AC-baserad tunnskiktsövertäckning – Översikt

Vad innebär AC-baserad tunnskiktsövertäckning?

AC-baserad tunnskiktsövertäckning (AC – Activated Carbon), även kallad ”aktiv tunnskiktsövertäckning med aktivt kol”, är en in situ-åtgärd. Metoden innebär att ett skikt med starkt adsorberande aktivt kol sprids ut över de förorenade sedimenten. Det aktiva kolet blandas därefter ned i den biologiskt aktiva zonen genom naturlig omblandning (bioturbation). Lösta föroreningar kan då adsorberas till det aktiva kolet vilket resulterar i en påtaglig minskning av föroreningarnas biotillgänglighet i sedimentet. Därigenom minskas föroreningsupptag och exponering av organismer i sedimentens biologiskt aktiva zon samt föroreningarnas rörlighet. På engelska heter metoden “active thin-layer capping with activated carbon”.

AC-baserad tunnskiktsövertäckning har sitt ursprung i USA under senare delen av 2000-talet och har p.g.a. sina fördelar gentemot rent mekaniska metoder snabbt fått spridning i hela USA under det senaste årtiondet. Åtgärden har också blivit uppmärksammad i Norge, även om det där finns en viss oro för kolets biologiska påverkan på bottenlevande organismer. Trots att metoden vunnit mark så är den ännu inte lika erkänd och internationellt använd som isolationsövertäckning.

Än så länge har inga fullskaliga projekt med AC-baserad tunnskiktsövertäckning genomförts i Sverige. Däremot har det i Sverige genomförts forskningsprojekt i laboratorieskala och det har genomförts minst ett projekt med isolationsövertäckning där aktivt kol använts.

För vilken typ av föroreningar och områden är metoden lämplig?

AC-baserad tunnskiktsövertäckning används för hantering av en rad sedimentföroreningar, såsom PCB, PAH, dioxiner/furaner, TBT och metylkvicksilver. Den har även använts, i mindre utsträckning, för hantering av vissa metaller i sediment, som t.ex. kvicksilver. Däremot bedöms den ej vara lämplig för behandling av fri fas av organiska föroreningar med begränsad vattenlöslighet (Non-aqueous phase liquids, NAPL) som t.ex. olja eller kreosotolja. Detta beror främst på att dessa tenderar att täcka och blockera den reaktiva ytan hos kolpartiklarna vilket avsevärt minskar deras effektivitet för att binda föroreningar i löst fas.

Eftersom det totala antalet AC-baserade tunnskiktsövertäckningar som genomförts i världen till dags dato (början av 2018) är begränsat är även kunskapen om under vilka förhållanden metoden är mest lämplig begränsad. I princip bör dock de ideala förhållandena för AC-baserad tunnskiktsövertäckning vara liknande de som gäller för övervakad naturlig självrening och förstärkt övervakad naturlig självrening eftersom platser med låg erosion och stabila sedimentbäddar passar alla dessa åtgärder.

Hur fungerar metoden?

Åtgärdsmålen för AC-baserad tunnskiktsövertäckning innefattar att avsevärt minska exponering för och upptag av förorenade sediment hos organismer i sedimentens biologiskt aktiva zon. Ett annat primärt mål är att kraftigt reducera föroreningars rörlighet. Dessa åtgärdsmål möts på följande sätt:

Först läggs ett tunt skikt aktivt kol på sedimentytan.
Därefter får bottenlevande organismer gradvis, genom bioturbation, blanda ner det aktiva kolet i den biologiskt aktiva zonen (se Figur 1), vilket bidrar till en ökad kontakt mellan kolpartiklar och föroreningar lösta i zonens porvatten.
Partiklar av aktivt kol binder föroreningarna och reducerar därmed koncentrationen av lösta föroreningsämnen i porvattnet.
Eftersom föroreningar i löst fas är mycket biotillgängliga leder minskningen av föroreningshalterna i porvattnet till en reduktion av föroreningsexponering, bioackumulering och föroreningsspridning.

Figur 1: Principfigur. Gradvis nedblandning av aktivt kol över tid i den biologiskt aktiva zonen genom bioturbation, (figuren är ej skalenlig). Illustration av Joe Jersak och Peter Harms-Ringdahl.

Hur lång tid tar behandlingen?

Till skillnad från ÖNS, där det kan dröja årtionden till dess att åtgärdsmålen uppnås, visar resultaten från de AC-baserade tunnskiktsövertäckningar som hittills genomförts tydligt att åtgärden kan möta sina mål på relativt kort tid, under gynnsamma omständigheter så snabbt som inom ett år (eller mindre). Därmed blir de huvudsakliga frågorna relaterade till tidsåtgången för AC-baserad tunnskiktsövertäckning: Hur länge kan åtgärden förväntas fortsätta att uppnå åtgärdsmålen? Och hur länge ska effektövervakningen pågå efter att åtgärden slutförts?

En rad faktorer måste beaktas för att kunna svara på dessa frågor. En faktor är hur andra ex situ– och in situ-åtgärder som används på näraliggande platser, samtidigt eller i följd, påverkar den långsiktiga effekten hos en AC-baserad tunnskiktsövertäckning.

Vill du veta mer? Läs vidare i den fördjupade metodbeskrivningen.