Swedavia är ett statligt ägt bolag som äger och driver tio flygplatser i Sverige, varav Stockholm Arlanda Airport är en. Flygplatsen har ett miljötillstånd där ett utredningsvillkor kallat U4 finns. Prövotidsutredningen syftar främst till att utvärdera reningseffekten hos dagvattenanläggningarna vid flygplatsen, med slutgiltiga villkor om utsläpp av bl.a. organiska föreningar och näringsämnen. När det under vintertid bildas snö- och isbeläggningar på flygplanen och banorna riskerar det att delvis påverka den aerodynamiska förmågan men också orsaka otillräcklig friktion mellan flygplansdäcken och marken. För att förhindra att olyckor sker eller att plan inte lyfter används framför allt kaliumformiat och propylenglykol som av-isning och halkbekämpningsmedel. Följden av att använda dessa blir förhöjda halter löst TOC (Total Organic Carbon) i dagvattnet och det kan leda till syrefria förhållanden i recipienten, vilket i detta fall är Märstaån. Swedavia har, med det primära syftet att rena dagvattnet på av-isning-och halkbekämpningsmedel, anlagt flera dagvattenanläggningar på flygplatsområdet. Dessa består av dammar som genom biologisk nedbrytning och sedimentering ska rena vattnet med avseende på TOC. Enligt ett prövotidsvillkor som uppkom i samband med miljödomen för flygplatsen ska slutgiltiga halter bestämmas och den potentiella reningseffektiviteten av dagvattnet ska undersökas. Reningseffektiviteten har dock visat sig vara svår att fastställa då dammarna kontinuerligt fylls på med vatten och att vattnet leds förbi dammarna via bypass-funktion vid för stora vattenflöden. Då reningseffektiviteten i dammarna fortfarande inte är fastställd är denna studies syfte att utvärdera reningseffekten och om den kan förbättras. Ett inkubationsförsök för nedbrytning gjordes med en experimentuppställning där vattenprover från Arlanda inkuberades i 3 olika temperaturer (5°C, 10°C och 23°C) med kategorierna låg/hög TOC-halt och med/utan tillsats av makronäringsämnena fosfor och kväve (N och P), enligt Redfield förhållandet 106:16:1. Försöket pågick i 33 dagar och kontinuerliga vattenprover togs för att sedan analysera TOC-halten. Resultatet visade att näringstillsats, enligt Redfieldförhållandet, inte hade någon statistisk signifikant påverkan på nedbrytningshastigheten vid 5°C och 10°C. Det fanns dock en statistisk signifikant skillnad vid 23°C, vilket tyder på att näringstillsats är gynnsamt för nedbrytningen vid högre temperaturer. Vid jämförelser mellan nedbrytningshastigheterna vid olika temperaturer fanns det en statistisk signifikant skillnad mellan proverna, förutom för kategorin med hög initialhalt utan näring. Vid låg initialhalt och en temperatur på 5°C, 10°C och 23°C kunde en reduktion av TOC på 65-73%, 83-86% samt 80-90% för respektive temperatur observeras efter en inkubationstid på 33 dagar. För proverna som startade med hög initialhalt i temperaturerna 5°C, 10°C reducerades TOC med 4-42% och 11-16%, och för 23°C skiljde sig nedbrytningen mellan kategorierna näringstillsats/ingen näringstillsats. Utan näring ökade TOC-halten med 38% och med näring reducerades den med 88 % efter 33 inkubationsdagar. En ökning av halten tyder på felkällor i metoden. Nedbrytningshastigheten och tiden för 100% nedbrytning vid låg och hög initialhalt för olika förutsättningar för hela perioden var mellan 0.34-1.02 mg/l respektive 8.45-11.47 mg/l TOC per dag samt 30-47 respektive 39-84 dagar. Efter en vecka var spannet mellan nedbrytningshastigheter för låga och höga initialhalter 1.63-6.98 mg/l respektive 33.21-83.28 mg/l TOC per dag och reningskapacitetenefter en vecka var 33-100% respektive 30-81%. De förbättringar som kan föreslås, baserat på resultatet i studien, är att se över möjligheten att ha ett kostnadseffektivt uppvärmt system, eventuellt genom att nyttja spillvärme på flygplatsen. Vid uppvärmning kan ett alternativ vara att tillföra näringsrikt avloppsvatten, för att upprätthålla en effektiv nedbrytning. Om detta inte är möjligt bör man överväga möjligheten att introducera ett ytterligare reningssteg, som ett biofilter som reducerar TOC-halten innan vattnet lagras i dammarna. Mer studier krävs dock för att kunna dra välgrundade slutsatser från arbetet, eftersom det i studien uppkommit osäkerheter i resultatet. / Swedavia is a state-owned company that owns and operates ten airports in Sweden, of which Stockholm Arlanda Airport is one. The airport has an environmental permit where an investigation condition called U4 exists. The investigation condition primarily aims to evaluate the treatment of stormwater at the airport, with final conditions regarding emissions of e.g. organic compounds and nutrients. Snow and ice deposits form on airplanes and runways during winter, this affects the aerodynamic ability of the airplanes and cause insufficient friction between the airplane tires and the ground. To prevent crashes or planes not taking off, anti-icing agents such as mono propylene glycol and potassium formate are being used. The consequence of using these agents is increased levels of dissolved organic material in the stormwater and in the worst case this can lead to oxygen depletion in the recipient, which in this case is Märstaån. Swedavia has, with the primary purpose of purifying stormwater, built several stormwater facilities in the airport area. These consist of ponds that through biological decomposition depletes the water of the dissolved organic material. According to the trial period investigation, the final conditions for the storm water should be decided and the potential TOC-removal efficiency from the storm water needs to be evaluated. However, it has been hard to establish how well the ponds reduction of TOC work since water continuously fills up the ponds and because water sometimes gets bypassed when there are high flows. Since the reduction of TOC in the ponds is still not determined, the the purpose of this study was to evaluate the TOC-removal efficiency and whether it can be improved. Experimental incubations for degradation of TOC where conducted with water samples from Arlanda, incubated at 3 different temperatures (5°C, 10°C and 23°C) with the categories low/high TOC content and with/without addition of nutrients, according to the Redfield ratio 106:16:1. The experiment lasted 33 days and continuous water samples were taken to then analyze the TOC content. The result showed that nutrient addition according to the Redfield ratio had no statistically significant influence on the degradation, except at 23°C, which suggests that nutrient addition is beneficial at higher temperatures. When comparing the degradation rates at different temperatures, there was a statistically significant difference between the samples, except for the high initial content category without added nutrients. At a low initial content and a temperature of 5°C, 10°C and 23°C, a TOC-reduction of 65-73%, 83-86% and 80-90% was observed for the respective temperature after 33 days of incubation. For the samples that started with a high initial content in the temperatures 5°C, 10°C, a TOC removal of 4-42% and 11-16% was observed and for 23°C, the TOC-removal differed between the the samples without and with addition of nutrients. Without added nutrient, the TOC content increased by 38% and with added nutrient, it was reduced by 88 % after 33 days of incubation. An increase in the TOC content indicates sources of error in the method. The degradation rate and time to 100% degradation at low and high initial content for different conditions and the entire test period was between 0.34-1.02 mg/l respectively 8.45-11.47 mg/l TOC per day and 30-47 and 39-84 days respectively. After a week the range of degradation rates for low and high initial concentrations was 1.63-6.98 mg/l respectively 33.21-83.28 mg/l TOC per day and the TOC-removal capacity after one week was 33-100% respectively 30-83%. The improvements suggested, based on the results of the study, is to investigate the possibility of having a cost-effective heated pond system, possibly if there is waste heat to use from the airport. When heating, an alternative may be to add nutrient-rich wastewater, to maintain efficient degradation. If this is not possible, consideration should be given to the possibility of introducing an additional step for TOC-removal, such as a biofilter that reduces the TOC content before the water is stored in the ponds. However, more studies are required to draw well-founded conclusions from the study, as there were uncertainties in the results.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:uu-531457 |
| Date | January 2024 |
| Creators | Lorin, Moa |
| Publisher | Sveriges lantbruksuniversitet; Institutionen för vatten och miljö; Avdelningen för mikrobiell ekologi |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | UPTEC W, 1401-5765 ; 24025 |
Page generated in 0.0031 seconds