Vatten och Miljöteknik

Vilken roll spelar dagvattenvåtmarker för att hantera mikroplaster i miljön?

Mikroplaster (plastpartiklar mindre än 5 mm) har fått stor uppmärksamhet de senaste åren eftersom dessa partiklar är svårnedbrytbara och t.o.m. kan tas upp av levande organismer och eventuellt anrikas uppåt i näringskedjan. År 2016 rapporterades IVL Svenska Miljöinstitutet att de största utsläppen av mikroplaster till miljön kommer från slitage av vägbanor och bildäck. Vägbanor är hårda ytor som vid nederbörd producerar stora mängder dagvatten med stort reningsbehov av bland annat partiklar, tungmetaller och näringsämnen. Mer än 30 års vetenskaplig forskning har visat att våtmarker effektivt renar bort ”vanliga” föroreningar (partiklar, kväve, fosfor, metaller) från vatten. Därför har man i många år konstruerat s.k. dagvattenvåtmarker i nära anslutning till stora vägnät för att dessa ekosystem ska agera som filter mellan det förenade dagvattnet och mottagande floder, sjöar och hav.

Men våtmarkernas roll för att hantera mikroplaster är hittills inte studerad. Detta projekt har som mål att i olika våtmarkstyper i Florida (naturliga mangroveträsk samt dagvattenvåtmarker i nära anslutning till intensiva trafiknät) studera mikroplasters förekomst, storlek och typ. Projektet kommer att fokusera på hur vegetationen och flödet i våtmarken påverkar reningen av mikroplaster. Syftet med projektet är att bidra med kunskap som kan optimera reningen av mikroplaster i dagvatten med hjälp av våtmarker.

Projektet sker i samarbetet med professor W.J. Mitsch, en av världens ledande våtmarksforskare, vid Florida Gulf Coast University och Everglades Wetland Research Park. Projektet verkar för FN:s globala hållbarhetsmål såsom Rent vatten och sanitet och Hållbara städer och samhällen.

Finansiering: Fulbright Kommissionen (2017-2018), Crafoordska stiftelsen (2018).
Samarbetspartner: Professor W.J. Mitsch, Florida Gulf Coast University/Everglades Wetland Research Park, Florida.
Kontakt: Hristina Bodin

Innovativa system för hållbara mikrobryggerier: integration av avloppsbehandling och produktion av svampbiomassa

Senaste decenniet har antalet mikrobryggerier öka dramatiskt, både nationellt och internationellt. Men mikrobryggeriernas expansion innebär en ökad lokal belastning på miljön eftersom 3-10 L avloppsvatten genereras per liter producerad öl. Bryggeriavloppsvattnet innehåller oftast halter av BOD, fosfor och kväve som i flera fall är högre än de i rått kommunalt avloppsvatten. Trots detta, går 90 % av bryggeriavlopp till kommunala reningsverk eller släpps ut direkt till miljö utan rening. Mot bakgrund av direktivet 2008/98/EG, som ska främja resurseffektiva avfallssystem inom EU, är utveckling av en resurseffektiv hantering av avloppsvatten från mikrobryggerier viktig. Då bryggeriavloppsvatten inte innehåller skadliga föroreningar som t.ex. tarmpatogener eller tungmetaller är resurseffektivitet särskild viktig. Målet med detta projekt är att utveckla resurseffektiv och lokal rening av BOD, fosfor och kväve i bryggeriavlopp integrerad med produktion av svampbiomassa. Inom projektet kommer också tillämpningen av svampbiomassan att studeras för användning som foder, råvara i biomaterial och som filter för rening av tungmetaller i vatten. Resultaten från projektet förväntas nyttjas som koncept för design av resurseffektiva och lokala avloppsreningssystem även hos andra småskaliga livsmedelsproducenter som exempelvis mindre vinproducenter och osttillverkare. Likaså kan systemen, via biomassan, generera en nettoinkomst till småskaliga tillverkare samt minska miljöbelastning av deras produkter.

Finansiering: Åforsk (2016-2018), Skånes Miljövårdsfond (2017-2018).
Samarbetspartner: Malin Hultberg, Institutionen för Biosystem och Teknologi, Sveriges lantbruksuniversitet.
Kontakt: Hristina Bodin.

Hållbar och säker vattenhantering inom jordbruket: ökad möjlighet för recirkulering utan att riskera påverkan på ekosystem och människors hälsa ("REWATER")

Projektet REWATER fokuserar på forskning och utveckling av teknik för att möjliggöra recirkulering av avloppsvatten för jordbruksändamål. Tillgång och kvalitet på vatten har påverkats av händelser relaterat till klimat samt av storskalig spridning av syntetiska kemikalier som pesticider och läkemedel. Detta har skapat ett behov av att säkert kunna recirkulera vatten i vissa situationer, exempelvis för bevattning inom jordbruket. Reningsverken är avgörande för att recirkulering ska kunna ske på ett säkert sätt men förekomst av nya föroreningar (ECs) är en stor utmaning. Det behövs därför innovativa lösningar för att övervaka och reducera ECs. Det arbete som kommer att genomföras i projektet inkluderar utveckling av snabb och selektiv detektion av ECs och dess nedbrytningsprodukter och utveckling av processer baserat på elektrokemisk och biologisk teknik för att reducera dessa. Vidare kommer teknik för att utvärdera behandlat vatten utvecklas för att möjliggöra snabb och säker övervakning. Projektet är baserat på en tvärvetenskaplig kompetens och inkluderar forskningsinstitutioner samt små och medelstora företag, specialiserade på vattenrening, från tre europeiska länder där Portugal (REQUIMTE) är koordinatorer. Från Sverige deltar Högskolan Kristianstad (Hristina Bodin) samt Sveriges Lantbruksuniversitet (Malin Hultberg) som kommer att samarbeta i projektet. Den svenska samarbetspartnerna kommer att samarbeta kring möjligheten att arbeta med mikroorganismer som mikroalger och svampar för att reducera mängden föroreningar i vattnet. Mikroalger finns naturligt i avloppsvatten och de tillväxer på näringen i vattnet och energi från solen. Baserat på tidigare forskning vet vi att det sker en viss nedbrytning av föroreningar när algerna växer i vattnet. Detta beror till stor del på att algernas tillväxt också stimulerar en bakterietillväxt och på att bakterierna i sin tur är duktiga på att bryta ner föroreningar. I projektet kommer vi nu att gå vidare och undersöka en ny metod att skörda mikroalgerna ur vattnet genom att fånga in dem med svampmycel och bilda en biopellets som lätt kan filtreras bort från vattnet. De svampar som kommer att användas i försöken är i sig duktiga på att bryta ner föroreningar så vi kan förvänta oss en ytterligare reduktion av föroreningarna genom behandlingen. Den biomassa som har bildats, som består av en biopellets med alg och svamp, kan sedan rötas i de biogasreaktorer som ofta finns på reningsverken och användas för att producera energi.

Svensk finansiär: Formas 2017-2019

Webbsida: REWATER

Kontakt: Hristina Bodin.

Rening av läkemedelsrester i konstruerade våtmarker – spelar valet av vegetationstyp roll?

Förekomsten av läkemedelsrester i yt- och dricksvatten är ett ökande miljöproblem då dessa substanser redan vid låga halter påverkar vattenlevande organismer. Forskning har visat att avloppsreningsverk är ineffektiva för rening av flertal läkemedelsrester och införande av extra energikrävande reningsmetoder (t.ex. ozonering) skulle höja VA-taxan med 10-40% för den enskilda konsumenten. Rening av avloppsvatten i konstruerade våtmarker är miljövänligt och energieffektivt då koldioxid förbrukas och reningen kan ske utan extern energitillförsel. Flera studier har visat att vegetationstyp kan påverka konstruerade våtmarkers förmåga att rena kväve och metaller. Dock saknas mycket kunskap om vilken effekt vegetationstyp har på reningen av läkemedelsrester. Detta projekt syftar till att studera betydelsen olika typer av vegetation i konstruerade våtmarker för att rena läkemedelsrester i vatten. Experimentanläggningen är ett konstruerat våtmarkssystem i Halmstad. Kända läkemedelsrester kommer att spikas i systemet och halten mäts före och efter rening i våtmarkerna. Projektet syftar till att öka kunskapen om att konstruera våtmarker som är speciellt effektiva för rening av läkemedelsrester. Samarbete sker med professor Stefan Weisner vid Högskolan i Halmstad som är forskningsledare för Våtmarkscentrum som för samman forskare som arbetar med tillämpade aspekter inom våtmarksekologi. Forskningen in det föreslagna projektet verkar enligt EUs Vattendirektiv för att säkra god vattenkvalitet, och de svenska miljömålen Giftfri miljö och Begränsad klimatpåverkan.

Finansiering: Crafoorska stiftelsen, Kungl. Skogs-och Lantbruksakademien och Magnus Bergvalls stiftelse. 2015-2016.
Samarbetspartner: Stefan Weisner, Högskolan i Halmstad Våtmarkscentrum.
Kontakt: Hristina Bodin.

Reduktion av läkemedelsrester i avloppsvatten med innovativa biopellets

Flera studier rapporterar att mikroalger och svampar var för sig effektivt reducerar läkemedelsrester i avloppsvatten. Detta projekt syftar därför till att utvärdera förmågan hos biopellets mellan mikroalg och svamp att reducera läkemedelsrester i avloppsvatten. Vår hypotes är att biopelletsen signifikant förbättrar reduktionen på grund av synergieffekter mellan mikroalg och svamp jämfört med obehandlat avloppsvatten. Halten av föroreningar i biopelletsmassan efter utförd rening kommer också att undersökas för att utreda möjligheten att integrera miljövänlig vattenrening med fosforåtervinning. Detta eftersom tidigare forskning visat att biopelletsen fångar in fosfor och därmed kan reducera fosforhalten i avloppsvatten med upp till 85 %.
Biopelletsen kan bli en intressant produkt inom vattenvårds-, biogas-och jordbrukssektorn. Projektet är ett samarbete med Sveriges Lantbruksuniversitet och University of Minnesota (USA).

Finansiering: ÅForsk 2014-2015
Kontakt: Hristina Bodin