Forskare inom VA-teknik vid Luleå tekniska universitet har i samarbete med forskare vid Ohio State University och byggföretaget NCC genomfört en stor undersökning av förekomst, koncentration och utbredning av PFAS i urbana biofilteranläggningar för rening av dagvatten.
Den här typen av reningsanläggning ökar över hela världen i samband med att nya industri- och bostadsområden planeras i våra städer, och frågan om underhåll blir allt viktigare.
– Vi har hittat betydande mängder PFAS i de flesta biofilteranläggningar som vi har studerat. Till skillnad från till exempel metaller som fångas upp relativt högt upp i biofilteranläggningarna, så var PFAS spridd oregelbundet i samtliga filterlager genom reningsanläggningarna, även längst ner i filtermaterial som sällan byts ut vid underhåll. De här resultaten kan få stor betydelse för förståelse av reningsprocesser och framtida drift och underhåll av biofilteranläggningar, säger Ali Beryani, doktorand inom VA-teknik vid Luleå tekniska universitet.
Studien är publicerad i den högt ansedda tidskriften Environmental Science & Technology som ges ut av ACS (American Chemical Society).
Antalet reningsanläggningar med dagvattenbiofilter ökar globalt, särskilt i Sverige, där det nu finns tusentals anläggningar. Detta har lett till ett ökat intresse för drift och underhåll. Biofiltren filtrerar föroreningar men eliminerar dem inte; föroreningarna stannar kvar i filtren och måste underhållas.
En ny studie, som är unik i sin omfattning, har undersökt 20 biofilteranläggningar i Ohio, Michigan och Kentucky, som varit i drift i 8–16 år. Detta är möjligt i USA, som är en föregångare inom biofilterteknik. Studien fokuserar på 35 PFAS-föreningar och deras prekursorer, vilket gör den särskilt relevant. Inga kända PFAS-punktkällor fanns i avrinningsområdena, vilket innebär att PFAS kom från urbant dagvatten.
I biofilteranläggningar filtreras dagvattnet genom jord- eller sandlager, som kan vara upp till en meter tjockt. Uppmätt PFAS finns i alla lager, vilket skiljer sig från andra metaller som främst samlas i de översta tio centimetrarna. Detta kan tyda på att det kan räcka med att byta ut det översta lagret för att behålla 90 procent av biofiltrets funktion. Många PFAS-ämnen är hydrofila och absorberas inte effektivt av filtermaterialet. Forskarna har också använt en ny metod, TOP Assay oxidation, för att påvisa olika typer av PFAS-föroreningar.
– I de biofilteranläggningar vi undersökt hittade vi både kortkedjiga och långkedjiga PFAS i sedimenten. Långkedjiga PFAS är särskilt oroande på grund av deras mycket långa halveringstid, högre toxicitet samt risken för bioackumulering. Däremot är de kortkedjiga molekylerna mindre giftiga men mer lättlösliga och rörliga i vattenmiljöer, säger Ali Beryani.
Från byggföretaget NCC har industridoktoranden Robert Furén medverkat i studien, inte minst eftersom drift och underhåll av biofilteranläggningar får allt större betydelse i och med att antalet reningsanläggningar av den typen ökar, när nya detaljplaner tas fram i våra städer.
– Det översta lagret i en biofilteranläggning brukar idag tas bort i samband med större underhåll för att återställa infiltration och minska risk för läckage och spridning av föroreningar. Vår studie indikerar att det på lång sikt inte räcker med att bara ta bort det här övre lagret med tanke på förekomsten av mer lättlösliga organiska ämnen, till exempel vissa PFAS. Resultaten visar även på vikten av att deponera sand och jordlager från biofilteranläggningarna på ett säkert sätt, säger Robert Furén.
Förekomsten av PFAS i samhället är ett stort problem med skadliga effekter på miljö och människors hälsa. PFAS bryts ned mycket långsamt och är så kallade ”evighetskemikalier”. Men även deras höga löslighet och rörlighet i vattenmiljöer bidrar till att de cirkulerar länge i vattenmiljöer. Flera stater i Amerika och även EU har listat ett antal PFAS som man vill förbjuda eller begränsa. Trots detta kommer dessa ämnen att hittas i miljön lång tid framöver på grund av deras långsamma nedbrytning.
Studien finansierades av Naturvårdsverket, Vinnova genom Drizzle, Svenska byggbranschens utvecklingsfond, SBUF, samt NCC.