PFAS i dricksvatten
Transcription
PFAS i dricksvatten
PFAS i dricksvatten - förekomst och rening Philip McCleaf, Lutz Ahrens, Karin Wiberg Nationell dricksvattenkonferens, Malmö, 19-20 april 2016 PFAS i dricksvatten (Uppsala, Tullinge, Kallinge) Domagalski, Johnson, 2012, U.S. Geological Survey Fact Sheet 2012-3004, 4 p. PFASs - Per- and Polyfluoroalkyl Substances PFOS Unika fysikalisk-kemiska egenskaper Surfaktanter – C–F → stark bindningsenergi – Hydrofob grupp (“svansen“) och – hydrofil grupp (“huvudet“) Global distribution – allmänt spridda Giesy and Kannan, 2001, Environ Sci Technol, 35, 1339-1342 Per- och polyfluoralkylerade ämnen Perfluoroalkane sulfonamidoacetic acids O H H (FOSAAs) F OH S C F C N O F O R F Fn Perfluorooctane sulfonamidoethanols O H H F (FOSEs) OH S C F C N O F R H H F Fx n:2 Fluorotelomer sulfonic acids (FTSAs) O F H H S OH F O F F Fn H H Perfluorooctane sulfonamides (FOSAs) Perfluoroalkyl carboxylic acids (PFCAs) F F F OH CF2 n C O F F F F O H S O N R Fn Perfluoroalkane sulfonic acids (PFSAs) F F F CF2 n O S OH O Per- och polyfluoralkylerade ämnen Perfluoroalkane sulfonamidoacetic acids H H (FOSAAs) F FOSAA O OH N-MeFOSAA S C F C N-EtFOSAA N O F O R F Fn Perfluorooctane sulfonamidoethanols O H H F (FOSEs) N-MeFOSE OH S C F N-EtFOSE C N O F R H H F Fx n:2 Fluorotelomer sulfonic acids (FTSAs) O F H H F 6:2 FTSA S OH O F F Fn H H Perfluorooctane sulfonamides (FOSAs) F FOSA O N-MeFOSA H S F N-EtFOSA N Perfluoroalkyl carboxylicPFDoDA acids (PFCAs) PFBA PFOA PFOcDA PFPeA PFNA F PFTriDA OH CF 2 PFHxA FPFDA PFTeDA C n PFHpA PFUnDA PFHxDA O F F O F Fn R Perfluoroalkane sulfonic PFBS acids (PFSAs) O F PFHxS CF2 PFOS S OH F n PFDS O F 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 PFAS-halter i svensk miljö IVM-rapport 2016:2, Sveriges lantbruksuniversitet (SLU) 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 PFBA PFPeA PFHxA Summa PFAS7 Summa PFAS11 PFPeA C3 perfluorerad kolkedje-längd C 4 Perfluorerad kolkedjelängd C5 PFHpA C C4 PFHxA PFOA C C75 PFNA PFHpA C8 C 6 PFDA C97 PFBS C4 PFBS PFHxS C C64 PFOS PFHxS C8 C 6 PFOS C8 PFOA 6:2 FTSA 6 C 6:2 fluortelomer sulfonsyra (ej perfluorerad) PFAS7 i råvatten till dricksvatten n=1283 (även äldre studier) 16% 0,5% Blå linje Orange linje åtgärdsgräns 90 ng L-1 åtgärdsgräns 900 ng L-1 NV rapport 6709 Reningstekniker för dricksvatten Samarbete Uppsala Vatten – SLU (Lutz Ahrens) 1) Jonbytesteknik (AE) AE 2) Granulerat aktivt kol (GAC) GAC 3) Membran teknik Ut: Permeat (renat vatten) In Koncentrat (till avlopp) PFAS Treatment Experiments Trial 1 Activated carbon (5 types) and anion exchange (2 types) 20 rpm Peristaltic pump Time: 100 days Contact time: 5-6 min Bed volume: 400 mL reservoir Trial 2 Activated carbon (bituminous coal) and anion exchange resign GAC 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 175 ml AE reservoir Trial 1: Stadsträdgården Trial 2: Spiked drinking water Trial 1 and 2: Column experiments Activated Carbon (GAC) and Anion Exchange Borttagen graf Trial 2: Column experiments Anion Exchange (AC) vs Activated Carbon (GAC) AE (after 217 days) Borttagna grafer GAC (after 217 days) Full-scale Bäcklösa Drinking Water Treatment Plant Sunnersta Aeration Softening Filtration Desinfection StadsträdgårdenKrönåsen Aeration Softening Filtration Activated carbon (AC) Drinking water reservoir Pilot-scale Trial 3 Nanofiltration membrane Concentrate ... inlet Permeate Activated carbon (GAC) Anion Exchange (AE) Full-scale Bäcklösa Drinking Water Treatment Plant Sunnersta Aeration Softening Filtration Desinfection StadsträdgårdenKrönåsen Aeration Softening Filtration Activated carbon (AC) Drinking water reservoir Pilot-scale Trial 3 Nanofiltration membrane Concentrate ... inlet Permeate Activated carbon (GAC) Anion Exchange (AE) 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 Tack! Contact: [email protected] Contact: [email protected]