Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Släckvattenpartiklars spridning i mark och grundvatten: En studie av brandgenererade partiklars egenskaper och påverkan på föroreningsspridning
Uppsala University, Disciplinary Domain of Science and Technology, Earth Sciences, Department of Earth Sciences, LUVAL.
2014 (Swedish)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Transport of particles from fire-extinguishing water in soil and groundwater : A characterisation study of fire generated particles and there effect on contamination transport (English)
Abstract [sv]

Vid brand kan stora mängder med förorenande ämnen och partiklar bildas. Dessa kan, vid släckning av brand med vatten, ge upphov till kontaminerat släckvatten. För att förstå och kunna förutsäga föroreningsspridningen från släckvatten i mark och grundvatten krävs det att släckvattenpartiklars inverkan på föroreningsspridning utreds. Syftet med detta arbete var att öka kunskapen om de kemiska och fysiska egenskaper partiklar i släckvatten uppvisar samt hur partikelegenskaperna påverkar föroreningstransport i vattenmättad mark och grundvatten. Studien har genomförts i form av en fallstudie där släckvattenpartiklar från en enskild brand har undersökts.

Utifrån partikelegenskaper finns två mekanismer som kan räknas som styrande för partikeltransport i mark och grundvatten: fysiokemiska partikel- och ytinteraktioner samt silning. Mekanismernas inverkan på partikeltransporten beror bland annat på partiklarnas ytladdning och storlek. För att undersöka släckvattenpartiklarnas egenskaper utfördes analyser av partiklarnas storleksfördelning och zetapotential. För att förstå hur partiklarna påverkade föroreningsspridningen analyserades koncentration polycykliska aromatiska kolväten (PAH) och metaller. Utifrån dessa mätningar genomfördes kolonnförsök där släckvattenpartiklar transporterades genom kiselsand.

Resultaten visade att medelvärdet för släckvattenpartiklarnas zetapotential var negativ. Släckvattenproverna som undersöktes innehöll höga koncentrationer av PAH och metaller. Då partiklarna filtrerades till två storleksfraktioner, större och mindre än 11 µm, återfanns högst koncentration PAH och metaller i släckvatten med partiklar > 11 µm. I kolonnförsöken transporterades partiklar med diameter ≤ 11 µm genom kiselsand medan större partiklar permanent immobiliserades.

Mätningarna och transportförsöken indikerar att partiklar ≤ 11 µm, i mark med liknande egenskaper och förhållanden som under kolonnförsöken, skulle kunna transporteras utan påverkan av fysiokemiska partikel- och ytinteraktioner. Den avgörande mekanismen för partikeltransport av partiklar med en diameter ≤ 11 µm i vattenmättad mark och grundvatten skulle då vara silning. Släckvattenpartiklarnas transport och på så sätt föroreningsspridningen blir då beroende av markens porstorlek samt partiklarnas diameter. Transportförsöken för partiklar > 11 µm pekade på att fysiokemiska partikel- och ytinteraktioner och/eller silning permanent immobiliserade de större partiklarna. Vid immobilisering av de större partiklarna skulle föroreningsspridning kunna begränsas. För att skapa en fullständig bild över vilka mekanismer som styr släckvattenpartiklarnas transport och på så vis föroreningsspridning under olika förhållanden behöver vidare undersökningar genomföras. 

Abstract [en]

A fire can generate large amounts of toxic compounds and particles. When a fire is extinguished with water these compounds and particles can be transferred to the water, generating contaminated fire-extinguishing water. To understand and predict contamination transport from fire-extinguishing water in soil and groundwater the effect of fire generated particles on contamination transport needs to be understood. The aim of this study was to increase the knowledge of the chemical and physical properties of particles in fire-extinguishing water and to examine how these properties effect contamination transport in soil and groundwater. The study was conducted as a case study where fire-extinguishing water from a single fire was examined.

Considering particle properties, particle transport in soil and groundwater is regulated by two main mechanisms: physicochemical particle-surface interactions and straining. How the mechanisms effect the transport is controlled by, among other things, the surface charge of the particles and the size of the particles. To understand particle properties analysis of the size distribution and zeta potential were conducted. To understand how the particles influenced contamination transport concentrations of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) and metal were measured. Column experiments were then conducted with the characterized particles.

The results showed that the particles zeta potential was negative. The fire-extinguishing water contained high concentrations of metals and PAH. When the particles were filtrated into two sizes, larger and smaller than 11 um, the highest concentration PAH and metals were found on the larger particles. In the column experiment particles ≤ 11 µm were transported through the sand while larger particles were immobilized.

The measurements and the transport experiments indicate that particles ≤ 11 µm, in soil with similar properties as in the column experiment, could be transported without influence of physicochemical particle-surface interactions. The main mechanism for particle transport for particles with a diameter ≤ 11 µm would then be straining. That means that the transport of particles and therefore contamination transport would depend on particle size and soil pore size. The transport experiment with particles > 11 µm indicated that physicochemical particle-surface interactions and/or straining immobilized larger particles. If larger particles are immobilized the contamination spreading would be limited. To fully understand what mechanism controls the transport of particles in fire-extinguishing water, and therefore the contamination transport, more studies need to be conducted. 

Place, publisher, year, edition, pages
2014. , 49 p.
Series
UPTEC W, ISSN 1401-5765 ; 14013
Keyword [en]
Fire-extinguishing water, fire generated particles, contamination transport, PAH, metals
Keyword [sv]
Släckvatten, brandgenererade partiklar, föroreningsspridning, PAH, metaller
National Category
Other Environmental Engineering Oceanography, Hydrology, Water Resources
Identifiers
URN: urn:nbn:se:uu:diva-225116OAI: oai:DiVA.org:uu-225116DiVA: diva2:719931
Educational program
Master Programme in Environmental and Water Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2014-07-01 Created: 2014-05-27 Last updated: 2014-07-01Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2271 kB)235 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2271 kBChecksum SHA-512
e0a8a23fd83dcae06bd67c7bc488b42a95c3947bee770361defd6f0d36545b7869c104ac3f17a5f47a19dc040dba021fc1236d914ff45ab417dc4d2fb4c53157
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
LUVAL
Other Environmental EngineeringOceanography, Hydrology, Water Resources

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 235 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 584 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf