Erlandsson, SLU - Color of water - Svenskt Vatten

Organiskt material i Stockholms dricksvattentäkter – en
synoptisk studie av variationer i egenskaperna hos
organiskt material i Mälaren
Martin Erlandsson 1 , Dolly Kothawala 2 , Lars Tranvik 2 , Gesa Weyhenmeyer 2 ,
Dan Berggren Kleja 3 , Per Ericsson 4 Martyn Futter 1 and Stephan J. Köhler *1
1
Institutionen för Vatten och Miljö, SLU , SLU Uppsala, Sweden, P.O. Box 7050, phone + 46 18 673826, fax + 46 18
673156, Stephan.kohler@slu.se
2
Uppsala universitet, Limnologi Norbyv. 18 D 75236 Uppsala, Sweden
3
Statens geotekniska institut, Kornhamnstorg 61, 1tr, 111 72 Stockholm, Sweden
4
Norrvatten Box 2093, 169 02 Solna, Sweden

Color of Water Formas Starka forskningsmiljöer, 2010-20142014
Interaktion med klimat och effekter på drickvattentäkter
4. MODELLERING
OCH
PROGNOSER
1. FJÄRRANALYS
2. RENING AV
DRICKSVATTEN
3. SJÖPROCESSER OCH
3. SJÖPROCESSER OCH
KOLCYKELN

• DOC – Dissolved Organic Carbon
• Stora, komplexa organiska föreningar
Transportör
för toxiska
spårämnen
surhet
färg

12
10
• DOC i vatten ökar
8
över stora delar av
6
0.1
4
norra halvklotet –
2
kanske även i
0
0
januari 1993 oktober 1995 juli 1998 april 2001 januari 2004 oktober 2006 juli 2009 april 2012
Mälaren?
time
Abs 420
TOC
[mg L ‐1 ]
0,16
• Vattnets färg
0,14
samvarierar inte alltid
0,12
0,10
med koncentrationen
0,08
DOC – karaktären
0,06
0,04
och källan kan
1970 1980 1990 2000
Absorbans (medel) 1970-2005 i 28
större vattendrag
År
variera!
0.2
0.15
0.05
Abs. F 420nm/5cm

Olik käll i kt k l
Olika källor av organiskt kol
ger olika egenskaper!

Variation i DOC-koncentration
inom Mälaren

8 provpunkter för
utfällningsförsök

Labexperiment i Mälaren
-Metoder-
”Bench scale”-experiment: Utfällning med [Al 2 (SO 4 ) 3 ](som i
vattenverket)
t)
”Fingeravtryck” av det organiska materialet
• Absorptionsspektra
• Fluorescensspektra
• Bestämning av surhet och metaller
V i ti k l t k ktä
Variation av kolets karaktär
Effektivitet vid utfällning

Absorptionsspektra – hur mycket ljus av olika våglängder
som provet absorberar
0.6
0.5
Best spectra (korr)
Dos 1 (korr)
Abso orbance
0.4
0.3
Dos 2 (korr)
Dos 3 (korr)
Dos 5 (korr)
0.2
0.1
0
200 250 300 350 400 450 500 550 600
Wavelength
UV
Vis

70
60
50
Kan vi prediktera hur mycket av
DOC som går att fälla ut?
ng
% remainin
40
30
20
10
70
0
DOC A(UV) A(Vis)
60
r 2 adj = 0.81
Färgat organiskt
materialet
är lättare att fälla ut än
ofärgat
Predicted (%)
50
40
30
30 40 50 60 70
Removal (%)

Fluorescensspektra – ett mer sofistikerat ´fingeravtryck´
550
p
2,50
FI Raw
500
2,25
FI Floc
Em m. (nm)
450
400
350
300
300 400
Ex. (nm)
2,00
1,75
1,50
3 9 17 51 54 54 57

• Variation i DOCkoncentration
och
karaktär i Sverige –
sjöar med höga DOCkoncentrationer
har
också mer ´färgat´ kol.
0,06
0,05
/TOC
A 254 /
0,04
0,03
0,02
0,01
000 0,00
0 10 20 30 40 50
TOC mg/l
Data for GIS provided by www.lantmateriet.se

Sammanfattning
• DOC-halterna ökar i många svenska vatten
• Även karaktärenktä varierar över tid och rum
• DOC-karaktären avgör hur lätt det kan
fällas ut
• Genom karaktärisering kan vi prediktera
hur mycket DOC som kan tas bort i en
potentiell drickvattentäkt

Kommande forskning
Ytterligare möjligheter
• Kvantifiera olika källor för DOC • Prediktion av DOC
• Utveckla metoder att
koncentrationer och vattenfärg
karaktärisera DOC
för Mälaren 2010-2100
2100
• Utvidga underlaget – fler
vattenprov från Mälaren och
andra delar av Sverige
• Utveckla effektiva metoder för
att fälla ut DOC från
dricksvatten
Kontaktperson: stephan.kohler@vatten.slu.se