Dataset innehållande koncentration av ackumulerade föroreningar i 29 dagvattenbiofilter i USA Dataset containing concentration of accumulated pollutants in 29 stormwater biofilters in the USA 2024-174-1 1773270 https://doi.org/10.5878/hm7t-xs34 Swedish National Data Service Svensk nationell datatjänst Landing page Dataset innehållande koncentration av ackumulerade föroreningar i 29 dagvattenbiofilter i USA Dataset containing concentration of accumulated pollutants in 29 stormwater biofilters in the USA 2024-174-1 1773270 https://doi.org/10.5878/hm7t-xs34 oai:DiVA.org:ltu-93041 urn:nbn:se:ltu:diva-93041 oai:DiVA.org:ltu-92185 10.1016/j.scitotenv.2022.157372 urn:nbn:se:ltu:diva-92185 oai:DiVA.org:ltu-95676 10.1016/j.chemosphere.2023.138103 urn:nbn:se:ltu:diva-95676 oai:DiVA.org:ltu-93530 urn:nbn:se:ltu:diva-93530 9789180481809 oai:DiVA.org:ltu-93529 10.1039/D2EW00823H urn:nbn:se:ltu:diva-93529 oai:DiVA.org:ltu-108442 10.1021/acs.est.4c05170 urn:nbn:se:ltu:diva-108442 Beryani, Ali Beryani, Ali Furén, Robert Furén, Robert Flanagan, Kelsey Flanagan, Kelsey Österlund, Heléne Österlund, Heléne Lange, Katharina Lange, Katharina Winston, Ryan J. Winston, Ryan J. Tirpak, R. Andrew Tirpak, R. Andrew Dorsey, Jay Dorsey, Jay Smith, Joseph Smith, Joseph Viklander, Maria Viklander, Maria Blecken, Godecke-Tobias Blecken, Godecke-Tobias Department of Civil, Environmental and Natural Resources Engineering, Luleå University of Technology Institutionen för samhällsbyggnad och naturresurser, Luleå tekniska universitet Department of Food, Agricultural, and Biological Engineering, The Ohio State University Institutionen för livsmedels-, jordbruks- och biologisk teknik, The Ohio State University NV-03810-23 NV-03810-23 2016-05176 2016-05176 13623 13623 Swedish National Data Service Svensk nationell datatjänst Landing page storm water dagvatten micro-litter mikroskräp runoff water lakvatten (avrinnande) perfluorinated alkylated substances PFAS This dataset presents the concentrations of a wide range of stormwater pollutants accumulated in filter materials and forebays of 29 bioretention systems having been in long-term operation for urban stormwater treatment in Ohio, Michigan, and Kentucky (USA). The study investigates pollutants including metals, microplastics, and organic micropollutants (PAHs, phthalates, alkyl phenols, PCBs, as well as 35 PFASs and their precursors). Denna datauppsättning presenterar koncentrationerna av ett brett spektrum av dagvattenföroreningar som ackumulerats i filtermaterial och förvägar i 29 bioretentionssystem som har varit i långvarig drift för rening av dagvatten i städer i Ohio, Michigan och Kentucky (USA). Studien undersöker föroreningar inklusive metaller, mikroplaster, och organiska mikroföroreningar (PAH, ftalater, alkylfenoler, PCB, såväl som PFAS och deras prekursorer). United States USA Numeric Accumulation of metals, organic micropollutants, PFAS, and microplastics was studied in 29, 12, 20, and 9 bioretention facilities, respectively. The facilities treat runoff from urban catchments with different land use characteristics, including parking lots, roads, downtown urban areas, and industrial, commercial, and residential areas. The bioretention facilities were located in Ohio, Michigan, and Kentucky (USA). The weather and climate in these areas are described as hot-summer humid continental, humid subtropical, and warm-summer humid continental climate with annual precipitation roughly around 760 mm to 1100 mm. The facilities varied in age from 7 to 16 years old at the time of sampling (2019) and the filter surface areas ranged from approximately 10 m2 to 1900 m2. The contributing catchment areas varied in size from approximately 50 m2 to 125 ha, which results in a variation in the ratio of the filter areas and catchment areas of 0.1% to 20%. All evaluated bioretention systems were equipped with an underdrain pipe. Nine samples were collected from the filter materials and one from forebay sediments (if forebay existed) at each bioretention facility as described in more detail the documentation file, except for the smaller facilities (24 and 25), in which only three samples each were collected. The methodology included three sampling locations along each bioretention filter (i.e., three distances from the inlet) located approximately 1 m, 3 m, and 6 m from the inlet at three different depths. However, for sites 5, 8, 12, which were smaller, these distances were scaled down to fit the three sampling locations within the site and for sites 24 and 25, only one sample point was included. The filter materials show great variation between the different sites including sand, loamy sand, sandy loam to silt loam (classification according to the USDA soil textural triangle). The content of organic matter (loss on ignition (LOI)) varies between 1% and 46% with a median of 10% of dry matter (DM). Some maintenance has been performed at the sites (e.g. vegetation pruning, removal of trash), but to our best knowledge the filter materials had not been replaced recently. Samples in the field were collected by digging a core (approximately 5 cm × 15 cm × 15 cm for layer 1 and 10 cm × 10 cm × 10 cm for layers 2 and 3), with approximately 11.5 kg of filter material collected from each of the nine sampling points. The filter material was stored in diffusion-tight plastic bags (18 cm × 35 cm), which were sealed shut with cable ties. The outdoor temperature during sampling was between −12 and +6 °C and the samples were refrigerated before laboratory analysis. Samples were sent to accredited laboratories for pre-treatment and analysis of pollutants: ALS Scandinavia AB for Metals, organic micropollutants, and microplastics and Eurofins Water Testing Sweden AB for PFAS and PFAS-TOP assay. To determine the total concentrations, the samples were dried (50 °C) and sieved (2 mm) according to the Swedish standards. Drying at 105 °C was conducted with sample analysis to correct to a dry matter (DM) concentration. Analysis of metal leachate water was performed on samples acidified with 1 ml concentrated HNO3 (Suprapur for trace analysis) per 100 ml. Analysis was performed with Inductively Coupled Plasma Sector Field Mass Spectrometry (ICP-SFMS) according to Swedish standards and U.S. EPA method 2008. Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry (ICP-OES or ICP-AES) was also performed according to Swedish standards and U.S. EPA methods. Analysis of 108 samples for the concentrations of organic compounds included four groups of organic micropollutants (OMPs): 16 PAHs, seven PCBs, 13 phthalates and two alkylphenols using gas chromatography–mass spectrometry. Concentrations of 16 PAHs (i.e., naphthalene (Nap), acenaphthylene (Acyl), acenaphthene (Acen), fluorene (F), phenanthrene (Phen), anthracene (A), fluoranthene (Fluo), pyrene (Pyr), benzo(a)anthracene (BaA), chrysene (Chry), benzo(b)fluoranthene (BbF), benzo(k)fluoranthene (BkF), benzo(a)pyrene (BaP), dibenzo(a,h)anthracene (DahA), benzo(g,h,i)perylene (Bper), and indeno(1,2,3-cd) pyrene (IP)) were analyzed according to US EPA 8270 (Pitt et al., 1994) and ISO 18287 (ISO, 2006). The Σ16PAH was calculated as the sum of the concentrations of all 16 PAHs. The sum of PAHs with low molecular weights (PAH-L) was calculated as the sum of naphthalene, acenaphthylene and acenaphthene, PAHs with medium molecular weights (PAH-M) as the sum of fluorene, phenanthrene, anthracene, fluoranthene, and pyrene, PAHs with high molecular weights (PAH-H) as the sum of benzo(a)anthracene, chrysene, benzo(b)fluoranthene, benzo(k)fluoranthene, benzo(a)pyrene, indeno(1,2,3-c,d)pyrene, dibenzo(a,h)anthracene, and benzo(g,h,i)perylene. Concentrations of seven PCBs indicator congeners (i.e., PCB 28, PCB 52, PCB 101, PCB 118, PCB 153, PCB 138, PCB 180) were analyzed following DIN ISO 10382 (DIN ISO, 2002). The grouping Σ7PCB was calculated as the sum of these seven PCBs. Concentrations of 13 phthalates (i.e., dimethylphthalate (DMP), diethylphthalate (DEP), di-n-propylphthalate (DPP), diisobutylphthalate (DIBP), di-n-butylphthalate (DBP), di-n-pentylphthalate (DNPP), di-n-octylphthalate (DNOP), di-(2-ethylhexyl)phthalate (DEHP), butylbenzylphthalate (BBP), dicyclohexylphthalate (DCP), diisodecyl phthalate (DIDP), diisononyl phthalate (DINP) and di-n-hexylphthalate (DNHP)) were analyzed following E DIN19742 (E DIN, 2014). The concentrations of two alkylphenols (i.e., 4-tert-octylphenol (OP) and 4-nonylphenols (NP) were analyzed. 128 samples were also analyzed for PFAS using two techniques: 1) targeted analysis for 35 PFASs including C4-14,16 PFCAs, C4-13 PFSAs, three fluorotelomer sulfonic acids (FTSAs) (n:2 FTS; n=4, 6, or 8), seven perfluoroalkane sulfonamido substances (PFASAs) (EtFOSA, EtFOSE, EtFOSAA, MeFOSA, MeFOSE, MeFOSAA, FOSAA), perfluorooctane sulfonamide (PFASA), 7H-perfluoroheptanoic acid (HPFHpA), and perfluoro-3,7-dimethyloctanoic acid (P37DMOA)) using liquid chromatography-tandem mass spectrometry (HPLC-MS/MS), and 2) the total oxidizable precursor assay (TOP) measured for 30 PFASs using the oxidation step developed by Houtz and Sedlak (2012) and HPLC-MS/MS. Limits of quantification (LoQ) of substances ranged between 0.03−1 µg/Kg-DW in 35 PFAS analysis and 0.1−2 µg/Kg-DW in TOP (chemical characteristics and LoQ of the methods for all substances are in Table S3). Measurement uncertainties of ±23% and ±36% were reported for PFAS and TOP assay, respectively. Microplastic contents and polymer types in the 33 samples were analyzed after removing natural organic matter and sediment particles by the Fenton reaction and density separation with zinc chloride solution (1.76 g/cm 3), respectively. Samples containing substantial amounts of plant material according to visual inspection were subjected to an extra cellulose dissolution step according to Olsen et al. (2020). The samples were analyzed with μFTIR and ATR-FTIR and the size range of analyzed microplastic particles was 40–5000 μm. To identify the microplastic polymers detected by the μFTIR spectroscopy, the Sys tematic Identification of MicroPLastics in the Environment (SiMPle) library compiled by Aalborg University, Denmark, and Alfred Wegener Institute, Germany (Primpke et al., 2020) was applied. At the time of analysis the library included reference spectra for 150 types of plastics, including polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyurethane (PUR), polyethylene terephthalate (PET), PA, polystyrene (PS), polyvinyl chloride (PVC), ethylene propylene diene monomer rubber (EPDM rubber), polymethyl methacrylate (PMMA), and polylactic acid (PLA). Another library (Spektrum IR, version 10, 6, 2,1159, PerkinElmer,Inc.), which includes 4000 organic and plastic as well as styrene-butadiene rubber (SBR) reference spectra was used to identify plastics detected by the ATR-FTIR spectroscopy. For quality assurance and control, laboratory blanks were handled and analyzed together with the samples.Accumulation of metals, organic micropollutants, PFAS, and microplastics was studied in 29, 12, 20, and 9 bioretention facilities, respectively. The facilities treat runoff from urban catchments with different land use characteristics, including parking lots, roads, downtown urban areas, and industrial, commercial, and residential areas. The bioretention facilities were located in Ohio, Michigan, and Kentucky (USA). The weather and climate in these areas are described as hot-summer humid continental, humid subtropical, and warm-summer humid continental climate with annual precipitation roughly around 760 mm to 1100 mm. The facilities varied in age from 7 to 16 years old at the time of sampling (2019) and the filter surface areas ranged from approximately 10 m2 to 1900 m2. The contributing catchment areas varied in size from approximately 50 m2 to 125 ha, which results in a variation in the ratio of the filter areas and catchment areas of 0.1% to 20%. All evaluated bioretention systems were equipped with an underdrain pipe. Nine samples were collected from the filter materials and one from forebay sediments (if forebay existed) at each bioretention facility as described in more detail the documentation file, except for the smaller facilities (24 and 25), in which only three samples each were collected. The methodology included three sampling locations along each bioretention filter (i.e., three distances from the inlet) located approximately 1 m, 3 m, and 6 m from the inlet at three different depths. However, for sites 5, 8, 12, which were smaller, these distances were scaled down to fit the three sampling locations within the site and for sites 24 and 25, only one sample point was included. The filter materials show great variation between the different sites including sand, loamy sand, sandy loam to silt loam (classification according to the USDA soil textural triangle). The content of organic matter (loss on ignition (LOI)) varies between 1% and 46% with a median of 10% of dry matter (DM). Some maintenance has been performed at the sites (e.g. vegetation pruning, removal of trash), but to our best knowledge the filter materials had not been replaced recently. Samples in the field were collected by digging a core (approximately 5 cm × 15 cm × 15 cm for layer 1 and 10 cm × 10 cm × 10 cm for layers 2 and 3), with approximately 11.5 kg of filter material collected from each of the nine sampling points. The filter material was stored in diffusion-tight plastic bags (18 cm × 35 cm), which were sealed shut with cable ties. The outdoor temperature during sampling was between −12 and +6 °C and the samples were refrigerated before laboratory analysis. Samples were sent to accredited laboratories for pre-treatment and analysis of pollutants: ALS Scandinavia AB for Metals, organic micropollutants, and microplastics and Eurofins Water Testing Sweden AB for PFAS and PFAS-TOP assay. To determine the total concentrations, the samples were dried (50 °C) and sieved (2 mm) according to the Swedish standards. Drying at 105 °C was conducted with sample analysis to correct to a dry matter (DM) concentration. Analysis of metal leachate water was performed on samples acidified with 1 ml concentrated HNO3 (Suprapur for trace analysis) per 100 ml. Analysis was performed with Inductively Coupled Plasma Sector Field Mass Spectrometry (ICP-SFMS) according to Swedish standards and U.S. EPA method 2008. Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry (ICP-OES or ICP-AES) was also performed according to Swedish standards and U.S. EPA methods. Analysis of 108 samples for the concentrations of organic compounds included four groups of organic micropollutants (OMPs): 16 PAHs, seven PCBs, 13 phthalates and two alkylphenols using gas chromatography–mass spectrometry. Concentrations of 16 PAHs (i.e., naphthalene (Nap), acenaphthylene (Acyl), acenaphthene (Acen), fluorene (F), phenanthrene (Phen), anthracene (A), fluoranthene (Fluo), pyrene (Pyr), benzo(a)anthracene (BaA), chrysene (Chry), benzo(b)fluoranthene (BbF), benzo(k)fluoranthene (BkF), benzo(a)pyrene (BaP), dibenzo(a,h)anthracene (DahA), benzo(g,h,i)perylene (Bper), and indeno(1,2,3-cd) pyrene (IP)) were analyzed according to US EPA 8270 (Pitt et al., 1994) and ISO 18287 (ISO, 2006). The Σ16PAH was calculated as the sum of the concentrations of all 16 PAHs. The sum of PAHs with low molecular weights (PAH-L) was calculated as the sum of naphthalene, acenaphthylene and acenaphthene, PAHs with medium molecular weights (PAH-M) as the sum of fluorene, phenanthrene, anthracene, fluoranthene, and pyrene, PAHs with high molecular weights (PAH-H) as the sum of benzo(a)anthracene, chrysene, benzo(b)fluoranthene, benzo(k)fluoranthene, benzo(a)pyrene, indeno(1,2,3-c,d)pyrene, dibenzo(a,h)anthracene, and benzo(g,h,i)perylene. Concentrations of seven PCBs indicator congeners (i.e., PCB 28, PCB 52, PCB 101, PCB 118, PCB 153, PCB 138, PCB 180) were analyzed following DIN ISO 10382 (DIN ISO, 2002). The grouping Σ7PCB was calculated as the sum of these seven PCBs. Concentrations of 13 phthalates (i.e., dimethylphthalate (DMP), diethylphthalate (DEP), di-n-propylphthalate (DPP), diisobutylphthalate (DIBP), di-n-butylphthalate (DBP), di-n-pentylphthalate (DNPP), di-n-octylphthalate (DNOP), di-(2-ethylhexyl)phthalate (DEHP), butylbenzylphthalate (BBP), dicyclohexylphthalate (DCP), diisodecyl phthalate (DIDP), diisononyl phthalate (DINP) and di-n-hexylphthalate (DNHP)) were analyzed following E DIN19742 (E DIN, 2014). The concentrations of two alkylphenols (i.e., 4-tert-octylphenol (OP) and 4-nonylphenols (NP) were analyzed. 128 samples were also analyzed for PFAS using two techniques: 1) targeted analysis for 35 PFASs including C4-14,16 PFCAs, C4-13 PFSAs, three fluorotelomer sulfonic acids (FTSAs) (n:2 FTS; n=4, 6, or 8), seven perfluoroalkane sulfonamido substances (PFASAs) (EtFOSA, EtFOSE, EtFOSAA, MeFOSA, MeFOSE, MeFOSAA, FOSAA), perfluorooctane sulfonamide (PFASA), 7H-perfluoroheptanoic acid (HPFHpA), and perfluoro-3,7-dimethyloctanoic acid (P37DMOA)) using liquid chromatography-tandem mass spectrometry (HPLC-MS/MS), and 2) the total oxidizable precursor assay (TOP) measured for 30 PFASs using the oxidation step developed by Houtz and Sedlak (2012) and HPLC-MS/MS. Limits of quantification (LoQ) of substances ranged between 0.03−1 µg/Kg-DW in 35 PFAS analysis and 0.1−2 µg/Kg-DW in TOP (chemical characteristics and LoQ of the methods for all substances are in Table S3). Measurement uncertainties of ±23% and ±36% were reported for PFAS and TOP assay, respectively. Microplastic contents and polymer types in the 33 samples were analyzed after removing natural organic matter and sediment particles by the Fenton reaction and density separation with zinc chloride solution (1.76 g/cm 3), respectively. Samples containing substantial amounts of plant material according to visual inspection were subjected to an extra cellulose dissolution step according to Olsen et al. (2020). The samples were analyzed with μFTIR and ATR-FTIR and the size range of analyzed microplastic particles was 40–5000 μm. To identify the microplastic polymers detected by the μFTIR spectroscopy, the Sys tematic Identification of MicroPLastics in the Environment (SiMPle) library compiled by Aalborg University, Denmark, and Alfred Wegener Institute, Germany (Primpke et al., 2020) was applied. At the time of analysis the library included reference spectra for 150 types of plastics, including polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyurethane (PUR), polyethylene terephthalate (PET), PA, polystyrene (PS), polyvinyl chloride (PVC), ethylene propylene diene monomer rubber (EPDM rubber), polymethyl methacrylate (PMMA), and polylactic acid (PLA). Another library (Spektrum IR, version 10, 6, 2,1159, PerkinElmer,Inc.), which includes 4000 organic and plastic as well as styrene-butadiene rubber (SBR) reference spectra was used to identify plastics detected by the ATR-FTIR spectroscopy. For quality assurance and control, laboratory blanks were handled and analyzed together with the samples. Ackumulering av metaller, organiska mikroföroreningar, PFAS och mikroplaster studerades i 29, 12, 20 respektive 9 bioretentionsanläggningar. Anläggningarna behandlar avrinning från urbana avrinningsområden med olika markanvändningsegenskaper, inklusive parkeringsplatser, vägar, stadsområden i centrum och industri-, kommersiella och bostadsområden. Bioretentionsanläggningarna var belägna i Ohio, Michigan och Kentucky (USA). Vädret och klimatet i dessa områden beskrivs som varmt-sommar fuktigt kontinentalt, fuktigt subtropiskt och varm-sommar fuktigt kontinentalt klimat med årlig nederbörd ungefär 760 mm till 1100 mm. Anläggningarna varierade i ålder från 7 till 16 år vid provtagningstillfället (2019) och filterytorna varierade från cirka 10 m2 till 1 900 m2. De bidragande avrinningsområdena varierade i storlek från cirka 50 m2 till 125 ha, vilket resulterar i en variation i förhållandet mellan filterområdena och avrinningsområdena på 0,1 % till 20 %. Alla utvärderade bioretentionssystem var utrustade med ett underdräneringsrör. Nio prover samlades in från filtermaterialen och ett från förvikssediment (om förvik fanns) vid varje bioretentionsanläggning som beskrivs mer i detalj i dokumentationen, förutom de mindre anläggningarna (24 och 25), i vilka endast tre prover vardera samlades in. Metodiken inkluderade tre provtagningsplatser längs varje bioretentionsfilter (dvs tre avstånd från inloppet) belägna cirka 1 m, 3 m och 6 m från inloppet på tre olika djup. Men för platserna 5, 8, 12, som var mindre, skalades dessa avstånd ner för att passa de tre provtagningsplatserna inom området och för platserna 24 och 25 inkluderades endast en provpunkt. Filtermaterialen uppvisar stor variation mellan de olika platserna, inklusive sand, lerig sand, sandig lerjord till slamjord (klassificering enligt USDA-jordstrukturstriangeln). Halten av organiskt material (förlust vid antändning (LOI)) varierar mellan 1 % och 46 % med en median på 10 % torrsubstans (DM). Viss underhåll har utförts på platserna (t.ex. beskärning av vegetation, borttagning av skräp), men såvitt vi vet hade filtermaterialen inte bytts ut nyligen. Prover på fältet togs genom att gräva en kärna (cirka 5 cm × 15 cm × 15 cm för lager 1 och 10 cm × 10 cm × 10 cm för lager 2 och 3), med cirka 11,5 kg filtermaterial uppsamlat från vardera av de nio provtagningspunkterna. Filtermaterialet förvarades i diffusionstäta plastpåsar (18 cm × 35 cm), som förseglades med buntband. Utetemperaturen under provtagningen var mellan -12 och +6 °C och proverna kyldes innan laboratorieanalys. Prover skickades till ackrediterade laboratorier för förbehandling och analys av föroreningar: ALS Scandinavia AB för metaller, organiska mikroföroreningar och mikroplaster och Eurofins Water Testing Sweden AB för PFAS och PFAS-TOP analys. För att bestämma de totala koncentrationerna torkades proverna (50 °C) och siktades (2 mm) enligt svensk standard. Torkning vid 105 °C utfördes med provanalys för att korrigera till en torrsubstanskoncentration (DM). Analys av metalllakvatten utfördes på prover surgjorda med 1 ml koncentrerad HNO3 (Suprapur för spåranalys) per 100 ml. Analys utfördes med Inductively Coupled Plasma Sector Field Mass Spectrometry (ICP-SFMS) enligt svenska standarder och U.S. EPA method 2008. Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry (ICP-OES eller ICP-AES) utfördes även enligt svensk standard och U.S. EPA-metoder. Analys av 108 prover för koncentrationer av organiska föreningar inkluderade fyra grupper av organiska mikroföroreningar (OMP): 16 PAH, sju PCB, 13 ftalater och två alkylfenoler med hjälp av gaskromatografi-masspektrometri. Koncentrationer av 16 PAH (dvs. naftalen (Nap), acenaften (Acyl), acenaften (Acen), fluoren (F), fenantren (Phen), antracen (A), fluoranten (Fluo), pyren (Pyr), benso(a) )antracen (BaA), krysen (Chry), benso(b)fluoranten (BbF), benso(k)fluoranten (BkF), benso(a)pyren (BaP), dibenso(a,h)antracen (DahA), benso (g,h,i)perylen (Bper) och indeno(1,2,3-cd)pyren (IP)) analyserades enligt US EPA 8270 (Pitt et al., 1994) och ISO 18287 (ISO, 2006) ). Σ16PAH beräknades som summan av koncentrationerna av alla 16 PAH. Summan av PAH med låg molekylvikt (PAH-L) beräknades som summan av naftalen, acenaftylen och acenaften, PAH med medelmolekylvikt (PAH-M) som summan av fluoren, fenantren, antracen, fluoranten och pyren, PAH med hög molekylvikt (PAH-H) som summan av benso(a)antracen, krysen, benso(b)fluoranten, benso(k)fluoranten, benso(a)pyren, indeno(1,2,3-c, d) pyren, dibenso(a,h)antracen och benso(g,h,i)perylen. Koncentrationer av sju PCB-indikatorkongener (dvs PCB 28, PCB 52, PCB 101, PCB 118, PCB 153, PCB 138, PCB 180) analyserades enligt DIN ISO 10382 (DIN ISO, 2002). Grupperingen Σ7PCB beräknades som summan av dessa sju PCB. Koncentrationer av 13 ftalater (dvs dimetylftalat (DMP), dietylftalat (DEP), di-n-propylftalat (DPP), diisobutylftalat (DIBP), di-n-butylftalat (DBP), di-n-pentylftalat (DNPP), di -n-oktylftalat (DNOP), di-(2-etylhexyl)ftalat (DEHP), butylbensylftalat (BBP), dicyklohexylftalat (DCP), diisodecylftalat (DIDP), diisononylftalat (DINP) och di-n-hexylftalat (DNHP) ) analyserades enligt E DIN19742 (E DIN, 2014). Koncentrationerna av två alkylfenoler (dvs 4-tert-oktylfenol (OP) och 4-nonylfenoler (NP) analyserades. 128 prover analyserades också för PFAS med två tekniker: 1) målinriktad analys för 35 PFAS inklusive C4-14,16 PFCA, C4-13 PFSA, tre fluortelomersulfonsyror (FTSA) (n:2 FTS; n=4, 6, eller 8), sju perfluoralkansulfonamidoämnen (PFASA) (EtFOSA, EtFOSE, EtFOSAA, MeFOSA, MeFOSE, MeFOSAA, FOSAA), perfluoroktansulfonamid (PFASA), 7H-perfluorheptansyra (HPFHpA) och perfluoroktanosyra-3,7-dimetylsyra (P37DMOA)) med vätskekromatografi-tandem masspektrometri (HPLC-MS/MS), och 2) den totala oxiderbara prekursoranalysen (TOP) mätt för 30 PFAS med hjälp av oxidationssteget utvecklat av Houtz och Sedlak (2012) och HPLC-MS /FRÖKEN. Kvantifieringsgränser (LoQ) för ämnen varierade mellan 0,03−1 µg/Kg-DW i 35 PFAS-analys och 0,1−2 µg/Kg-DW i TOP (kemiska egenskaper och LoQ för metoderna för alla ämnen finns i Tabell S3). Mätosäkerheter på ±23 % och ±36 % rapporterades för PFAS- respektive TOP-analys. Mikroplastinnehåll och polymertyper i de 33 proverna analyserades efter avlägsnande av naturligt organiskt material och sedimentpartiklar genom Fenton-reaktionen respektive densitetsseparation med zinkkloridlösning (1,76 g/cm 3). Prover innehållande avsevärda mängder växtmaterial enligt visuell inspektion utsattes för ett extra cellulosaupplösningssteg enligt Olsen et al. (2020). Proverna analyserades med μFTIR och ATR-FTIR och storleksintervallet för analyserade mikroplastpartiklar var 40–5000 μm. För att identifiera de mikroplastiska polymererna som detekterades av μFTIR-spektroskopin, användes biblioteket Systematic Identification of MicroPLastics in the Environment (SiMPle) sammanställt av Aalborg Universitet, Danmark och Alfred Wegener Institute, Tyskland (Primpke et al., 2020). Vid analystillfället inkluderade biblioteket referensspektra för 150 typer av plaster, inklusive polyeten (PE), polypropen (PP), polyuretan (PUR), polyetentereftalat (PET), PA, polystyren (PS), polyvinylklorid (PVC) etylenpropylendienmonomergummi (EPDM-gummi), polymetylmetakrylat (PMMA) och polymjölksyra (PLA). Ett annat bibliotek (Spektrum IR, version 10, 6, 2,1159, PerkinElmer, Inc.), som inkluderar 4000 organiska och plastiska samt styren-butadiengummi (SBR) referensspektra användes för att identifiera plaster detekterade av ATR-FTIR spektroskopi. För kvalitetssäkring och kontroll hanterades och analyserades laboratorieämnen tillsammans med proverna.Ackumulering av metaller, organiska mikroföroreningar, PFAS och mikroplaster studerades i 29, 12, 20 respektive 9 bioretentionsanläggningar. Anläggningarna behandlar avrinning från urbana avrinningsområden med olika markanvändningsegenskaper, inklusive parkeringsplatser, vägar, stadsområden i centrum och industri-, kommersiella och bostadsområden. Bioretentionsanläggningarna var belägna i Ohio, Michigan och Kentucky (USA). Vädret och klimatet i dessa områden beskrivs som varmt-sommar fuktigt kontinentalt, fuktigt subtropiskt och varm-sommar fuktigt kontinentalt klimat med årlig nederbörd ungefär 760 mm till 1100 mm. Anläggningarna varierade i ålder från 7 till 16 år vid provtagningstillfället (2019) och filterytorna varierade från cirka 10 m2 till 1 900 m2. De bidragande avrinningsområdena varierade i storlek från cirka 50 m2 till 125 ha, vilket resulterar i en variation i förhållandet mellan filterområdena och avrinningsområdena på 0,1 % till 20 %. Alla utvärderade bioretentionssystem var utrustade med ett underdräneringsrör. Nio prover samlades in från filtermaterialen och ett från förvikssediment (om förvik fanns) vid varje bioretentionsanläggning som beskrivs mer i detalj i dokumentationen, förutom de mindre anläggningarna (24 och 25), i vilka endast tre prover vardera samlades in. Metodiken inkluderade tre provtagningsplatser längs varje bioretentionsfilter (dvs tre avstånd från inloppet) belägna cirka 1 m, 3 m och 6 m från inloppet på tre olika djup. Men för platserna 5, 8, 12, som var mindre, skalades dessa avstånd ner för att passa de tre provtagningsplatserna inom området och för platserna 24 och 25 inkluderades endast en provpunkt. Filtermaterialen uppvisar stor variation mellan de olika platserna, inklusive sand, lerig sand, sandig lerjord till slamjord (klassificering enligt USDA-jordstrukturstriangeln). Halten av organiskt material (förlust vid antändning (LOI)) varierar mellan 1 % och 46 % med en median på 10 % torrsubstans (DM). Viss underhåll har utförts på platserna (t.ex. beskärning av vegetation, borttagning av skräp), men såvitt vi vet hade filtermaterialen inte bytts ut nyligen. Prover på fältet togs genom att gräva en kärna (cirka 5 cm × 15 cm × 15 cm för lager 1 och 10 cm × 10 cm × 10 cm för lager 2 och 3), med cirka 11,5 kg filtermaterial uppsamlat från vardera av de nio provtagningspunkterna. Filtermaterialet förvarades i diffusionstäta plastpåsar (18 cm × 35 cm), som förseglades med buntband. Utetemperaturen under provtagningen var mellan -12 och +6 °C och proverna kyldes innan laboratorieanalys. Prover skickades till ackrediterade laboratorier för förbehandling och analys av föroreningar: ALS Scandinavia AB för metaller, organiska mikroföroreningar och mikroplaster och Eurofins Water Testing Sweden AB för PFAS och PFAS-TOP analys. För att bestämma de totala koncentrationerna torkades proverna (50 °C) och siktades (2 mm) enligt svensk standard. Torkning vid 105 °C utfördes med provanalys för att korrigera till en torrsubstanskoncentration (DM). Analys av metalllakvatten utfördes på prover surgjorda med 1 ml koncentrerad HNO3 (Suprapur för spåranalys) per 100 ml. Analys utfördes med Inductively Coupled Plasma Sector Field Mass Spectrometry (ICP-SFMS) enligt svenska standarder och U.S. EPA method 2008. Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry (ICP-OES eller ICP-AES) utfördes även enligt svensk standard och U.S. EPA-metoder. Analys av 108 prover för koncentrationer av organiska föreningar inkluderade fyra grupper av organiska mikroföroreningar (OMP): 16 PAH, sju PCB, 13 ftalater och två alkylfenoler med hjälp av gaskromatografi-masspektrometri. Koncentrationer av 16 PAH (dvs. naftalen (Nap), acenaften (Acyl), acenaften (Acen), fluoren (F), fenantren (Phen), antracen (A), fluoranten (Fluo), pyren (Pyr), benso(a) )antracen (BaA), krysen (Chry), benso(b)fluoranten (BbF), benso(k)fluoranten (BkF), benso(a)pyren (BaP), dibenso(a,h)antracen (DahA), benso (g,h,i)perylen (Bper) och indeno(1,2,3-cd)pyren (IP)) analyserades enligt US EPA 8270 (Pitt et al., 1994) och ISO 18287 (ISO, 2006) ). Σ16PAH beräknades som summan av koncentrationerna av alla 16 PAH. Summan av PAH med låg molekylvikt (PAH-L) beräknades som summan av naftalen, acenaftylen och acenaften, PAH med medelmolekylvikt (PAH-M) som summan av fluoren, fenantren, antracen, fluoranten och pyren, PAH med hög molekylvikt (PAH-H) som summan av benso(a)antracen, krysen, benso(b)fluoranten, benso(k)fluoranten, benso(a)pyren, indeno(1,2,3-c, d) pyren, dibenso(a,h)antracen och benso(g,h,i)perylen. Koncentrationer av sju PCB-indikatorkongener (dvs PCB 28, PCB 52, PCB 101, PCB 118, PCB 153, PCB 138, PCB 180) analyserades enligt DIN ISO 10382 (DIN ISO, 2002). Grupperingen Σ7PCB beräknades som summan av dessa sju PCB. Koncentrationer av 13 ftalater (dvs dimetylftalat (DMP), dietylftalat (DEP), di-n-propylftalat (DPP), diisobutylftalat (DIBP), di-n-butylftalat (DBP), di-n-pentylftalat (DNPP), di -n-oktylftalat (DNOP), di-(2-etylhexyl)ftalat (DEHP), butylbensylftalat (BBP), dicyklohexylftalat (DCP), diisodecylftalat (DIDP), diisononylftalat (DINP) och di-n-hexylftalat (DNHP) ) analyserades enligt E DIN19742 (E DIN, 2014). Koncentrationerna av två alkylfenoler (dvs 4-tert-oktylfenol (OP) och 4-nonylfenoler (NP) analyserades. 128 prover analyserades också för PFAS med två tekniker: 1) målinriktad analys för 35 PFAS inklusive C4-14,16 PFCA, C4-13 PFSA, tre fluortelomersulfonsyror (FTSA) (n:2 FTS; n=4, 6, eller 8), sju perfluoralkansulfonamidoämnen (PFASA) (EtFOSA, EtFOSE, EtFOSAA, MeFOSA, MeFOSE, MeFOSAA, FOSAA), perfluoroktansulfonamid (PFASA), 7H-perfluorheptansyra (HPFHpA) och perfluoroktanosyra-3,7-dimetylsyra (P37DMOA)) med vätskekromatografi-tandem masspektrometri (HPLC-MS/MS), och 2) den totala oxiderbara prekursoranalysen (TOP) mätt för 30 PFAS med hjälp av oxidationssteget utvecklat av Houtz och Sedlak (2012) och HPLC-MS /FRÖKEN. Kvantifieringsgränser (LoQ) för ämnen varierade mellan 0,03−1 µg/Kg-DW i 35 PFAS-analys och 0,1−2 µg/Kg-DW i TOP (kemiska egenskaper och LoQ för metoderna för alla ämnen finns i Tabell S3). Mätosäkerheter på ±23 % och ±36 % rapporterades för PFAS- respektive TOP-analys. Mikroplastinnehåll och polymertyper i de 33 proverna analyserades efter avlägsnande av naturligt organiskt material och sedimentpartiklar genom Fenton-reaktionen respektive densitetsseparation med zinkkloridlösning (1,76 g/cm 3). Prover innehållande avsevärda mängder växtmaterial enligt visuell inspektion utsattes för ett extra cellulosaupplösningssteg enligt Olsen et al. (2020). Proverna analyserades med μFTIR och ATR-FTIR och storleksintervallet för analyserade mikroplastpartiklar var 40–5000 μm. För att identifiera de mikroplastiska polymererna som detekterades av μFTIR-spektroskopin, användes biblioteket Systematic Identification of MicroPLastics in the Environment (SiMPle) sammanställt av Aalborg Universitet, Danmark och Alfred Wegener Institute, Tyskland (Primpke et al., 2020). Vid analystillfället inkluderade biblioteket referensspektra för 150 typer av plaster, inklusive polyeten (PE), polypropen (PP), polyuretan (PUR), polyetentereftalat (PET), PA, polystyren (PS), polyvinylklorid (PVC) etylenpropylendienmonomergummi (EPDM-gummi), polymetylmetakrylat (PMMA) och polymjölksyra (PLA). Ett annat bibliotek (Spektrum IR, version 10, 6, 2,1159, PerkinElmer, Inc.), som inkluderar 4000 organiska och plastiska samt styren-butadiengummi (SBR) referensspektra användes för att identifiera plaster detekterade av ATR-FTIR spektroskopi. För kvalitetssäkring och kontroll hanterades och analyserades laboratorieämnen tillsammans med proverna. ExperimentExperiment ExperimentExperiment Access to data through SND. Data are freely accessible. Åtkomst till data via SND. Data är fritt tillgängliga. openAccess Furén, R., Flanagan, K., Winston, R., Dorsey, J., Tirpak, A., Viklander, M., & Blecken, G.-T. (2021). Occurrence and concentrations of organic micropollutants in bioretention filter media. https://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:ltu:diva-93041 Furén, R., Flanagan, K., Winston, R., Dorsey, J., Tirpak, A., Viklander, M., & Blecken, G.-T. (2021). Occurrence and concentrations of organic micropollutants in bioretention filter media. https://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:ltu:diva-93041 urn:nbn:se:ltu:diva-93041 oai:DiVA.org:ltu-93041 2021 oai:DiVA.org:ltu-93041 Furén, R., Flanagan, K., Winston, R. J., Tirpak, R. A., Dorsey, J. D., Viklander, M., & Blecken, G.-T. (2022). Occurrence, concentration, and distribution of 38 organic micropollutants in the filter material of 12 stormwater bioretention facilities. In Science of the Total Environment (No. 157372; Vol. 846). https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.157372 Furén, R., Flanagan, K., Winston, R. J., Tirpak, R. A., Dorsey, J. D., Viklander, M., & Blecken, G.-T. (2022). Occurrence, concentration, and distribution of 38 organic micropollutants in the filter material of 12 stormwater bioretention facilities. In Science of the Total Environment (No. 157372; Vol. 846). https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.157372 10.1016/j.scitotenv.2022.157372 urn:nbn:se:ltu:diva-92185 oai:DiVA.org:ltu-92185 2022 oai:DiVA.org:ltu-92185 Lange, K., Furén, R., Österlund, H., Winston, R., Tirpak, R. A., Nordqvist, K., Smith, J., Dorsey, J., Viklander, M., & Blecken, G.-T. (2023). Abundance, distribution, and composition of microplastics in the filter media of nine aged stormwater bioretention systems. In Chemosphere (No. 138103; Vol. 320). https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2023.138103 Lange, K., Furén, R., Österlund, H., Winston, R., Tirpak, R. A., Nordqvist, K., Smith, J., Dorsey, J., Viklander, M., & Blecken, G.-T. (2023). Abundance, distribution, and composition of microplastics in the filter media of nine aged stormwater bioretention systems. In Chemosphere (No. 138103; Vol. 320). https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2023.138103 10.1016/j.chemosphere.2023.138103 urn:nbn:se:ltu:diva-95676 oai:DiVA.org:ltu-95676 2023 oai:DiVA.org:ltu-95676 Furén, R. (2022). Stormwater bioretention: Pollutant occurrence and accumulation in filter materials and forebays. https://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:ltu:diva-93530 Furén, R. (2022). Stormwater bioretention: Pollutant occurrence and accumulation in filter materials and forebays. https://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:ltu:diva-93530 urn:nbn:se:ltu:diva-93530 9789180481809 oai:DiVA.org:ltu-93530 2022 oai:DiVA.org:ltu-93530 Furén, R., Österlund, H., Winston, R. J., Tirpak, R. A., Dorsey, J. D., Smith, J., Viklander, M., & Blecken, G.-T. (2023). Concentration, distribution, and fractionation of metals in the filter material of 29 bioretention facilities: a field study. In Environmental Science (Vol. 9, Issue 12, pp. 3158–3173). https://doi.org/10.1039/D2EW00823H Furén, R., Österlund, H., Winston, R. J., Tirpak, R. A., Dorsey, J. D., Smith, J., Viklander, M., & Blecken, G.-T. (2023). Concentration, distribution, and fractionation of metals in the filter material of 29 bioretention facilities: a field study. In Environmental Science (Vol. 9, Issue 12, pp. 3158–3173). https://doi.org/10.1039/D2EW00823H 10.1039/D2EW00823H urn:nbn:se:ltu:diva-93529 oai:DiVA.org:ltu-93529 2023 oai:DiVA.org:ltu-93529 Beryani, A., Furén, R., Österlund, H., Tirpak, A., Smith, J., Dorsey, J., Winston, R. J., Viklander, M., & Blecken, G.-T. (n.d.). Occurrence, Concentration, and Distribution of 35 PFASs and Their Precursors Retained in 20 Stormwater Biofilters. In Environmental Science and Technology. https://doi.org/10.1021/acs.est.4c05170 Beryani, A., Furén, R., Österlund, H., Tirpak, A., Smith, J., Dorsey, J., Winston, R. J., Viklander, M., & Blecken, G.-T. (n.d.). Occurrence, Concentration, and Distribution of 35 PFASs and Their Precursors Retained in 20 Stormwater Biofilters. In Environmental Science and Technology. https://doi.org/10.1021/acs.est.4c05170 10.1021/acs.est.4c05170 urn:nbn:se:ltu:diva-108442 oai:DiVA.org:ltu-108442 2024 oai:DiVA.org:ltu-108442