MILJØFREMMEDE STOFFER I SPILDEVAND Effekter på vandmiljøet

Transkript

1 MILJØFREMMEDE STOFFER I SPILDEVAND Effekter på vandmiljøet K. Ole Kusk, lektor Danmarks Tekniske Universitet

2 Hvad er et miljøfremmed stof? Organisk kemisk stof, som ikke dannes naturligt Inkluderer af og til også naturlige stoffer, som forekommer i unaturligt høje koncentrationer, f.eks. kobber

3 MANGE miljøfremmede stoffer Registrering af kemiske stoffer (REACH): forskellige I daglig brug antages at kemiske stoffer anvendes Spildevand Hvordan miljøvurderes stofferne? Fjernes de i rensningsanlægget?

4 Industri Mindre erhverv Boliger Hospitaler Spredt bebyggelse Spildevand Kraftig regn 3-5% Rensningsanlæg

5 Hvordan miljøvurderes: Fokuseres på tre hoved-egenskaber for de kemiske stoffer: Nedbrydelighed Ophobning i dyr (bioakkumulerbarhed) Giftighed overfor organismer (økotoksicitet)

6 Nedbrydelighed (henfald) af et kemisk stof: Forårsaget af bakterier (mikroorganismer) bionedbrydning Forårsaget af lys fotonedbrydning Forårsaget af vand eller ilt - hydrolyse / iltning/oxidation Nedbrydelighed udtrykkes typisk som den tid det tager for halvdelen af stoffet at forsvinde en såkaldt halveringstid for nedbrydningen

7 Ophobning i dyr (bioakkumulerbarhed) Undersøgelser af 4 ugers varighed Hvis koncentrationen i fisk bliver større end 500 gange vandkoncentrationen betegnes stoffet som bioakkumulerbart Bioakkumulerbare stoffer vil typisk også binde sig til slam i rensningsanlæg og til søsediment m.v.

8 Giftighed overfor organismer (toksicitet) Alger Krebsdyr Fisk

9 Metodik for toksicitetstest + Fortyndingsrække med forskellige koncentrationer Organisme

10 Inhibition Koncentrations-responskurve Effect curve fit LogNorm curve fit (v. HA) Observed values 0.6 EC EC mg/l Sikkerhedsfaktor Testresultater i laboratoriet Sikker koncentration for miljøet

11 Vurdering af enkelt-kemikalier Viden om nedbrydelighed, bioakkumulerbarhed og toksicitet: Kan forudsige om det undersøgte kemiske stoffer fjernes i spildevandsanlægget Kan forudsige noget om skæbnen og effekten af undersøgte stoffer i naturen

12 PROBLEM: Spildevand er blandinger med mange hundrede måske tusinder - af forskellige kemikalier (sum-effekter)

13 Lægemiddelstoffer i spildevand på Kalundborg Centralrenseanlæg (indløb og udløb) Parameter Enhed Indløb Udløb Salicylsyre μg/l 12 <0,20 Acetylsalicylsyre μg/l 1,1 <0,20 Ibuprofen μg/l 1,9 0,14 Bendroflumethiazid μg/l <0,30 <0,30 Terbutalin μg/l <0,20 <0,20 Sulfamethizol μg/l 2,7 0,76 Paracetamol μg/l 93 <0,30 Penicillin V μg/l <0,10 <0,10 Furosemid μg/l 2,7 0,45 Enalapril μg/l <0,10 <0,10 Ketoconazol μg/l <0,20 <0,20 Kilde: Miljøprojekt Nr , Miljøstyrelsen

14 Den østrogene belastning af urenset spildevand (indløb) Koncentration i ng/l østrogen-ekvivalenter K = Kalundborg A = Avedøre U = Usserød K A1 A2 A3 U1 U2 U3 EEQ-Ø* 5,9 9,8 10,7 36,5 30,8 25,1 15,7 EEQ-I** 3,5 2,4 2,0 2,4 1,6 1,7 1,7 EEQ-I/EEQ 37% 20% 16% 6% 5% 6% 10% Naturlige/syntetiske østrogener (EEQ-Ø) og østrogenlignende industristoffer (EEQ-I) samt sidste gruppes andel af den østrogene belastning. * EEQ-Ø = sum af østrogeneffekter (estron, østrogen og p-pille-østrogen) ** EEQ-I = samlede østrogeneffekt af industri-kemikalier (Nonyl-penoler, Bisphenol A, plastblødgørere) Kilde: Miljøprojekt Nr , Miljøstyrelsen

15 Celle-assays på indløbs- og udløbsvand fra rensningsanlæg Assay Lynetten Indløb Lynetten Udløb Usserød Indløb Usserød Udløb Bio-EEQ (ng E2/L) YES assay Yeast cells Bio-EEQ (ng E2/L) ER transactivation MVLN cells Østrogene effekter Bio-EEQ (ng E2/L) Bio-AEQ (ng R1881/L) Bio-T3EQ (ng T3/L) Bio-TEQ (ng TCDD/L) Growth assay MCF-7 calls AR-transactivation CHO cells T-screen GH3 proliferation 190 nd 204 nd AhR transactivation Hepa1.12cR cells Kilde: Kusk et al Environ Toxicol Chem. In press Androgene effekter Thyroidhormon effekt Effekter af dioxinlignende stoffer

16 Hæmning af udviklingsrate Hæmning af udviklingsrate Lynette indløb - effekt på Acartia tonsa larveudvikling Indløb % inflow water LogNorm curve fit Observed values 50% effect 10% effect Toksiske effekter af Lynettespildevand på planktonisk krebsdyr Lynette udløb - effekt på Acartia tonsa larve udvikling Udløb % effluent LogNorm curve fit Observed values 50% effect 10% effect

17 Effekter kan sjældent linkes til specifikke miljøfremmede stoffer Flere årsager hertil Naturen er variabel Der er mange forskellige stoffer Der er mange forskellige arter Influensområde - Mange symptomer at observere

18 Eksempel: Deformiteter hos larver af ålekvabbe Deform rygrad Spiralformet rygrad Misdannede og manglende øjne Siamesisk tvilling? Individ med to hoveder Forekommer især i områder med dårlig vandudskiftning (samme gælder DNA-skader på blåmusling) Kilde: Faglig rapport fra DMU nr. 743, 2009

19 Østrogenpåvirkning af hanfisk (ålekvabber) Mikroskopisk snit af han-fiske-gonade fra ålekvabber med æg (pile). Kilde: Faglig rapport fra DMU nr. 743, 2009

20 Meget få undersøgelser af spildevands effekter Overvågning?? Ingen systematisk overvågning af effekter af miljøfremmede stoffer NOVANA * -overvågningsprogram omfatter: - Punktkilder (måling af enkeltstoffer): renseanlæg, industrier, regnbetingede udløb, spredt bebyggelse, dam- og havbrug - Stationer (organismer): Ålekvabber, skrubbe og blåmuslinger *: NOVANA = Det nationale program for overvågning af vandmiljøet og naturen

21 Opsummering: kemiske stoffer i dagligt brug i EU Enkelt-stoffer vurderes vha. bionedbrydelighed, ophobning i og toksicitet overfor organismer Spildevand er blandinger med mange forskellige kemiske stoffer Fokus på hormonforstyrrende stoffer og lægemiddelstoffer

22 Opsummering: Renseanlæg reducerer mængden af kemiske stoffer, men fjerner dem ikke fuldstændig Ringe viden om spildevands toksiske effekter Effekter på organismer er observeret i miljøet, ofte er der ingen årsags-sammenhæng