Contaminated soils - risk assessment and remediation
Information from the course leader
Välkommen till kursen "Förorenad mark"!
Vi samlas i Sal X i Ulls hus kl 13.15 måndag 29 augusti för upprop och kursinformation. Ett preliminärt schema finns tillgängligt här på kurshemsidan (knapp till höger).
Nu planerar vi för ett ett normalläge med campusundervisning även om arbetet under projektdelen av kursen kommer erbjuda hög grad av flexibilitet. Jag ser verkligen fram emot att börja undervisa "på riktigt" igen. Kursens tema är högaktuellt med många larmrapporter i media, bland annat då om giftigt gruvavfall och brandövningsplatser som läcker PFAS.
All litteratur är elektronisk och kommer att finnas tillgänglig på Canvas.
Hör av dig om det är något du undrar över.
Varmt välkommen!
Dan Berggren Kleja, kursansvarig
Course evaluation
The course evaluation is now closed
TE0020-10083 - Course evaluation report
Once the evaluation is closed, the course coordinator and student representative have 1 month to draft their comments. The comments will be published in the evaluation report.
Additional course evaluations for TE0020
Academic year 2024/2025
Contaminated soils - risk assessment and remediation (TE0020-10255)
2024-09-02 - 2025-01-19
Academic year 2023/2024
Contaminated soils - risk assessment and remediation (TE0020-10428)
2023-08-28 - 2024-01-14
Academic year 2021/2022
Contaminated soils - risk assessment and remediation (TE0020-10194)
2021-08-30 - 2022-01-16
Academic year 2020/2021
Contaminated soils - risk assessment and remediation (TE0020-10272)
2020-08-31 - 2021-01-17
Academic year 2019/2020
Contaminated soils - risk assessment and remediation (TE0020-10106)
2019-09-02 - 2020-01-19
Academic year 2018/2019
Contaminated soils - risk assessment and remediation (TE0020-10118)
2018-09-03 - 2019-01-20
Syllabus and other information
Syllabus
TE0020 Contaminated soils - risk assessment and remediation, 20.0 Credits
Förorenad mark - riskbedömning och åtgärderSubjects
Soil Science Technique Soil scienceEducation cycle
Master’s levelModules
| Title | Credits | Code |
|---|---|---|
| Theory module | 10.0 | 0202 |
| Project module | 10.0 | 0203 |
Advanced study in the main field
Second cycle, has only first-cycle course/s as entry requirementsMaster’s level (A1N)
Grading scale
The grade requirements within the course grading system are set out in specific criteria. These criteria must be available by the course start at the latest.
Language
SwedishPrior knowledge
Knowledge equivalent to:• 120 ECTS first-cycle courses, including
• 70 ECTS Technology,
• 15 ECTS Chemistry,
• 10 ECTS Biology,
• 10 ECTS Soil Sciences or Earth Sciences
and
• a level of Swedish equivalent to the general entry requirements to Swedish first-cycle courses and study programmes.
Objectives
The general aim of the course is to make students capable of handling the chain of actions pertaining to remediation of contaminated land, ranging from investigation and risk assessment to design of soil remediation and control programmes; they should also acquire a good understanding of the underlying theories and assumptions of computing models used to estimate contaminant transport and risk assessment.
On completion of the course, the student should be able to:
• carry out a preliminary investigation as well as design a sampling protocol for contaminated land,
• carry out both a simplified and detailed risk assessments for areas contaminated with metals and/or organic substances,
• understand mechanisms of transport, turnover and effects in the environment of different organic pollutants and metals,
• use some common computer-based models for transport of contaminants in soil and groundwater,
• carry out an investigation and risk evaluation for different types of contaminated areas,
• account for preconditions and methods for remediation of contaminated soil,
• search and evaluate scientific information critically.
Content
The course is part of the ‘Soil and Environment’ semester within the programme. It consists of a 10-ECTS project and a 10-ECTS theoretical part intimately connected to the project. The project part is carried out as case assignments performed by student groups and dealing with, for instance, land set aside for building and previously exposed to contamination from a petrol station, surface treatment of metals or wood impregnation etc. Although the project is introduced in the beginning of the course, its major part is performed during the second half of the course. The project is divided into parts that that reflect the phases of realistic treatment of contaminated land.
The course content follows the different parts of the project: site investigation, risk assessment, remediation design and monitoring programs. The site-investigation part treats data collection from existing sources, sampling techniques (soil, sediment, surface water and ground water), as well as design of a sampling protocol. Central concepts in the risk assessment part are soil- and water chemistry of contaminants, transport of contaminants in soil- and groundwater as well as toxicology. Strong emphasis is placed on The Swedish Environmental Protection Agency’s risk assessment protocol, which is used and critically examined during the course. The remediation-design part treats different methods for soil remediation, including the preconditions for soil remediation. New, ‘green’ methods, such as bio- and phytoremediation, are described as well as conventional methods like soil washing. The remediation-design part also includes general costing estimates for remediation, risk evaluation and design of control programs.
The teaching is given as lectures, case studies, study visits, computer exercises and seminars. The project work is carried out in collaboration with companies and/or public authorities and is followed by oral and/or written presentation. Also guest lectures by representatives from companies and public authorities occur. Active participation in exercises as well as implementation and presentation of project work are compulsory.
Grading form
The grade requirements within the course grading system are set out in specific criteria. These criteria must be available by the course start at the latest.Formats and requirements for examination
The following is required for a pass mark on course:
• passed written examination,
• passed presentations of exercises and literature assignments,
• passed written and/or oral presentations of the project,
• approved participation in compulsory components.
If a student has failed an examination, the examiner has the right to issue supplementary assignments. This applies if it is possible and there are grounds to do so.
The examiner can provide an adapted assessment to students entitled to study support for students with disabilities following a decision by the university. Examiners may also issue an adapted examination or provide an alternative way for the students to take the exam.
If this syllabus is withdrawn, SLU may introduce transitional provisions for examining students admitted based on this syllabus and who have not yet passed the course.
For the assessment of an independent project (degree project), the examiner may also allow a student to add supplemental information after the deadline for submission. Read more in the Education Planning and Administration Handbook.
Other information
The right to participate in teaching and/or supervision only applies for the course instance the student was admitted to and registered on.
If there are special reasons, students are entitled to participate in components with compulsory attendance when the course is given again. Read more in the Education Planning and Administration Handbook.
Responsible department
Department of Soil and Environment
Cooperating departments:
Further information
Litterature list
Provtagning, geostatistik
SGF, 2013. Fälthandbok – Miljötekniska markundersökningar. Rapport 2:2013. Svenska Geotekniska Föreningen (handbok, används idag inom branschen vid markunderssökningar)
Fälthandboken finns nu även på nätet, i en vidareutvecklad version, på SGF:s hemsida: Undersökningsportalen (www.fororenadeomraden.se/index.php/undersoekningar).
SGF, 2011. Hantering och analys av prover från förorenade områden - osäkerheter och felkällor. Rapport 3:2011. Sveriges Geoteknisk Förening (handbok för provhantering, läses översikligt)
Norrman, J. et al. 2009. Metodik för statistisk utvärdering av miljötekniska undersökningar i jord. Naturvårdsverket Rapport 5932. Kapitel 5 & 6. (introduktion till geostatistik)
P. Goovaerts. 1999. Geostatistics in soil science: state-of-the-art and perspectives. Geoderma 89: 1–45 (fördjupande artikel geostatistik, delar läses kursivt)
Bilaga 2 i “Naturvårdsverket. 2009. Riskbedömning av förorenade områden. En vägledning från förenklad till fördjupad riskbedömning. Rapport 5977.” (se nedan)
Lagstiftning förorenade områden och avfallshantering
Bilaga 2 och 3 i ”Naturvårdsverket. 2009. Att välja efterbehandlingsåtgärd. En vägledning från övergripande till mätbara åtgärdsmål. Rapport 5978.” (läses kursivt)
Riskbedömning / NV:s vägledningsmaterial
*Rapport 4918 och 5976-5978 nedan är Naturvårdsverkets vägledningar vad gäller hantering av förorenade områden. Sätter ramarna för arbetet i Sverige. Riktvärdena för vissa ämnen reviderades under sommaren 2016, se *http://www.naturvardsverket.se/Stod-i-* **miljoarbetet/Vagledningar/Fororenade-omraden/Riktvarden-for-fororenad-mark/Berakningsverktyg- **och-nya-riktvarden/*
Naturvårdsverket. 1999. Metodik för inventering av förorenade områden. Rapport 4918. http://www.naturvardsverket.se/Documents/publikationer/620-4918-6.pdf (här beskrivs MIFO- metodiken. Läs översiktligt)
Naturvårdsverket. 2009. Att välja efterbehandlingsåtgärd. En vägledning från övergripande till mätbara åtgärdsmål. Rapport 5978. http://www.naturvardsverket.se/Documents/publikationer/978-91-620-5978-1.pdf
Naturvårdsverket. 2009. Riskbedömning av förorenade områden. En vägledning från förenklad till fördjupad riskbedömning. Rapport 5977. http://www.naturvardsverket.se/Documents/publikationer/978-91-620-5977-4.pdf
Naturvårdsverket. 2009. Riktvärden för förorenad mark. Modellbeskrivning och vägledning Rapport 5976. http://www.naturvardsverket.se/Documents/publikationer/978-91-620-5976-7.pdf (läs s. 1-107, resten kursivt)
Riskbedömning / ekotoxicitet
Wright, D. A. Welbourn, P. 2001. Environmental Toxicology. Cambridge University Press, 665 sidor. (kapitel 1 kursivt, kapitel 2 noggrant)
Jensen J., Mesman M. 2006. Ecological Risk Assessment of Contaminated Land. Decision support for site specific investigations. EU-project Liberation. RIVM report 711701047. RIVM, Nederländerna. http://www.rivm.nl/bibliotheek/rapporten/711701047.pdf
Gilek et al. 2009.Metodik för miljöriskbedömning av förorenade områden. Naturvårdsverket Rapport 5928. http://www.swedishepa.se/Documents/publikationer/978-91-620-5928-6.pdf (Svenska exempel, överlappar Jensen och Mesma, kan läsas som alternativ)
Paquin, P.A. et al. 2002. The biotic ligand model: a historical overview. Comparative Biochemistry and Physiology Part C 133: 3–35. (översikt BLM-modellen)
Deleebeeck N.M.E. et al. 2008. The acute toxicity of nickel to Daphnia magna: Predictive capacity of bioavailability models in artificial and natural waters. Ecotoxicology and Environmental Safety 70: 67–78 (exempel på tillämpning av BLM modellen)
Exponerings- och fugacitetsmodellering
Gustafsson, J. P., Jacks, G., Simonsson, M. & Nilsson, I. 2010. Mark- och vattenkemi – teori. Inst. för mark- och vattenteknik, KTH (teorikompendium, tryckt 2010 eller senare). (Kapitel 8 ger bra stöd till föreläsningsanteckningarna)
F. A. Swartjes. 2009. Evaluation of the variation in calculated human exposure to soil contaminants using seven different European models. Human and Ecological Risk Assessment, 15: 138–158. (internationell utblick avseende exponeringsmodellering , läses översiktligt)
Wiberg, K. et al. 2007. Model Selection and Evaluation for Risk Assessment of Dioxin-contaminated Sites. Ambio. 36: 458-466. (för att ge inblick i tillgängliga exponeringsmodeller, läses översiktligt)
Åberg A. et al. 2010. Exposure assessment at a PCDD/F contaminated site in Sweden – field measurements of exposure media and blood serum analysis. *Environ. Sci. Pollut. Res., *17(1): 26-39. (en svensk fältstudie, läses översiktligt)
Åberg A.et al. 2015**. **Performance of the CalTOX fate and exposure model in a case study for a dioxin contaminated site, *Environ. **Sci. Pollut. Res., *22:8719–8727. (en svensk exponeringsmodellerings-studie, använder data från Åberg et al. 2010, läses översiktligt)
Riskbedömning av PFAS
Pettersson, M, Ländell, M, Ohlsson, Y, Berggren Kleja, D, Tiberg, C (2015) Preliminära riktvärden för högfluorerade ämnen (PFAS) i mark och grundvatten. Statens geotekniska institut, SGI Publikation 21, Linköping.
Riskbedömning / löslighet och transport
Gustafsson, J. P., Jacks, G., Simonsson, M. & Nilsson, I. 2010. Mark- och vattenkemi – teori. Inst. för mark- och vattenteknik, KTH (teorikompendium, tryckt 2010 eller senare). (Kapitel 8 och 10)
Gustafsson. J.P. Modeling the Acid–Base Properties and Metal Complexation of Humic Substances with the Stockholm Humic Model. 2001. Journal of Colloid and Interface Science **244, **102–112. (*originalartikel SHM-modellen, läs översiktligt*)
Elert M. et al., 2008. Föroreningsspridning – tillämpning och utvärdering av metoder. Naturvårdsverket Rapport 5834. (en teoretisk och praktisk beskrivning av metodik för att bedöma spridning av metaller inom och ifrån ett förorenat område. Läs översiktligt, ej Kapitel 4)
Nedan tre rapporter med fördjupning inom laktester (läses översiktligt, möjlig fördjupning i projektkurs)
Elert, M, et al. 2008. Laktester för riskbedömning av förorenade områden. Naturvårdsverket Rapport 5535.
Hansen, J.B., Andersen, L 2006. Laktester för riskvärdering av förorenade områden – Underlagsrapport 2a: Laktester för organiska ämnen. Naturvårdsverket Rapport 5557.
Fanger et al., 2008. Laktester för riskbedömning av förorenade områden – Underlagsrapport 3: Sammanställning av underlagsdata och användning av modeller för tolkning av laktester. Naturvårdsverket Rapport 5558.
Riskvärdering
Naturvårdsverket, 2009. Att välja efterbehandlingsåtgärd. En vägledning från övergripande till mätbara åtgärdsmål. Rapport 5978. Naturvårdsverket, Stockholm. http://www.naturvardsverket.se/Documents/publikationer/978-91-620-5978-1.pdf (Kapitel 6)
SGI, 2022. Riskvärdering vid förorenade områden, Arbetsgång för hållbara åtgärder, SGI Vägledning 7, Statens geotekniska institut, SGI, Linköping. (publiceras sept. 2022)
Översiktligt om marksaneringsmetoder
Åtgärdsportalen. http://atgardsportalen.se/ (en hemsida om åtgärdsmetoder som kontinuerligt uppdateras)
Helldén et al. 2006. Åtgärdslösningar – erfarenheter och tillgängliga metoder. Naturvårdsverket Rapport 5637. http://www.naturvardsverket.se/Documents/publikationer/620-5637-9.pdf
UNIDO. Survey of Soil Remediation Technology. http://www.unido.org/
Biosanering
Atlas, R.M. & Cerniglia, C.E. 1995. Bioremediation of petroleum pollutants. BioScience 45(5): 332-338.
Baker, K.H. & Herson, D.S. 1994. Microbiology and biodegradation. In: Bioremediation. McGraw-Hill Inc., New York.
Bergström, L. & Stenström, J. 1998. Environmental fate of chemicals in soil. Ambio 27: 16-23.
Bouwer, E.J. & Zehnder, A.J.B. 1993. Bioremediation of organic compounds - Putting microbial metabolism to work. Trends in Biotechnology 11: 360-367.
Englöv, P. et al., 2007. Klorerad lösningsmedel - Identifiering och val av fterbehandlingsmetod. Naturvårdsverket Rapport 5663. (Översiktligt om klorerade lösningsmedel, inklusive biologiska saneringsmetoder). http://www.naturvardsverket.se/Documents/publikationer/620-5663-8Del1.pdf
Flatman,P.E. & Lanza, G.R. 1998. Phytoremediation: Current views on an emerging green technology. J. of Soil Contamination 7: 415-432.
Gobelius, L., Lewis, J., Ahrens, L., 2017. Plant Uptake of Per- and Polyfluoroalkyl Substances at a Contaminated Fire Training Facility to Evaluate the Phytoremediation Potential of Various Plant Species. Environmental Science and Technology 51, 12602–12610.
Huang, W., Peng, P., Yu, Z. & Fu, J. 2003. Effects of organic matter heterogeneity on sorption and desorption of organic contaminants by soils and sediments. Applied Geochemistry 18: 955–972.
Lee J.H. 2013. An overview of phytoremediation as a potentially promising technology for environmental pollution control. Biotech & Bioprocess Engineering 18 (3), pp, 431-439
Skladany, G.J. & Metting, B. 1993. Bioremediation of contaminated soil. In: Soil Microbial Ecology - Applications in Agricultural and Environmental Management. (F.B. Metting, ed.). Marcel Dekker, Inc., New York.
Susarla,S, Medina,V.F.& McCutcheon, S.C. 2002. Phytoremediation: An ecological solution to organic chemical contamination. Ecological Engineering, 18: 647-658.
Wackett, L. 2006. The Metabolic Pathways of Biodegradation. In Dworkin, M, Falkow, S., Rosenberg, E, Schleifer, K-H, and Stackebrandt, E. (eds) The Prokaryotes: A Handbook on the Biology of Bacteria vol. 2, Chapter 1.29, pp. 956–968, 3rd ed., Springer, New York.
Wilson, S.C. & Jones, K.C. 1993. Bioremediation of soil contaminated with polynuclear aromatic hydrocarbons (PAHs) - A review. Environmental Pollution 81: 229-249.
Åtgärdsmetoder – metallförorenad mark
Dermont et al. 2008. Metal-Contaminated Soils: Remediation Practices and Treatment Technologies. Practice Periodical of Hazardous, Toxic, and Radioactive Waste Management, 12:188-209.
Dermont et al. 2008. Soil washing for metal removal: A review of physical/chemical technologies and field applications. Journal of Hazardous Materials 152: 1–31.
Rekommenderad läsning
Alexander, M. 1999. Biodegradation and Bioremediation. Academic Press, San Diego.
Appelo, C.A.J. & Postma, D. 2013. Geochemistry and ground water pollution. A.A. Balkema Publishers, Leiden, The Netherlands. (bok i geokemi med många PHREEQC exempel, finns tillgänglig i MVM-huset)
Domenico, P.A. and Schwartz, F.W. ‘Physical and Chemical Hydrogeology’ 2nd ed. John Wiley and Sons, 1997. (Används som kursbok i kursen ”Grundvatten” och finns att låna på Geobiblioteket)
Carlon, C. (Ed.) 2007. Derivation methods of soil screening values in Europe. A review and evaluation of national procedures towards harmonization. European Commission, Joint Research Centre, Ispra, EUR 22805-EN, 306 pp. (jämförelse av olika riskbedömningsmodeller i Europa) http://eusoils.jrc.ec.europa.eu/esdb_archive/eusoils_docs/other/EUR22805.pdf
ITRC (Interstate Technology & Regulatory Council). 2015. Decision Making at Contaminated Sites: Issues and Options in Human Health Risk Assessment. RISK-3. Washington, D.C.: Interstate Technology & Regulatory Council, Risk Assessment Team. www.itrcweb.org/ risk-3. (en amerikansk översiktlig vägledning i hantering av förorenade områden)
Sale, T., Newell, C., Stroo, H, Hinchee, R, Johnson. 2008. Frequently asked questions regarding management of chlorinated solvents in soils and groundwater. ESTCP.