uu.seUppsala University Publications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Fördjupad funktionsanalys av Uppsalaåsen: Avskiljning av organiskt material (NOM) vid konstgjord infiltration och kemisk fällning
Uppsala University, Disciplinary Domain of Science and Technology, Earth Sciences, Department of Earth Sciences. Sveriges lantbruksuniversitet, Institutionen för vatten och miljö..
2018 (Swedish)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

Uppsala’s drinking water production is built around the Uppsala esker. Through managed aquifer recharge, surface water from Fyris river is infiltrated into the esker at several sites, in order to enhance the natural groundwater recharge. During 2017 more than 8 million m3 of water was artificially infiltrated, however, by 2100 the infiltration required is expected to increase to 28 million m3 per year. In the last 25 years, 3700 metric tons of dissolved organic carbon (DOC) have been added to the esker through managed aquifer recharge. In Sweden increasing trends of natural organic matter (NOM) in surface water have been observed, this may cause problems when producing drinking water. High concentration of NOM in drinking water can affect the taste and odor of the produced water as well as forming carcinogenic disinfection byproducts (DBPs).

The purpose of this thesis was to investigate the fate of DOC within the esker in between the infiltration site at Tunåsen and the uptake site in Galgbacken. The natural removal of DOC was compared with the removal that could be achieved through chemical flocculation, specifically through jar tests with ferric chloride, FeCl3. Furthermore, another purpose was to evaluate whether or not pre- or post-flocculation should be implemented, in order to secure water availability in the future. Through groundwater sampling along the esker it can be concluded that the esker naturally removes up to 70 % of the DOC in theinfiltrated water, which can be replicated with chemical flocculation when 100 mg of FeCl3 is added per liter of water, when pH is set to 6,2.

By characterizing the organic matter with spectrophotometry and liquid chromatography (LC-OCD) in the investigated groundwater wells, there is evidence that organic matter in the water that is pumped out of the esker mostly consists of high molecular-weight (HMW) compounds >600 Da on average. Through chemical flocculation a vast majority of the HMW compounds can be flocculated. Post flocculation, the largest fraction of organic matter consists of low molecular-weight compounds <500 Da on average. In the future, when larger volumes of water are expected to be infiltrated, a post flocculation step could be implemented after the managed aquifer recharge. This study highlights the ecosystem service that the esker provides to Uppsala, which is a great resource for Uppsalas drinking water production.

Abstract [sv]

Uppsalas dricksvattenproduktion är byggd omkring Uppsalaåsen. Genom att infiltrera ytvatten från Fyrisån på flera platser på åsen förstärkes den naturliga grundvattenbildningen. Under 2017 infiltrerades över 8 miljoner m3 vatten och fram till 2100 beräknas infiltrationsvolymen öka till 28 miljoner m3. Under de senaste 25 åren har 3700 ton löst organiskt material (DOC) tillsats åsen via konstgjord infiltration. I Sverige har ökande halter av naturligt organiskt material (NOM) observerats på flera håll. Vid dricksvattenberedning kan ökande halter av NOM i dricksvatten leda till dålig lukt och smak, men även formation av cancerogena desinfektionsbiprodukter (DBP).

Syftet med det här examensarbetet har varit att undersöka vad som händer med DOC i Uppsalaåsen vid konstgjord infiltration mellan infiltrationsanläggningen i Tunåsen och uttagsbrunnen i Galgbacken. Avskiljningen av DOC på denna åssträcka har jämförts med kemiskfällning med järnklorid, FeCl3, genom med bägarförsök. Ett ytterligare syfte var att undersöka huruvida ett för- eller efterfällningssteg är lämpligt att implementera inför framtida, ökade infiltrationsvolymer. Genom att analysera DOC i grundvattenprover tagna längs med Uppsalaåsen har det visats att åsen naturligt kan avskilja upp till 70 % av DOC i infiltrationsvattnet. Med kemisk fällning uppnås liknande avskiljning av DOC om vattnets pH-värde sänks till pH 6,2–6,5 och 100 mg FeCl3 tillsätts per liter vatten.

Genom att undersöka karaktären av NOM i infiltrations- och grundvattnet med spektrofotometri och kromatografiska analyser (LC-OCD) har det visats att det organiska materialet i grundvattnet som pumpas ut ur åsen främst består av högmolekyläraorganiska föreningar >600 Dalton (Da) i medeltal. Med kemisk fällning kan majoriteten av de högmolekylära föreningarna fällas ut och efter fällning består majoriteten av de kvarvarande organiska föreningarna av lågmolekylära organiska ämnen <500 Da imedeltal. Inför framtida ökade infiltrationsvolymer skulle ett efterfällningssteg vara lämpligt att implementera som ett komplement till den konstgjorda infiltrationen. Studien visar också att den ekosystemtjänst som Uppsalaåsen utgör är en stor tillgång för stadens nuvarande och framtida dricksvattenproduktion.

Place, publisher, year, edition, pages
2018. , p. 48
Series
UPTEC W, ISSN 1401-5765 ; 18 017
Keywords [en]
Artificial groundwater recharge, flocculation, jar test, DOC, ferric chloride, drinking water
Keywords [sv]
Konstgjord infiltration, kemisk fällning, bägarförsök, DOC, järnklorid, dricksvatten
National Category
Water Engineering Water Treatment
Identifiers
URN: urn:nbn:se:uu:diva-357156OAI: oai:DiVA.org:uu-357156DiVA, id: diva2:1238454
Educational program
Master Programme in Environmental and Water Engineering
Presentation
2018-03-02, Skåne, Geocentrum, Villavägen 16, Uppsala, 10:15 (Swedish)
Supervisors
Examiners
Available from: 2018-08-20 Created: 2018-08-13 Last updated: 2018-08-20Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Master_Thesis_Stenberg_O(3816 kB)0 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 3816 kBChecksum SHA-512
8fbf23052f8462fd233bb47304db662bd6efa4399b3459f7baba78227573632f7b7f2fddf6548805424fca896dfd5f383476e19a1aee6cdfa791d0813619eab4
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Earth Sciences
Water EngineeringWater Treatment

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 218 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf