För att få en inblick i hur ett samhälle påverkas av COVID-19-nedstängning har avloppsvattentillförseln i kvantitet och kvalitet undersökts i två franska städer om närmare 300 000 personer under mars-maj 2020.
Av: Jörgen Hanaeus
Effekten av nedstängningen mellan 14 mars och 11 maj för att begränsa spridningen av SARS-CoV-2 i Frankrike har studerats avseende avloppsvattentillförseln i två tätortsområden med 250-300 000 invånare.
Antalet pendlare till områdena hämtades från den nationella folkräkningsdatabasen. Område A hade 110 000 inpendlare, område B 53 000.
Månadsmedelvärdena av mängderna COD, BOD5, Kjeldahl-N, suspenderade ämnen och total-P sjönk alla med 20-40 %. Skälet bedömdes vara minskning av antalet pendlare och därigenom minskning av catering och andra aktiviteter, ex. hårfrisering, som förbrukar mycket gråvatten. Ammoniuminnehållet förblev relativt konstant.
Artikeln
Avloppsvattenkarakteristika reflekterar befolkningens liv och aktiviteter i ett avrinningsområde. På senare år har området ”avloppsvattenbaserad epidemiologi” (WBE) utvecklats för att diagnosticera livsstil, matvanor, välbefinnande och hälsa hos befolkningen. Droganvändning inkl förekomst av nytillkomna droger, t ex i samband med festivaler, har varit fokus för WBE i färska artiklar.
Andra ämnen som spårats är koffein, nikotin, och läkemedel såsom antibiotika, hormonpreparat, antidepressiva och blodtryckssänkande mediciner. Vidare metformin för diabetes och lamivudin för Hepatit B.
Denna typ av studier kräver god kännedom om antalet individer i aktuellt tillrinningsområde för avlopp. Temperaturen är också en viktig parameter för nedbrytningshastigheten av ämnena. Individantalet påverkas naturligtvis av pendlingen in och ut från ett område och en av de viktigaste förändringsfaktorerna i avloppsproduktionen är när ett område stängs ner och gränspassagerna förbjuds. Ett känt exempel är Washington D C, där befolkningen ökar med 78 % under vardagsdagtid.
I Frankrike har pga SARS-CoV-2-pandemin områden stängts ned från 17 mars till 11 maj 2020. Skolor och universitet var också stängda. Frågan uppstod om dessa drastiska åtgärder påverkade avloppsvattenkarakteristika i tätortsområden där mätningar av aktuellt virus var aktuella. Därför undersöktes två urbana områden före och under nedstängningen.
Material och metod
Två tätorter i nordöstra Frankrike, kallade A och B, vardera med drygt 250 000 invånare valdes för studium. Områdena har varsitt stort universitet och består vardera av ca 20 delområden anslutna till respektive centrala avloppsverk.
Från nationella databaser hämtades befolkningsdata och uppgifter om pendlingstrafiken till de aktuella områdena. För äldre studerande, 18-35 år, inhämtades boendedata. För område A hämtades uppgifter om halterna av BOD5, COD, Kjeldahl-N, NH4+-N, SS och Tot-P in till avloppsverket, dels för perioden 2011-2019 och därefter månadsvis under 2020 fram till och med maj 2020. Vidare flödet till verket samt regndata för 2011-2020.
För område B samlades data från 2017 till juni 2020, i övrigt som för område A.
Resultat
För område A presenteras månadsmedelvärden för ovannämnda parametrar med en särskild markering för data under nedstängningsperioden. Antalet pendlare var ca 110 000 och 95 % pendlar normalt dagligen. Före nedstängningen inträffade de lägsta flödena under juli och augusti. De lägsta värdena för mängderna Kjeldahl-N och ammonium (kg/d) inträffade i augusti, som är dominerande semestermånad, även vid universitetet. (Augusti månad ingick sedan inte i nedstängningen.)
Under nedstängningsperioden var inflödet lägre, från nivån 4 000 m3/h (dagtid) till nivån 3 000 m3/h med normala dygnsvariationer. Mängderna (kg/d) av ovanstående parametrar var lägre än under föregående period och återfanns i paritet med de lägsta värden som noterats under tioårsperioden. Halterna (mg/L) visar ett mer oregelbundet mönster. I jämförelsen var under nedstängningen halten syreförbrukande ämnen relativt låg och halten suspenderade ämnen låg-medel. För ammonium-, Kjeldahl- och totalfosforhalterna var halterna däremot förhållandevis höga. Källan till dessa ämnen är i dominerande andel toaletterna, vilket ger en indikation på att verksamhetsrelaterade flöden minskar proportionellt mer än hushållsflödena. Andelen ammonium i Kjeldahlanalyserna (ammoniumkväve + organiskt kväve) ökar under nedstängningen (67 till 71 %) vilket styrker denna indikation.
För område B är mönstren likartade, men betydligt svagare än för område A. Det antogs bero på antalet pendlare, som endast uppgick till hälften av det i område A (53 000/110 000).
Slutsatser
Bestämningen av antalet individer i ett område är en mycket viktig komponent när avloppsvattenbaserad epidemiologi ska användas. Pendlingens omfattning bör tas med. De traditionella kvalitetsparametrarna varierade i halt och mängd under nedstängningsperioden.
Källa: Pons, Marie-Noëlle1,2), Louis, Pauline1) & Vignati, Davide3) (2020): Effect of lockdown on wastewater characteristics: a comparison of two large urban areas. Water Science & Technology 82.12 pp 2813-2822.
Författarna från:
Laboratorie Reactions et Genie des Procedes, Universite de Lorraine, CNRS, 1 rue Grandville, BP 20 451, Nancy, cedex F-54 001, France.
Laboratorie Reactions et Genis des Procedes, LTSER-Zone Atelier du Bassin de la Moselle, 1 rue Grandville, BP 20 451, Naancy cedex F-54 001, France.
Laboratorie Interdisciplinaire des Environments Continentaux, Universite de Lorraine, CNRS, Campus Bridoux, Rue du General Delestraint, Metz F-57 070, France.
Kontakt: marie-noelle.pons@univ-lorraine.fr
