Investigation of Particle and Heavy Metal Removal and Detergent Degradation in Sedimented Tunnel Wash Water
Master thesis
Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/2779433Utgivelsesdato
2020Metadata
Vis full innførselSamlinger
Sammendrag
Noreg har mange vegtunnelar, som treng jamleg vasking på grunn av trafikktryggleik og vedlikehald.Vaskevatnet inneheld mykje partiklar, og er ureina av tungmetall, PAH, vaskemiddel og mikroplast. Deter vist at vatnet har økotoksiologiske effektar, og det er anbefalingar om reinsing før det blir slept tilresipient. I nyare tunnelar i Noreg har dette vanlegvis blitt implementert som eit innandørssedimentasjonsbasseng som første reinsesteg. Vatnet vert oppbevart her i omlag 30 dagar,hovudsakleg for å bryte ned vaskemidla og for å fjerne partiklar. Det er lite kunnskap om reinseeffektenav dette; slik som kor bra vaskemidla vert nedbrotne i dei mørke og kalde omgivnadene, og kva somskjer med dei oppløyste ureiningane.
I denne studien vart tunnelvaskevatn henta frå tre tunnelar i Oslo og lagra kjølig i 35 dagar. I løpet avden tida vart dei følgande parametrane overvaka: totalt tørrstoff (TS) , totalt suspendert stoff (TSS),turbiditet, partikkelstorleiksfordeling, pH, konduktivitet, innhald av vaskemiddel (ved å sjå på oppløystorganisk karbon og eksklusjonskromatografi), metallkonsentrasjonar og oppløyst oksygen.Resultata viser ein tydeleg reduksjon av TSS (88-91%) og turbiditet (80-95%) . Målt pH heldt seg stabilrundt 8. Ein konsentrasjon av TS på 1.16-2.34 g/L vart målt etter sedimentering, som truleg kjem fråvegsalt. Konsentrasjonen av oppløyst oksygen vart i nokre tilfelle redusert til anaerobe forhold og einliten nedgang i oppløyst organisk karbon vart observert, som kan indikere nedbryting av vaskemidla.Dette burde imidlertidig undersøkast vidare. Partikkelstorleiksfordelinga viste mange små partiklar <10μm. Metallfraksjonane > 1.2 μm vart tydeleg redusert, medan dei mindre fraksjonane såg ikkje ut til åbli fjerna.
Resultata viser ein tydeleg reduksjon av TSS (88-91%) og turbiditet (80-95%). Målt pH heldt seg stabilrundt 8. Ein konsentrasjon av TS på 1.16-2.34 g/L vart målt etter sedimentering, som truleg kjem fråvegsalt. Konsentrasjonen av oppløyst oksygen vart i nokre tilfelle redusert til anaerobe forhold og einliten nedgang i oppløyst organisk karbon vart observert, som kan indikere nedbryting av vaskemidla.Dette burde imidlertidig undersøkast vidare. Partikkelstorleiksfordelinga viste mange små partiklar <10μm. Metallfraksjonane > 1.2 μm vart tydeleg redusert, medan dei mindre fraksjonane såg ikkje ut til åbli fjerna.
Etter sedimentering var TSS konsentrasjonen i vatnet under den mykje brukte grensa på 100 mg/L.Totalkonsentrasjonen av kobber og sink enda opp i EQS klasse 2 eller 4, avhengig av type resipient(ferskvatn eller sjøvatn). På grunn av dei høge metallkonsentrasjonane, kombinert med usikkerheiterrundt nedbryting av vaskemidla, burde eit andre reinsesteg verte vurdert. Norway has many road tunnels in need of regularly washing due to traffic safety and maintenance. Thewash water contains a high number of particles and a wide spectrum of pollutants such as heavymetals, PAH, detergents, and microplastics. The water is proven to have ecotoxicological effects andthere are national recommendations for treatment before releasing it to recipients. For newer tunnelsin Norway, this has commonly been implemented as closed sedimentation basins as a first treatmentstep. The water is stored in these basins for approximately 30 days, mainly to achieve detergentdegradation and particle removal. However, there is little knowledge about the treatmentperformance during this time; such as to what extent detergents degrade in the dark and coldconditions; and the fate of dissolved pollutants in the system.
In this study, tunnel wash water was collected from three tunnels in Oslo, Norway, and stored insedimentation columns in a cooled environment for 35 days. During that time the followingparameters were monitored: total solids (TS), total suspended solids (TSS), turbidity, particle sizedistribution, pH, conductivity, detergent content (by dissolved organic carbon and size-exclusionchromatography), metal concentrations, and dissolved oxygen.
Sedimentation reduced TSS with 88-91% and turbidity with 80-95%. The pH stayed stable at around 8.A total solid concentration of 1.16-2.34 g/L was measured after the sedimentation, most probablyoriginating from road salt. Dissolved oxygen concentration decreased down to anaerobic condition insome cases, and a small reduction in dissolved organic carbon was observed, which may indicate somedetergent degradation. The particle size distribution showed many small particles with a diameter <10μm. The >1.2 μm fraction of the analysed metals got significantly reduced, while no clear removal ofthe smaller fractions was seen.
The effluent TSS concentration was lower than the commonly used limit of 100 mg/L. The effluent totalconcentration of copper and zink were within EQS class 2 or 4, depending on the type of recipient(fresh water or sea water). Due to the high effluent metal concentrations, combined with uncertaintiesabout detergent degradation, a second treatment step after sedimentation is recommended.