RISKER MED SMÅSKALIGT SLAM –
bakterier, virus och
läkemedelsrester
Kiladalen, 7 februari 2009
Annika Nordin
Institutionen för Energi och Teknik, SLU,
Ultuna
RISKER MED ÅTERFÖRING AV
AVLOPP
• Sjukdomsframkallande mikroorganismer
– Bakterier, virus, parasiter
• Hormoner & läkemedelsrester
– Naturliga och syntetiska hormoner
– Antibiotika & andra läkemedel
• Andra föroreningar?
– Tungmetaller, organiska bekämpningsmedel,
miljögifter
– Vad vi spolar ner hamnar i utgående avlopp!
MÖJLIGHETER MED ÅTERFÖRING AV
AVLOPP
• Uthålligt samhälle – från kvittblivning till resurs
–
–
–
–
Växtnäringsämnen, mullämnen
Minskat reningskrav
Energivinster
Effektiviserad vattenanvändning
• Minimerad miljöpåverkan
• Framtida gödselmedel till ekologisk odling?
Förbättrad hantering av föroreningar!
TUNGMETALLER
• Tungmetaller anrikas
– Balans mellan tillförsel & bortförsel eftersträvas
– Försiktighetsprincipen
• Urin och fekalier
– Lägre än naturvårdsverkets riktvärden* (Pb, Cd, Cu, Cr, Hg,
Ni, Zn) för slam i jordbruk
– Lägre Cd halt än konstgödsel
• Spolvatten kan innebära tillförsel
– Offeranoder, ledningar
• Bättre avfallshantering - minskad belastning!
BEKÄMPNINGSMEDEL OCH
MILJÖGIFTER
• Bekämpningsmedel • Organiska miljögifter
– Halter lägre än
gränsvärden för frukt
och grönsaker
– Tillförsel till
jordbruksmark låg
jämfört med
besprutning
(PCB, DDT etc.)
– Halter i toalettavfall
mycket låga
– Ej tillåtna ämnen
importeras via frukt &
grönsaker
– Luftdeposition större än
tillförsel via kompost &
rötrest
HORMONER OCH
LÄKEMEDELSRESTER
•
•
Biologiskt aktiva, ofta toxiska, svårnedbrytbara
Ett problem oavsett avloppssystem!
– Direktpåverkan på människor?
– Morgondagens ämnen?
• Mer än 1000 aktiva substanser
• Utsöndring i oförändrad form (”överdosering”), metaboliter &
konjungat
• Hormoner liten del - stor miljöpåverkan
– Feminisering av fisk
– Syntetiska hormoner längre halveringstid, mer potenta
• Antibiotika
– Koncentrationer i avlopp lägre än MIC (Kalmar sjukhus)
Koncentrationer i urin och fekalier - Liknande stallgödsel
NEDBRYTNING AV ORGANISKA
ÄMNEN
• Bästa behandling för nedbrytning varierar med
ämne
– Mesofil rötning (högklorerade ämnen)
– Aerob behandling (läkemedelsrester)
– Lång uppehållstid - bättre nedbrytning
• Mark bättre recipient än vatten
– Biologisk nedbrytning
– Koncentration organismer
– Gödsel ökar markens biologiska aktivitet
Långtidsspridning av animala hormoner med
djurgödsel men ännu inga effekter på
landlevande organismer!
SJUKDOMSFRAMKALLANDE MIKROORGANISMER
Varifrån kommer patogenerna i avlopp?
• Fekalier
– innehåller den största andelen patogener, magtarm infektioner
• Urin
– endast ett fåtal sjukdomar sprids via urin, ovanliga i Sverige
• BDT-vatten
– ex. tvätt av tygblöjor, från livsmedel
• Industri
– slakterier, livsmedelsindustri (djur- & växtpatogener)
• Dagvatten
– ex. avrinning från mark - djurfekalier
PATOGENER AV BETYDELSE
Bakterier
• kan tillväxa i miljön
• antibiotika resistens!
– ex. Salmonella,
Campylobacter, EHEC
(zoonoser)
– 200-7000 fall/år
– Många fall utlandssmitta
– God djurstatus för
Salmonella, EHEC (≤1%)
Virus
• tåligare än bakterier
• sprids ej till djur
• låga infektionsdoser
– ex. Adenovirus,
rotavirus, hepatit A,
calicivirus
– 100-150 fall/år Hep A
Foto: Kjell-Olof
Höglund
PATOGENER AV BETYDELSE
• Parasitära protozoer
– tåliga cystor
– låg infektionsdos
– ex. Giardia, Cryptosporidium
(zoonoser), E. histolytica
– Giardia och Cryptosporidium
vanlig i avloppsvatten, även
behandlat. (Carlander et al
2002)
– Förekomst i miljö vanligare vid
påverkan från avlopp eller djur
(Hansen och Stenström 1998).
•
Inälvsmaskar
– tåliga ägg
– i Sverige framförallt ett
djurproblem
– ex. Ascaris, Taenia
Foto:Anders
Magnusson
SMITTSPRIDNINGSVÄGAR
Human exkreta
SMITTSPRIDNINSBARRIÄR
Avlopp
Vattendrag
Seafood
Grundvatten
Bevattning
Vattentäkt
Människor
Uppsamling och
behandling !
Miljö
Husdjur
Gödsling
Gröda
Vilda djur
SMITTSPRIDNINGS
BARRIÄRER
• Uppsamling och
behandling !
• Val av gröda styr
behandlingsbehov
– Direkt konsumtion
– Behandlade livsmedel
– Industrigröda
• Avdödningsfaktorer
–
–
–
–
–
–
–
Temperatur
pH
Vattenhalt
UV-ljus
Näring
Ammoniak
mm……
ETT SÄKERT KRETSLOPP…
•
•
•
•
Bibehåller människohälsa
Bibehåller djurhälsa
Ökar ej miljökoncentrationer
I Sverige inga epidemiologiska samband mellan
kretslopp och smittspridning, risk dock ej
obefintlig
• Uppsamling och behandling bryter
smittspridningskedjan
• Håll smittförande, små fraktioner separerade
från de stora volymerna avfall
AMMONIAK BASERAD HYGIENISERING
• NH3 toxiskt
• Tillsats med urea (pH ~9) 100
eller ammoniak (pH ~10)
80
• Positiv effekt av basiska
tillsatser
60
NH
(%)
• Höjer gödselvärde
40
• Förhindrar återväxt
20
• Kräver sluten behandling
0
• Kräver
spridningsutrustning för
flytgödsel
3
12
11
10
pH
9
4
8
7
34
24 Temp.
14
(oC)
BELASTNING OCH
BEHANDLINGS BEHOV
• Utsöndring 108 cfu/pfu
g-1 fekalier
• Spädning
– Friska individer, över tid
~106 cfu/pfu g-1
– Urin* ~105 cfu/pfu g-1
– Spolvatten‡ <104 cfu/pfu
g-1
*Jönsson mfl. 2005 ‡JTI, rapport 38
HYGIENISERINGSEFFEKT
Inactivation of Salmonella spp. in
faeces (●)and urine (○/□) plotted
against concentration of NH3 (aq) at 24
and 34ºC
• Salmonella och
EHEC
35
30
- log10 cfu day-1
– Snabb inaktivering
– tröskel <20 mM
25
20
15
10
5
0
0
50
100
150
NH3 (mM)
200
250
HYGIENISERINGSEFFEKT
• Salmonella och
EHEC
Inaktivering av Salmonella spp. vid
14°C
– Snabb inaktivering
– tröskel <20 mM
5
fekalier
urin
gödsel
4.5
- log10 cfu day-1
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
0
50
100
150
NH3 (mM)
200
250
300
AMMONIUMKVÄVE I
KLOSETTVATTEN
•
•
•
•
•
•
Urin + fekalier* → 470 mM NNH4+NH3
Efter spolvatten‡ → 36 mM NNH4+NH3
0.5% urea → 200 mM NNH4+NH3
14°C, pH 9 20% som NH3 → 40 mM NH3
Inaktivering Salmonella 0.5 log10 /dag
1 månad - reduktion Salmonella 1015
*Jönsson mfl. 2005 ‡JTI, rapport 38
GÖDSELVÄRDE
Växtnäringsinnehåll gödseltyper (kg/ton)‡
P-tot
N-tot
K
Våtkompost Svingödsel 0,22
2,4
1,07
Våtkompost Latrin
0,96
3,01
1,52
Svinflytgödsel
1,9
5,1
3
3,3
2,8*
0,9
0,16
Latrin
1,3
0.5% ureahyg. klosettv. 0,07
‡Medeltal av analyser HIR-rådgivningen, Nilsson 1990
*NH-N, beräkningar baserade på produktion 20,6 l klosettvatten/dag
GÖDSLINGSSTRATEGI
• Högt pH, risk för ammoniak-emission
• Flytgödselspridare
• Släpslangs alt. nedmyllnings- eller
injektionsaggregat
