PFAS har förorenat många vattendrag, främst på grund av övningar med brandsläckningsskum. Det nya gränsvärdet för PFAS i dricksvatten innebär att tillflödet av PFAS till vattentäkter måste minska. En kombination av aktivt kol och växtfilter kan vara en del av lösningen.
Det är både dyrt och komplicerat att rena ytvatten från PFAS-ämnen. Gruppen består av tusentals kemikalier med delvis skilda egenskaper. Det är svårt att hitta en enda metod som fungerar för olika PFAS.
– I samarbete med forskare från Stockholms universitet och Sveriges lantbruksuniversitet har vi därför tagit fram en kombination av två reningsmetoder. För närvarande testar vi aktivt kol och starrväxter i Brunna industriområde, berättar verksamhetsansvarige Jarmo Spiik på företaget Clean Nature.
Men innan vi återkommer till vad som nu görs i Brunna hoppar vi tillbaka till 2020 och 2021. Då testades för första gången växtfilter med halvgräset starr i ett pilotprojekt i Igelbäcken i Solna stad, strax norr om Stockholm.
Igelbäcken som ligger i Igelbäckens naturreservat rinner genom fyra kommuner och har tillflöde från ytterligare en kommun. PFOS-halterna vid bäckens utlopp i Edsviken är 60 gånger högre än miljökvalitetsnormen för inlandsytvatten som ligger på 0,65 nanogram per liter. Den största källan är troligen den före detta brandövningsplatsen vid Barkaby flygfält.
– När vi kontaktades av Clean Nature pratade vi om att anlägga växtfiltret vid flygfältet men vi hittade ingen bra yta så vi valde att jobba längst ner i vattensystemet. Det krävs tillstånd för alla ingrepp i naturreservatet, men växter är både billigare och skonsammare än att gräva upp sedimenten. Växtfiltret består av en specifik starrväxt som visat sig vara effektiv för att ta upp PFAS och det är samma art av starr som finns naturligt i Igelbäcken, säger limnolog Linda Svensson som då var Solna stads projektledare.
– Vi fick LOVA-bidrag av Länsstyrelsen och körde i gång. 10 000 plantor planterades på drygt 500 meter längs bäckens kanter sedan annan växtlighet röjts undan. De kompletterades sedan med växtflottar i bäcken för att se om det blev någon skillnad om upptaget sker hydroponiskt, det vill säga att växternas rötter tar upp näring och föroreningar direkt från vattnet, fortsätter hon.
Varje vinter skördades starren och växtavfallet brändes i Högdalens avfallsanläggning. Projektet är nu avslutat och växtflottarna borttagna. Starren kan fortsätta att skördas och destrueras enligt Solna stads nya skötselplan. Växterna får inte läggas på kompost för då flyttas bara föroreningarna.
Starrväxterna tar upp PFAS från sedimenten men hydroponiskt upptag är mycket effektivare. Koncentrationen blir lika hög i såväl rötter som blad. Till skillnad från andra reningsmetoder behöver växtfiltren heller inte bytas ut regelbundet, vilket gör dem billiga. Växterna kan leva i årtionden och ju mer biomassan ökar desto mer PFAS tas upp.
Resultatet av reningen förvånade både Linda Svensson och Jarmo Spiik. Labbtesterna hade visat att det inte skulle vara någon skillnad mellan växternas upptag av olika PFAS. Provtagning av PFAS 11 visade dock att det framför allt var de kortkedjiga, vattenlösliga karboxylsyrorna som togs upp bäst. Upptaget av PFBA var högst och sjönk med ökande kolkedjelängd ner till PFOA. Sulfonsyrorna är mindre vattenlösliga och upptaget för PFBS, PFHxS och PFOS var därför betydligt lägre.
Igelbäckens vattnen har generellt en betydligt högre halt av PFOS än av PFOA. Trots det visade analyserna av växterna det omvända. De innehöll fyra till fem gånger mer PFOA än PFOS.
– Det beror på att det finns mycket partiklar i Igelbäcken och PFOS binder till partiklar och sediment. Eftersom PFOA är vattenlösligare finns den mer fritt i vatten och mindre i sediment och tas därför lättare upp av plantorna. Förhoppningarna om att rena PFOS i Igelbäcken grusades, men det är positivt att starren kunde plocka upp flera korta PFAS, kommenterar Linda Svensson.
En viktig slutsats från projektet är därför att vatten, partikelmängd, sediment och växter måste ses som en helhet. Ytterligare en är att en kombination med kolfilter och växtfilter kan bli effektivt för att rena PFAS ur vatten.
Det tar oss tillbaka till pilotprojektet i Brunna industriområde som testar aktivt kol på ett lite annorlunda sätt i kombination med växtfilter. Projektet har varit i gång drygt ett år på läkemedelsföretaget Fresenius Kabis tomt i Kungsängen i Upplands-Bro kommun, nordväst om Stockholm. Dagvatten från Brunna industriområde avvattnas till Granhammarsbäcken som via Lillsjön når Mälaren.
Fresenius tillverkning innebär att brandfarliga lösningsmedel används och sprinkleranläggningen är därför laddad med brandskum som innehåller PFAS. Tidigare var fullskaleövningar med sprinklersystemet praxis och brandskum med PFOS släpptes ut tills ämnet förbjöds 2011. Idag görs mindre sprinklertester och den vätska som då används samlas upp och skickas till destruktion.
Resultatet av de tidigare övningarna har lett till att mark, grundvatten och vattnet i Granhammarsbäcken har förorenats av PFOS. Koncentrationen av PFAS 11 i bäcken innan rening varierar stort, mellan 40 och 240 nanogram per liter. Vattnet innehåller mellan 75 och 90 procent PFOS och PFHxS. Det finns även andra PFAS och de mer vattenlösliga ska tas hand om av starren.
– Vi har grävt ett 200 meter långt dike på företagets tomt dit vi pumpar upp vatten från Granhammarsbäcken. Vattnet passerar ett sandfilter innan det pumpas ut i diket. Den största delen av det aktiva kolet ligger på botten och på sidorna i diket. Vi pumpar inte vattnet genom ett filter av aktivt kol utan låter det rinna i låg hastighet igenom olika typer av »kolfällor« med olika konstruktioner som jag tvingar vattnet att passera igenom. Jag har också byggt kolburar i trä och rostfritt nät där vattnet passerar igenom flera stycken i en rad. Utöver det har vi placerat ut växtflottar med starr i diket, förklarar Jarmo Spiik.
– Det kommer alltid vara en del vatten som passerar något av mina kolfilter utan att PFAS fastnar, men eftersom det är en lång rad av olika konstruktioner ökar sannolikheten för att varje molekyl ska träffa på kol eller växtrötter på sin färd genom systemet. Att konstant ta bort 100 procent PFAS i alla möjliga situationer kommer inte vara möjligt oavsett vilken metod som används. Den PFAS som är partikelbunden kommer alltid vara svår att fånga oavsett metod, fortsätter han.
Vattnet provtas i såväl början som slutet av diket. Målet med pilotanläggningen var att ta upp minst tio procent PFAS, men resultaten är över förväntan. Upptaget varierar mellan 30 och 60 procent beroende på koncentrationen av PFAS i vattnet och partikelmängden. För att vara säkra på att ta upp minst 90 procent hade Clean Nature velat gräva ett betydligt längre dike – 2 000 meter, men nu pekar resultaten på att det troligen räcker med ett dike på 200 till 500 meter. Analyserna av starren blir klara senare i år.
– Anläggningen finansieras helt av Fresenius. Jag funderar på att föreslå att de ska söka anslag för en pyrolyspanna för att förstöra PFAS och göra biokol av det skördade starrgräset. Biokolet skulle sedan användas på plats för att fånga mer PFAS. Det skulle vara »poetiskt cirkulärt«!
Nästa steg för Clean Nature är ett stort pilotprojekt vid Växjö flygplats där det finns en brandövningsplats. Projektet kommer sannolikt till största delen att finansieras av en EU-fond, även Naturvårdsverket är inblandat. I närheten av brandövningsplatsen finns en bäck precis som i Brunna och de ska jobba på samma sätt och bygga olika typer av kolfilter och växtfilter.
Kombinationsmetoden kräver en del utrymme och kan bli svår att använda i stadskärnor. Den borde dock vara aktuell vid brandövningsplatser eftersom de ofta ligger utanför städerna. Den kan även passa för dammar, diken, våtmarker och utlopp till sjöar.
