Rester av läkemedel och produkter för personlig hygien (Pharmaceuticals and Personal Care Products) återfinns i stor utsträckning i våra avloppssystem. Allmänt har konventionella avloppsverk visat god effektivitet i separationen av merparten av dessa produkter, medan situationen för små decentraliserade enheter varit mindre känd. Här redovisas en studie av små avloppsenheters avskiljningsförmåga beträffande dessa produkter.
Av: Jörgen Hanaeus
Sammanfattning
Förekomst och avskiljning av 13 olika läkemedel och hygienprodukter undersöktes i fullskala för 13 små(2-280 pe), lokala avloppssystem för hushållsspillvatten såsom biofilter, markbäddar, och våtmarker med horisontell eller vertikal strömning. Parallellt kontrollerades BOD5, SS och NH4+. Halten löst syre mättes på plats med elektrod. Projektet utgjorde ett spansk-danskt samarbete på universitetsnivå och påvisade en reduktion >80% för 10 av de undersökta produkterna i samtliga undersökta system, där våtmarker med vertikal strömning (constructed wetlands) lyckades bäst.
Bakgrund
Endast få mätningar av PPCPs i decentraliserade anläggningar har genomförts och då främst i pilotskala med hög grad av styrning. I föreliggande projekt har samtliga 13 anläggningar, f ö belägna i östra Jylland, slamavskiljare som första enhet. Därefter: två kompakta biofilter, två biologiska sandfilter (markbäddar) och nio olika former av våtmarker (constructed wetlands, CW). CW:s är system med grunda dammar eller diken som har flytande eller rotad vegetation. De är ytkrävande och därför är anslutningen normalt < 2000 personer. CW:s med vertikal strömning är är mindre ytkrävande än de med horisontell strömning; de förra klarar sig med timmars uppehållstid medan man för de senare behöver flera dygn. Med vertikalströmning kan en omättad, syrehaltig zon skapas, vilket gör anläggningstypen gynnsammare för BOD-och ammoniumreduktion än den horisontella.
Kompakta biofilter har bärarmaterial av grus eller plastkulor. De har även en omättad zon och kort hydraulisk uppehållstid, men saknar vegetation. De två här undersökta biofiltren hade Filtralite som filtermedium (6,5m2) och följdes av varsin bädd med 40m2 Filtralite-P för fosforreduktion. Prov togs efter var och en av enheterna.
Utöver dessa biofilter ingick två markbäddar (1 m sand), fem CWs med horisontell strömning och fyra CWs med vertikal strömning i undersökningen. De horisontella våtmarkerna belastades av något hundratal personer, de övriga anläggningarna endast av en handfull personer.
Använda PPCPs var Salicylsyra (hudsalva mm), Ibuprofen och dess metaboliter OH-ibuprofen, CA-ibuprofen, Karbamazepin (nervmedicin), Naproxen, Diklofenak, Ketoprofen (antiinflammatoriska,smärtlindrare), Koffein, Metyldihydrojasmonat (parfym, Hedion), Kanelsyra (parfym), Oxibenson (UV-filter i solkräm) samt Furosemid (vätskedrivande).
Prov togs som stickprov på utgående vatten från slamavskiljare, från utloppet från resp enhet, samt vid fyra tillfällen på vatten i efterföljande recipient. Stickprovet motiverades med att slamavskiljare bedömdes ge god blandning av sin vattenvolym.
Resultat
Resultatet presenteras som förekomst av de sökta PPCPs i de 16 prover som togs (x/16) samt max- och medianhalter av resp ämne. Likaså för de fyra recipientproverna; förekomst (x/4) samt max- och medianhalter. Vidare angavs den procentuella reduktionen av resp ämne i varje anläggningstyp samt några kompletterande sådana värden ur litteraturreferenser. Reduktionen av standardparametrarna (ej fosfor, dock) gavs både som halter och procentuellt för varje anläggning. Halten löst syre i in- och utlopp rapporterades också.
Samtliga PPCPs detekterades i anläggningarna, sju av dem med en frekvens av åtminstone 14/16. Koffein och salicylsyra fanns i alla 16 prov. Högsta uppmätta koncentrationer, ca 70 µg/l gällde nyssnämnda ämnen samt Hedionparfym. Dessa jämte Kanelsyran visade också de högsta medianvärdena, ca 10-30 µg/l.
I de få recipientproverna återfanns aldrig halter > 1 µg/l. Förutom koffein och salicylsyra
kan nämnas 0,28 µg/l OH-ibuprofen som medianvärde av fyra prover.
Reduktionerna var i allmänhet goda. Uppdelat på ämneskategorier: Utmärkt reduktion, >90% i 75% av systemen erhölls för: Salicylsyra, Hedion, Kanelsyra och Oxibenson. God reduktion, 65% i 75% av systemen gav: Ibuprofen, OH-ibuprofen, CA-ibuprofen, Koffein och Furosemid. Sämre reduktion, <50% i hälften av de studerade systemen gav Naproxen, Karbamazepin, Diklofenak och Ketoprofen.
För standardparametrarna erhölls: BOD5-reduktion av > 95 % , SS-reduktion på nivå 90% och ammoniumreduktionen 40-90%. Halten löst syre var i allmänhet låg i vattnet efter slamavskiljaren, < 1 mg O2/l, men steg vanligen till 3-5 mg O2/l, undantaget biofiltren som höll < 1 mg O2/l.
Slutsatser
En rad läkemedel och personliga hygienprodukter kunde identifieras såväl i inlopp som utlopp och recipienter för de undersökta småskaliga avloppssystemen. Den avskiljning av PPCPs som erhölls var jämförbar med vad som så långt rapporterats för större avloppsverk. Avskiljningen var likartad för alla de undersökta anläggningarna; dock att våtmarken med vertikalströmning (constructed wetland) var något stabilare i reningseffekt än övriga.
Beträffande dessa ämnen finns alltså inte skäl till större oro för nämnda småskaliga avloppsanläggningar än för de stora. PPCPs har dock varit under starkt fokus på senare tid och en god överblick över läkemedelsrester ges i rapport från Stockholm Vatten 2010, där Cajsa Wahlberg och Berndt Björlenius tillsammans med Gryaabs Nicklas Paxéus är huvudförfattare. Området kommer säkert att ytterligare fokuseras, om inte annat för den bakomliggande paradoxen att de medel vi nyttjar för att stärka våra kroppar också indirekt bidrar till att skada desamma.
Källa: Matamaros, Victor, Arias, Carlos, Brix, Hans Bayona, Josep : Preliminary screening of small-scale domestic wastewater treatment systems for removal of pharmaceutical and personal care products. Water Research 43 (2009) 55-62.
Artikeln går att köpa från utgivaren här.
Författarna: Matamaros och Bayona är från Institute of Chemical and Environmental Research i Barcelona. Brix och Bayona är från Århus universitet.
Korrespondens: J M Bayona jbtqam@cid.csic.es
