Home About Browse Search
Svenska


Läkemedel, PFAS och mikroplaster i avlopp – kunskapssammanställningar om provtagning, förekomst, effekter och uppströmsåtgärder

Jönsson, Håkan, ed. (2020). Läkemedel, PFAS och mikroplaster i avlopp – kunskapssammanställningar om provtagning, förekomst, effekter och uppströmsåtgärder. (NL, NJ) > Dept. of Energy and Technology, Sveriges lantbruksuniversitet. Rapport / Institutionen för energi och teknik, SLU ; 106
[Report]

[img] PDF - Published Version
1MB

Abstract

Syftet med detta kunskapsunderlag är att förbättra underlaget för fortsatt forskning inom området uppströmsarbete och hållbara kretslopp av växtnäring från avlopp. Rap-porten initierades av att Svenskt vatten utveckling 2016 krävde att VA-kluster Mälardalen väsentligt skulle utöka sin forskning inom området. Rapportens tyngdpunkt ligger på organiska mikroföroreningar som uppmärksammats de senaste åren, läkemedel, högfluorerade ämnen (PFAS) och mikroplaster.

Grundläggande för att bygga tillförlitlig kunskap är säkra analyser, vilket kan vara speciellt utmanande för organiska mikroföroreningar. Cajsa Wahlberg ger i sitt bidrag råd och rekommendation för hur man bör planera och genomföra provtagning, provförvaring, analys och bearbetning, för att analysresultaten ska bli så säkra som möjligt.

Mängd och koncentration av läkemedel och PFAS-ämnen i olika avloppsfraktioner be-stäms av ämnenas användning i samhället. Sahar Dalahmeh redogör för användningen av olika läkemedel, vilka läkemedel som används mest och hur förskrivningen fördelar sig mellan sjukhus och öppenvård, och mellan patienter i olika åldrar. Genom-gången visar att för vissa läkemedel, speciellt kontrastmedel, vissa dermatologiska läkemedel samt antibiotika som ges intravenöst, är koncentrationen i sjukhusavlopp väsentligt högre än i annat avlopp, trots att den allra största delen av den samlade mäng-den läkemedel används ute i samhället. Äldre personer (65 år eller äldre) använder väsentligt mera läkemedel än yngre personer. Uppströmsåtgärder för att minska användningen av läkemedel och deras flöde till reningsverken kan därför inriktas på att 1) läkemedelsgenomgångar för patienter med många läkemedel med syfte att ta bort onödig och skadlig överförskrivning, 2) ersätta läkemedel med andra terapier/livsstilsför-ändringar som motion, kostförändring, akupunktur, etc. när möjligt, 3) styrmedel för att gynna utveckling och användning av mindre miljöskadliga läkemedel och 4) lokal behandling av avlopp som innehåller höga koncentrationer av läkemedel, som avlopp från sjukhus och äldreboende.

PFAS-ämnen är genom sina ytaktiva och beständiga karaktärer mycket användbara som impregnerings- och ytbehandlingsmedel och används i många olika produkter. De har i låga koncentrationer detekterats i många kläd- och hushållsprodukter. Eftersom PFAS-ämnen är svår- eller onedbrytbara i naturen sker en kontinuerlig ackumulering. För att förhindra denna är uppströmsåtgärder i form av minskad eller stoppad tillverkning och användning mest effektivt. Det finns emellertid redan mycket PFAS i kretsloppet. Den största tillförseln till svenskt territorium sker genom atmosfäriskt nedfall och den största tillförseln till befolkningen och till avloppsvattnet sker troligen med dricksvattnet. Flera dricksvattentäkter har fått stänga på grund av för höga halter av PFAS. PFOS har förbjudits i EU, men tyvärr har flera av de ämnen som ersatt PFOS visats bilda PFOS och andra PFAS-ämnen under sin nedbrytning.

I ett separat kunskapsunderlag har Katarina Hansson m.fl. sammanställt befintliga data på inkommande halter av läkemedel och andra miljöstörande organiska ämnen till olika reningsverk inom VA-kluster Mälardalen. För att underlätta prioritering av vilka ämnen som gör analyseras har författarna kopplat de miljöstörande ämnena till olika listor med prioriterade ämnen, som vattendirektivet, dricksvattendirektivet och Läkemedelsverkets lista över substanser som bör övervakas. En databas i Excellformat med de befintliga data från projektet finns fritt tillgänglig på VA-kluster Mälardalens hemsida.

Jesper Olsson visar i sin sammanställning av två studier att ca hälften av de läkemedel som kommer till reningsverket med inkommande avloppsvatten finns kvar i det utgå-ende renade avloppsvattnet. Den totala andelen av inkommande läkemedel som hamnar i slammet är liten, mindre än 1 % enligt de två studierna. För vissa läkemedel hamnar dock till stor del, runt 100 %, i slammet. De läkemedel som i stor utsträckning hamnar i slammet är i regel sådana som binds hårt till organiskt material och har låg vattenlöslighet, varför osäkerheten är stor om vad som händer med dessa ämnen när slammet använts som gödsel och blandats in i matjorden.

Erik Levlin går igenom ett antal teknikbaserade uppströmsåtgärder för att minska tillförseln av läkemedel och andra organiska miljöskadliga ämnen till reningsverket. Åtgärder riktigt nära källan för läkemedlen är tillförsel av nedbrytande enzymer i toalettstolen och källsortering och separat omhändertagande av urin. Något längre från källan är separat rening inkluderande behandling med ozon och/eller aktivt eller biokol av avlopp från sjukhus och liknande verksamheter. Erik Levlin visar också på betydelsen som ledningsmaterialet har för förorening av vattnet med dels miljöstörande ämnen som finns i ledningsmaterialet och dels för miljöstörande ämnen som kan tränga in genom ledningen från omkringliggande massor.

Amanda Folkö och Cecilia Bertholds går igenom hur mikroplaster sprids via avlopp och deras effekter i miljön. De diskuterar olika källor till mikroplaster till såväl blandat kommunalt avloppsvatten och slam, som till dagvatten. De betonar behovet av utveckling av standardiserade metoder för provtagning och analys, samt att ökad kunskap behövs om olika källors bidrag och hur dessa bidrag kan minskas. De källor som först bör studeras inkluderar hushållens nedspolning av skräp och tvätt av textilier, verksamheter som tvätterier samt dagvatten, som tillförs mycket partiklar från däck, vägbanor och konstgräsplaner.

Editors:Jönsson, Håkan
Title:Läkemedel, PFAS och mikroplaster i avlopp – kunskapssammanställningar om provtagning, förekomst, effekter och uppströmsåtgärder
Alternative abstract:
LanguageAbstract
English

The purpose of this review report is to contribute to the knowledge base for continued research in the field of upstream work and sustainable cycles of plant nutrients from wastewater. The report was initiated by the Swedish Water Development (SVU) in 2016 demanding that the VA cluster Mälardalen substantially should expand the research in this area. The focus of this report is on the organic micro-pollutants including pharmaceuticals residues, highly-fluorinated substances (PFAS) and microplastics.

This report has six chapters by different authors. For building real knowledge, reliable analyses results are essential. However, reliable analyses results are challenging go get for organic micro-pollutants. In chapter one, Cajsa Wahlberg gives advice and recommendations on how to best plan and carry out sample collection, storage and analysis as well as processing of results, in order to ensure that the analysis results will be as reliable as possible.

The consumption of pharmaceuticals and use of PFAS substances determine the amounts and concentrations of these substances in wastewater. In chapter two, Sahar Dalahmeh describes the use of different pharmaceuticals within the society, i.e. which types of pharmaceuticals that are most prescribed, prescription rates and distribution between hospitalised and home patients, and between patients of different age groups. The review shows that for some substances, especially contrast agents, certain dermatological pharmaceuticals and antibiotics given intravenously, the concentration in hospital wastewater is significantly higher than in mixed municipal wastewater, despite the fact that the largest amount of pharmaceuticals is used out at home within the society. Elderly people (65 years and older) use significantly more pharmaceuticals than young people. Upstream measures to minimize unnecessary consumption of pharmaceuticals and hence decrease their flow in wastewater might include: 1) drug reviews for patients with multiple drug prescriptions to eliminate unnecessary and harmful over- prescriptions, 2) when possible replace prescription of pharmaceuticals with prescription of none-drug based therapies and/or lifestyle changes such as dietary change, exercise, acupuncture,etc., 3) develop and apply policies to promote development and use of less environmentally harmful pharmaceuticals, and 4) local treatment of wastewater from point sources such as hospitals and elderly houses, where wastewater is likely to contain high concentrations of pharmaceuticals.

Due to their surface activities, thermal tolerance and persistence, PFAS substances are frequently used in many different commercial and consumer products as impregnating and surface coating agents. They have been detected in low concentrations in many clothing and household products. Since several PFAS substances are non-degradable in the environment, continuous accumulation takes place.

Upstream measures such as minimized or ceased production and use of environmentally harmful PFAS are likely to be the most effective measures, and can be implemented with different means of control. However, there is already large amounts of PFAS substances in society. The largest flow to Swedish territory is through atmospheric deposition and the largest flow reaching wastewater is probably contaminated tap water. Several drinking water sources have been shut down due to PFAS contamination. Several of the substances that replaced PFOS after it was banned in EU have unfortunately been shown to form PFOS and other PFAS substances during their degradation.

In a chapter three, Katarina Hansson et al. summarizes a compilation of existing data on concentrations of pharmaceuticals and other environmentally harmful organic substances in various wastewater pipe networks and treatment plants within the VA cluster 5 Mälardalen. To facilitate prioritization of the substances to analyse, the authors have linked the environmental substances to various lists of priority substances, such as lists in the Water Directive, the Drinking Water Directive and the Swedish Medicines Agency's list of substances which should be monitored. A database in Excel format with the existing data from the project is freely available on the website of VA cluster Mälardalen.

In chapter four, Jesper Olsson shows that about half of the amount of pharmaceuticals in the incoming wastewater to the studied treatment plants remained in the treated effluents and the fraction of incoming pharmaceuticals that ended up in the sludge was small, less than 1% according to two studies. For some pharmaceuticals, however, a large fraction, about 100%, ends up in the sludge. The pharmaceuticals that largely end up in the sludge are usually those that are bind strongly to organic matter and have a low water solubility. The uncertainty is great about what happens to these substances when the sludge is used as fertilizer and mixed into arable soil.

In chapter five, Erik Levlin presents a number of upstream technologies to reduce the flow of pharmaceuticals and other environmentally harmful organic substances to wastewater treatment plant. Among these technologies, dosing of degrading enzymes in toilet, the use of source diversion toilets and separate treatment of urine can be if interest in places where urine rich in pharmaceuticals is excreted e.g. elderly houses or hospitals. In addition, projects are ongoing with local treatment of hospital wastewater rich in pharmaceuticals with ozone, biochar or active carbon before it is disposed to the municipal sewer system. Erik Levlin also points out the importance of the pipe material for minimizing the contamination of the water with pollutants contained in the pipe material and with pollutants that can penetrate through the pipe material from surrounding masses.

In chapter six, Amanda Folkö and Cecilia Bertholds review the flow of microplastics in wastewater and their effects in the environment. They discuss various sources of microplastics for mixed municipal wastewater, sludge and storm water. They emphasizethe need for development of standardized methods for sampling and analysis of microplasticsand the need for increased knowledge on the contributions from differentsources and how these contributions can be reduced. They suggested to first focus on the flushing down non-toilet solid waste, the laundry of textiles and the storm water (which contains large amounts of particles from tires, roadways and artificial turf).

Year of publishing :2020
Number:106
Number of Pages:75
Publisher:Institutionen för energi och teknik, Sveriges lantbruksuniversitet
ISSN:1654-9406
Language:English
Publication Type:Report
Article category:Other scientific
Full Text Status:Public
Subjects:(A) Swedish standard research categories 2011 > 2 Engineering and Technology > 201 Civil Engineering > Water Engineering
(A) Swedish standard research categories 2011 > 2 Engineering and Technology > 207 Environmental Engineering > Environmental Management
(A) Swedish standard research categories 2011 > 2 Engineering and Technology > 206 Medical Engineering > Other Medical Engineering
Keywords:läkemedelsrester, avloppssystem, högfluorerade ämnen, PFAS
URN:NBN:urn:nbn:se:slu:epsilon-p-106640
Permanent URL:
http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:slu:epsilon-p-106640
ID Code:17226
Faculty:NJ - Fakulteten för naturresurser och jordbruksvetenskap
Department:(NL, NJ) > Dept. of Energy and Technology
Deposited By: SLUpub Connector
Deposited On:02 Jul 2020 07:34
Metadata Last Modified:13 Aug 2020 12:45

Repository Staff Only: item control page

Downloads

Downloads per year (since September 2012)

View more statistics

Downloads
Hits