The potential for Binding PFAS Using Biochar and Phytoremediation
(2021) In Student thesis series INES NGEM01 20211Dept of Physical Geography and Ecosystem Science
- Abstract
- PFAS is a group of long-lasting chemicals with multiple known toxicological effects which has been found everywhere in nature. One of the possible source points of PFAS is via landfill through leachate leaving the area. It is therefore important to investigate and implementing remediation techniques to reduce the contamination risk. This thesis focuses on two components, first a literature study with the goal of collecting information regarding PFAS and how they are affected by biochar and phytoremediation. The second part focuses on a landfill outside of Höganäs and the usages of Salix and Miscanthus to decrease the leachate volumes within the area, as well as investigating Salix for phytoremediation of PFAS. The leachate uptake for both... (More)
- PFAS is a group of long-lasting chemicals with multiple known toxicological effects which has been found everywhere in nature. One of the possible source points of PFAS is via landfill through leachate leaving the area. It is therefore important to investigate and implementing remediation techniques to reduce the contamination risk. This thesis focuses on two components, first a literature study with the goal of collecting information regarding PFAS and how they are affected by biochar and phytoremediation. The second part focuses on a landfill outside of Höganäs and the usages of Salix and Miscanthus to decrease the leachate volumes within the area, as well as investigating Salix for phytoremediation of PFAS. The leachate uptake for both species was calculated using a Penman – Monteith equation for the evapotranspiration, from which water balances for the landfill could be made, and the PFAS uptake used an equation where that was based on the biomass production. The literature review showed that the combination of biochar and phytoremediation could be useful as these two techniques targets different variations of PFAS which shows a potential for them to target a larger range of PFAS variations if they were to be applied together and should be further investigated. The case study results showed that Miscanthus and Salix can be useful to reduce the amount of leachate within the landfill, leading to lower release rates from the landfill. Furthermore, based solely on biomass production it does seem that Salix can be useful for accumulating PFAS which can then be removed from the landfill.
Key words: Physical geography, ecosystem analysis, PFAS, Per-and polyfluoroalkyl substances, remediation, phytoremediation, biochar (Less) - Popular Abstract (Swedish)
- PFAS är en grupp kemikalier med olika toxiska egenskaper och som har spridat sig idag överallt i naturen. Gruppen är vanligt förekommande inom olika konsumentprodukter som slutligen hamnar på deponier i form av avfall och kan där ifrån släppas ut via lakvatten. För att förhindra utsläpp och minska spridningsrisken av PFAS från deponier så är det viktigt att undersöka och anlägga fungerande saneringsmetoder för att motverka denna spridning.
De två saneringsmetoderna som undersökts i denna uppsats är biokol och fytosanering. Biokol är en form av kol som skapas genom att bränna råvara vid höga temperaturer i syrefattiga miljöer. Främst så används biokol som en jordförbättrare för att öka markhälsan och hjälpa växter att växa. Genom de porösa... (More) - PFAS är en grupp kemikalier med olika toxiska egenskaper och som har spridat sig idag överallt i naturen. Gruppen är vanligt förekommande inom olika konsumentprodukter som slutligen hamnar på deponier i form av avfall och kan där ifrån släppas ut via lakvatten. För att förhindra utsläpp och minska spridningsrisken av PFAS från deponier så är det viktigt att undersöka och anlägga fungerande saneringsmetoder för att motverka denna spridning.
De två saneringsmetoderna som undersökts i denna uppsats är biokol och fytosanering. Biokol är en form av kol som skapas genom att bränna råvara vid höga temperaturer i syrefattiga miljöer. Främst så används biokol som en jordförbättrare för att öka markhälsan och hjälpa växter att växa. Genom de porösa egenskaperna av biokol så kan materialet användas för att binda PFAS till dess yta. Fytosanering är en teknik där man använder växter för att ta upp toxiska ämnen från marken. Växterna skördas och bränns för att neutralisera de toxiska ämnena. I relation till PFAS bör växterna brännas vid höga temperaturer för att få bort så mycket PFAS som möjligt. Dessa två tekniker har testats i relation med andra former av föroreningar, såsom föroreningar av tungmetaller där de visade potential. Därmed är det av intresse att undersöka om teknikerna passar för PFAS föroreningar.
Möjligheten att använda biokol och fytosanering undersöktes genom en litteraturstudie med fokus på att inhämta information om PFAS och hur de påverkas av biokol och fytosanering. Fytosanerings-metoden undersöktes närmare genom att undersöka om metoden skulle kunna fungera på en deponi utanför Höganäs i södra Sverige. Detta gjordes genom att beräkna vattenflödet inom deponin och i två utvalda växter, Pilträd och Elefantgräs för att kunna bedöma om anläggningen kan hantera vattenmängderna inom deponin. Till sist skapades en vattenbalans för att undersöka hur mycket lakvatten som kommer behöva släppas från deponin. Vidare undersöktes det potentiella upptaget av PFAS i Pilträd.
Litteraturstudien visade att kombinationen av biokol och fytosanering skulle kunna vara användbar då dessa två tekniker fokuserar på olika varianter av PFAS. Det betyder att kombinationen av biokol och fytosanering skulle komma åt en större variation av PFAS kemikalier om de skulle användas tillsammans. Undersökningen av deponin utanför Höganäs visade att både Pilträd och Elefantgräs skulle kunna minska mängden lakvatten från deponin, och därmed minska utsläpp av lakvatten och PFAS. Vidare visade beräkningarna av PFAS upptaget att Pilträd skulle kunna användas för att ta upp PFAS med en potential för att ackumulera upp till 19 gram PFAS (77 % av den totala PFAS koncentrationen) efter 4 år, som sedan kan tas bort från deponin.
Nyckelord: Naturgeografi, ekosystemanalys, PFAS, Per- och polyfluoralkyl substanser, sanering, fytosanering, biokol (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/9059536
- author
- Svensson, Josefin Alice Maria LU
- supervisor
- organization
- course
- NGEM01 20211
- year
- 2021
- type
- H2 - Master's Degree (Two Years)
- subject
- keywords
- Physical geography, ecosystem analysis, PFAS, Per-and polyfluoroalkyl substances, remediation, phytoremediation, biochar
- publication/series
- Student thesis series INES
- report number
- 550
- language
- English
- additional info
- External supervisors: Anja Enell and Michael Pettersson, Swedish Geotechnical Institute
- id
- 9059536
- date added to LUP
- 2021-06-29 10:50:26
- date last changed
- 2021-06-29 10:50:26
@misc{9059536,
abstract = {{PFAS is a group of long-lasting chemicals with multiple known toxicological effects which has been found everywhere in nature. One of the possible source points of PFAS is via landfill through leachate leaving the area. It is therefore important to investigate and implementing remediation techniques to reduce the contamination risk. This thesis focuses on two components, first a literature study with the goal of collecting information regarding PFAS and how they are affected by biochar and phytoremediation. The second part focuses on a landfill outside of Höganäs and the usages of Salix and Miscanthus to decrease the leachate volumes within the area, as well as investigating Salix for phytoremediation of PFAS. The leachate uptake for both species was calculated using a Penman – Monteith equation for the evapotranspiration, from which water balances for the landfill could be made, and the PFAS uptake used an equation where that was based on the biomass production. The literature review showed that the combination of biochar and phytoremediation could be useful as these two techniques targets different variations of PFAS which shows a potential for them to target a larger range of PFAS variations if they were to be applied together and should be further investigated. The case study results showed that Miscanthus and Salix can be useful to reduce the amount of leachate within the landfill, leading to lower release rates from the landfill. Furthermore, based solely on biomass production it does seem that Salix can be useful for accumulating PFAS which can then be removed from the landfill.
Key words: Physical geography, ecosystem analysis, PFAS, Per-and polyfluoroalkyl substances, remediation, phytoremediation, biochar}},
author = {{Svensson, Josefin Alice Maria}},
language = {{eng}},
note = {{Student Paper}},
series = {{Student thesis series INES}},
title = {{The potential for Binding PFAS Using Biochar and Phytoremediation}},
year = {{2021}},
}