HAJA-ASUTUKSEN LIETTEIDEN SISÄLTÄMÄT HAITALLISET AINEET JA NIIDEN RISKIT YMPÄRISTÖLLE Niina Vieno, TkT Laki ja Vesi Oy Turku Jätevesiseminaari, Lohja 15.3.2106 Vedenpitävää lakipalvelua
Haitallisten aineiden pitoisuuksista hajaasutuksen jätevesissä on vähänlaisesti tietoa www.vhvsy.fi -> Julkaisutoiminta -> Julkaisut -> Haittaaineet puhdistamo- ja hajalietteissä Tutkittiin sako- ja umpikaivovesiä (kiinteä ja vesifaasi) Tavoitteet: Haitta-aineiden esiintyminen hajalietteissä. Kalkkistabiloinnin vaikutus aineiden pitoisuuksiin. Niina Vieno 2
Niina Vieno 3
Näytteenotto syksyllä 2014 Sakokaivonäyte: kokooma 20 kiinteistön sakokaivolietteistä Lisäksi kalkkistabiloitu sakokaivonäyte Umpikaivonäyte: kokooma 20 kiinteistön umpikaivolietteistä Lisäksi kalkkistabiloitu umpikaivonäyte Niina Vieno 4
Niina Vieno 5
Niina Vieno 6
Niina Vieno 7
PAH-yhdisteet: PAH(16)-aineet Nonyylifenoli, oktyylifenoli ja niiden etoksilaatit Triklosaani Tutkitut aineet olivat pääosin peräisin kuluttajatuotteista Bisfenoli-A Lääkeaineet: 51 ainetta Hormonit: 6 ainetta Niina Vieno 8
PAH(16) yhdisteet Pitoisuus lietteessä (mg/kg k.a.) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 Sakokaivo ennen Sakokaivo jälkeen Umpikaivo ennen Umpikaivo jälkeen naftaleeni asenafteeni fluoreeni fenantreeni antraseeni fluoranteeni pyreeni Niina Vieno 9
Kunnallisten puhdistamoiden lietteissä suurempia PAH-pitoisuuksia 9 8 7 6 Pitoisuus lietteessä mg/kg k.a. 5 4 3 2 1 0 Käsittelemätön liete Mädätetty liete Kompostoitu liete Kemiallisesti hapotettu liete Niina Vieno 10
Pitoisuus lietteessä (mg/kg k.a.) 0 2 4 6 8 10 12 14 Oktyylifenoleita ei juuri löytynyt Sakokaivo ennen Sakokaivo jälkeen Umpikaivo ennen Umpikaivo jälkeen 4-nonyylifenoli 4-nonyylifenolimonoetoksilaatti 4-nonyylifenolidietoksilaatti Niina Vieno 11
Pitoisuus (μg/l) Sakokaivovesissä 20 60 kertaisia pitoisuuksia puhdistettuihin jätevesiin verrattuna 7 6 5 4 3 2 1 0 4-nonyylifenoli 4-nonyylifenolimonoetoksilaatti 4-nonyylifenolidietoksilaatti Sakokaivo Jätevedenpuhdistamot tuleva v. 2013 (n= 34) Jätevedenpuhdistamot lähtevä v. 2013 (n= 56) Niina Vieno 12
Pitoisuus μg/l Triklosaanin pitoisuudet > 30-kertaiset sakokaivovesissä verrattuna puhdistettuun jäteveteen 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 Sakokaivo Umpikaivo Jätevedenpuhdistamot tuleva Jätevedenpuhdistamot lähtevä 0,1 0 Triklosaani Niina Vieno 13
Pitoisuus μg/l Bisfenoli-A:n pitoisuudet jonkin verran korkeampia kuin jätevedenpuhdistamoilta lähtevissä vesissä 10 9 8 7 6 5 4 3 Sakokaivo Umpikaivo Jätevedenpuhdistamo tuleva Jätevedenpuhdistamo lähtevä 2 1 0 Bisfenoli-A Niina Vieno 14
Niina Vieno 15
Pitoisuus (μg/l) 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 Sakokaivo ennen Sakokaivot: 23 eri lääkeainetta Umpikaivot: 20 eri lääkeainetta Sakokaivo jälkeen Umpikaivo ennen Umpikaivo jälkeen Tulehduskipulääkkeet Antibiootit Sydän- ja verisuonitautilääkkeet Masennuslääkkeet Muut lääkkeet Niina Vieno 16
Pitoisuus μg/l Ibuprofeenin pitoisuus umpikaivovesissä > 2000- kertainen jätevedenpuhdistamoilta lähtevään veteen verrattuna 400 350 300 250 200 150 100 50 Sakokaivo Umpikaivo Jätevedenpuhdistamo tuleva Jätevedenpuhdistamo lähtevä 0 Ibuprofeeni Niina Vieno 17
Hormonit Pitoisuus (μg/l) 0 1 2 3 4 5 6 Sakokaivo ennen Kunnallisilla puhdistamoilla E2:n pitoisuus: tuleva jätevesi= 0,26 μg/l lähtevä jätevesi= 0,0013 μg/l Sakokaivo jälkeen Umpikaivo ennen Umpikaivo jälkeen 17β-estradioli (E2) Estroni (E1) Testosteroni Estrioli (E3) Progesteroni Niina Vieno 18
Yhteenveto tuloksista Lääkeaineet (erityisesti käsikaupassa myytävät tulehduskipulääkkeet) esiintyivät korkeimmissa pitoisuuksissa ja erityisesti umpikaivovesissä. Myös nonyylifenolien ja etoksilaattien, hormonien ja triklosaanin osalta todettiin, että asumajätevedet ovat merkittävä lähde kunnallisilla puhdistamoilla. Kalkkistabilointi pienensi PAH-yhdisteiden ja joidenkin antibioottien määrää Kalkkistabilointi ei merkittävästi vaikuttanut aineiden pitoisuuksiin. Niina Vieno 19
Lähde: Malmborg 2014. Reduktion av läkemedelsrester och andra organiska föroreningar vid hygienisering av avloppsslam. Rapport Nr 2014-21. Niina Vieno 20
Kulkeutuminen ja Vaikutukset Niina Vieno 21
1 LIETE (tai haja-asutuksen jätevesi) HAIHTUMINEN Käsittely: SITOUTUMINEN MAA-AINEKSEEN HUUHTOUTUMINEN SALAOJIIN SUOTAUTUMINEN POHJAVETEEN KEMIALLINEN TAI BIOLOGINEN HAJOAMINEN Niina Vieno 22
Haitta-aineiden aiheuttamat riskit ympäristölle Vesistöjen ja maaperän eliöille (toksisuus ja kertyminen) Toksisuus kasveille Antibiooteille resistentit bakteerikannat Huuhtoutuminen pohjaveteen Päätyminen ruokaan Niina Vieno 23
Toksisuus maaympäristössä Riippuu aineen sitoutumisesta maa-ainekseen sekä hajoamisesta Maa-ainekseen sitoutunut yhdiste ei yleensä ole eliöille biosaatavassa muodossa Niina Vieno 24
Aineiden kulkeutuvuuden arviointi Yhdiste K OC Kulkeutuvuus PFOA 115 Helposti kulkeutuva PFOS 370 Kohtalaisesti kulkeutuva Ibuprofeeni 87 129 Helposti kohtalaisesti kulkeutuva Diklofenaakki 200 630 Kohtalaisesti hieman kulkeutuva Bisfenoli-A 288 5129 Kohtalaisesti kulkeutuva - kulkeutumaton EE2 4570 Heikosti kulkeutuva Nonyylifenoli 9333 Kulkeutumaton Siprofloksasiini 61000 Kulkeutumaton Triklosaani 24000 Kulkeutumaton DEHP 160000 Kulkeutumaton BDE > 22000 Kulkeutumaton Lähde: Äystö 2014. Pro Gradu-työ. Niina Vieno 25
Esimerkki: helposti kulkeutuvat perfluoratut aineet Lähde: Noora Perkola, SYKE Niina Vieno 26
Esimerkki: Heikosti kulkeutuvat fluorokinoliset antibiootit Esim. siprofloksasiini ja norfloksasiini sitoutuvat voimakkaasti maa-ainekseen, eivätkä juuri kulkeudu veden mukana. Hajoavat erittäin hitaasti Lähde: Golet et al. 2003, EST, 37, 3243. Niina Vieno 27
Kulkeutuvilla aineilla on mahdollisuus suotautua pohjavesiin Masennuslääke diatsepaami pidättäytyy maaperän pintakerroksiin Varjoaine iopromidi kulkeutuu helposti veden mukana. Lähde: Oppel et al. 2004. Science of the Total Environment, 328, 265-273. Niina Vieno 28
Tulkinta Aineiden hajoamisen arviointi Puoliintumisaika (d) Nopeasti hajoava < 7 Kohtalaisen nopeasti hajoava 7 30 Kohtalaisen hitaasti hajoava 30 90 Hitaasti hajoava 90 240 Erittäin hitaasti hajoava > 240 HUOM. PBT-kriteerit: aine on maaperässä pysyvä, jos sen puoliintumisaika on > 120 d ja erittäin pysyvä, jos puoliintumisiaka on > 180 d Niina Vieno 29
Haitta-aineiden pysyvyyksiä maaperässä Yhdiste Puoliintumisaika Pysyvyys Bisfenoli-A Muutama päivä Nopeasti hajoava Estrogeenit Muutama päivä Nopeasti hajoava Ibuprofeeni < 70 d Kohtalaisen nopeasti hajoava Tributyylitina 70 d Kohtalaisen hitaasti hajoava DEHP 23 100 d Kohtalaisen hitaasti hitaasti hajoava Fluoksetiini 60 200 d Kohtalaisen hitaasti hitaasti hajoava Karbamatsepiini 147 >200 d Hitaasti erittäin hitaasti hajoava Tonalidi ja galaksolidi 180 d Hitaasti hajoava Triklosaani 266 d Erittäin hitaasti hajoava PBDE 4 20 vuotta Erittäin hitaasti hajoava Niina Vieno 30
AINEIDEN POTENTIAALISET HAITTA-VAIKUTUKSET Niina Vieno 31
PYSYVYYS BIOKERTYVYYS TOKSISUUS MYRKYLLISYYS HORMONIHÄIRINTÄ Niina Vieno 32
Hormonihäirintä Niina Vieno 33
ETINYYLIESTRADIOLI Niina Vieno 34
Triklosaani 68 % 32 % BIOKERTYVÄ HAJOAA, MUTTA MYRKYLLINEN LEVILLE HORMONI- HÄIRITSIJÄ Niina Vieno 35
Rasvaliukoiset aineet voivat kertyä maaperän eliöihin, erityisesti lieroihin Lähde: Kinney et al. 2008, EST, 42, 1863. BAF (bioaccumulation factor oli korkein triklosaanille, jolle arvo oli 27 Niina Vieno 36
wheat exposed to non-labelled antibiotic wheat plants grown under fied condi tions Current microautoradiographic invest give further information about the localiz tibiotics in tissue and compartiments of p et al., 2000). CTC is reportedly sequestered by the soil matrix. It is conceivable that this can markedly reduce the transfer of organic xenobiotics into plants (Trapp S. et al., 2001, Boxall et al., 2006). Carrots and lamb s lettuce were also hydroponically grown in presence of non-labelled and radiolabelled antibi- Vesiliukoiset otics (lamb s lettuce). aineet In both cases voivat the uptake of SFD siirtyä and kasveihin Esimerkki: antibioottien sulfadiatsinen ja klooritetrasykliinin todettu siirtyvän maaperästä vehnään. radioactivity [dpm/mg fw] 1200 1000 800 600 562.6 1134.6 400 200 25.5 92.1 0 roots young 8.4 leaves old 18.1 SFD CTC Figure 1: Lähde: Grote et al. 2007. Landbauforschung Völkenrode 1/2007 (57), 25-32. Distribution of radioactivity in wheat plantlets after 7 days exposure to 3 H-labelled antibiotics in nutrient solution (10 µmol/l sulfad (3,5)- 3 H-sulfamethazine or 10 µmol/l CTC, iso-ctc and 740 KBq 7-3 H-tetracycline; dpm: disintegrations per minute) Niina Vieno 37
Esimerkki: sulfametatsiini antibiootti (0,1 % maaperässä olevasta aineesta päätyi kasveihin) Lähde: Dolliver et al. 2007, doi:10.2134/jeq2006.0266 Niina Vieno 38
HUOM Esimerkki puhdistamolietteistä Yhdiste PNEC soil (mg/kg k.a.) Arvioitu maaperäpitoisuus* (mg/kg k.a.) RQ (MEC/PNEC) Sotaloli 4095 0,005 1,2 x 10-6 Metoprololi 589 0,04 6,8 x 10-5 Tetrasykliini 8,8 0,006 0,0007 Siprofloksasiini 26 0,1 0,004 Diklofenaakki 1,81 0,04 0,02 Ibuprofeeni 0,29 0,55 1,9 Nonyylifenoli 0,34 0,003 0,009 DEHP 13 0,008 0,0006 *Keskimääräinen pitoisuus maaperässä käytettäessä mädätysjäännöstä Lähde: Marttinen et al. 2014. MTT raportti 135. Niina Vieno 39
TULEVAISUUS Niina Vieno 40
Yhteystiedot Niina Vieno puh. 050 5448431 niina.vieno@lakijavesi.fi Niina Vieno