KUOPION YLIOPISTO Ympäristötieteet KUOPION YLIOPISTO PL 1627 70211 Kuopio

KUOPION YLIOPISTO Ympäristötieteet KUOPION YLIOPISTO PL 1627 70211 Kuopio Miten taataan koko ihmiskunnalle turvallinen vesi? YMPÄRISTÖMIKROBIOLOGIAN JA BIOTEKNOLOGIAN SEMINAARI Helvi Heinonen-Tanski (toim.) 5/2004 KUOPION YLIOPISTON YMPÄRISTÖTIETEIDEN LAITOSTEN MONISTESARJA THE UNIVERSITY OF KUOPIO DEPARTMENT OF ENVIRONMENTAL SCIENCES POB 1627, FIN-70211 KUOPIO, FINLAND ISSN 0786-4728

Sisällysluettelo Helvi Heinonen-Tanski: Esipuhe 3 Hennariikka Suni: Kenellä on turvallinen juomavesi ja kenellä ei? 4 Salla Haapakka: Veden aiheuttamat terveysriskit Suomessa 13 Karita Haapasalo: Giardia- ja Cryptosporidium-alkueläimet vesiepidemioiden aiheuttajina 26 Satu Mustonen: Arseenin poisto juomavedestä 39 Niina Pekkarinen: Juomaveden rauta terveysriskinä sekä teknisenä ongelmana55 Lasse Yli-Varo: Talousvesihygienian parantaminen kehitysmaissa ja Suomen hajaasutusalueilla 65 Antti Leskelä: Juomaveden arseenin terveysvaikutukset 83 Kati Ronkainen: Länsimainen jätevesien käsittelytaso virusten torjujana 96 Jaana Kettunen: Uudet tekniset keinot parantaa jäteveden tertiäärikäsittelyä 108 Sanna Kondratjeff: Puhdistetun jäteveden kemiallinen desinfiointi 125 Maija Repo: Haja-asutuksen sanitaation parantaminen 133 Anna Kuhmonen: Sanitaation parantamisen mahdollisuudet kehitysmaiden miljoonakaupungeissa 145 Virve Hakkarainen: Rakennettujen alueiden hulevesien viemäröinti ja siinä tarvittava teknologia 157 Niina Häivälä: Mitä maatalouden kasteluvedeltä on vaadittava? 166 Sivulta 183 alkaen on luettelo uusimmista sarjassa aikaisemmin ilmestyneistä julkaisuista. 2

Esipuhe Huolimatta kansainvälisistä ja kansallisista julistuksista, päätöksistä ja käytännön toimistakin puhdas makea vesi ei edelleenkään ole itsestään selvyys kaikille ihmisille. Puhdasta vettä kaikille ei ole voinut taata Yhdistynyt Kansakunta, eri valtiot, kehitysyhteistyöjärjestöt tai aluehallinnot. Veden määrä tai laatu voi olla huono koko vuoden tai ainakin osan vuotta. On hyvin tavallista, että veden mikrobiologista tai kemiallista laatua ei ole koskaan tutkittu vaikka vedellä voi olla satoja tai tuhansia käyttäjiä. Pintaveden kohdalla desinfiointia ei tehdä ei ainakaan riittävästi eikä juomaveden säilytykseen osata kiinnittää huomiota. Ongelmat eivät koske vain kehitysmaita, vaan niitä on myös meillä Suomessa, joskaan meillä Suomessa veden aiheuttamia kuolemantapauksia ei juuri enää ole sattunut, mutta sairastumisia kylläkin. Kehitysmaissa ns. puhdas vesi voi olla myös niin kallista, että läheskään kaikilla ihmisillä ei ole siihen varaa. Mm. Sri Lankassa tankkiautolla tuotu, desinfioitu vesi maksoi 10-kertaa saman, jonka oma veteni putkien tuomana ja viemänä sekä jätevetenä puhdistettuna maksaa. Samaan hintaan saan vielä tietooni veden analyysitulokset, mitä Sri Lankassa kuluttaja ei saa. Sekä Suomessa että varsinkin kehitysmaissa vesihuoltoon on panostettu enemmän, mutta sanitaatioon on annettu ehdottomasti liian vähän rahaa. Läheskään aina ei ymmärretä, että sata litraa puhdasta vettä voi muuttua myöhemmin sadaksi litraksi jätevettä, joka voi saastuttaa tuhatkin litraa puhdasta vettä. Tätä ei edes ymmärretä monsuunisateiden alueilla, ei vaikka nyt kesäkuun alussa tätä kirjoittaessani, tiedän intialaisten ja bangladeshilaisten työtovereitteni saaneet ensimmäiset monsuunisateet. Ensimmäiset monsuunisateet ovat odotettuja vilvoittajia, mutta jatkuessaan ne myöhemmin voivat peittää lähes kaiken alleen. Toivon lukijan tästä työstä voisi ymmärtää, että vesihuoltoon yksin ei kannata paljoa panostaa, ellei samalla tiedetä, että sanitaatio on kunnossa. Vesihuolto ilman sanitaatiota ontuu. Silti sekä vesihuollossa, mutta varsinkin sanitaatiossa on vielä paljon parannettavaa, jotta sanitaatio toimisi niissäkin megakaupungeissa, joissa voi olla asukkaita kuin koko Pohjolassa yhteensä tai Suomen haja-asutusalueilla. Kuopiossa 8. 6. 2004 Helvi Heinonen-Tanski 3

KENELLÄ ON TURVALLINEN JUOMAVESI JA KENELLÄ EI? HENNARIIKKA SUNI Ympäristötieteiden laitos, Kuopion yliopisto Yhdysvalloissa ja monissa teollisuusmaissa pestään autoja, huuhdellaan vessanpönttöjä ja törsäillään muulla tavoin juomavedellä, kun samaan aikaan kehitysmaissa kuolee ihmisiä, suurimmaksi osaksi lapsia turvallisen juomaveden puutteeseen. Miten tämä on mahdollista? Maailmassa kuitenkin riittäisi juomavettä kohtuudella kaikille. Juomaveden turvaaminen kaikille, ei ole edes kallista. Vuotuinen lisäinvestointi olisi 10 mrd $, jolloin puhdas juomavesi olisi kaikkien ulottuvilla. Vertailuna Euroopassa kulutetaan vuodessa jäätelöön 11 mrd $. Johdanto Turvallinen juomavesi on vettä, jossa ei saa olla pieneliöitä tai loisia tai mitään aineita sellaisina pitoisuuksina, joista voi olla vaaraa ihmisten terveydelle (STM 461/2000). Maailmassa n.1,1 miljardilta ihmiseltä puuttuu nykyään turvallinen juomavesi ja 2,4 miljardilla ihmisellä on puutteellinen sanitaatio (Global water supply and assessment 2000). Turvallisen juomaveden puute on ongelma pääasiassa kehitysmaissa. Turvallisen juomaveden puutteesta kärsivät 1,1 miljardia ihmistä ovat päivittäin vaarassa sairastua tai jopa kuolla, koska heillä ei ole turvallista juomavettä kohtuudella saatavilla. YK määrittelee veden kohtuullisen saatavuuden niin, että jokaisella ihmisellä pitäisi olla käytettävissä vähintään 20 litraa vettä päivässä, korkeintaan kilometrin etäisyydellä henkilön kotoa (Postel & Vickers 2004). Turvallisen juomaveden puute, sekä puutteellinen sanitaatio kulkevat yleensä käsikädessä. Tämä johtuu siitä, että alueilla, joilla sanitaatio on puutteellista, on suuri riski myös juomaveden kontaminoitua suolistopatogeeneistä. Tämän seurauksena maailmassa kuolee 4

vuosittain 5-12 miljoonaa ihmistä tauteihin, jotka aiheutuvat turvallisen juomaveden, riittävän sanitaation ja hygienian puutteesta. Suurin osa kuolleista on lapsia ja yleisin kuolinsyy on ripuli. Lisäksi tilanne aiheuttaa lukuisia sairauksia, jotka nostavat terveydenhuollon kustannuksia ja sairastuneiden työpanos alenee. Kehittyneissä maissa juomaveden terveysriskit eivät yleensä liity riittämättömään hygieniaan, vaan veden käsittelyssä syntyviin haitallisiin yhdisteisiin. Ne voivat vaarantaa terveyttä pitkäaikaisen kulutuksen seurauksena. Makea vesi on jakautunut hyvin epätasaisesti maapallolle. Makean veden käytöstä n. 70 % kuluu maataloudessa, n.22 % teollisuudessa ja loput 8 % on kaupunkien ja yhdyskuntien käytössä. Maapallon uusiutuvan makean veden määrä on 40 700 km 3. Puolet kaikista uusiutuvista makean veden varoista on kuuden eri valtion alueella: Brasiliassa, Venäjällä, Kanadassa, Indonesiassa, Kiinassa ja Kolumbiassa (Postel & Vickers 2004). Tietyn alueen tai valtion omavaraisuus veden suhteen on informatiivisempi, jos huomioidaan myös vettä hyödyntävän väen määrä. Näin määriteltynä maailman suurimmat vesivarat on Kanadassa, missä on yli 92 000 m 3 vettä asukasta kohden. Jordania edustaa toista ääripäätä, missä on vuodessa asukasta kohden käytössä 138 m 3 uusiutuvia vesivaroja. Israelilla vastaava luku on 124 m 3 ja Kuwaitilla ei ole juuri lainkaan uusiutuvia vesivaroja (Postel & Vickers 2004). 1. Tilanne eri puolilla maailmaa Maailman vesivaroja olisi riittävästi kohtuudella käytettäväksi kaikille ihmisille. Tähän mennessä ei ole ollut tarpeeksi poliittista tahtoa ja taloudellista valmiutta järjestää köyhien vedensaanti (Postel & Vickers 2004). Pohjaveden saastuminen on lisäksi uhka makean veden lähteille ympäri maailmaa. Ennustettu ilmaston lämpeneminen pahentaa tilannetta todennäköisesti jo entuudestaan kuivilla alueilla. Veden puute ja riita siitä aiheuttaa konflikteja ja levottomuutta. 5

Taulukko 1. Turvallisen juomaveden puute ja riittämätön sanitaatio maapallolla. (Postel & Vickers 2004). Luvut ovat prosentteja väestömäärästä. Turvallisen Sanitaation Maanosa juomaveden puute puute (%) Afrikka 36 40 Aasia 19 53 Latinalainen Amerikka ja Karibia 13 22 2. Kiina Suurissa valtioissa vesi voi olla epätasaisesti jakautunut myös maan sisällä. Kiinassa asuu viidennes maailman väestöstä, ja Kiinalla on uusiutuvia vesivaroja 7%. Pohjois-Kiinan tasangon alue Keltaisenjoen varrella on hyvin tiheään asuttua aluetta. Siellä kärsitään suurta vesipulaa, sillä suurin osa maan vesivaroista sijaitsee Kiinan eteläosissa. Vesipulan seurauksena kuivilla alueilla ylikäytetään vesivaroja, jolloin esim. Keltainenjoki kuivuu tyhjiin useana vuonna ennen kuin ehtii saavuttaa valtameren. Lisäksi alueen pohjaveden pinta laskee 1-1,5 metriä vuodessa. Pekingissä maanpinta on vajonnut puoli metriä liiallisen pohjaveden käytön vuoksi (Jokinen 2001). 3. Yhdysvallat Köyhyys ja rikkaus kuuluvat tiiviisti turvallisen veden saannin yhteyteen. Raha, valta sekä politiikka mahdollistavat mm. sen, että luonnollisten vesivarojen vähyys ei välttämättä aiheuta vesipulaa ja vesivarojen runsaus ei takaa veden saatavuutta. Esim. Yhdysvalloissa Arizonan alueella ei luontaisesti olisi vesivaroja nykyiseen kulutukseen, mutta heillä on varaa siirtää vettä pitkän matkan takaa Coloradojoesta (Postel & Vickers 2004). 4. Niilin alue 6

Etiopiassa on puutetta vedestä ja ravinnosta, vaikka 84 % Niilin vedestä on maan alueelta peräisin (Postel & Vickers 2004). Alempana Niilin vettä käytetään tehokkaasti hyväksi mm. kasteluvetenä. Niilin alueella on riidelty veden käytöstä, kuten myös Lähi-idän alueella ja 70:llä muulla alueella maailmassa (Jokinen 2001). 5. Intia Sadeveden keruuta varten toimii pilottiprojekti Ramanathapuramin kunnassa, Tamil Nadun osavaltiossa, Intiassa (WaterFinns ry:n hankkeet 2003). Tämän projektin pääasiallinen tarkoitus on parantaa kyläyhteisössä asuvien ihmisten terveyttä ja siten vähentää köyhyyttä parantamalla heidän kykyään hankkia puhdasta juomavettä. Projekti keskittyy paikallisten kyläyhteisöjen kapasiteetin kasvattamiseen. Kolmekymmentä perhettä on valittu tähän projektiohjelmaan ja heidän käyttöön rakennetaan sadeveden keruujärjestelmä. WaterFinns ry:n kanssa yhteistyössä toimii paikallinen kansalaisjärjestö. Sadeveden keruuta ei harrasteta vielä alueella ja projektin toivotaan olevan silmien aukaisija, joka johtaa kyseisen tekniikan leviämiseen alueella. Tekniikan leviämis- ja soveltamismahdollisuudet arvioidaan olevan hyvin laajat. Projektin kohdealueella on 12 kylää, joissa asuu yhteensä noin 7000 ihmistä. Yhteistyössä toimiva intialainen kansalaisjärjestö on vaikuttanut alueella aikaisemminkin, ja projektilla on siten hyvät edellytykset onnistua tavoitteissaan. Projektin kokonaisbudjetti on 22 500 joka riittää kattamaan vuoden kustannukset. Kokonaisuudessaan projekti on mahdollisesti kolmivuotinen. Suomen Ulkoasiainministeriö on myöntänyt projektille tukea 17000 eli 80 prosenttia projektin kokonaiskustannuksista. Loput kustannuksista katetaan vapaaehtoistyöllä (10%) ja WaterFinnsin omalla rahoituksella (10%). Projekti alkoi huhtikuun 2002 lopulla. 6. Sri Lanka 7

Sarasawigaman kylävesiprojekti (WaterFinns ry:n hankkeet 2003) Nykyisin Sri Lankassa järjestetty vesihuolto kattaa pääasiassa kaupungit, kun taas maaseudulla vesi haetaan omista tai kylien yhteisistä kaivoista tai lähteistä. Ongelmallisin tilanne on pienissä maaseututaajamissa, joista muodostuu nopeasti pieniä kaupunkeja. Sri Lankan valtio yrittää ratkaista ongelmaa siirtämällä enemmän vastuuta kyläyhteisölle. Sarasawigama on kasvava maaseututaajama, jossa on n. 500 asukasta. Osa asukkaista käy töissä tai koulussa läheisessä Kandyn kaupungissa, osa työskentelee teetilalla ja osa saa toimeentulonsa viljelemällä omaa maatilkkuaan. Suurin osa asutuksesta on maalla, jolta on aikanaan hakattu puusto teetilan tarpeisiin. Eroosio on kuluttanut pintamaata ja sadevesi kulkeutuu pintavaluntana kohti Mahaweli Ganga jokea. Pohjaveden muodostuminen vähenee edelleen ja ajoittain on pulaa juomavedestä sekä kasteluvedestä. Sarasawigaman kylässä toteutetaan yhteinen hanke kyläläisten sekä WaterFinns ry:n kanssa. Hanke on saanut maaliskuussa 2003 Ulkoasiainministeriön kansalaisjärjestöjen hanketukea. Hankkeessa noudatetaan Sri Lankan uutta strategiaa. Kyläläiset perustavat ja rekisteröivät kansalaisjärjestön, joka ottaa vastuun kylän vesihuollosta. Hankkeessa tehdään yhteistyössä kyläläisten kanssa vesivaraselvitys, jonka yhteydessä suojataan alueen lähteet. Näin saadaan ensimmäisessä vaiheessa aikaan turvalliset vesipisteet osalle asukkaista. Vesivaraselvityksen alustavien tulosten perusteella laaditaan kylään vesihuollon yleissuunnitelma. Hankkeen oleellisena osana pyritään istuttamaan alkuperäistä puustoa parantamaan pohjaveden muodostumista ja tasaamaan pintaveden valuntaa. Istutustyössä hyödynnetään paikallisten buddhalaisten ja hindulaisten temppelien vaikutusvaltaa. Veden ja ympäristön laadun turvaamiseksi pyritään kehittämään käymäläkulttuuria ja jätehuoltoa. Jos hanke osoittautuu kannattavaksi, sitä voidaan jatkaa joko nykyisellä rahoitusmallilla tai se pyritään saamaan osaksi maailmanpankin lainalla rahoitettavaa hanketta. 7. Etelä-Afrikka Etelä-Afrikka on edistynyt vesihuollon levittämisessä. 14 miljoonaa eteläafrikkalaista oli vuonna 1994 ilman turvallista juomavettä. 1996 perustuslakiin lisättiin perusoikeus puhtaasta 8

vedestä. Tämän jälkeen vesihuollon ulottamisesta kaikille ihmisille tuli tärkeä tavoite. Vuoteen 2003 vesihuollon piiriin oli tullut lisää 8 miljoonaa ihmistä. Loput 6 miljoonaa on tarkoitus saavuttaa vuoteen 2008 mennessä (Postel & Vickers 2004). Osalla köyhimmistä alueista asukkaille jaetaan välttämätön päivittäinen vesiannos ilmaiseksi, tai puoleen hintaan. Elämälle välttämätömäksi päivittäiseksi määräksi eteläafrikkalaiset ovat päättäneet 25 litraa asukasta kohden. Tämän määrän ylittävästä osuudesta joutuu maksamaan täyden hinnan (Postel & Vickers 2004). 8. Bangladesh Bangladeshissa huomattiin 1970-luvulla, että väestön kasvun ja puutteellisen sanitaation myötä pintavedet olivat saastuneet pahoin, aiheuttaen väestölle suuressa määrin sairauksia ja kuolemaa. Tämän seurauksena Bangladeshiin on asennettu ulkomaalaisten kanssa yhteistyössä n. 4 miljoonaa rengaskaivoa. Pohjaveden käyttöönoton myötä tilanne parantui merkittävästi (Arsenic in Bangladesh). Vuonna 1993 rengaskaivojen näytteistä löydettiin huomattavan korkeita määriä arseenia. Tutkimusten myötä paljastui korkean arseenipitoisuuden alueeksi keski- Bangladesh, Chapai Nawabganjista Brahmanbariaan. Myös maan pohjoisosassa on arseenipitoisia alueita. On arvioitu, että jopa 35-70 miljoonaa ihmistä on altistunut arseenipitoiselle vedelle. Arseeni pohjavedessä on peräisin maaperän luonnollisista prosesseista (Arsenic in Bangladesh). Arseenialtistus aiheuttaa ihosyöpää sekä muita syöpiä (maksa-, munuais- ja keuhkosyöpää), ihovammoja, vaikutuksia hermostoon, verenpainetautia, keuhkotauteja ja sokeritautia. Bangladeshissa yritetään kehittää nyt uusia keinoja veden hankintaan. Vaihtoehtoina on mm. sadeveden keruu, hiekkasuodatus, kemikaalikäsittely, sekä veden otto vähän arseenia sisältävistä vesiesiintymistä (Arsenic in drinking water). YK hyväksyi vuonna 2000 yhdeksi tavoitteekseen puolittaa vuoteen 2015 mennessä niiden ihmisten määrä, joilla ei ole varaa tai mahdollisuutta saada turvallista juomavettä käyttöönsä. Tämä edellyttää, että joka vuosi tuodaan vesihuolto sadan miljoonan uuden käyttäjän ulottuville (Postel & Vickers 2004). YK:n tilastojen mukaan Bangladesh, Guatemala, 9

Komorit, Iran ja Sri Lanka ovat vuosina 1990-2000 onnistuneet puolittamaan turvallisen juomaveden puutteesta kärsivien ihmisten määrän. 9. Eurooppa Suomessa on turvallista juomavettä saatavilla. Euroopassa turvallisen juomaveden puutteesta kärsitään lähinnä Itä-Euroopan maissa. Meillä juomavettä tehdään pintavedestä, pohjavedestä sekä tekopohjavedestä. Noin 300 000 kotitaloutta ottaa talousvetensä omasta kaivosta, loput ovat liittyneet kunnalliseen vesihuoltoon (Hiisvirta 1997). Suomessa talousvettä valmistetaan sekä suurilla että pienillä vesilaitoksilla. Talousvedestä on sosiaali- ja terveysministeriö laatinut asetuksen sekä suurille että pienille vesilaitoksille(stm 461/2000). Asetuksista käy ilmi talousveden laatuvaatimukset sekä veden valvonta- ja tarkkailututkimukset. Kansainvälisissä vertailuissa Suomi on sijoittunut maailman kärkipäähän vesiasioiden osalta. Tämä ei kuitenkaan sulje pois veden saastumista myös meillä. Normaalissa tilanteessa Suomessa saa toki turvallista juomavettä. Poikkeustilanteissa Suomessa ja muissa kehittyneissä maissa riskin juomaveden laatuun voi aiheuttaa esim. veden käsittelyssä syntyvät tai veteen jäävät mahdolliset haitalliset yhdisteet, laitoksen tai sen kaluston häiriö (esim. putkirikko), mikrobiperäinen epidemia tai tahallinen juomaveden pilaaminen. Mikrobiperäisiä vesiepidemioita on tapahtunut Suomessakin lähes vuosittain. Juomaveden tahallinen pilaaminen on kuitenkin melko epätodennäköistä, mutta mahdollista. Erityistilanteiden varalta, esim. pilaamisen sattuessa pyritään vesi mahdollisimman nopeasti hankkimaan esim. jostain toisesta vedenottamosta. Jokaisella kunnalla on oma varasuunnitelma poikkeavan tilanteen sattuessa. Pienet vedenottamot ovat haavoittuvampia kuin suuret. Koska Suomessa vesiasiat ovat hyvällä mallilla, maamme on tukenut jo 30 vuotta kansainvälisiä projekteja, joissa pyritään takaamaan puhtaan juomaveden saanti eri maissa. Suomen haaste YK:n vuosituhannen tavoitteissa olisi noin 5 miljoonan ihmisen saaminen puhtaan juomaveden ja käymäläjätehuollon piiriin (Suomen haasteena taata vesi ja viemäröinti 5 miljoonalle). 10

Joissakin kehittyneissä maissa turvallinen juomavesi ei ole sama asia kuin hanavesi, toisin kuin meillä Suomessa. Tällöin juomavesi ostetaan kaupoista pullotettuna. Pullotettuun juomaveteenkään ei voi aina täysin luottaa, sillä jossain voidaan pullottaa jopa juotavaksi kelpaamatonta vettä vahingossa tai tahallaan. Vaikka pullottajat yleensä valvovat veden laatua, on pilaantuminen silti mahdollista. Esim. vuonna 1990 erään tunnetun pullovesimerkin vedestä mitattiin korkeita bentseeniarvoja. Yhdysvalloissa myynnissä olleesta pullovedestä on löydetty myös muita haihtuvia orgaanisia liuottimia, mm. tolueenia, ksyleeniä ja styreeniä. Pullotetun veden käytön yleistyminen alueilla, joilla hanavesi pääsääntöisesti on juomakelpoista, ei ole suositeltavaa. Tämä siksi, koska pullojen valmistukseen kuluu merkittäviä määriä raaka-aineita, ne lisäävät jätekuormaa ja niitä täytyy kuljettaa paikasta toiseen, toisin kuin vesijohtovettä joka virtaa putkistoissa (McRandle 2004). Yhteenveto Makea vesi on jakaantunut hyvin epätasaisesti eri puolille maailmaa. On arvioitu, että runsaan parinkymmenen vuoden kuluttua vesihuolto on turvattu vain Suomessa, Ruotsissa, Sveitsissä ja Kanadassa, sillä maapallon väkiluku kasvaa jatkuvasti. Tämän seurauksena riidat ja konfliktit vedestä tulevat lisääntymään maapallolla. Periaatteessa olisi mahdollista taata kaikille ihmisille turvallinen juomavesi, mutta maksajaa ei ole vielä tähän mennessä löytynyt vaikka tarvittava rahamäärä ei ole kovin valtava. Paras apu olisikin kehittää maiden vesihuoltoa paikan päällä kehittämällä samalla maan koulutusta ja muuta terveydenhuoltoa. Erilaisia järjestöjä on kyllä olemassa, jotka auttavat vesipulasta kärsivissä maissa, mutta se ei yksin riitä. Tarvittaisiin kaikkien teollisuusmaiden huomio ja tahto parantaa tilannetta. Pohjavesien suojelua pitäisi myös tehostaa monissa maissa. Makean veden saantiin on olemassa kalliita keinoja alueille, joilla ei ole vettä, mutta on runsaasti rahaa. Yhdistyneissä Arabiemiirikunnissa on makeaa vettä saatu poistamalla suolaa merivedestä. Kenellä on siis turvallista juomavettä ja kenellä ei? Turvallista juomavettä on niillä alueilla, joilla sitä sattuu olemaan luonnostaan, tai ihmisillä ja mailla, joilla on varaa hankkia sitä. Kirjallisuus 11

Arsenic in Bangladesh. Saatavilla www-muodossa osoitteessa http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs210/en/. (luettu 19.3.2004). Arsenic in drinking water. Saatavilla www-muodossa osoitteessa http://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/arsenic2/en/. (luettu 19.3.2004). Gardner, G., Assadourian, E. & Sarin, R. 2004. Kulutuksen tila nyt. Teoksessa: Maailman tila 2004 (toim. Starke, L.), s.25-45. Gaudeamus, Helsinki. Global water supply and assessment 2000 report. Saatavilla www-muodossa osoitteessa http://www.who.int/docstore/water_sanitation_health/globassessment/foreword1.ht m (luettu 19.3.2004) Hiisvirta, L. 1997. Suomalaisessa juomavedessä vielä parannettavaa. Kansanterveyslehti 7/1997 Jokinen, S. 2001. Pula H 2 O:sta. Ylioppilaslehti. 13/2001. Saatavilla www-muodossa osoitteessa http://www.ylioppilaslehti.helsinki.fi/ylioppilaslehti/011005/011005vesi.html (luettu 21.4.2004) McRandle, P. 2004. Pullotettu vesi. Teoksessa: Maailman tila 2004. (toim. Starke, L.), s. 119-120. Gaudeamus, Helsinki. Postel, S. & Vickers, A. 2004. Veden tuottavuuden nostaminen. Teoksessa: Maailman tila 2004 (toim. Starke, L.), s.73-95. Gaudeamus, Helsinki. Sosiaali- ja terveysministeriön asetus (461/2000) talousveden laatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista. Suomen haasteena taata vesi ja viemäröinti 5 miljoonalle. Saatavilla wwwmuodossa osoitteessa http://www.environment.fi/default.asp?contentid=39323&lan=fi (luettu 18.3.2004) WaterFinns ry:n hankkeet 2003. Saatavilla www-muodossa osoitteessa http://www.waterfinns.fi/fi_sivut/hankkeet.html (luettu 18.3.2004) 12

VEDEN AIHEUTTAMAT TERVEYSRISKIT SUOMESSA SALLA HAAPAKKA Ympäristötieteiden laitos Kuopion yliopisto Juomavedessä esiintyvät terveyttä uhkaavat tekijät ovat mikrobiologisia ja kemiallisia. Uimaveden aiheuttamat terveysriskit Suomessa liittyvät lähinnä sinilevien ja niiden erittämien toksiinien esiintymiseen. Terveyden kannalta vakavin riski on juomavedessä poikkeuksellisesti olevat patogeeniset bakteerit ja virukset, jotka aiheuttavat vesiepidemioita. Juomavedessä esiintyvien ei-toivottujen kemiallisten aineiden terveysriski liittyy yleisesti altistumiseen ja sitä kautta kasvavaan syöpäriskiin. 1. Johdanto Suomessa vettä on tarjolla runsaasti, sillä Suomen pinta-alasta noin 10 % on veden peitossa. Järvivettä riittäisi käyttöön noin 300 miljoonaa m 3 ja hyödynnettävissä olevien pohjavesien määräksi arvioidaan noin 6 miljoonaa m 3 vuorokaudessa (Hiisvirta 1996). Veden puutteesta ei siis Suomessa yleensä aiheudu ongelmia. Sen sijaan veden laatuun liittyy tekijöitä, jotka joko sellaisenaan tai välillisesti luovat terveyshaittojen mahdollisuuden. Juoma- ja talousvettä valmistetaan Suomessa pintavedestä sekä pohja- ja tekopohjavedestä. Yhdyskuntien vesilaitosten raakavedestä on nykyään noin 39 % pintavettä ja 61 % pohja- tai tekopohjavettä (Ympäristöhallinto 2004b). Lähes 4,7 miljoonaa suomalaista kuuluu vesihuoltolaitosten vesijohtoverkostojen piiriin ja vielä noin puoli miljoonaa asukasta hankkii vetensä omasta kaivosta (Ympäristöhallinto 2004d). 13

Juomavedessä esiintyvät terveyttä uhkaavat tekijät ovat mikrobiologisia ja kemiallisia. Uimaveden aiheuttamat terveysriskit Suomessa liittyvät lähinnä sinilevien esiintymiseen. Terveyden kannalta vakavimman riskin juomavedessä aiheuttavat poikkeustilanteissa olevat patogeeniset bakteerit ja virukset, jotka aiheuttavat vesiepidemioita. Komulaisen (1996) mukaan kemiallisia aineita ja epäpuhtauksia on harvoin juomavedessä sellaisia määriä, että ne aiheuttaisivat varsinaisia myrkytyksiä. Sen sijaan juomavedessä voi olla useita aineita, joiden tiedetään olevan syöpää aiheuttavia. Pienistä pitoisuuksista huolimatta niille altistuminen on jatkuvaa, sillä vettä juodaan päivittäin. Tämän kirjallisuuskatsauksen tarkoituksena on keskittyä lähinnä juomaveden aiheuttamiin terveysriskeihin Suomessa. 2. Vesiepidemiat Juomaveden ehdottomasti tärkein laatuvaatimus terveyden kannalta on sen mikrobiologinen puhtaus. Kehittyneen vesihuollon ansiosta Suomessa on onnistuttu hävittämään vakavat veden välityksellä leviävät taudit kuten kolera, lavantauti ja punatauti. Kehittyneestä vesihuollosta huolimatta kymmenet erilaiset ihmisten ja eläinten suolistoissa elävät taudinaiheuttajat (bakteerit, virukset ja alkueläimet) saattavat joutua pinta- ja pohjavesiin aiheuttaen laajojakin epidemioita. (Meriluoto, 2000.) Valtaosa vesiepidemioista liittyy tavalla tai toisella pohjavesien likaantumiseen. Lukumääräisesti suurin osa vesiepidemioista on esiintynyt yksityiskaivojen tai pienten yhteisöjen pohjavesien kohdalla (Kuva 1). Osaltaan pohjavesien likaantumiseen vaikuttaaa se, että Suomessa hyvälaatuisia pohjavesiä ei desinfioida ennen jakelua kuluttajille. (Meriluoto, 2000). Pohjavesien likaantumisen syinä ovat olleet joko voimakkaat pintavesivalunnat rankkasateiden tai lumien sulamisen aikana tai jäteveden pääsy pohjaveteen jätevesiputken rikkoutumisen tai jätevesikaivon tulvimisen seurauksena. (Miettinen, 2002). Suuret pintavesilaitokset ovat parhaiten epidemioilta suojassa, koska niiden vedenkäsittely koostuu monista taudinaiheuttajia poistavista yksikköprosesseista ja veden laatu lisäksi varmistetaan 14

jälkidesinfioinnissa. (Meriluoto, 2000). Pintavedestä peräisin olevat epidemiat ovatkin yleisesti ilmenneet puutteellisen desinfioinnin tai verkostossa sattuneen veden saastumisen seurauksena. 3 41 % 1 55 % 2 4 % Kuva 1. Vesiepidemioiden lukumäärä erityyppisillä vedenottamoilla vuosina 1998-2001. Lähde: Ympäristö ja Terveys 2002/8. 1= Yksityiset /yhteisöjen käytössä olevat pohjavesikaivot 2= Pintavesilaitokset 3= Kunnalliset pohjavedenottamot 2.1 Juomaveden hygieenisen laadun valvonta Taudinaiheuttajien havaitseminen vedestä on vaikeaa ja monissa tapauksissa jopa mahdotonta. Juomaveden hygieenisen laadun valvonta perustuu indikaattoribakteerien käyttöön. (Meriluoto, 2000). Indikaattoribakteerien läsnäolo osoittaa, että vesi on mahdollisesti saastunut ulosteilla, jolloin tauteja aiheuttavien mikrobien esiintyminen on mahdollista. Hyvän indikaattorin tunnusmerkki on se, että se on peräisin samasta lähteestä kuin tauudinaiheuttajat. Sen tulee myös säilyä kyseisessä ympäristössä vähintään yhtä hyvin kuin taudinaiheuttajat. (Pitkänen, 2003.) 15

Koliformiset bakteerit ovat yleisemmin käytettyjä talousveden hygieenisen laadun indikaattoreita. E. coli on muita koliformeja parempi indikoimaan ulosteperäistä saastumista, koska vain sitä tavataan suurina pitoisuuksina ihmisten ja tasalämpöisten eläinten suolistossa. (Pitkänen, 2003). Ongelmana kuitenkin on, että indikaattoribakteerit saattavat tuhoutua vesiympäristössä nopeammin kuin taudinaiheuttajat. (Meriluoto, 2000). Tästä syystä vesiepidemioita esiintyy, vaikka vedestä ei indikaattoribakteereita pystytäkään osoittamaan. 2.2 Yleisimmät vesiepidemioiden aiheuttajat Suomessa Suomessa vesiepidemioita ovat aiheuttaneet virukset ja bakteerit. Useimmissa tapauksissa epidemian aiheuttaja on kuitenkin jäänyt selvittämättä. Virukset saattavat olla todennäköisin syy näihin selvittämättä jääneisiin tapauksiin. (STM, 2000.) Virukset säilyvät hyvin talousvedessä ja sietävät kohtalaisia desinfiointiaine pitoisuuksia. Ne ovat myös erittäin infektiivisiä, joten jo pienikin määrä viruksia talousvedessä riittää infektion aiheuttamiseen. Ulkomailla Giardian- ja Cryptosporidiumin merkitys vesiepidemioiden aiheuttajana on merkittävä, mutta Suomessa ei ole raportoitu yhtään ko. alkueläinten aiheuttamaa vesiepidemiaa. (STM, 2000). Vuosina 1980-1998 kalikivirukset ja kampylobakteerit olivat yleisimmät vesiepidemioiden aiheuttajat. Vesiepidemioista 76% oli kalikiviruksen ja 23 % kampylobakteerin aiheuttamia. (Vartiainen, 2002). Yleisimpiä oireita ovat ripuli, pahoinvointi, vatsakipu ja kuumeilu, jotka alkavat yleensä vuorokauden sisällä veden nauttimisesta. 2.3 Vesiepidemia-tilastoja Suomessa Vuosien 1980-2001 välisenä aikana Suomessa järjestetyn vesihuollon piirissä on havaittu 38 mikrobiperäistä vesiepidemiaa, joissa sairastuneiden määrä on ollut yli 26 000 ihmistä. (Miettinen, 2002). Tilastoista kuitenkin puuttuu suuri määrä epidemioita, joita yksittäiset perheet saavat juotuaan saastunutta vettä omista kaivoistaan. (Meriluoto, 2000). On epätodennäköistä, että tällaisista tapauksista 16

tiedotetaan terveydensuojeluviranomaisille, sillä nämä yksittäiset perheet eivät välttämättä osaa yhdistää sairastumistaan saastuneeseen juomaveteen. Vesiepidemioissa sairastuneiden määrä saattaa vaihdella kymmenistä useisiin tuhansiin ihmisiin. Vuosi 1998 osottautui kahden kuluneen vuosikymmenen pahimmaksi vesiepidemiajaksoksi. Kansanterveyslaitoksen tilastojen mukaan noin 7000 ihmistä sairastui kahdeksalla eri paikkakunnalla juotuaan vesilaitoksen jakamaa epähygieenistä juomavettä. (Miettinen et al., 1999.) Esimerkiksi Heinävedellä 1998 yli 2000 eli noin 90% taajaman asukkaista sairastui kalikiviruksen aiheuttamaan rajuun oksenteluun ja ripulointiin. Epidemia aiheutui siitä, että raakavedessä olleet virukset olivat läpäisseet puutteellisen talousveden käsittelyn (pikahiekkasuodatusklooraus) ja päässeet juomaveteen. (STM, 2000.) Indikaattoribakteerien analysointi ei osoittanut tässäkään tapauksessa vesiepidemian olemassaoloa. (Miettinen et al., 1999). 2.4 Vesiepidemian pysäyttäminen Vesilaitoksen tulee heti ryhtyä toimenpiteisiin epidemian pysäyttämiseksi selvässä juomaveden kontaminaatiotapauksessa. Tälläisessä tapauksessa ensiarvoisen tärkeää on tiedottaa ja varoittaa juomaveden kuluttajia. Kuluttajille voidaan antaa juomaveden käyttökielto tai veden keittämisohje epidemian leviämisen estämiseksi. Vesilaitoksen tulee puolestaan lopettaa saastuneen juomaveden pumppaaminen verkostoon ja järjestää tarvittaessa vaihtoehtoinen vedenhankinta. (STM, 2000.) Talousveden desinfiointi tulee aloittaa pikimmiten. Lyhytkestoisessa ja selvässä saastumistapauksessa voidaan selvitä verkoston huuhtelulla ja suojakloorauksella. (Miettinen et al., 1999). Mikäli kontaminaation aiheuttajaa ei pystytä selvittämään tai vedessä esiintyy puhdistuksenkin jälkeen toistuvasti indikaattoribakteereja, vesilaitoksen tulee siirtyä talousveden pitkäaikaiseen desinfiointiin. Toisena vaihtoehtona on etsiä uusi, laatutason täyttävä raakavesilähde. (STM, 2000.) 3. Talousveden mikrobikasvu 17

Heterotrofiset bakteerit hyödyntävät talousvedessä olevia epäorgaanisia ja orgaanisia ravinteita oman biomassansa rakennusaineina ja energian lähteinä. Vaikka talousvesi on laadultaan hyvää ja normit täyttävää vesilaitokselta lähtiessään, voi verkostovesissä, erityisesti desinfioimattomissa talousvesissä, heterotrofisten bakteerien määrä kasvaa 100-1000-kertaiseksi vesilaitokselta lähtevään veteen verrattuna. (Vartiainen et al., 2002.) Hyvälaatuista talousvettä tuottavan laitoksen verkostot voivat olla vanhoja, heikkokuntoisia ja toiminnallisesti huonosti suunniteltuja ja saattavat huonontaa veden laatua merkittävästi. (Nissinen & Lehtola, 2003). Myös veden viipymä verkostossa vaikuttaa veden laatuun. Vesi saattaa viipyä verkostossa tunteja, päiviä tai jopa yli viikon. Pitkään verkostossa viipyneessä vedessä ei enää ole mikrobikasvua estävää aktiivista klooria. Desinfioinnin lisäksi veden mikrobikasvuun vaikuttavat lämpötila, ravinteet ja vesilaitokselta lähtevän veden mikrobipitoisuus. (Lehtola et al., 2002.) Otollisissa olosuhteissa vesijohtoverkostoon muodostuu saostumia, joissa elää tuhansia kertoja enemmän mikrobeja kuin vedessä. Äkillisesti tapahtuvat virtausolosuhteiden muutokset voivat irrottaa näistä biofilmeistä suuren määrän mikrobeja ohivirtaavaan veteen aiheuttaen siten riskin veden kuluttajalle. (Nissinen & Lehtola, 2003.) Savonlinnassa tehtyjen tutkimusten mukaan veden bakteeripitoisuudet kohosivat verkostossa veden kulutuksen ollessa suurimmillaan klo 21. (Nissinen & Lehtola, 2003). Suurin osa tutkimuksista on kuitenkin osoittanut, ettei talousveden heterotrofisten bakteerien ja ihmisten sairastavuuden välillä ole selvää yhteyttä. Toisaalta eräät ihmiselle potentiaalisesti patogeeniset bakteerit, kuten esimerkiksi Legionella, Mykobakteerit, Aeromonas ja Pseudomonas aeruginosa, voivat myös lisääntyä vesijohtoverkostossa. Uusin kiinnostuksen kohde on Helicobacter pylorin mahdollinen säilyminen, kasvu ja leviäminen talousveden välityksellä. (Lehtola et al., 2002.) Lehtola et al. (2002) mukaan tämänhetkisten tulosten perusteella tiedetään, että useimmiten fosfori rajoittaa suomalaisen talousveden mikrobikasvua ja biofilmien muodostumista. Tältä osalta tarvitaan kuitenkin lisätutkimuksia, jotta voidaan 18

selvittää tarkemmin fosforin merkitys vedenjakeluverkostossa. Tulevaisuudessa keskitytään myös patogeenisten mikrobien säilymisen ja kasvun tutkimiseen talousvedessä ja biofilmeissä sekä niihin liittyviin ravinnekysymyksiin. 4. Desinfioinnin sivutuotteet Talousveden hygieenisen laadun varmistaminen vesijohtoverkostoissa tapahtuu desinfioinnin avulla. Tämä on erityisen tärkeää silloin, kun talousvettä valmistetaan pintavesistä. Suomessa pintavedet sisältävät paljon humusta, ja yleisesti käytetty desinfiointikemikaali, kloori, reagoi veden orgaanisen aineksen kanssa tuottaen kloorattuja sivutuotteita. Monet näistä sivutuotteista ovat terveydelle haitallisia. (Nissinen et al., 2002). Suomalaisten järvien ja jokien korkean humuspitoisuuden takia pintavesilaitosten veden desinfioinnissa voidaan saada hyvinkin runsaasti sivutuotteita, kuten tapahtui vielä 1980-luvulla. Nykyään sivutuotteiden korkeita pitoisuuksia pyritään estämään puhdistamalla vesi humuksesta ennen desinfiointia tai käyttämään pohjavettä juomaveden valmistuksessa pintaveden sijaan. (Vartiainen et al., 2002.) Juomavedessä haitallisia desinfioinnin sivutuotteita ovat halogenoidut etikkahapot (HAAs) (ei raja-arvoa EU:ssa), trihalometaanit (THMs) (EU:n raja-arvo 100 µg/l), adsorpoituvat orgaaniset halogeeniyhdisteet (AOX) (raja-arvoa ei ole määritelty), 3- kloori-4-(dikloorimetyyli)-5-hydroksi-2(5h)-furanoni (MX) (ei raja-arvoa) ja veden mutageenisuus (ei raja-arvoa), joka ilmaisee DNA:ssa vaurioita aiheuttavien yhdisteiden aktiivisuuden. (Vartiainen et al., 2002). Etenkin rannikkoseuduilla Suomessa raakavesi sisältää bromidia, josta syntyy otsonidesinfioinnin vaikutuksesta sivutuotteena bromaattia. (Hiisvirta & Sauri, 1994). Osa HAAs ja THMs yhdisteistä on karsinogeenisia. AOX kuvaa puolestaan talousvedessä olevien kloori- ja halogeeniyhdisteiden kokonaismäärää. MX:n mutageenisuus on yksi voimakkaimmista koskaan mitatuista ja voi selittää talousveden mutageenisuudesta jopa 71 %. (Nissinen et al., 2002.) 1980-luvulla aloitettiin desinfioinnin sivutuotteita koskeva tutkimus, jolloin eläinkokeissa syöpävaarallisiksi todettujen aineiden (kloroformi, 19

bromidikloorimetaani) pitoisuudet olivat riskitasolla 10-4 -10-5 (yksi lisääntynyt syöpätapaus elinaikana (70v) 10 000-100 000 henkeä kohti). Vesilaitosten parantuneen kloorauskäytännön ja pohjaveden käyttöön siirtymisen seurauksena 1996 tilanne oli 10-6 -10-7. (Hiisvirta, 1996.) Epidemiologisesti on selvästi osoitettu, että klooratun juomaveden pitkäaikanen käyttö lisää hieman ihmisten riskiä saada syöpä eli elinaikainen syöpäriski on kohonnut 10-30%. Näyttö on vahvin virtsarakon syövän osalta, mutta syöpää voi ilmaantua moniin muihinkin kudoksiin. On myös arvioitu, että kloorattu juomavesi on saattanut aiheuttaa enimmillään Suomessa yhteensä noin 50-100 erilaista syöpää vuosittain. Suurin epäilys kohdistuu MX:ään, jonka on tutkittu aiheuttavan syöpää. Ei olla voitu kuitenkaan todistaa, että MX aiheuttaisi juuri klooratun juomaveden aiheuttamat syövät. (Komulainen, 1996.) On selvää, että varsinkaan pintavedestä valmistettavan talousveden desinfiointia ei voida lopettaa. Desinfiointi voidaan kuitenkin tehdä tavalla, mikä ei aiheuta mutageenisuutta, jolloin syöpäriski laskee. Nissisen et al. (2002) mukaan suurimmat orgaanisen aineen poistumat ja alhaisimmat desinfioinnin sivutuotteiden ja mutageenisuuden pitoisuudet mitattiin talousvesistä, jotka olivat sekä esiotsonoitu että aktiivihiilisuodatettu. Otsoni pilkkoo orgaanista ainesta pienimolekyylisemmäksi, jolloin orgaanisen aineksen reaktiivisuus kloorin kanssa väheni. Tämä vähensi desinfioinnin sivutuotteiden ja mutageenisuuden muodostumista. 5. Syanobakteeritoksiinit Syanobakteerit eli sinilevät kasvavat lämpimissä pintavesissä loppukesällä. Vedenkukinnan aikana levät nousevat pintakerrokseen ja muodostavat vihertävän sinisen massan. Levälajista ja muista ulkoisista olosuhteista riippuen kukinta voi olla myrkyllinen. (Vuori, 1999). Suomessa noin puolet syanobakteerien massaesiintymistä on myrkyllisiä ihmisille ja eläimille. (STM, 2000). Syanobakteerit erittävät maksamyrkkyjä (hepatotoksiineja) tai hermomyrkkyjä (neurotoksiineja). Näiden lisäksi kukinnoissa voi olla useita muita huonommin tunnettuja toksisia tai allergiaa aiheuttavia yhdisteitä. (Vuori, 1999.) 20

Ihminen voi altistua toksiineille nauttiessaan tietämättään myrkyllistä vettä tai saadessaan vahingossa, esimerkiksi uimisen yhteydessä, vettä suuhunsa. Iho, hengityselimet tai silmät voivat myös ärsyyntyä joutuessaan kosketukseen levämassan kanssa. (Vuori, 1999). Yleisimpiä altistuksen oireita ovat flunssaa muistuttavat hengitystieoireet, ripulina ilmenevä maha-suolistotulehdus, silmien punotus sekä ihon kutina ja ärtyminen. (Lahti, 1997). Suomessa ei kuitenkaan ole tiettävästi tapahtunut vakavia syanobakteerien aiheuttamia ihmisten myrkytyksiä. (Vuori, 1999). Tavallisimmin ongelma siis kohdataan vesien virkistyskäytön yhteydessä, mutta levien massaesiintymät saattavat aiheuttaa myös ongelmia talousveden valmistuksessa pintavesilaitoksilla. Pohjavesilaitoksilla syanobakteereista ei aiheudu ongelmia, sillä syanobakteerit tarvitsevat valoa kasvaakseen. Pintavesilaitoksilla leväesiintymät vaikeuttavat vedenkäsittelyä tukkimalla suodattimet ja lisäämällä veden orgaanisen aineen määrää sekä edelleen desinfioinnissa syntyvien sivutuotteiden määrää. (Lahti et al., 1993). Ehkä vakavimman ongelman vedenkäsittelylle aiheuttavat kuitenkin syanobakteerien erittämät hermo- ja maksamyrkyt, jotka periaatteessa voivat läpäistä vedenkäsittelyn ja päästä vesijohtoverkostoon. Käytännössä tällaisia tapauksia ei kuitenkaan ole raportoitu Suomessa. (STM, 2000.) Syanobakteerien yleistyessä pintavettä käyttävien laitosten olisi kuitenkin suositeltavaa tarkkailla raakaveden levälajistoa mikroskooppisesti ja tehdä myrkyllisyystutkimuksia. WHO on antanut juomaveden mikrokystiini-lrpitoisuudelle (tunnetuin maksamyrkky) ohjeellisen raja-arvon 1 µg/l. (Lahti, 1999.) Lahden (1999) mukaan pintavesilaitoksilla saostuskäsittely solujen poistamiseksi ja sitä seuraava otsonointikäsittely ja aktiivihiili- tai hidashiekkasuodatus poistaa tehokkaasti sekä solunsisäiset että liuenneet toksiinit vedestä. Myös tekopohjavesitai rantaimeytyslaitoksilla veden imeyttäminen maakerrosten läpi on todettu hyväksi menetelmäksi toksiinien poistamiseksi. 6. Porakaivovesien terveysriskit 21

Kallioporakaivojen ongelmia ovat yleensä korkeat radon-, uraani-, arseeni- ja fluoridipitoisuudet. Porakaivovesien kohonneet radonin ja muiden radioaktiivisten aineiden pitoisuudet liittyvät yleensä Etelä-Suomen uraanipitoisiin graniittisiin kiviin. Porakaivoissa radioaktiivisten aineiden pitoisuudet ovat keskimäärin kymmenkertaisia verrattuna rengaskaivoihin ja kaksikymmenkertaisia verrattuna verkostovesiin. (Ympäristöhallinto, 2004e.) 6.1 Arseeni Arseeni on yleisesti maaperässä esiintyvä alkuaine. (Komulainen, 1996). Pohjaveden arseeni on yleensä peräisin luonnon mineraaleista ja esiintyy pohjavedessä pääosin epäorgaanisena kolmen- ja viiden arvoisena yhdisteenä. (Ympäristöhallinto, 2004a). Arseeni luokitellaan ihmiselle syöpävaaralliseksi aineeksi. Pitkäaikainen altistus saattaa aiheuttaa ihosyöpää. Pitkäaikaisen altistumisen aiheuttamia myrkytysoireita ovat mm. heikkouden tunne raajoissa, ruokahaluttomuus ja pahoinvointi. (Ympäristöhallinto, 2004a). Arseenin pitoisuus pohjakalliossa vaihtelee. Suomessa on alueita (mm. Orivesi), joissa sen pitoisuus on korkeampi kuin keskimäärin ja tämä heijastuu myös pohjaveden arseenipitoisuuteen. Orivedellä korkeimmat kaivoveden arseenipitoisuudet ylittivät noin 100-200 kertaisesti Suomessa talousveden suurimman sallitun pitoisuuden (0,01mg/l). (Komulainen, 1996.) Lempäälässä oli sadasta tutkitusta porakaivosta 70:ssä arseenia yli 0,01 mg/l. (Ympäristöhallinto, 2004a). 6.2 Radon Porakaivojen vesi sisältää Suomessa paikoitellen (mm. Itä-Uusimaa) hyvin korkeita pitoisuuksia radioaktiivisia aineita, joista terveysvaikutusten kannalta tärkein on radon. Se on hajuton, mauton ja väritön veteen liukeneva kaasu. (Komulainen, 1996.) 22

Vedessä oleva radon haihtuu vettä keitettäessä tai lämmitettäessä (astianpesukone, pyykinpesukone) huoneilmaan, josta se pääsee hengitettynä kehoon. Asetusten mukaan veden radonpitoisuus saa olla korkeintaan 300 Bq/l. Tällöin veden pitkäikäisistä radioaktiivisista aineista ei saa aiheutua annosta ollenkaan. (Ympäristöhallinto, 2004c.) Porakaivojen vesi sisältää keskimäärin 20-30 kertaa enemmän radonia kuin vesijohtoverkoston vesi ja myös tavallisissa rengas- ja lähdekaivoissa pitoisuudet ovat suurempia. (Komulainen, 1996). Radon hengitettynä aiheuttaa keuhkosyöpää, mutta vedessä juodun radonin merkitys on täysin tuntematon. Jos asunto on radonalueen päällä, ilman kautta suoraan tuleva altistuminen on todennäköisesti paljon merkittävämpää kuin veden kautta tapahtuva altistuminen. (Komulainen, 1996.) 7. Talousveden saastuminen kemikaaleilla Talousveden saastuminen kemikaaleilla on huomattavasti harvinaisempaa kuin vesiepidemiat. Suomessa tyypillisiä tapauksia ovat olleet maaperän saastuminen kemikaaleilla ja sitä kautta pohjaveden saastuminen. Pohjaveden saastuttajia ovat olleet mm. sahat ja kyllästämöt, kemialliset pesulat, huoltoasemat ja kaatopaikat. (Molarius & Poussa 2002). Esimerkiksi Kärkölässä todettiin 1987 vesijohtovedessä suuria kloorifenolien kokonaispitoisuuksia. Paikallisella sahalla, joka sijaitsi harjulla tärkeällä pohjavesialueella, oli käytetty vuoteen 1984 asti KY-5 nimistä puutavaran sinistymistä estävää ainetta. (Molarius & Poussa, 2002.) Tämä käytetty fungisidiliuos sisälsi 2,3,4,6-tetrakloorifenolia, pentakloorifenolia ja 2,4,6- trikloorifenolia. Alueella sijainnut pohjavesilaitos oli jakanut pohjavettä vuodesta 1962 yli 3000 Kärkölän asukkaalle kunnes se suljettiin kloorifenolien takia 1987. Ihmisten altistumista kloorifenoleille lähdettiin heti tutkimaan ja tutkimusten mukaan pehmytkudossarkooman ja non-hodgkin-lymfooman ilmaantuvuus oli Kärkölässä suurentunut. Myös mahasuolikanavan ja ihon oireiden todettiin lisääntyneen alueella. (STM, 2000.) 23

Kirjallisuus Hiisvirta, L. 1996. Todennäköisimmät juomaveden terveysriskit Suomessa. Vesitalous 1996/4:21 Hiisvirta, L. & Sauri, M. 1994. Bromaatit ja orgaaniset bromiyhdisteet Suomen vesissä. Vesitalous 1994/3:5-6 Komulainen, H. 1996. Juomavesi ja terveys. Vesitalous 1996/4:13-15 Lahti, K. 1997. Cyanobacterial hepatotoxins and drinking water supplies -aspects of monitoring and potential health risks. Monographs of the Boreal Environment Research. Tammer-Paino Oy. Tampere Lahti, K. 1999. Syanobakteeritoksiinit ja vedenhankinta. Vesitalous 1999/5:25-29 Lahti, K., Lepistö, L., Niemi, J. & Färdig, M. 1993. Eri pinta- ja tekopohjavesilaitosten tehokkuus levien ja erityisesti syanobakteerien (sinilevien) poistossa. Vesitalous 1993/4:31-34 Lehtola, M., Miettinen, I., Vartiainen, T. & Martikainen, P. 2002. Talousveden mikrobikasvuun vaikuttavat tekijät. Ympäristö ja Terveys. Suplementtinumero: Ympäristöterveys.30-33 Meriluoto, J. 2000. Juomaveden epidemiariskin hallinta. Vesitalous 2000/4:10-11 Miettinen, I. 2002. Vesihuollon uudet uhat. Ympäristö ja Terveys. 33,8:34-36 Miettinen, I., Zacheus, O., & Vartiainen, T. 1999. Vesiepidemiat Suomessa. Vesitalous 1999/4:2-3 Molarius, R. & Poussa, L. 2002. Merkittävät pohjaveden pilaantumistapaukset Suomessa 1976-2000. Pirkanmaan ympäristökeskus. Tampereen Yliopistopaino Oy. Nissinen, T. & Lehtola, M. 2003. Parantaako vesijohtoverkoston puhdistus veden laatua?. Vesitalous 2003/1:30-34 Nissinen, T., Martikainen, P. & Vartiainen, T. 2002. Otsonointi talousveden valmistuksessa -talousveden kemiallinen laatu Suomessa. Ympäristö ja Terveys. Suplementtinumero: Ympäristöterveys. 34-38 Pitkänen, T. 2003. Koliformiset bakteerit talousvedessä. Vesitalous 2003/4:14-16 Sosiaali- ja terveysministeriö. 2000. Ympäristöterveyden erityistilanteiden opas. Saatavilla www-muodossa osoitteessa: http://pre20031103.stm.fi/suomi/eho/julkaisut/ytheri/eto1.pdf (luettu 17.3.2004) Vartiainen, T. 2002. Talousvesitutkimus ja talousveden laatu Suomessa. Ympäristö ja Terveys. Suplementtinumero: Ympäristöterveys. 28-29 24

Vartiainen, T., Miettinen, I., Nissinen, T. & Lehtola, M. 2002. Talousveden laatu Suomessa pääasiassa hyvä. Kansanterveys. 2. Saatavilla www-muodossa osoitteessa: http://www.ktl.fi/kansanterveyslehti/arkisto/2002/02/miettinenetal_talousvesi.html (luettu 26.1.2004) Vuori, E. 1999. Syanobakteeritoksiinien aiheuttamat terveysriskit. Vesitalous 1999/5: 32-34 Ympäristöhallinto. 2004a. Arseeni pohjavedessä. Saatavilla www-muodossa osoitteessa: http://www.ymparisto.fi/default.asp?contentid=22868&lan=fi (luettu 29.4.2004) Ympäristöhallinto. 2004b. Raakavesilähteet. Saatavilla www-muodossa osoitteessa: http://www.ymparisto.fi/default.asp?node=6738&lan=fi (luettu 15.3.2004) Ympäristöhallinto. 2004c. Radon pohjavedessä. Saatavilla www-muodossa osoitteessa: http://www.ymparisto.fi/default.asp?contentid=21984&lan=fi (luettu 29.4.2004) Ympäristöhallinto. 2004d. Talous- ja juomavesi. Saatavilla www-muodossa osoitteessa: http://www.ymparisto.fi/default.asp?node=560&lan=fi (luettu 15.3.2004) Ympäristöhallinto. 2004e. Yksityiskaivojen vedenlaatu. Saatavilla www-muodossa osoitteessa: http://www.ymparisto.fi/default.asp?node=6690&lan=fi (luettu 15.3.2004) 25

Giardia- ja Cryptosporidium- alkueläimet vesiepidemioiden aiheuttajina Karita Haapasalo Kuopion yliopisto, Ympäristötieteiden laitos Nykyisten tietojen mukaan suurin osa kehitysmaiden sairauksista johtuu juomaveden käytöstä, johon on puutteellisen vesihygienian vuoksi joutunut patogeenisiä mikroorganismeja kuten viruksia, bakteereita ja alkueläimiä. Tiettyjen patogeenien esiintyminen juomavedessä, on viime vuosina luokiteltu kansanterveydelliseksi ongelmaksi myös maissa, joissa vesihygieniataso on standardien mukainen. Alkueläimet, Giardia lamblia ja Cryptosporidium parvum ovat aiheuttaneet laajoja epidemioita myös kehittyneemmissä maissa, mikä johtuu osittain näiden parasiittien kyvystä tuottaa lepomuotoja, jotka sietävät hyvin veden desinfiointia ja joiden infektiivinen annos on hyvin pieni. 1. Johdanto Giardia lamblia (syn. Giardia duodenalis) on maailmanlaajuisesti tavallinen suolistoinfektioiden aiheuttaja ja sen esiintyvyys on erityisen suuri kehitysmaissa, alhaisen vesihygieniatason ja korkean asumistiheyden vuoksi (Fraser et al. 2000). Cryptosporidium parvum-alkueläimen merkitys suolistoinfektioiden aiheuttajana on selvinnyt vasta viimeisen 30 vuoden aikana, kun se ensin AIDS:in ilmaannuttua, tunnistettiin alhaisen immuunipuolustuksen omaavilla henkilöillä. (Wolfe et al. 1992, Carey et al. 2004) Molemmat parasiitit leviävät erittäin helposti veden kautta, sillä niiden infektiiviset kystat kestävät isännän ulkopuolella pitkiäkin aikoja. Lisäksi ne kestävät hyvin veden desinfioinnissa käytettyä kloorausta ja niiden tunnistaminen vedestä on, tehokkaiden menetelmien puuttuessa, hyvin vaikeaa (Carey et al. 2004). Kehitysmaissa Giardian ja Cryptosporidiumin kystat leviävät tavallisesti ulosteella kontaminoituneen juomaveden kautta, aiheuttaen vakaviakin tautitiloja infektoidessaan ihmisiä, joiden vastustuskyky on heikentynyt. Erityisesti kehitysmaiden alhaisen vesihygienian vuoksi, näitä parasiittejä esiintyy hyvin usein 26

juomavesissä. Arvioiden mukaan noin 80% kehitysmaiden kaikista sairauksista ja yksi kolmasosa kuolemantapauksista, on johtunut saastuneen juomaveden käytöstä (Marshall et al. 1997). Kehitysmaiden lisäksi vesiepidemioita viemäri- ja/tai pintavesien saastuttamien pohjavesien kautta on raportoitu kehittyneemmissäkin maissa viime vuosina (Kokki 1999, Olson 1999). Näistä yhtenä pohjoismaiden laajimpina voidaan pitää Giardian aiheuttamaa epidemiaa ruotsalaisessa hiihtokeskuksessa, jossa yli 3000 henkilöä sai tartunnan (Ljungstrom & Castor 1992, Hunter 1997). Helpon leviämisen, kystojen korkean vastustuskyvyn ja pienen infektiivisen annoksen vuoksi, sekä Giardian että Cryptosporidiumin esiintyminen juomavesissä on maailmanlaajuisesti tunnustettu hyvin vakavaksi kansanterveydelliseksi haitaksi, jotka ihmisen lisäksi voivat karjaa infektoidessaan aiheuttaa suuria taloudellisia menetyksiä (Wolfe et al. 1992, Atwill et al. 1997, Olson et al.1997a, Olson et al.1997b, O Handley et al. 1999). 2. Giardia lamblia Giardia lamblia on siimallinen, maailmanlaajuisesti tunnettu alkueläin, joka tunnistettiin ensimmäisen kerran jo 1600 -luvulla, mikroskoopin keksimisen jälkeen. Sen kystat leviävät tavallisesti ulosteella kontaminoituneen veden tai ruoan kautta, mutta leviäminen ihmisestä ihmiseen tai eläimestä ihmiseen on myös mahdollista (Robertson et al. 1995). Viime vuosina suurin osa maailmalla raportoiduista vesiepidemioista ovat olleet Giardian aiheuttamia, niin kehitysmaissa kuin kehittyneemmissäkin maissa. Arvioiden mukaan 20-35% kaikista kehitysmaiden suolistoinfektioista ovat Giardian aiheuttamia ja Giardia on myös Pohjois-Amerikan yleisin tunnistettu vesiepidemian aiheuttaja. (Finch 1996, AWWA 1999). Giardia leviää helposti vesiteitse, sillä sen kystat kestävät hyvin äärimmäisiä olosuhteita, kuten viemärien desinfioinnissa käytettyä klooria ja ne voivat näin selvitä vedessä elinkelpoisina pitkiäkin aikoja (Olson 1999). 27

KUVA 1. Giardian elinkierto Alkueläimen kystat pääsevät elimistöön, tavallisesti suun kautta ulosteella kontaminoituneesta vedestä tai elintarvikkeesta (2). Yhdestä kystasta vapautuu kaksi trofotsoiittia, jotka voivat kiinnittyä ohutsuolen seinämään saaden sitä kautta ravintonsa (3). Tämän jälkeen kiinnittyneet trofotsoiitit irtoavat ja kulkeutuvat vapaana olevien trofotsoiittien tavoin ohutsuolen luumeniin jakautumaan mitoottisesti (4). http://www.dpd.cdc.gov/dpdx/html/giardiasis.htm 28

2.1. Giardian elinkierto Giardian elinkierto voidaan jakaa kahteen päävaiheeseen, joihin kuuluu tehokkaasti lisääntyvä trofotsoiittivaihe ja resistentti kystavaihe (KUVA 1). Osa trofotsoiiteista ehtii kehittyä suolistossa jälleen kystoiksi, ennen kuin vapautuvat ulosteen mukana isännästä. Alkueläimet, jotka eivät ole ehtineet muuttua kystoiksi, eivät pysty elämään pitkään isännän ulkopuolella (Lewis et al. 1992, Garcia et al. 1993). 2.2 Giardiaasi Tutkimuksien mukaan (Flannagan 1992) Giardia-infektio on saatu niinkin pienestä määrästä kun kymmenestä kystasta, mutta tällöin infektio on ollut oireeton. Kuitenkin tiedetään, että tämän alkueläimen kystojen infektiivinen, suolisto-oireita aiheuttava annos on hyvin pieni. Giardia -infektion aiheuttama tauti, giardiaasi oireilee noin 6-15 vuorokauden sisällä. Tavallisimmat oireet ilmenevät väsymyksenä, pahoinvointina, ruokahaluttomuuden tunteena, vatsakipuina ja painonlaskuna (Farthing 1994). Ensioireiden jälkeen alkaa 3-4 päivää kestävä akuutti vesiripulivaihe, joka voi olla hengenvaarallinen erityisesti pienille lapsille ja heikon vastustuskyvyn omaaville ihmisille (Wolfe 1992). Tauti häviää yleensä itsestään, mutta kroonisiakin tautitiloja on raportoitu (Farthing 1994). 3. Cryptosporidium parvum Giardian tavoin Cryptosporidium parvum on parasiitti, joka on maailmanlaajuisesti tunnettu vesiperäisten suolistoepidemioiden aiheuttaja (Olson 1999). Tämä alkueläin löydettiin ensimmäisen kerran vuonna 1907, mutta tunnistettiin ihmispatogeeniksi vasta Turkissa puhjenneen vesiepidemian yhteydessä 1955. AIDS:in ilmaannuttua 1980 -luvulla Cryptosporidiumia pidettiin vieläkin vain opportunistimikrobina, joka infektoi ainoastaan henkilöitä, joilla on heikko vastustuskyky. Myöhemmin se tunnustettiin yhdeksi tärkeimmäksi vesiepidemioiden aiheuttajaksi. Cryptosporidiumin helposti leviävät, erittäin resistentit, Giardiaakin kestävämmät kystat ovat aiheuttaneet odottamattomia epidemioita kehittyneimmissäkin maissa (Carey et al. 2004). 29