En av de första studierna som utvärderat försedimenteringar i biofilter har nyligen genomförts vid Luleå tekniska universitet. Enligt industridoktorand Robert Furén är en viktig lärdom från studien att det ansamlas höga halter av föroreningar i anläggningarna vilket kräver att drift- och skötselpersonal har korrekt utbildning och att material hanteras med försiktighet.
Robert Furén är industridoktorand på NCC inom kompetenscentret Drizzle vid Luleå tekniska universitet. Där har han de senaste fem åren genomfört en omfattande studie av dagvattenbiofilter i samarbete med det amerikanska lärosätet Ohio State University.
– På NCC ville vi öka kunskapen om hållbarhetsfrågor och dagvatten och konstaterade att det saknades långtidsstudier av biofilter, och då i synnerhet anläggningar som har ett försedimenteringssteg.
Sänka vattenhastigheten för minskad urspolning av sediment
Försedimenteringar i biofilter är relativt nytt i Sverige och har börjat implementeras först under de senaste åren. Enligt Robert Furén är det är också en anledning till att det ännu inte heller finns någon riktigt bra svensk term för denna del i biofiltret. I USA används begreppet ”forebay” och det var också där som tekniken först började användas, framför allt i delstaten Ohio.
– Forebay är ett vanligt begrepp när man pratar om dagvattendammar. I en damm kan det här försedimenteringssteget utgöra en viktig och relativt stor del av anläggningen med syftet att öka sedimentationen av framför allt större partiklar. Forebays i biofilter utgör normalt en mindre del av anläggningen, kanske tio procent, med det primära syftet få ner hastigheten på vattnet och minska risken för urspolning av sediment ur filtren i samband med höga flöden.
I kontakt med Ohio State University fick Robert Furén möjlighet att undersöka totalt 29 biofilter i Ohio, Michigan, och Kentucky. Dessa hade varit i drift i mellan sju och 17 år och ungefär två tredjedelar av anläggningarna var anlagda med en så kallad forebay.
– Med tanke på det lilla antalet studier som genomförts på biofilter med försedimenteringar valde vi att fokusera lite extra på just dessa 20 anläggningar och sedan komplettera med undersökningar av åtta biofilter i Sverige, som också anlagts med en forebay.
Höga koncentrationer av PCB trots förbud
Inom doktorandprojektet har Robert Furén kartlagt och dokumenterat biofiltren på plats med avseende på bland annat utseende, design, storlek, sedimentdjup, men också markanvändningen inom avrinningsområdet. Förutom filtermaterial från biofiltren har sediment från försedimenteringen analyserats vad gäller förekomst och koncentration av 38 olika organiska föroreningar (16 PAH:er, 7 PCB:er, 13 ftalater och 2 fenoler) och sex metaller (kadmium, krom, koppar, nickel, bly och zink).
Analysresultatet har sedan utvärderats och jämförts med andra studier, till exempel där man studerat halter av föroreningar i försedimenteringar i dagvattendammar och i sediment från dagvattenbrunnar.
Koncentrationerna som uppmättes i sedimenten från försedimenteringarna var enligt Robert Furén överraskande höga, och i fallet för metallerna zink, koppar och nickel samt för flera PAH:er överskred halterna Naturvårdsverkets riktvärden för förorenad mark.
– Det som förvånade mig var både den stora förekomsten av olika ämnen, men framför allt att vi fann höga halter av PCB, trots att det ämnet har varit förbjudet så länge i både USA och Sverige! Det får en att fundera på hur länge kemikalier som vi använder idag, exempelvis PFAS, kommer hänga med. Det var även intressant att se att de yngre svenska anläggningarna hade höga halter av föroreningar i försedimenteringarna.
När Robert och hans kollegor var i USA för att utföra provtagningen på biofilteranläggningarna noterade de att sedimentet i försedimenteringarna ofta var flera centimeter tjockt och kolsvart till färgen.
– Samtidigt pratade vi med den personal som gör rent anläggningarna som berättade att de inte hade någon särskild skyddsutrustning vid hantering av sedimenten. Dessutom tömdes det ofta bara i ett närliggande dike vilket definitivt bör undvikas.
Skillnader i föroreningshalter i svenska och amerikanska biofilter
På frågan om det gick att urskilja några likheter eller skillnader vad gäller föroreningar i de svenska och amerikanska biofiltren tycker Robert Furén att man ska vara försiktig med att generalisera med tanke på den mycket stora variation avseende markanvändning, aktiviteter i avrinningsområdet, anläggningens utformning, med mera som gör varje biofilter mer eller mindre unikt. Han menar dock att det går att dra några generella slutsatser vad gäller koncentrationen av vissa ämnen.
– Till exempel var halterna av fenoler mycket högre i USA, liksom vissa PAH:er och några ftalater. Men generellt hade vi lika stor förekomst av olika ämnen och i vissa fall även högre halter i Sverige för metallerna koppar, krom och nickel.
Just skillnaderna i halten av fenoler visar enligt Robert Furén på att de studerade organiska ämnena ofta har lokalt ursprung.
– Finns det till exempel en fabrik som tillverkar färg eller arbetar med plast så kan dessa ämnen ha använts som mjukgörare och då förekommer de troligtvis i mycket högre halter just där. Har man inte dessa lokala källor så hittar man de mer ”allmänt spridda” organiska ämnena, så som PCB.
Robert Furén menar också att halterna av exempelvis PAH:er inte bara varierar mellan USA och Sverige utan också inom USA, mycket beroende på att lagstiftningen kan se olika ut i delstaterna och vilka ämnen som därmed är tillåtna att använda.
– Amerikanerna brukar säga att det går att se skillnader öster och väster om Klippiga bergen, där till exempel Kalifornien har liknande PAH:er som i Europa, medan mellanvästra USA har högre halter av andra PAH:er.
Praktisk betydelse
En av de viktigaste lärdomarna av studien är att det går ganska fort att ackumulera höga halter av föroreningar i försedimenteringen i ett biofilter.
– Därför är det också viktigt att de som arbetar med att avlägsna sediment har erforderlig utbildning och använder rätt skyddsutrustning, så som handskar, men även att man funderar på vad man gör av materialet som tas bort. Idag kan vi se att det finns brister vad gäller båda dessa aspekter.
Många försedimenteringar är inte heller byggda för att kunna underhållas på ett enkelt sätt. Det går kanske inte går att köra fordon ända fram till anläggningen eller så har biofiltret material och former som gör det svårt att gräva ur sedimenten.
– I huvudsak rekommenderar vi ändå att man anlägger biofilter med en forebay, men att den då är designad för enkelt underhåll, att personalen är utbildad, att man har en underhållsbudget och att underhållsarbete sker enligt en plan.
Enligt Robert Furén är det svårt att ange ett exakt intervall på hur ofta varje enskild anläggning behöver driftas. Det behöver i stället de som ansvarar för anläggningen följa upp under de första åren för att kunna göra eventuella justeringar av intervallen.
– Men generellt i Sverige kan det vara en god idé att till exempel ta bort höstlöv och sediment efter sommaren. Även efter vintern kan mycket sand och sediment ha satt igen vissa inlopp som därför kan behöva göras rent.
Rätt anläggning på rätt plats
Avslutningsvis lyfter Robert Furén att det kan vara bra att som beställare tänka till en gång extra när det gäller valet av dagvattenlösning i samband med exploateringsprojekt.
– Det byggs väldigt många biofilter i Sverige just nu, om inte tusentals så i varje fall hundratals. Samtidigt glöms ofta behovet av drift och skötsel bort, vilket leder till att anläggningarna inte ger den nytta som man förväntar sig. Så jag tycker inte att man som beställare ska ha alltför bråttom att välja småskaliga lösningar som biofilter eller gröna tak utan kanske överväga om en större mer central lösning som en till exempel en våtmark kan passa bättre. Det här är ett budskap som vi på NCC försöker förmedla till våra beställare och något som resultatet från studien också understryker.
Robert Furéns disputation äger rum den 28 februari 2025 och den fullständiga avhandlingen kommer att bli tillgänglig efter det. Via länkarna nedan kan du redan nu ta del av några av delstudierna som ingår i avhandlingen.
