Embed Size (px)
Citation preview
PFAS i dricksvatten - förekomst och rening
Nationell dricksvattenkonferens, Malmö, 19-20 april 2016
Philip McCleaf, Lutz Ahrens, Karin Wiberg
Domagalski, Johnson, 2012, U.S. Geological Survey Fact Sheet 2012-3004, 4 p.
PFAS i dricksvatten (Uppsala, Tullinge, Kallinge)
Unika fysikalisk-kemiska egenskaper
– C–F → stark bindningsenergi – Hydrofob grupp (“svansen“) och – hydrofil grupp (“huvudet“)
Global distribution –
allmänt spridda
PFASs - Per- and Polyfluoroalkyl Substances
Surfaktanter
PFOS
Giesy and Kannan, 2001, Environ Sci Technol, 35, 1339-1342
x
F
F
FF F
S
O
NC
OR
COH
H H
H H
n
F
F
FF F
S
O
N
H
OR
Perfluorooctane sulfonamidoethanols
(FOSEs)
Perfluorooctane sulfonamides (FOSAs)
CF2 C
F
F
F
OH
On
CF2 S
F
F
F
O
O
OHn
Perfluoroalkyl carboxylic acids (PFCAs) Perfluoroalkane sulfonic acids (PFSAs)
Per- och polyfluoralkylerade ämnen
n:2 Fluorotelomer sulfonic acids (FTSAs)
F
F
FF F
S
O
O
OH
H H
HH
n
n
F
F
FF F
S
O
NC
OR
C
H HOH
O
Perfluoroalkane sulfonamidoacetic acids
(FOSAAs)
n:2 Fluorotelomer sulfonic acids (FTSAs)
x
F
F
FF F
S
O
NC
OR
COH
H H
H H
n
F
F
FF F
S
O
N
H
OR
Perfluorooctane sulfonamidoethanols
(FOSEs)
Perfluorooctane sulfonamides (FOSAs)
CF2 C
F
F
F
OH
On
CF2 S
F
F
F
O
O
OHn
Perfluoroalkyl carboxylic acids (PFCAs) Perfluoroalkane sulfonic acids (PFSAs)
Per- och polyfluoralkylerade ämnen
F
F
FF F
S
O
O
OH
H H
HH
n
n
F
F
FF F
S
O
NC
OR
C
H HOH
O
Perfluoroalkane sulfonamidoacetic acids
(FOSAAs)
PFBS PFHxS PFOS PFDS
FOSAA N-MeFOSAA N-EtFOSAA
6:2 FTSA
FOSA N-MeFOSA N-EtFOSA
N-MeFOSE N-EtFOSE
PFBA PFPeA PFHxA PFHpA
PFOA PFNA PFDA PFUnDA
PFDoDA PFTriDA PFTeDA PFHxDA
PFOcDA
Regeringsuppdrag PFAS i miljön SLU-uppdrag: Ca. 500 mätningar - 160 grundvatten - 290 ytvatten (varav 10 bakgrundsjöar) - 10 lakvatten från deponier - 10 avloppsreningsverk, utgående vatten - 10 övriga prover - 170 vattentäkter IVM-rapport 2016:2, Sveriges lantbruksuniversitet (SLU)
Karta från NV rapport 6709
IVM-rapport 2016:2, Sveriges lantbruksuniversitet (SLU)
PFAS-halter i svensk miljö
Åtgärdsgränser PFAS i dricksvatten
- rekommenderade av Livsmedelsverket
Åtgärd
>DL<90 ng L-1 Verka för att långsiktigt minimera exponeringen
>90 ng L-1 Åtgärder snarast - så låga halter som är praktiskt möjligt
>900 ng L-1 Åtgärder snarast + begränsa användningen
Perfluorerad kolkedjelängd
PFPeA C4
PFHxA C5
PFHpA C6
PFOA C7
PFBS C4
PFHxS C6
PFOS C8
Summa PFAS7
PFBA C3 perfluorerad kolkedje-längd
PFPeA C4
PFHxA C5
PFHpA C6
PFOA C7
PFNA C8
PFDA C9
PFBS C4
PFHxS C6
PFOS C8
6:2 FTSA 6:2 fluortelomer sulfonsyra (ej perfluorerad)
Summa PFAS11
NV rapport 6709
PFAS7 i råvatten till dricksvatten
16%
0,5%
n=1283 (även äldre studier)
Blå linje åtgärdsgräns 90 ng L-1
Orange linje åtgärdsgräns 900 ng L-1
Reningstekniker för dricksvatten Samarbete Uppsala Vatten – SLU (Lutz Ahrens)
In
Ut: Permeat (renat vatten)
Koncentrat (till avlopp)
3) Membran teknik
1) Jonbytesteknik (AE)
AE
2) Granulerat aktivt kol (GAC)
GAC
PFAS Treatment Experiments
Trial 1 Activated carbon (5 types) and anion
exchange (2 types)
Time: 100 days
Contact time: 5-6 min
Bed volume: 400 mL
Trial 2 Activated carbon (bituminous coal) and anion
exchange resign
Time: 217 days
Contact time: 6.2 min (AC) and 5 min (AE)
Bed volume : 220 mL (AC) and 175 mL (AE)
Trial 3 NF membranes (270 Dalton cutoffs)
Recovery 80%
Flowrate 2.2 m3/hour, transmembrane pressure 3 bar
Peristaltic pump
175 ml
20 rpm
reservoir
reservoir
Trial 1: Stadsträdgården
Trial 2: Spiked drinking water
GAC AE
Trial 1 and 2: Column experiments Activated Carbon (GAC) and Anion Exchange
Borttagen graf
AE (after 217 days) GAC (after 217 days)
Trial 2: Column experiments Anion Exchange (AC) vs Activated Carbon (GAC)
Borttagna grafer
Bäcklösa Drinking Water Treatment Plant
Sunnersta Aeration Softening Filtration Drinking water reservoir
Desinfection Stadsträdgården- Krönåsen
Aeration Softening Filtration Activated carbon (AC)
Full-
scale
Nanofiltration
membrane
Anion
Exchange
(AE)
Activated
carbon
(GAC) Permeate
Concentrate ...
Pilo
t-scale
Trial 3
inlet
Bäcklösa Drinking Water Treatment Plant
Sunnersta Aeration Softening Filtration Drinking water reservoir
Desinfection Stadsträdgården- Krönåsen
Aeration Softening Filtration Activated carbon (AC)
Full-
scale
Nanofiltration
membrane
Anion
Exchange
(AE)
Activated
carbon
(GAC)
...
Pilo
t-scale
Permeate
Concentrate
Trial 3
inlet
Trial 3 - Membrane Technique for PFAS Treatment
Borttaget diagram
Trial 3 - Membrane Technique for PFAS Treatment
Borttaget diagram
Summary
Removal efficiency depended on functional group - PFCAs < PFSAs ≈ FOSA
Lowest removal efficiency for the shorter chained PFCAs (≤ C6 for AE and ≤ C7 for GAC)
AE, GAC and NF membrane can be used as efficient treatment techniques for the removal of PFASs in drinking water treatment plants
DOC plays an important role for the removal of PFASs in drinking water
Future plans
Testing of different membrane types
Combination of membrane + adsorbent for the concentrate
Testing the influence of different water types (DOC character!)
→ Development of remediation techniques for soil at contaminates sites
→ Provide a treatment technique “toolbox” for the removal of PFASs (and other micropollutants) to deliver safe drinking water
