Refererad studie pekar på vikten av att genomföra försök med nedbrytning av organiska toxiska spårämnen på en riktigt sätt och att komplettera försöken med någon form av bioassay för att klargöra eventuella negativa effekter av behandlingen.
Av: Bengt Andersson
Förekomsten av organiska toxiska spårämnen (OMP, organic micropollutants) i avloppsslam har rapporterats i många studier. Krav på begränsningar av OMP i slam ställs i flera länder vid markanvändning.
Anaerob behandling av kommunalt avloppsslam används vanligtvis för slamstabilisering och flera studier har genomförts för att belysa effekten av rötningen på förekomsten av OMP. Resultaten är emellertid inte alltid entydiga bland annat beroende på vald metodik för genomförandet av studierna. Enbart bestämning av OMP är inte alltid tillräckligt eftersom omvandlingsprodukter kan bildas, som kan vara mera toxiska än ursprungsämnena. Ett komplement till de kemiska analyserna erfordras med någon form av bioassay, som belyser den biologiska effekten och inte endast förekomsten av OMP.
Syftet med refererad studie var att värdera effekten av anaerob mesofil och termofil rötning på förekomsten av OMP i ett kommunalt avloppsslam och på reduktionen av östrogena och gentoxiska aktiviteter i slammet. Enligt författarna är detta den första studien där en integrerad bedömning av omvandlingen av OMP och deras specifika toxicitet genomförts för att värdera effektiviteten av olika rötningsstrategier.
Genomförande
Studien genomfördes som parallella laboratorieförsök med mesofil resp. termofil rötning (37 resp. 55 oC). En blandning av förtjockat primär- och bioslam från ett avloppsreningsverk i Spanien (184000 p.e.), belastat i huvudsak av ett kommunalt avloppsvatten, användes vid försöken.
Analys av 20 olika OMP gjordes från olika ämnesgrupper, (3 från gruppen kosmetiska produkter, 3 antiinflammatoriska läkemedel, 4 antibiotika, 4 antidepressiva läkemedel, 3 hormonstörande ämnen och 3 hormoner). Försöken genomfördes utan s.k. spikning av OMP, en metodik vanlig då halten av ett ämne är låg och där en bestämd mängd av ämnet tillsätts i början av försöket för att skapa en högre mätbar koncentration. Förekomsten av 5 av de utvalda OMP var lägre än detektionsgränsen. OMP analyserades både i slamfas och i vätskefas.
Bioassayn genomfördes genom bestämning dels av östrogen aktivitet dels av gentoxisk aktivitet genom Ames test, som kan påvisa om ett ämne är mutagent och i slutändan cancerframkallande, och genom Comet test, som kan värdera risken av skador på DNA.
Resultat
De flesta OMP detekterade i slammet förekom i förväntade koncentrationer baserat på en litteraturgenomgång även om variationer förekommer t.ex. mellan olika länder och mellan olika årstider. Höga koncentrationer (upp till 10000 mg/kg) uppmättes för hydrofoba ämnen medan koncentrationerna för hydrofila ämnen var lägre (vanligtvis mellan 10 – 100 mg/kg). Flertalet OMP fanns i slamfasen.
Avskiljningen av OMP genom rötning varierade mellan 0 och 100 %. För omkring hälften av utvalda OMP uppnåddes en avskiljningsgrad större än 50 % medan avskiljningen för ¼-del av OMP uppgick till mellan 0 och 20 %. Avskiljningen påverkades inte av temperaturen vid rötningen och inget samband kunde ses mellan sorptionskoefficienten Kd och avskiljningsgraden.
Resultatet var till stor del i överensstämmelse med resultat rapporterade i litteraturen med några undantag framför allt för de ämnen som uppvisade lägst avskiljningsgrad. Orsaken till avvikelsen berodde sannolikt på att en högre avskiljningsgrad i andra undersökningar berodde på spikning av OMP. Referenser gavs till studier som visade att färska tillsatta ämnen kan uppföra sig annorlunda än åldrade ämnen, som är starkare kopplade till slammatrisen och mindre biotillgängliga och nedbrytbara.
Mätning av den östrogena aktiviteten visade olika resultat för mesofil och termofil rötning. Vid mesofil rötning ökade den östrogena aktiviteten till den dubbla medan aktiviteten minskade med omkring 80 % vid termofil rötning. Ökningen vid mesofil rötning kunde bero på bildandet av metaboliter och biprodukter med högre östrogen aktivitet.
Ames test visade att det inte förkom någon mutagen aktivitet i slammen. Comets test visade däremot att både mesofil och termofil rötning minskade den toxiska aktiviteten men att de rötade slammen fortfarande uppvisade en gentoxisk effekt.
Slutsatser
Genomförd studie av rötningens effekt på förekomst av OMP och toxicitet i slammet visade att
- omkring hälften av detekterade OMP uppvisade en avskiljningsgrad högre än 50 %,
- tillsats av färsk OMP till slammet genom s.k. spikning bör undvikas eftersom det troligtvis innebär att beräknad avskiljningsgrad blir högre
- slammets östrogena aktivitet ökade vid mesofil rötning medan den minskade vid termofil rötning
- det är viktigt att utnyttja olika typer av bioassay som komplement till avskiljningen av OMP för att klargöra för- och nackdelar av olika behandling av slam.
Källa: L. Gonzalez-Gil, M. Papa, D. Feretti, E. Ceretti, G. Mazzoleni, N. Steimberg, R. Pedrazzani, G. Bertanza, J.M. Lema, M. Carballa. Is anaerobic digestion effective for the removal of organic micropollutants and biological activities from sewage sludge?. Water Research 102 (2016), pp 221 – 220.
