also concern how seasonal variations in raw water quality might affect the oxidation ability of the microorganisms. During the study a pilot filter for biological oxidation was constructed where the efficiency of the filter and the raw water quality was measured during a one-year test. After a short start-up time for iron oxidation the pilot filter reduced iron in the raw water up to 92 % and after a longer start-up time for manganese oxidation the pilot filter reduced manganese from the raw water up to 97 % during the rest of the test period. The results show that biological oxidation is possible at smaller groundwater plants despite production breaks. The results also show that biological oxidation is not affected by the vaiations i raw water quality that was measured during the test period. Furthermore, the results show that biological oxidation is equally efficient as the chemical oxidation, at the investigated groundwater plant, in terms of removing iron and even more efficient in terms of removing manganese. In addition the biological oxidation do not require pH adjustment or addition of any chemicals. The results indicate that biological oxidation of iron and manganese is a more favorable alternative to chemical oxidation in smaller groundwater plants on the impact of climate change on raw water quality.

I Sverige har ungefär 1,2 miljoner människor enskild dricksvattenförsörjning och en stor andel av dessa har problem med vattenkvalitet. En utvärdering av reningstekniker har inletts av företaget Ecoloop och Utvecklingscentrum för vatten och detta examensarbete fördjupar och följer upp de inledande resultaten från det projektet. Med hjälp av en litteraturstudie, modellering i Visual MINTEQ och fem fallstudier utvärderades reningsteknikerna jonbytarfilter och nanofilter avsett för enskild dricksvattenförsörjning med avseende på reduktion av föroreningarna bly och uran. Fallstudierna visar att jonbytarfilter kan fungera väl för att reducera uranhalter men en viss inkörningsperiod förekommer där bieffekter, exempelvis kemisk smak, kan förekomma samt att underhåll är viktigt för att fortsätta ha en hög reduktionsgrad. Fallstudierna kunde ej besvara ifall nanofilter är en lämplig reningsteknik för ändamålet att reducera halter av bly och uran under de gränsvärden som finns, eftersom de membranfilter som använts i fallstudierna visade sig ha för stor porstorlek för att kallas nanofilter. En slutsats är att det är viktigt att fortsätta med provtagning av vattnet även efter att ett filter installerats. Utöver det genomfördes intervjuer och en enkätundersökning som undersökte hur kommuner i Sverige arbetar för att möta enskilda brunnsägare i deras utmaningar med vattenkvalitet. Intervjuerna och enkätsvaren visar på en variation där några kommuner jobbar aktivt för att stötta de enskilda brunnsägarna med rådgivning, bidrag och förebyggande åtgärder medan andra kommuner är mer passiva och låter de enskilda ta eget ansvar för sitt vatten. / About 1.2 million people in Sweden rely on their own private drinking water supply for their daily needs and a large portion of those have problems with water quality. An evaluation of water treatment technology intended for private wells has been initiated by the companies Ecoloop and Utvecklingscentrum för vatten and this master’s thesis further develops and follows up the initial results. By conducting a literature review, doing modelling in Visual MINTEQ and carrying out five case studies the two water treatment techniques nanofilter and ion exchange are evaluated in the context of domestic water supplies with water quality problems caused by either lead or uranium. The case studies shows that ion exchange filters can reduce uranium in drinking water below the threshold value but with some initial side effects (i.e., chemical taste of the water). The case studies could not show if nanofilters are suitable to reduce lead or uranium from domestic water supplies, since the pore size was found to be too big for the membrane filters used in the case studies to be called nanofilters. This concludes that it is important to proceed with sampling of the water even after installing a filter for water treatment. Additionally, interviews and a survey were conducted which investigated how municipalities in Sweden are working to meet private well owners in their challenges with water quality. The answers from the interviews and the survey displays a variation where some municipalities are actively supporting the private well owners through counselling, grants, and preventive measures while other municipalities are more passive and leaves the individual well owners responsible to look after their water quality by themselves.