Makeutusaineet, lääkeaineet ja perfluoratut aineet Kokemäenjoen vesistössä CONPAT-hankkeen tuloksia Noora Perkola, SYKE, Ympäristöterveyspäivät Tampere, 3.11.2016
3.11.2016 1.9.2012-31.12.2016 Veden kontaminantit likaantumisen syyt, terveysriskit ja riskien hallinta AKVA = Akvaattisten luonnonvarojen kestävä käyttö http://fi.opasnet.org/fi/conpat 2
Tutkimusalue 3
WP2 Näytteenotto Näytteenotto 2012 2014 4 x vuodessa Päästölähteet: 10 laitosta Yhdyskuntajätevedet (lähtevä; tuleva 1 kerta) Teollisuusjätevedet (mm. prosessi- ja hulevesiä) Pintavedet Järvi- ja jokivesi: 14 pistettä Pohjavesilaitos: 5 näytepistettä Raakavesi, esikäsitelty raakavesi, tekopohjavesi 4
Tutkitut yhdisteet Makeutusaineet Asesulfaami, sukraloosi, sakariini, syklaamihappo Kofeiini Lääkeaineet Särkylääkkeet: Ibuprofeeni, ketoprofeeni, diklofenaakki Epilepsialääke karbamatsepiini Antibiootti sulfametoksatsoli Perfluorialkyylihapot 5
Makeutusaineet ja kofeiini Vesiliukoisia yhdisteitä Nk. indikaattoriaineita Asesulfaami Sakariini Syklaamihappo Sukraloosi Kofeiini E-koodi E950 E954 E952 E955 - ADI (mg/kg/vrk) 9 5 7 15 - Metabolia Ei Ei 1 60 % Max 5 % 97 98 % Log K ow -1,3 (lask.) 0,91-1,6 (lask.) -1,0 (lask.) -0,07 Poistuma jvpuhdistamoilla (min-max, %) -11 23 77 99 90 100-83 24 99 100 6
Lääkeaineet Käyttäytyminen ympäristössä vaihtelee Ibuprofeeni ja diklofenaakki: t 1/2 20 vrk ja 8 vrk Karbamatsepiini: t 1/2 63 vrk, valohajoava Ympäristövaikutukset: Diklofenaakki - kudosmuutoksia kaloille Ibuprofeeni vaikutuksia kalojen käyttäytymiseen ja lisääntymiseen, kertyy vesieliöihin? * Fimea 2014 (Sulfametoksatsoli sis. myös trimetopriimi); ** Vieno 2007 7
Perfluorialkyyliyhdisteet Karboksyyli- ja sulfonihappoja, joissa kaikki hiileen sitoutuneet vedyt on korvattu fluorilla C4-C10 karboksyylihapot ja C4, C6, C8 sulfonihapot Pinta-aktiivisia aineita käytetään mm. kovakromauksessa, tekstiilien, nahan ja paperin pintakäsittelyssä, musteissa, sammutusvaahdoissa Erittäin pysyviä, vesiliukoisia Toksisia Syövät, immunologiset sairaudet, EDC 8
Tuleva kuormitus kg/a Tuleva kuormitus kg/a 27.10.2016 Kuormitus jätevesi 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 0 25000 50000 75000 100000 125000 150000 175000 200000 Väestö Asesulfaami Kofeiini Sakariini Sukraloosi Syklaamihappo R² = 0.99 R² = 0.997 R² = 0.9943 R² = 0.9983 R² = 0.983 16.0 14.0 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0 25000 50000 75000 100000 125000 150000 175000 200000 Väestö Karbamatsepiini Ketoprofeeni Sulfametoksatsoli Ibuprofeeni R² = 0.9917 R² = 0.0545 R² = 0.974 R² = 0.8328 9
Lähtevä kuormitus kg/a Lähtevä kuormitus kg/a 27.10.2016 Kuormitus- lähtevä jätevesi 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Asesulfaamia 4800±1700 mg/hlö/vuosi Karbamatsepiinia 27,5±16,7 mg/hlö/vuosi 0 25000 50000 75000 100000 125000 150000 175000 200000 Väestö Asesulfaami Sukraloosi Karbamatsepiini R² = 0.9486 R² = 0.9071 R² = 0.8377 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0 25000 50000 75000 100000 125000 150000 175000 200000 Väestö Kofeiini Sakariini Syklaamihappo Ibuprofeeni Ketoprofeeni Sulfametoksatsoli 10
Kuormitus kg/a 27.10.2016 Jätevesi - perfluoriyhdisteet PFOA ei poistu puhdistamoilla Happonen ym. 2016: PFOA:sta vain 11 % jv-puhdistamoilta Mm. laskeuma, saastuneet maat suurempia kuormittajia 0.4 0.3 0.2 0.1 Effluent Influent 0 0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 160000 180000 200000 Väestö 11
Yhdisteiden poistuma CONPAT jätevedenpuhdistamoilla Poistuma kunnallisilla jätevedenpuhdistamoilla (YJVP1-7). Huom: vain 1 näytteenottokerta! Kontaminantti minimi maksimi keskiarvo mediaani PFHpA perfluoriyhdiste -338 49-125 -93 PFBA perfluoriyhdiste -146 95-63 -63 PFHxA perfluoriyhdiste -200 59-43 -38 Karbamatsepiini epilepsialääke -52 16-19 -30 PFBS perfluoriyhdiste -32 75 16 4 Asesulfaami makeutusaine -11 23 5 7 Sukraloosi makeutusaine -83 24-9 8 PFOA perfluoriyhdiste -116 59 5 17 PFPeA perfluoriyhdiste -148 95-1 24 PFNA perfluoriyhdiste -243 66-31 29 Ketoprofeeni tulehduskipulääke -61 70 28 38 Sulfametoksatsoli antibiootti -42 99 47 79 PFDA perfluoriyhdiste -313 99 28 83 PFOS perfluoriyhdiste 81 100 91 90 PFHxS perfluoriyhdiste 37 98 86 95 Sakariini makeutusaine 77 99 91 97 Syklaamihappo makeutusaine 90 100 96 97 Ibuprofeeni tulehduskipulääke 98 100 99 99 Kofeiini piriste 99 100 100 100 12
C (ng/l) C (ng/l) 27.10.2016 Säilyvyyskokeet arvio aineiden muuntumisnopeuksista vesistössä 25 20 15 10 5 CYC pimeä 4 C CYC pimeä 15 C CYC valo 15 C 0 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Aika (vrk) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Aika (vrk) PFOA pimeä 4 C PFOA pimeä 15 C PFOA valo 15 C 13
Positiivisten näytteiden osuus 27.10.2016 Positiivisten näytteiden osuudet tutkituille yhdisteille jäte- ja pintavesinäytteissä 120% 100% 80% 60% Lähtevä JV 40% 20% PiV 0% 14
Pitoisuus ng/l 27.10.2016 Tuloksia - pintavedet 1000 PFOS PFOA CAR IBU KETO CAF ACS 100 10 1 0 Perkola ym. Y&T 3/2015 15
Tuloksia - pintavedet Perkola ym. SETAC 2016 16
Tekopohjaveden valmistusprosessi Virttaankankaalla Siivilöinti, saostus, suodatus Esikäsitelty raakavesi Raakavesi Imeytysallas Pohjavesi http://www.turunseudunvesi.fi/?q=fi 17
Positiivisten näytteiden osuus 27.10.2016 Yhdisteiden kulkeutuminen pintavedestä tekopohjaveteen 120% 100% 80% 60% 40% PiV PoV raaka PoV varsinainen pohjavesi 20% 0% 18
Pitoisuus ng/l Pitoisuus ng/l 27.10.2016 Tuloksia Pohjavesi Sakariini Syklaamihappo 600 Asesulfaami Kofeiini 30 Karbamatsepiini PFOS PFOA 500 25 400 20 300 15 200 10 100 5 0 0 Pitoisuudet merkittävästi pienempiä kuin ADI, TDI tai tuotteissa olevat määrät (kahvi, elintarvikkeet, lääkkeet) 19
Yhteenveto Tutkitut yhdisteet kulkeutuvat pitkiä matkoja vesistössä ja hajoavat hitaasti Muut kuin PFAA ihmisperäisiä vesistöön jätevedenpuhdistamoilta Puhdistustehot vaihtelevia Osa yhdisteistä havaittavissa tekopohjavedessä asti Timo Assmuth 20
Kiitokset Orgaanisten yhdisteiden määrityksiin osallistuneet henkilöt, säilyvyyskokeet, näytteenotto Sami Huhtala Kirsi Rosendahl Hannele Leskinen THL KVVY ja TSV Muut SYKEläiset VATT Suomen akatemia 21