Avloppsreningsverkens bidrag till utsläpp av mikroplast

Koncentrationen av mikroplaster i utgående avloppsvatten från kommunala reningsverk är litet men genom de stora vattenvolymerna är reningsverken en betydande väg för mikroplaster till vattenmiljön.

Av: Bengt Andersson

Mikroplaster i vattenmiljön diskuteras intensivt idag och förekomst av plaster kan påverka vattenorganismer från zooplankton till däggdjur negativt på olika sätt och i förlängningen även människan vid intag av t.ex. fisk och skaldjur. Mikroplaster har en storlek < 5 mm och de kan härröra från nedbrytning av utsläppta makroplaster i vattenmiljön eller från direkta utsläpp från dagvatten eller avloppsvatten. Studier har visat att mikroplaster i vattenmiljön ofta förekommer i form av pärlor av polyeten (PE) och polypropylen (PP) eller av fibrer av polyester, akryl, polyamid och nylon, vilket indikerar att mikroplasterna i huvudsak härrör från utsläpp av avloppsvatten.

En genomgång av publicerade studier visar att metodiken för provtagning och hantering av insamlade prov är otillfredsställande, att en standardisering saknas och att en bra karakterisering av insamlade prov är viktig för en korrekt uppskattning av innehållet av mikroplaster. I många studier har FT-IR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) använts för bekräftelse av förekomsten av misstänkta mikroplaster.

Syftet med refererad studie var att utveckla och validera en ny metod för provtagning, hantering och analys av mikroplaster i avloppsvatten och att belysa förekomsten efter olika steg i ett avloppsreningsverk.

Genomförande

Försöken genomfördes vid tre olika avloppsreningsverk i Australien. Det första verket (A) var uppbyggt av fingaller och försedimentering med utsläpp till havet på stort djup, det andra verket (B) av fingaller, försedimentering, biologisk rening och UV-desinfektion med utsläpp till havet och det tredje verket (C) av fingaller, försedimentering, biologisk rening, flockning, desinfektion, ultrafiltrering och omvänd osmos med utsläpp till en flod. Prov togs efter försedimentering (alla verk), efter biologisk rening (verk B och C) och efter filtrering resp. osmos (verk C). Provtagningen skedde under en kampanj omfattande cirka 3 dygn.

Provtagningsutrustningen bestod av en pump och en anordning med fyra silar i serie med olika maskvidd (500, 190, 100 resp. 25 mm). Flödet till silarna mättes kontinuerligt och filtreringen övervakades manuellt för kontroll av igensättning. Upp till 200 l kunde passera silarna men möjlig volym var ofta väsentligt mindre på grund av igensättning av silarna.

Avskilt material på silarna behandlades med väteperoxid för nedbrytning av organiskt material, med natriumjodid för densitetsseparation och genom infärgning för visuell separering av plast (ofärgat) resp. icke-plast (färgat) före identifiering med FT-IR. Plast från varje prov räknades och klassificerades till utseende och form. Metodiken validerades med ett destillerat vatten med tillsats av 50 partiklar av polystyren (PS) av en storlek mellan 250 och 500 mm.

Resultat

Valideringen visade att mellan 92 och 99 % av PS-partiklarna fångades upp på silarna med den lägsta andelen för silen med 25 mm maskvidd beroende på att material delvis fastnade på silväggen. Samtliga 50 PS-partiklar konstaterades vara opåverkade och icke färgade. FT-IR bekräftade att avskilda partiklar utgjordes av PS och att infärgningsmetoden inte hade någon inverkan på spektrat. Infärgningsmetoden fungerade även för fibrer och mikropärlor av PE och för fibrer av bomull, som färgades rosa.

Mikroplaster identifierades i proven från alla reningsverken och de mest frekventa plasterna utgjordes av fibrer av PET (polyetentereftalat) och partiklar av PE med ursprung från tvätt av kläder och från olika hygienprodukter.

Utgående avloppsvatten från verk A, enbart utformat för mekanisk rening, hade ett högt innehåll av organiskt material med en begränsning av provvolymen på grund av igensättning av samtliga silar. Analys med FT-IR visade att endast cirka 10 % av misstänkta mikroplastpartiklar utgjordes av plast och resten av icke plast. Plastpartiklarna utgjordes till cirka 80 % av fibrer av PET och till 20 % av oregelbundet formade partiklar av PE. Utgående vatten innehöll 1,5 partiklar/l, vilket med ett flöde av drygt 300 000 m³/d medförde att 460 miljoner plastpartiklar släpptes ut i havet varje dygn.

Innehållet av mikroplast från verk B bestämdes både efter försedimentering och biologisk rening och mellan 70 och 80 % av misstänkta mikroplastpartiklar utgjordes av plast. Det försedimenterade vattnet innehöll till 66 % fibrer av PET och sfäriska partiklar av PE. Genom biologisk rening kunde innehållet av mikroplast minskas med cirka 66 % från 1,44 till 0,48 partiklar/l, vilket med ett dygnsflöde av cirka 17 000 m³ innebar ett utsläpp av drygt 8 miljoner partiklar per dygn.

Prov från verk C togs efter försedimentering, efter filtrering och efter osmos och omkring 80 % av misstänkta mikroplastpartiklar utgjordes av plast. Detekterade mikroplaster i det försedimenterade vattnet utgjordes till drygt 40 % av partiklar av PE med sfärisk form och till drygt 40 % fibrer av PET och PP. Filtrering och omvänd osmos medförde en minskning av antalet partiklar med cirka 90 % från 2,2 partiklar/l till 0,28 resp. 0,21 partiklar/l efter filtrering resp. osmos. Med ett dygnsflöde av 48 000 m³ släpptes cirka 10 miljoner partiklar ut i recipienten varje dygn.

Slutsatser

Refererad studie avseende mikroplaster i avloppsvatten visade att

Källa: S. Ziajahromi, P.A. Neale, L. Rintoul, F.D.L. Leusch. Wastewater treatment plants as a pathway for microplastics: Development of a new approach to sample wastewater-based microplastics. Water Research 112 (2017), pp 93 – 99.

Hela artikeln från Water Research finns att köpa här.