Contaminated soil is a global problem due to its association with environmental and health risks. The wood impregnation industry is one example that has left many sites co-contaminated with polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) and metal(loid)s, such as arsenic. 

Despite the negative environmental and economic aspects of landfilling, this is the most common soil remediation technology in Sweden and Europe.

This study sought to investigate the effects of an electricity driven remediation on soil contaminated with arsenic and PAH, to contribute to the knowledge about using it as an alternative to landfilling.

The technology can be practiced in situ, since it uses electricity applied over electrodes inserted into the soil. Novel for this study was the intentionally corroding iron rod electrodes, which sought to amend the soil with iron. This was done to allow for formation of iron oxides in the soil, which could immobilise arsenic by chemical adsorption, thereby reducing the risk of spreading of arsenic and lowering of its toxicity. Simultaneously, the intention was to degrade PAH with hydroxyl radicals, forming from hydrolysis of water molecules in the soil. What also stood out in this study is that a pulsating current was used instead of chemical additives for PAH desorption, prior degradation. To test the effects of the technology on arsenic immobilisation and PAH degradation in sand and peat, experiments were set up on laboratory and intermediate scales. An additional experiment was performed in microcosms to test how varying redox conditions affect arsenic immobilisation in treated soil. 

Results showed that the concentrations of arsenic and PAH decreased in both soil and soil solution. However, low redox conditions and high organic matter content were two factors reducing the remediation effect. During anoxic conditions, an increase was shown in the exchangeable arsenic fraction. Moreover, the treatment was more effective in sand than in peat, most likely due to its lower organic matter content. However, the treated soil performed better under oxidizing conditions in terms of promoting arsenic immobilisation, and under reducing conditions in terms of preventing arsenic remobilisation, compared to untreated soil. 

This study showed that electricity driven remediation can be suitable for arsenic immobilisation and simultaneous PAH degradation. It could be a potential alternative to landfilling, especially when taking site-specific conditions into account, and when combining it with other remediation techniques. However, more studies are needed to confirm that, and the exchangeable arsenic fraction needs to be reduced prior industrial implementation.

Förorenad mark är ett globalt problem på grund av dess påverkan på hälsa och miljö. Träimpregneringsindustrin är ett exempel som har lämnat många platser samförorenade med polycykliska aromatiska kolväten (PAH) och metall(oid)er, såsom arsenik.

Trots de negativa miljömässiga och ekonomiska aspekterna av deponering är detta den vanligaste marksaneringstekniken i Sverige och Europa.

Denna studie syftade till att undersöka effekterna av en eldriven saneringsteknik på mark förorenad med arsenik och PAH, för att bidra till kunskapen om att använda den som ett alternativ till deponering.

Tekniken kan användas in situ, eftersom den är eldriven och elektricitet appliceras över elektroder som förs ner i jorden. Innovativt för denna studie är de avsiktligt korroderande järnelektroderna, som syftade till att tillsätta järn till jorden, för att möjliggöra bildandet av järnoxider. Dessa järnoxider skulle kunna immobilisera arsenik genom kemisk adsorption och därigenom minska arsenikföroreningens toxicitet samt minska risken för dess spridning. Avsikten var att samtidigt bryta ner PAH med hydroxylradikaler, bildade genom hydrolys av vattenmolekyler i jorden. Originellt för denna studie är också användningen av en pulserande ström för den PAH-desorption som föregick nedbrytningen, istället för kemiska lösningsmedel. För att testa teknikens påverkan på immobilisering av arsenik och nedbrytning av PAH i sand och torv, genomfördes experiment på laboratorie- och mellanstor skala. Ytterligare ett experiment utfördes i mikrokosmer för att testa hur varierande redoxförhållanden påverkar immobilisering av arsenik i behandlad jord.

Resultaten visade att koncentrationerna av arsenik och PAH minskade i både jord och grundvatten. Låga redoxförhållanden och hög halt organiskt material var dock två faktorer som minskade saneringseffekten. Under anoxiska förhållanden ökade den utbytbara arsenikfraktionen. Dessutom var behandlingen mer effektiv i sand än i torv, mest troligen på grund av sandens lägre innehåll av organiskt material. Den behandlade jorden uppvisade dock en större motståndskraft mot remobilisering under reducerande förhållanden och främjade immobilisering under oxiska förhållanden, jämfört med obehandlad jord. 

Studien visade att eldriven sanering kan vara lämplig för immobilisering av arsenik och samtidig nedbrytning av PAH. Den skulle kunna vara ett potentiellt alternativ till deponering, särskilt när man tar hänsyn till platsspecifika förhållanden och när man kombinerar den med andra saneringstekniker. Fler studier behövs dock för att bekräfta detta och den utbytbara arsenikfraktionen behöver reduceras före industriell implementering.