Kartläggning av källor till utsläpp av mikroplaster från verksamheter inom Käppalaförbundets upptagningsområde

Transkript

1 EXAMENSARBETE INOM KEMITEKNIK, GRUNDNIVÅ STOCKHOLM, 2017 Kartläggning av källor till utsläpp av mikroplaster från verksamheter inom Käppalaförbundets upptagningsområde Frida Jeppsson KTH ROYAL INSTITUTE OF TECHNOLOGY KTH KEMIVETENSKAP

2 EXAMENSARBETE Högskoleingenjörsexamen Kemiteknik Titel: Engelsk titel: Sökord: Arbetsplats: Handledare på arbetsplatsen: Handledare på KTH: Kartläggning av källor till utsläpp av mikroplaster från verksamheter inom Käppalaförbundets upptagningsområde Mapping of sources that give emissions of microplastics from activities within the Käppalaförbundets WWTP catchment area mikroplast, avloppsreningsverk, uppströms, slam, kartläggning, spillvatten, dagvatten Käppalaförbundet Cecilia Bertholds Johan Franzén Student: Frida Jeppsson Datum: Examinator: Märta-Lena Ernstsson

3 Sammanfattning Mikroplast har på senare tid blivit allt mer uppmärksammat och varje dag kommer nya artiklar om mikroplasts förekomst eller verkan. Mikroplaster är små fragment, fibrer eller granuler av plast som vanligtvis definieras som plastpartiklar mindre än 5 mm och större än 100 nm i diameter. Förekomst av mikroplast är ett stort miljöproblem då de visat sig ge skadliga effekter på vattenlevande organismer. Organismerna förväxlar mikroplaster med plankton och får på så sätt i sig mikroplast i stället för föda. Det finns betydligt färre studier gjorda på hur marklevande organismer påverkas av mikroplast, men mikroplast misstänks även kunna innebära problem när slam sprids på åkermark. Svenska kustvatten tar emot mikroplast från både land- och havsbaserade källor. Däribland har avloppsreningsverk pekats ut som spridningsväg av mikroplast till miljön. Hushåll anses i sin tur stå för en del av mikroplastutsläppen till avloppsreningsverken. Utifrån bristfällig information gällande vilka mängder av mikroplast som tillförs avloppsreningsverken från verksamheter och industrier, önskade Käppalaförbundet en kartläggning av vilka verksamheter inom deras upptagningsområde som kan vara källor till utsläpp av mikroplaster till spillvattennätet. Denna studie inkluderar även en diskussion om lämplig analysmetod för att kvantifiera mängderna mikroplast. Käppalaförbundet är ett avloppsreningsverk lokaliserat på Lidingö som renar vatten från anslutna personer från elva medlemskommuner, industrier och verksamheter norr och öster om Stockholm. Målet med examensarbetet var att öka kunskapen om vilka verksamheter som bidrar med ett utsläpp av mikroplaster till spillvattennätet. Metoden för att identifiera källorna var litteraturstudier och databasen EnvoMap, vilken innehåller information om verksamheter kopplade till Käppalaverket. Intervjuer har gjorts med verksamheter och miljökontor i respektive kommun i syfte att ta reda på om verksamheterna har processvattenanslutning till Käppalaverket och vad de har för utsläpp. Verksamheter som undersöktes var tvätterier, badanläggningar, fordonstvättar, tillverkning av skönhetsprodukter samt verksamheter med plast som råvara i produktionen. En uppskattning om hur mycket mikroplaster som når Käppalaverket varje år gjordes. Tvätteriers mikroplastutsläpp har kunnat kvantifieras. De står för en förhållandevis liten del av utsläppet mikroplast till i avloppsnätet. Det saknas data för att kunna kvantifiera mängderna mikroplast från badanläggningar och fordonstvätt, men båda verksamheterna är potentiella källor till utsläpp av mikroplast i Käppalaförbundets upptagningsområde. Denna studie uppskattar att inget utsläpp av mikroplaster sker från plastindustrier. Med största sannolikhet är mängderna mikroplast från tillverkningsprocessen av skönhetsprodukter obetydliga på grund av att ytterst små mängder når spillvattennätet. Analysmetoden som rekommenderas för att analysera mikroplaster är FT-IR-bildbehandling med Focal Plane Array, då metoden tillåter kvantifiering av massa, partikelantal och information om vilka typer av polymerer mikroplasten innehåller. En hel del kunskapsluckor har identifierats under arbetets gång. Det saknas till exempel data för att kvantifiera mängderna från identifierade potentiella verksamheter och fenomen som fulspolningar. Fulspolningar innebär att föremål och partiklar som inte hör hemma i avloppet ändå hamnar där. Examenarbetet bör ses som en första studie och behöver följas upp med fler analyser som undersöker om det sker mikroplastutsläpp från dessa källor. En fortsatt inventering av andra verksamheter behövs också. Sjukhus och företag som blästrar med plastkulor är exempel på verksamheter som inte rymts inom det här arbetet. Sammanfattningsvis går det att konstatera att trots ständig publicering av nya data om mikroplast så är informationen på många plan bristfällig. Vilka mängder mikroplast som härrör från olika källor är svåra att kvantifiera och de uppskattningar som gjorts i arbetet innefattar ett stort mått av osäkerhet.

4 Abstract In recent years, microplastics have been more frequently recognized and new articles about its presence and effects are published every day. Microplastics are small fragments, fibers or granules of plastics that usually are defined as particles smaller than 5 mm and bigger than 100 nm in diameter. The presence of microplastics have been recognized as a major environmental threat, because microplastics have proven to cause damage to aquatic organisms. These organisms ingest the microplastics by mistake, instead of plankton, while feeding. Significantly fewer studies have been carried out to analyze how terrestrial organisms have been affected by microplastics but it has been suspected that microplastics may serve as a threat when mud is spread on arable soil. Swedish coastal waters receive microplastics from sources originating both from the ocean and terrestrial origins. Sewage plants serve as one of several different sources from which microplastics are being spread. The spread of microplastics through sewage plants is very much due to the significant emission levels coming from the vast number of households. Due to insufficient information regarding the different industries, services and facilities and the volumes of microplastics that they disperse, Käppalaförbundet asked for a mapping of which activities within its catchment area that may represent sources of the spreading of microplastics to the wastewater network. A study of that nature should also include a discussion about reasonable methods of analytics for quantify the amounts of microplastics. Käppalaförbundet is a sewage plant located at Lidingö, which purifies water from people from 11 member counties, industries and businesses North and East of Stockholm. The objective of this project was to increase the awareness regarding which activities and industries that cause the emission of microplastics to the wastewater network. The methods to identify the sources were literature studies and the EnvoMap database, which contains activities connected to the Käppalaverket. In addition, interviews with businesses and offices with environmental responsibilities have been conducted in each counties. The purpose is to gain information about the water processes, and if there are any connection to Käppalaverket and their emissions. Businesses that were investigated was laundromats, swimming facilities, car washes, manufacturing cosmetic products and businesses that uses plastics as their primary product. Part of the research included an estimate regarding the amount of microplastics that reach the Käppalaverket each year. Laundromats emission of microplastics have been quantified. They only make up a small portion of the total emission of microplastics related to the sewage network. Lack of data have made it difficult to quantify the amount of microplastics coming from swimming facilities and car washes but both facilities are potential sources for emission of microplastics in the catchment area of Käppalaförbundet. This study estimates that there is no emission of microplastics that originates from plastic industries. The amounts of microplastics from cosmetic production are most likely insignificant due to the fact that extremely small amounts reach the wastewater network. The recommended method to analyze microplastics is FTIR-image processing with Focal Plane Array. As this method allows quantification of weight, numbers of particles and information about which types of polymers the microplastics contain. Throughout the project, several knowledge-gaps have been identified. For example, data that may quantify the different amounts of emissions coming from pre-identified sources as well as the amount of incorrect draining procedures are not available. The amount of incorrect draining procedures relates to waste that do not belong in the drain but nevertheless end up in the system. This project should be viewed as an initial study and needs further analysis that investigates whether microplastic emissions from these sources occur. In addition, continued check-ups are needed to determine the inventory associated with other facilities. Hospitals and businesses in the plastic bullet industry are examples of

5 some facilities that have not been covered in this project. In summary, it can be established that regardless of that new data on microplastics is constantly being published, it remains clear that the information is very much inadequate. What amounts of microplastics that originate from the different sources are difficult to quantify and the estimations that have been presented in this report contain high levels of uncertainty.

6 Förord Studien riktar sig främst till uppströmsavdelningen på Käppalaförbundet, men även till andra reningsverk och övriga som intresserar sig för mikroplaster i avloppsvatten. Studien ska ses som en första studie och utredning av potentiella källor till utsläpp av mikroplast från verksamheter. Jag vill härmed rikta ett stort tack till Käppalaförbundet som erbjöd mig att utföra detta examensarbete och möjlighet till mycket lärdom. Ett stort tack till min handledare Cecilia Bertholds för vägledning, råd och allmänt stöd. Jag vill också tacka Jennie Amneklev och Marcus Frenzel som svarat på frågor i tid och otid. Tack Jennie och Cecilia för synpunkter och kritiska kommentarer på rapporten. De har varit värdefulla och gett mig möjlighet till förbättring. Vidare vill jag tacka all personal på Käppalaförbundet för trevligt bemötande och god stämning, vilket fått mig att känna mig välkommen från första stund. Varje dag har varit ett nöje att gå till jobbet, vilket underlättat arbetet. Slutligen vill jag tacka min handledare Johan Franzén handledare på KTH för stöttning i arbetet och min klasskamrat Camilla Sundin för kritiskt granskande och konkreta kommentarer. Frida Jeppsson, Stockholm den 2 juli 2017

7 Ordlista Avblödningsvatten Bitumen Capita Dagvatten FT-IR Konstfibrer MP Naturfibrer Personekvivalenter (pe) Polymer Processvatten Pyrolys-GC/MS Raman Recipient Spillvatten Spädvatten Syntetfibrer Tillskottsvatten Vatten som inte recirkuleras till badbassänger utan plockas ut för att inte föroreningar ska anrikas i bassängerna Kolväteblandning, naturligt eller framställt av petroleum, som används som bindemedel i asfalt och innehåller ofta polymerer för förbättrade egenskaper Latinskt ord som betyder per person Ytavrinnande vatten från regn och smältvatten, från till exempel vägar och tak Fourier Transform Infraröd Spektroskopi är en spektroskopisk mätmetod som mäter absorberad energi från en infraröd ljuskälla Konstgjorda fibrer Förkortning för mikroplast Fibrer från växt- eller djurriket, t.ex. bomull, lin, silke, ull pe används i rapporten som antalet anslutna personer till ett reningsverk Kemiska föreningar som består av molekyler i långa kedjor, kan vara syntetiskt eller naturligt. Plast utgörs av polymerer Vatten som används i verksamheters processer Kemisk analysmetod där provet upphettas och separeras i gaskromatografi och detekteras med masspektrometri Kemisk analysmetod där vibration-, rotations- och andra lågfrekvenslägen observeras genom spektroskopisk teknik Miljöområde som tar emot spillvatten eller dagvatten Vatten från hushåll, industri och verksamhet till avloppsreningsverket Färskt vatten som ersätter avblödningsvatten i badbassänger Fibrer som skapas kemiskt, tillverkad från petroleum som råvara. Exempelvis polyester Vatten som egentligen inte hör hemma i spillvattennätet utan består av dagvatten från bland annat hårdgjorda ytor, dräneringsvatten och inläckage

8 Innehållsförteckning 1 Inledning Syfte Mål Frågeställningar Metod Litteraturstudier EnvoMap Avgränsningar Bakgrund Definition av mikroplast Källor och spridningsvägar till miljön Avloppsreningsverkets betydelse för avskiljning av mikroplast Studier på andra avloppsreningsverk Käppalaverket Uppströmsarbete Slam som spridningsväg till åkermark Mikroplastens påverkan på djurlivet Resultat och diskussion av mikroplasters förekomst i spillvattennätet Mikroplast i inkommande vatten till Käppalaverket Verksamhet med plast som råvara i tillverkningen Tvätterier Badanläggning Fordonstvätt Tillverkning av skönhetsprodukter Analysmetoder Avslutande diskussion Kunskapsluckor Vidare arbete och åtgärder Felkällor Slutsats Referenser Litterära källor och internetreferenser Figurer... 31

9 Bilagor Bilaga 1. Frågor till verksamheter Bilaga 2. Stickprovsundersökningar... 33

10 1 Inledning Käppalaverket är ett avloppsreningsverk lokaliserat på Lidingö. Här renas vatten från mer än en halv miljon människor samt industrier och verksamheter. Verket ägs av Käppalaförbundet där elva medlemskommuner norr och öster om Stockholm ingår. Reningen av avloppsvattnet sker på ett effektivt sätt och kvar finns ett näringsrikt slam. Slammet rötas och bildar biogas som uppgraderas till fordonsgas. Kvar blir ett slam som avvattnas och sprids på åkermark. På så sätt tas den näring och energi som finns i avloppsvattnet tillvara. Käppalaförbundet är Revaq-certifierat (ReVA=Ren Växtnäring från Avlopp, Q=konsument, kvalitet och kretslopp), vilket betyder att avloppsslammet är kvalitetssäkrat för användning som växtnäring inom jordbruket (Fridström & Seth, 2009). Certifieringen innebär också att Käppalaförbundet arbetar för att minska mängden inkommande föroreningar till verket redan vid källan, så kallat uppströmsarbete (Finnson, 2017). Uppströmsarbete leder både till renare vatten och renare slam, vilket skapar förutsättningar för ett hållbart samhälle. Mikroplaster är små plastpartiklar mindre än 5 mm och större än 100 nm i diameter (Kärrman, et al., 2016). Mikroplaster är ett stort miljöproblem i haven på grund av att de ger skadliga effekter på vattenlevande organismer eftersom de får i sig dem när de äter (Svenskt Vatten, 2016). Djuren förväxlar växtplankton med mikroplast. Exempel på djur som observerats ha mikroplast i magen är djurplankton, maneter, musslor, kräftdjur och fiskar. Förtäring kan orsaka kvävning, skador i magsäcken samt ge upphov till falsk mättnadskänsla med sämre tillväxt och/eller svält som följd. Eftersom att mikroplast tas upp i vävnader och många plaster är stabila och långlivade lagras mikroplast i djurens vävnader. På så sätt ackumuleras mikroplasterna i näringskedjan. Mikroplast har en yta som gör att kemikalier kan adsorberas. Miljöföroreningar, som organiska substanser och metaller, adsorberas på plastytan och ansamlas på mikroplasterna. Därför kan mikroplast fungera som vektorer för föroreningar. Plaster innehåller också lågmolekylära tillsatser (additiv) som kan migrera ut ur materialet och ge toxiska effekter på djuren (Kärrman, et al., 2016). Mikroplast kan även innebära problem när slam sprids på åkermark (Magnusson, et al., 2017). Det finns betydligt färre studier gjorda på hur marklevande organismer påverkas av mikroplaster från organiskt gödselmedel, som slam från avloppsreningsverk (Svenskt Vatten, 2016). Enstaka studier har dock visat minskad tillväxt hos daggmaskar vid exponering av mikroplaster i terrestra miljöer (Lwanga, et al., 2016). Naturvårdsverket har fått i uppdrag att identifiera källor i Sverige till utsläpp av mikroplast i havet och verka för att minska uppkomst och utsläpp. Inom ramen för regeringsuppdraget har IVL Svenska Miljöinstitutet gjort en kartläggning av möjliga källor och spridningsvägar till havet (Magnusson, et al., 2017). De största källorna till mikroplast anses vara slitage av däck, vägmarkeringar och vägbana, konstgräsplaner, tvätt av kläder samt slitage av färg på båtskrov. Det saknas idag information om hur mycket mikroplaster som kommer till avloppsreningsverken från industrier och verksamheter. Sveriges regering har beslutat om generationsmål, miljökvalitetsmål och etappmål för att de stora miljöproblemen ska lösas till år 2020 (Ek, 2016). Två av riksdagens miljömål är Hav i balans samt Levande kust och skärgård och Ett rikt växt- och djurliv. Etappmål är steg för att nå generationsmålet och ett eller flera miljökvalitetsmål och ett av dem är Biologisk mångfald. Minskade utsläpp av mikroplast behövs för att uppnå ovan nämnda mål och bidra till hållbar utveckling. För att veta vilka insatser som behöver vidtas krävs ytterligare studier på bland annat mikroplasters förekomst, uppkomst och miljöpåverkan. Farliga ämnen är också ett etappmål som minskade mikroplastutsläpp kan bidra till. Mer forskning behövs för att avgöra om mikroplast ska klassas som farligt. 1

11 Mätmetoder behövs också för att kunna kvantifiera mikroplast både i massa och partikelantal. Ur ett ekonomiskt perspektiv är det viktigt att forskning kring mikroplaster fort drivs fram för att identifiera vilka insatser som behövs för att utsläppen och uppkomsten ska minska. Då kan dyra och mer omfattande åtgärder som annars kan behöva sättas in för att rena bort mikroplaster i slam och vatten undvikas. Meningen är att detta examensarbete ska bidra till att forskningen går framåt. 1.1 Syfte Med anledning av kunskapsluckor gällande mängden mikroplaster från industrier och verksamheter till avloppsreningsverken skulle en kartläggning av potentiella källor till utsläpp av mikroplaster genomföras. Ett kunskapsunderlag behövs för att kunna göra riktade uppströmsinsatser och minska utsläppen av mikroplaster från verksamheter inom Käppalaförbundets upptagningsområde. Det långsiktiga målet är att kunna reducera uppkomst och utsläpp av mikroplaster från verksamheter till miljön via reningsverk. 1.2 Mål Målet med examensarbetet var att öka kunskapen om vilka verksamheter som bidrar med ett utsläpp av mikroplaster till spillvattennätet. Examensarbetet anses vara ett första steg för att uppfylla det långsiktiga målet och ska kunna ligga till grund för framtida fördjupade studier inom området mikroplast. 1.3 Frågeställningar Den huvudsakliga problemställningen som examensarbetet utgått från är - Vilka verksamheter kan stå för utsläpp av mikroplaster till Käppalaverkets spillvattennät? Följande frågeställningar har också undersökts: - Vilken analysmetod kan användas för att kvantifiera massa och partikleantal mikroplast i avloppsvatten? - Var bör analyser göras? - Vilka kunskapsluckor finns inom området mikroplast från verksamheter i Käppalaförbundets upptagningsområde? 1.4 Metod För att identifiera vilka källor som kan stå för utsläpp av mikroplast genomfördes litteraturstudier. Därefter användes databasen EnvoMap, ett webbaserat verksamhetsstöd, för att finna alla verksamheter som har anslutning till spillvattennätet. En fördjupning gjordes inom varje verksamhet genom att ta reda på om verksamheten har processvatten som de släpper till spillvattennätet; vad som behandlas eller produceras hos verksamheten; vad som kan ge upphov till mikroplast. Mer information har dessutom samlats in genom samtal och intervjuer med verksamheter samt miljökontor i aktuella kommuner. Med hjälp av litteraturstudier kunde verksamhetens utsläpp av mikroplaster sedan bedömas genom jämförelser med liknande verksamheter Litteraturstudier Examensarbetet har till stor del bedrivits som ett litteraturarbete. Vid litteratursökning har internet använts både för att få tillgång till artiklar och rapporter samt aktuella myndigheter och föreningars hemsidor. Kungliga Tekniska Högskolans biblioteks databas Primo har använts för att söka efter vetenskapliga artiklar. Google Scholar, Science Direct och Web of science är exempel på databaser som 2

12 använts. Rapporter och annan aktuell information om mikroplaster har sökts upp i sökmotorn Google samt hittats i tidigare rapporter gjorda av Käppalaförbundet. Rapporter som använts är bland annat från Naturvårdsverket, IVL Svenska Miljöinstitutet samt Naturskyddsföreningen EnvoMap EnvoMap användes för att identifiera verksamheter som bidrar till mikroplast i Käppalaverkets spillvattennät. Databasen EnvoMap är ett verksamhetsstöd för uppströmsarbete för att förbättra vatten- och slamkvalitet (Gemit, u.d.). I EnvoMap ges en överblick av vilka företag som är anslutna till reningsverket samt var de är belägna i förhållande till vatten- och avloppsnätet. EnvoMap används av 105 reningsverk i varierande storlek, vilka totalt är kopplade till ca verksamheter. I databasen finns också en hel del information om de flesta verksamheter, till exempel om deras kemikalieförbrukning och om de har processvattenanslutning till spillvattennätet eller inte. 1.5 Avgränsningar Litteraturstudier och inledande diskussioner med handledare och personal på uppströmsavdelningen på Käppalaförbundet gav följande områden att fokusera på: anläggningar med plastbehandling, tvätterier, badanläggningar, fordonstvättar och versamheter som bedriver produktion av skönhetsprodukter. Examensarbetet avgränsades till att kartlägga källor till utsläpp av mikroplaster från dessa verksamheter inom Käppalaförbundets upptagningsområde. Mikroplaster i spillvatten från hushåll behandlas inte ingående i denna studie. 3

13 2 Bakgrund Den globala plastkonsumtionen har ökat konstant sedan 50-talet och även i framtiden förväntas en kraftigt ökad produktion, allt eftersom levnadsstandard och konsumtion ökar (Klar, et al., 2014). De stora problemen med mikroplast och plastföremål generellt är att de bryts ner långsamt i naturen samtidigt som utsläppen av mikroplast via bland annat avloppsreningsverk ökar (Magnusson, 2016). 2.1 Definition av mikroplast Mikroplaster är små fragment, fibrer eller granuler av plast som vanligtvis defineras som plastpartiklar mindre än 5 mm och större än 100 nm i diameter (Kärrman, et al., 2016). I dagsläget finns ingen internationell accepterad definition på storleksordningen, men den övre gränsen har stöd i det vetenskapliga samfundet (GESAMP 2015) medan den lägre gränsen är mer omdebatterad. Begreppet mikroplast innefattar ofta allt från syntetiska polymerer, som härrör från petroleum eller biprodukter från petroleum, men även icke syntetiska polymerer som naturgummi och bitumen (Magnusson, et al., 2017; Sundt, et al., 2014). Mikroplastens densitet är i ungefär samma som vattnets densitet (1 g/cm 3 ). De mikroplastpartiklar som har större densitet än 1 g/cm 3 sedimenterar och de med lägre densitet flyter på ytan eller befinner sig svävande i vattenmassan (Svenskt Vatten, 2016). Mikroplast kan delas in i två huvudgrupper: primära mikroplaster och sekundära mikroplaster (Barcelo, 2016). Primära mikroplaster är industiellt tillverkade plastpartiklar (<5 mm) och de som återfinns i miljön härrör främst från industri- och hushållsprodukter. Primära mikroplaster är huvudsakligen tillsatta i blästringsmedia, ansiktsrengöring, kosmetika och läkemedel. Sekundära mikroplaster är fragment från nedbruten plast (Magnusson, et al., 2017) som bildas till exempel vid underhåll av plastföremål, tvätt av syntetiska kläder eller byggarbeten med plast. De kan också härröra från slitage av vägfärg och däck samt fiskeredskap i form av syntetiska fibrer. All annan plast som bryts ned tillhör också sekundära mikroplaster. 2.2 Källor och spridningsvägar till miljön De mest förkommande plasterna är så kallade bulkplaster (Barcelo, 2016). Bulkplaster är polyeten (PE) av både hög och låg densitet (0,91-0,96 g/cm 3 ), polypropylen (PP) (0,90-0,91 g/cm 3 ), polystyren (PS) (1,05 g/cm 3 ), polyetylentereftalat (PET) (1,4 g/cm 3 ) och polyvinylklorid (PVC) (1,05 g/cm 3 (Albertsson, et al., 2009). Dessa polymerer står tillsammans för cirka 90 % av den totala platsproduktionen, vilket även leder till att det är dessa som är mest förkommande i miljön. I en nyligen publicerad artikel uppskattas biljoner (10 12 ) mikroplastpartiklar ha tillförts världshaven 2014, vilket i vikt motsvarar ton (Sebille, et al., 2015). All denna plast kommer ifrån land- och havsbaserat skräp (Andrady, 2011; Barcelo, 2016). De landbaserade källorna står för cirka 80 % och havsbaserade källor står för resterande 20 % av skräpet (Barcelo, 2016). De källor på land som bidrar mycket är fritidsaktiviteter på stranden, olaglig dumpning av hushåll- och industriavfall, transporter, plasttillverkningsanläggningar och ytavrinning från vägar (Kärrman, et al., 2016). Avloppsvatten från hushåll, verksamheter och dagvatten står också för en hel del plastutsläpp till miljön (Magnusson, et al., 2017). Havsbaserat plastskräp kommer huvudsakligen från fiskeredskap som kasseras i havet (Barcelo, 2016). Plast är svårnedbrytbart och kommer att finnas kvar i naturen i flera hundra år (Kärrman, et al., 2016). För att förstå miljöpåverkan av mikroplaster är det viktigt att inkludera all typ av plast eftersom den vittrar sönder och mindre och mindre fragment bildas (Magnusson, et al., 2017). Alla stora plastrester i miljön kommer till slut sönderdelas till mindre plastfragment och bli mikroplaster efter en viss tid. Hur fort fragmenteringen går beror bland annat på plasttypen, var plasten befinner sig, solens UV-strålning, temperatur och mekanisk fragmentering av vind, vågor och nötning. 4

14 2.3 Avloppsreningsverkets betydelse för avskiljning av mikroplast Mikroplaster i marina miljöer förekommer främst kring kuster med industriområden, städer och avloppsreningsverk (Magnusson & Norén, 2014; Vollertsen & Hansen, 2017) och det finns studier som visar på att mikroplaster ökar i områden nära avloppsreningsverkens utlopp. Trots detta har reningsverken generellt bra avskiljningsgrader, mer än 70 %, och merparten, ofta över 90 %, av mikroplasterna hamnar i slamfraktionen (Magnusson & Wahlberg, 2014; Magnusson, 2014) Studier på andra avloppsreningsverk Danska hydrologiska institutet (DHI) (Kayerød & Nielsen, 2015) har gjort en litteratursammanställning där det framkommit att 95 % eller mer av antalet mikroplastpartiklar (>300 µm-5 mm) avskiljs i konventionella svenska, ryska, tyska, och holländska reningsverk med mekaniska, biologiska och kemiska reningssteg. IVL Svenska miljöinstitutets studie (Magnusson & Wahlberg, 2014) från tre svenska avloppsreningsverk tyder på % av mikroplasterna (>20 µm-5 mm) med avseende på antalet partiklar avskiljs i reningsverken. Det betyder att mikroplaster i inkommande vatten till avloppsreningsverk till stor del blir kvar i slammet. Avskiljningen på partiklar μm var sämre än fraktionen >300 μm, således hamnar fler partiklar av den större fraktionen i slammet. De mindre partiklarna blir i stor utsträckning kvar i vattnet och medför utsläpp till recipienten. I och med stora flöden och höga halter mikroplaster i inkommande vatten blir bidraget av mikroplaster i utgående vatten till recipient betydelsefullt trots höga avskiljningsgrader. Sandfilter i studien hade inte någon reducerande effekt på mikroplast. Samtidigt visade studien att den största delen av de analyserade mikroplasterna avskildes i sedimenteringsbassängerna. En liknande studie har gjorts på avloppsreningsverk i Norge som visar att avskiljningsgraden för partiklar 20 µm var 87 % eller mer (Magnusson, 2014) Käppalaverket Käppalaverkets rening består också av mekanisk, biologisk och kemisk rening (Käppalaförbundet, 2016) precis som avloppsreningsverken i studien av Kayerød och Nielsen (2015). Hela Käppalas reningsprocess visas i figur 1. I den mekaniska reningen silas skräp genom galler eller sjunker till botten i bassänger. Biologisk rening kallas det när mikroorganismer bryter ner organiskt material i avloppsvattnet samtidigt som de omvandlar kvävet i vattnet till kvävgas, vilken avgår till luften. Kemisk rening innebär att järnsulfat tillsätts och reagerar kemiskt med fosfor och bildar en fällning av järnfosfat. Fällningarna flockar och sjunker till botten som slam. Figur 1. Skiss över vattenreningen hos Käppalaförbundet (Käppalaförbundet, 2016). 1. Silhall- toalettpapper m.m. avskiljs 2. Luktrening 3. Sandfång - sand avlägsnas 4. Försedimentering - partiklar sjunker till botten 5. Biobassäng mikroorganismer bryter ner föroreningar 6. Eftersedimentering slam bildat i biobassäng sjunker till botten 7. Sandfilter vattnet silas genom sandbädd där partiklar fastnar 8. Kemisk rening fosfor fälls ut med järnsulfat 5

15 En viktig slutprodukt från för- och eftersedimenteringen (steg 4 och 6 i figur 1) är slam, som kan användas som växtnäring på åkermark. Hos Käppalaverket produceras årligen ca ton avvattnat slam och ca 70 % sprids på åkermark (Käppalaförbundet, 2017a). Resten av slammet används som jordtillverkning eller som växtnäringsskikt på deponier. Då minst 70 % av mikroplasterna avskiljs från vattnet i reningsverk talar det för att 70 % eller mer av inkommande mikroplaster till Käppalaverket hamnar i slammet och följaktligen på åkermark. Plasttyper med en högre densitet och större partiklar kan sedimentera medan mindre partiklar och de som har lägre densitet förblir i vattenfasen. Käppalaverket renade 2016 ca 51,2 miljoner m 3 vatten (Käppalaförbundet, 2017). Från detta vatten avskildes 950 ton rens i början av reningsprocessen i det mekaniska reningssteget (se steg 1 i figur 1). Renset som avskiljs innehåller bland annat papper, plast, trasor och annat material. Källan till detta skräp är främst fulspolningar. Fulspolningar innebär att föremål och partiklar som inte hör hemma i avloppet ändå hamnar där. Det finns risk att plastskräp som fulspolas fragmenteras till mindre plastpartiklar på vägen till avloppsreningsverket eller fastnar som rens i silgallret. I Käppalaverket är spaltvidden 3 mm 1. Mekanisk nötning på plastskräpet uppstår vid silgallret på grund av högt tryck från vattnet och kan ge upphov till mikroplaster. Dock har inga studier påträffats med data om hur mycket mikroplaster som kan komma från rens Uppströmsarbete För att minska spridning av mikroplaster till miljön sätts stor press på avlopssreningsverken och därför krävs också insatser såsom uppströmsarbete (Svenskt Vatten, 2016). Med uppströmsarbete menas åtgärder som sätts in för att minska mängden miljöfarliga ämnen i avloppsvattnet som kommer till avloppsreningsverket (Käppalaförbundet, 2017b). Uppströmsarbete betyder utredningar och åtgärder för att minska mängden inkommande föroreningar vid källan. Uppströmsarbetet leder både till renare vatten och renare slam, vilket skapar förutsättningar för ett hållbart samhälle. Käppalaförbundet arbetar aktivt med uppströmsarbete och på så sätt kan även spridningen av mikroplaster reduceras Slam som spridningsväg till åkermark I en dansk studie har koncentrationen av mikroplast i jordbruksmark gödslad med slam uppmätts till ca 10 mg/kg i jorden. Koncentrationen av mikroplast var lägre på slamgödslad åkermark jämfört med åkermark som inte hade gödslats med slam. Anledningen tros vara osäkerheter vid provtagning och mätning eftersom totala antalet mikroplaster som uppmätts var lågt. Det tros också tyda på att slammet bara är en av många källor till mikroplast i åkermark. De erhållna resultaten visar ändå att slamgödsling med största sannolikhet kommer att öka mikroplastkoncentrationerna i åkermark. Vanligtvis slamgödslas åkern i Sverige vart femte år. Det krävs ytterligare studier för att förstå varför högre halter påträffats i åkermark som inte slamgödslats, till exempel om mikroplast kan vara vindburet. Samma danska studie påvisade att de plasttyper som förekom mest i de danska reningsverken var polyamid (nylon) och polyeten. Vad spridning av avloppsslam på åkermark får för följder är fortfarande oklart, dock är ackumulering av mikroplaster i åkermark en potentiell oro (Kärrman, et al., 2016). Mikroplastens flödeskedja från inkommande vatten till åkermark behöver studeras mer. 2.4 Mikroplastens påverkan på djurlivet Det är först när mikroplaster kommer in i organismer som de orsakar skada (Naturskyddsföreningen, 2013). Registrering av mikroplaster i levande organismer är väl dokumenterad och antalet 1 Thunberg, Andreas. Produktionschef, Käppalaförbundet. Information om rensgaller. Personlig kontakt 30 maj

16 vetenskapliga studier ökar (Kayerød & Nielsen, 2015; Stockholms Universitet Östersjöcentrum, 2015). Mikroplaster har visat sig ge skadliga effekter på vattenlevande organismer och i princip alla marina djur riskerar att få dem i sig (Stockholms Universitet Östersjöcentrum, 2015). De minsta djuren, som plankton och musslor, förväxlar mikroplasten med växtplankton när de äter dem eftersom att båda har ungefär samma storlek. De små djuren äts i sin tur av större djur och mikroplasten transporteras på så sätt högre i näringskedjan. Plastpartiklar har hittats i bland annat hoppkräftor, havsborstmaskar, musslor och andra ryggradslösa djur samt i fiskar och fåglar över hela jordklotet (Kärrman, et al., 2016). Till exempel har en studie från 2010 gjorts i området norra Clyde i Skottland som visar att 83 % av trålfångade kräftor hade plast i magen (Murray & Cowie, 2011). Förtäring av mikroplast kan hos organismer orsaka kvävning, skador i magsäcken och ge upphov till falsk mättnadskänsla med sämre tillväxt och/eller svält som följd (Kärrman, et al., 2016). Även inflammationer och negativ påverkan på reproduktion har observerats till följd av mikroplast (Stockholms Universitet Östersjöcentrum, 2015). De allra minsta plastpartiklarna kan till och med tränga in i djurens blodceller och vävnader och på så vis skada immunförsvar och organ. Studier har gjorts för att undersöka biomagnifikationen, vilket innebär en koncentrationsökning av mikroplaster uppåt i näringskedjan av mikroplaster i vattenlevande djur (Kärrman, et al., 2016; Kayerød & Nielsen, 2015). Eftersom att mikroplast tas upp i vävnader och många plaster är stabila och långlivade lagras mikroplast i djurens vävnader. På så sätt ackumuleras mikroplasterna i näringskedjan. Mikroplast har en yta som gör att kemikalier kan adsorberas. Miljöföroreningar, som organiska substanser och metaller, adsorberas till plastytan och ansamlas på mikroplaster. Därför kan mikroplast fungera som vektorer för föroreningar. Plaster innehåller också lågmolekylära tillsatser (additiv) som kan migrera ut ur materialet och ge toxiska effekter på djuren (Kärrman, et al., 2016). I avloppsvatten och i reningsverk där halterna av kemiska föroreningar och mikroorganismer är högre finns en särskilt stor risk att mikroplasterna attraherar miljöfarliga ämnen. Exempel på organiska föroreningar som påträffats på mikroplaster är PCB, ftalater och bromerade flamskyddsmedel (Kayerød & Nielsen, 2015). Studier har även visat på minskad tillväxt hos daggmaskar vid exponering av mikroplaster i terrestra miljöer, det vill säga miljön på land (åkermark, äng, skog m.m.) (Lwanga, et al., 2016). För övrigt är litteraturen gällande effekter av mikroplastexponering på organismer och till exempel fåglar, i terrestra miljöer mycket begränsad. Eftersom det är djurens vävnader som blir till livsmedel ökar exponeringen även för människor. Utifrån en studie om mikroplast i musslor uppskattar forskare att en skaldjurskonsument kan få i sig upp till plastpartiklar per år (Stockholms Universitet Östersjöcentrum, 2015). Dock har inga mänskliga hälsoeffekter identifierats (Lassen, et al., 2015). 7

17 3 Resultat och diskussion av mikroplasters förekomst i spillvattennätet IVL Svenska Miljöinstitutet har gjort en kartläggning av utsläppskällor till mikroplastutsläpp i Sverige (Magnusson, et al., 2017) (se tabell 1). Deras kartläggning omfattar 18 källor varav nio källor har spridningsväg via avloppsreningsverk (ARV). Tabellen visar att hälften av alla identifierade källor ligger utanför det här arbetet på grund av att källans spridningsväg inte är Käppalaverket utan misstänks komma via dagvatten, direktutsläpp till vatten etc. och inte via verksamheter som ingår i denna studie. De källor som är inom ramen för det här arbetet är källor som Industriell produktion och hantering av plast (bortsett från hantering), Tvätt av kläder och till viss del Kosmetika och hygienprodukter. I tabell 1 innefattar Kosmetika och hygienprodukter den mängd som släpps ut från hushållen. Det här arbetet avgränsas till mängden mikroplastutsläpp från en verksamhet som tillverkar kosmetika och hygienprodukter. Övriga källor som undersöks är badanläggningar och fordonstvättar (finns inte med i tabell 1). 8

18 Tabell 1. Mikroplastkällor och spridningsvägar till havet (Magnusson, et al., 2017). Tabellen innehåller alla de källor till mikroplaster som undersökts av Magnusson et al. (2017) inklusive spridningsväg till havet och skattning av hur mycket som når haven. De källor som undersökts i det här arbetet är markerade med rött. MP=mikroplast, ARV=avloppsreningsverk Källa Slitage däck, vägmarkeringar och vägbana MP producerad vid källan (ton per år) Spridningsvägar till hav Dagvatten och vindtransport MP som når havet (ton per år) Inga data Konstgräsplaner Dagvatten och ARV Inga data Slitage av färg på båtskrov Direktutsläpp till vatten Tvätt av kläder ARV 0,2-19 Industriell produktion och hantering av plastpellets Industriutsläpp till vattendrag eller via Inga data ARV, dagvatten Slitage av färg på Dagvatten och till byggnader etc. viss del ARV Slitage av flytkroppar Direktutsläpp till vatten Kosmetika och hygienprodukter Inga data ARV Utgående avloppsvatten från ARV:1,3 MP i avloppsslam till mark: inga data Slitage av fiskeredskap 4-46 Direktutsläpp till 4-46 vatten Biologisk behandling av 26 (>2 mm) Direktutsläpp till Inga data avfall vatten Damm från hushåll 1-19 ARV 0,02-0,38 Nedskräpning Ingen data, men stora mängder kan antas Dagvatten eller direktutsläpp till vatten Inga data Plaståtervinningscentraler Inga data Luftburet till vattendrag eller dagvatten Avfallsdeponier Inga data ARV och diffusa utsläpp till vattendrag Plast som används inom jordbruket Inga data Diffusa utsläpp till vattendrag Utsläpp från fartyg Inga data Direktutsläpp till havet Blästring med plastkulor Inga data, men Industriutsläpp till små mängder kan vattendrag eller via antas ARV Läkemedel Inga data, men små mängder kan antas ARV Inga data Inga data Inga data Inga data Inga data Inga data 9

19 Med tabell 1 och en annan liknande tabell av Lassen et al. (2015) som utgångpunkt fås en överskådlig bild över källor och spridningsvägar till mikroplast, se figur 2. De verksamheter som undersökts i arbetet är skrivna med röd text i figur 2. Eftersom det inte finns en standardiserad analysmetod eller provtagningsteknik för analys av mikroplaster jämförs resultat baserade på olika mätmetoder i det här arbetet, vilket får till följd att inga beräknade värden är helt tillförlitliga. Figur 2. Möjliga källor och spridningsvägar till mikroplast till och från Käppalaverket. Verksamheter som undersökts i det här arbetet är markerat med röd text 3.1 Mikroplast i inkommande vatten till Käppalaverket I en rapport av Magnusson och Wahlberg (2014) jämfördes mängden mikroplastpartiklar i inkommande och utgående vatten från tre svenska reningsverk, Henriksdals reningsverk i Stockholm, Ryaverket i Göteborg och Långeviksverket i Lysekil. Kvantiteten mikroplast i inkommande vatten till Käppalaverket beräknas utifrån data från Henriksdals reningsverk och Ryaverket (se figur 3). Inga jämförelser görs med Långeviksverket på grund av dess mindre storlek med anslutna personer. Ryaverket tar emot vatten från ca personer (Magnusson & Wahlberg, 2014) och inkommande vatten utgörs av ca 10

20 9 % dagvatten 2. Henriksdals reningsverk tar emot vatten från ca personer (Magnusson & Wahlberg, 2014) och inkommande vatten utgörs av ca 4 % dagvatten 3. Käppalaverket har anslutna personer 4 och ca 2 % dagvatten i inkommande vatten (Sweco, 2014). Andelen dagvatten beräknas som ett medelvärde från alla mätpunkter i Swecos undersökning. Figur 3. Andel dagvatten, spillvatten och tillskottsvatten i inkommande vatten till Ryaverket, Henriksdals reningsverk och Käppalaverket Det är mest lämpligt att uppskatta antalet mikroplaster som kommer till Käppalaverket genom att jämföra med Henriksdals reningsverk eftersom andelen dagvatten i inkommande vatten är ungefär lika (se figur 3). Andelen dagvatten bör vara lika stor på grund av att relativt stora mängder mikroplaster med stor sannolikhet hamnar i dagvattnet (se tabell 1). Till exempel finns risk att mikroplast från de två största källorna: slitage av däck och vägar samt konstgräsplaner hamnar i dagvattnet. Dagvattnet kan därför ha stor inverkan på mängden mikroplast i inkommande vatten till reningsverken. För att uppskatta mängden mikroplastpartiklar som finns i inkommande vatten till Käppalaverket jämförs Käppalaverket med Henriksdals reningsverk med avseende på anslutna personer ( / %). Under förutsättning att flödet till Käppalaverket är 67 % av flödet till Henriksdals reningsverk och att koncentrationen av antal mikroplastpartiklar är lika, blir antalet mikroplastpartiklar i inkommande vatten till Käppalaverket (170*10 6 antal mikroplast/timme * 67 %), se tabell 2. Viktigt att beakta vid den här enkla jämförelsen är att inkommande vatten till Henriksdals reningsverk innehåller mer dagvatten än inkommande vatten till Käppalaverket. Därför bör beräknad mängd mikroplast till Käppalaverket vara något lägre i verkligheten eftersom dagvatten förutsätts innehålla ett högre antal mikroplastpartiklar än övrigt avloppsvatten. 2 Davidsson, Fredrik. Miljöingenjör, Gryaab. Frågor om fördelning i inkommande vatten till Ryaverket. E-post 12 maj Lagerkvist, Ragnar. Miljöingenjör, Stockholm vatten. Frågor om fördelning i inkommande vatten till Henriksdals reningsverk. E-post 19 maj Frenzel, Marcus. Miljöingenjör, Käppalaförbundet. Information om anslutna personer till Käppalaförbundet. Personlig kontakt 31 maj

21 Tabell 2. Bedömning av antal mikroplast i en storlek >20 µm i inkommande vatten till Käppalaverket i jämförelse med Henriksdals reningsverk Reningsverk Henriksdals reningsverk (Magnusson & Wahlberg, 2014) Mikroplast Mikroplast Antal anslutna [antal/timme] [antal/år] personer Käppalaverket * * *Uppskattade värden utifrån 67 % lägre flöde än flödet till Henriksdals reningsverk Uppskattningen är att miljarder mikroplastpartiklar årligen kommer till Käppalaverket. För att visa på tillförlitligheten i det här resultatet görs även jämförelser med andra studier. I en nyligen gjord studie på tio danska avloppsreningsverk undersöktes mikroplast i inkommande och utgående vatten samt i slam och på åkermark (Vollertsen & Hansen, 2017). Resultaten av studien redovisas i både antal partiklar och i vikt per år. Det största danska reningsverket undersökt i studien, Lynetten, renar 9 % av det totala danska avloppsvattnet. Lynetten tar emot 55 miljoner m 3 vatten per år och har anslutna personer (Lynettefaellesskabet, u.d.). Med utgångspunkt i Käppalaförbundets senaste miljörapport är inkommande vatten till Käppalaverket 51,2 miljoner m 3 per år och drygt personer är anslutna (Käppalaförbundet, 2017). Vollertsen och Hansen (2017) visar att ca ton mikroplast per år når danska avloppsreningsverk. Resultatet stämmer överens med en annan dansk litteraturstudie som uppskattade mikroplast i avloppsvatten till ton per år (1 µm-5 mm) (Lassen, et al., 2015). Eftersom reningsverket Lynetten renar 9 % av den totala mängden avloppsvatten i Danmark beräknas det komma 360 ton mikroplaster dit per år (4 000 ton*9 %). Eftersom Käppalaförbundet har ungefär samma mängd inkommande vatten som Lynetten antas att inkommande mikroplaster till Käppalaverket är ungefär densamma trots att Käppalaverket endast har 67 % av anslutna personer ( / %). Resultaten från den danska studien visas i tabell 3. Tabell 3. Mikroplastmängden i inkommande avloppsvatten både i vikt och antal partiklar. Medel- och medianvärde för tio danska reningsverk avser mikroplast i storleksordningen µm (Vollertsen & Hansen, 2017) Mikroplast Medelvärde Medianvärde Vikt [mg/m 3 ] Antal [antal/m 3 ] Mikroplastmängden i inkommande vatten till Käppalaverket beräknas utifrån resultaten i tabell 3 och vattenflödet till Käppalaverket (51,2 miljoner m 3 /år). Beräkningen görs under förutsättning att inkommande vatten till Käppalaverket innehåller lika mycket mikroplast per m 3 som avloppsvattnet i den danska studien. Mikroplastmängden beräknades i inkommande vatten både i vikt och antal partiklar baserat på medel- och medianvärden från den danska studien (51,2*10 6 m 3 /år * mg/m 3 ), se tabell 4. Tabell 4. Uppskattade mängder mikroplast i inkommande vatten till Käppalaverket per år Mikroplast Medelvärde Medianvärde Vikt [ton/år] Antal [antal/år]

22 Beräkningar utifrån den danska studien ger en grov uppskattning om att ton mikroplast når Käppalaverket varje år. I förhållande till Lynetten (360 ton), som har något större flöde, är uppskattningen troligen något hög. Mikroplast i inkommande vatten angivit i antal blir biljoner (10 12 ), vilket är ca gånger så många som resultatet i tabell 2 ( miljarder per år). Sammantaget ger jämförelser med den danska studien (Vollertsen & Hansen, 2017) uppskattningar som är högre än jämförelser med den svenska studien (Magnusson & Wahlberg, 2014). Bristfällig data på mikroplaster i inkommande vatten till reningsverk gör att det är svårt att avgöra vilket som stämmer bäst överens med verkligheten. Anledningen till att antalet mikroplaster skiljer sig så mycket skulle kunna förklaras av att andelarna dagvatten och spillvatten i inkommande vatten ser olika ut, att det danska reningsverket är något större än Käppalaverket samt att analysmetoderna och vilka storlekar på mikroplastpartiklar som analyserats skiljer sig åt. 3.2 Verksamhet med plast som råvara i tillverkningen EnvoMap användes för att identifiera plastverksamheterna i Käppalaförbundets upptagningsområde. Enligt EnvoMap finns åtta verksamheter inom området som uppges behandla plast. Alla verksamheter kontaktades och intervjuades (se bilaga 1 för intervjufrågor). Även miljökontor i respektive kommun kontaktades då det var oklart om processvattenanslutning finns till Käppalaverkets spillvattennät. Resultaten av intervjuerna gav att samtliga företag med plast som råvara endast bearbetar plast och ingen tillverkning av plast sker vid dessa verksamheter. Inget processvatten används, således bidrar de inte med några mikroplaster till spillvattennätet. 3.3 Tvätterier Anledningen till att tvätterier valts ut som en verksamhet med utsläpp av mikroplast är att textiltvätt av syntetmaterial i framförallt hushåll pekats ut som en källa till mikroplaster (Browne, et al., 2011; Magnusson, et al., 2017; Napper & Thompson, 2016; Naturskyddsföreningen, 2013; Folkö, 2015). Både naturliga (bomull, lin och ull) och icke naturliga (nylon, polyester) fibrer i textilier slits av i tvättmaskinen och hamnar i avloppet (Naturskyddsföreningen, 2013). Fibrer av polyamid (nylon), polyester, elastan med flera är alla exempel på olika plasttyper i mikroplast (Sveriges Konsumenter, 2017). Totalt finns 21 tvätterier med processvattenanslutning till Käppalaförbundets spillvattennät. Tvätterierna identifierades genom EnvoMap. Samtliga tvätterier med undantag för två kontaktades och intervjuades (se frågor i bilaga 1). För de två tvätterier som inte nåtts per telefon användes data i EnvoMap. Resultaten av intervjuer och data från EnvoMap visas i tabell 6. De flesta tvätterier inom Käppalaförbundets upptagningsområde har dels kemtvätt med intern rening i slutet system, det vill säga att inget vatten går till spillvattennätet, och dels vanlig vattentvätt där avloppsvattnet går till spillvattennätet. Hur mycket mikroplast varje tvätteri släpper ut i spillvattennätet beror på hur mycket de tvättar och vilket material tvätten består av. Tvätterierna har delats upp efter tvättmängd och tvättfraktion efter deras egna uppskattningar om hur mycket de tvättar i genomsnitt per vecka eller per år. I enstaka fall har förenklingar gjorts på vad tvätterierna tvättar baserat på liknelser med de andra tvätterierna. Med hjälp av Varuguiden (2007) har materialet i de olika tvättfraktionerna fastställts (se tabell 5). 13

23 Tabell 5. Material i olika tvättfraktioner (Varuguiden, 2007) Tvättfraktion Innehåll enligt varuguiden* Skjortor 68 % bomull, 18 % polyester, 6 % returpapp, 5 % cellulosafibrer Sänglinne, dukar 87 % bomull, 5 % polyeten, 5 % returpack Handdukar, 88 % bomull, 5 % polyeten, 5 % returpack frotté Restaurangkläder 51 % bomull, 44 % polyester, 5 % returpack (förkläder mm i varuguiden) Rockar och jackor 39 % polyester, 24 % bomull, 13 % ull och andra djurhår, 11 % gjutjärn/konstgjort stål * Övriga procentenheter bortses från på grund av att de är 1 % Samtliga tvätterier inom Käppalaförbundets upptagningsområde utom två har delats upp i olika storlekar baserat på hur mycket de tvättar, se tabell 6. De två tvätterier som inte finns med i tabell 6 tvättar mattor. De tvättar främst mattor av naturligt material och endast en bråkdel är gjorda av syntetiska material. Bidraget mikroplast från de här två tvätterierna får anses vara obetydligt och räknas därför inte med. Ett av de stora tvätterierna tar emot entrémattor, men de skickas iväg och renas i en sluten reningsprocess. Inget processvatten når Käppalaverket. Tabell 6. Identifierade tvätterier inom upptagningsområdet, antal tvätterier inom varje storlek och total tvättmängd tyg (avrundat till tre värdesiffror). Vittvätt avser dukar, handdukar, servetter och lakan. Mindre tvätterier avser tvätterier som tvättar 250 kg/vecka, och större tvätterier tvättar > 250 kg/vecka Tvätteristorlek Antal inom området Total tvättmängd tyg [kg/år] Mindre tvätterier nästan enbart skjorttvätt Mindre tvätterier vittvätt, jackor Större tvätteri vittvätt, arbetskläder, skjortor Större tvätterier- vittvätt, arbetskläderkläder Alla tvätterier I tabell 1 uppskattas det årligen komma ton mikroplast från tvätt av textil från hela svenska befolkningen. I Käppalaförbundets upptagningsområde finns en halv miljon människor. Det skulle motsvara mindre än 50 ton mikroplast. En brittisk studie på mikroplast från textil visade att ett enda polyesterplagg (0,2 kg) kan avge mer än fibrer per tvätt (Browne, et al., 2010). Alla plagg (filt, fleece och skjorta av polyester) som undersöktes avgav i genomsnitt 200 fibrer per liter avloppsvatten (180 % mer från fleece). En helt ny fleecetröja kan avge mikroplast så att dess vikt minskas med 0,4 % efter de fyra första tvättarna (Folkö, 2015). Ytterligare en studie, gjord i Nederländerna, rapporterade att 260 mg fibrer/tvätt släpptes från ett enda polyesterplagg (0,66 kg) (Dubaish & Liebezeit, 2013). Massan mikroplast från tvätterier till spillvattennätet i Käppalaförbundets upptagningsområde uppskattades utifrån tabell 1, den brittiska 14

24 studien av Browne et al. (2010) och den nederländska studien av Dubaish och Liebezeit (2013) med hjälp av följande ansatser och antaganden: % av den svenska befolkningen är anslutna till kommunala avloppsreningsverk (Magnusson, et al., 2017), Antagande 1: Ca 9 miljoner ger gemensamt upphov till mikroplasterna beräknade i tabell Norska tvättvanor innebär 70 tvättcykler/(capita,år), cirka 4 kg tvätt/cykel och utsläpp av 60 liter vatten/cykel (Sundt, et al., 2014). Antagande 2: Norska tvättvanor anses likna svenska tvättvanor. En svensk uppskattas därför tvätta 280 kg/(capita,år) (70 cykler/(capita,år) * 4 kg/cykel) och använda liter vatten/(capita,år) (70 cykler/(capita,år) * 60 liter/cykel) till tvätt av textil. 3. Mer än hälften av alla kläder som produceras är gjorda av syntetiskt material (The fiber year consulting, 2017). Antagande 3: 50 % av alla svenska textilier antas vara syntetiska. 4. För polyester och nylonfiber som används i kläder är dtex 300 gram/ meter eller mindre (decitex (dtex) är en term för vikten av en textilfiber). Vikten av en 5 mm textilfiber är då 0,15 mg (Sundt, et al., 2014). Antagande 4: Massan för en 5 mm textilfiber är 0,15 mg. 5. I Finland har en djupgående studie gjorts inom tvättsektorn på hur mycket textilier som tvättas i privata hushåll och hur mycket som tvättas på offentliga tvätterier. Studien visade att andel tvätt per år som tvättas på offentliga tvätterier utgör 10 % (Aalto, 2003). Antagande 5: Då ingen data finns tillgänglig om hur mycket tvätt som i Sverige tvättas i hushållen respektive i tvätterier antas att förhållandet är detsamma som i Finland. Uppskattningar för 0,5 miljoner människor med antaganden 1 och 5 och värden i tabell 1: 8 ton/år / 9 miljoner * 0,5 miljoner = 0,4 ton/år MP från hushåll 0,4 ton/år * 10 % = 0,04 ton/år MP från tvätterier 950 ton/år / 9 miljoner * 0,5 miljoner = 50 ton/år MP från hushåll 50 ton/år * 10 % = 5 ton/år MP från tvätterier Uppskattningar för 0,5 miljoner människor med antagande 4,2,3 och 5 utifrån den brittiska studien (200 fibrer/liter): Genomsnitt: 200 fibrer/liter * 0,15 mg/fiber = 30 mg/liter 30 mg/liter * liter/(capita,år) * 0,5 miljoner * 50 % = 30 ton/år MP från hushåll 30 ton/år * 10 % = 3 ton/år MP från tvätterier Värsta fall (om ett plagg avger fibrer): fibrer/plagg * 0,15 mg/fibrer / 0,2 kg/plagg * 280 kg/(capita,år) * 0,5 miljoner * 50 % = 100 ton/år MP från hushåll 100 ton/år * 10 % = 10 ton/år MP från tvätterier Uppskattningar för 0,5 miljoner människor med antagande 2,3 och 5 utifrån den nederländska studien (260 mg fibrer/0,66 kg polyesterplagg): 260 mg/plagg / 0,66 kg/plagg * 280 kg/(capita,år) * 0,5 miljoner * 50 % = 30 ton/år MP från hushåll 30 ton/år * 10 % = 3 ton/år MP från tvätterier 15

25 Uppskattningarna av hur mycket mikroplast som samtliga tvätterier inom Käppalaförbundets upptagningsområde kan släppa till spillvattennätet redovisas och jämförs i tabell 7. Tabell 7. Uppskattad mängd mikroplast i inkommande vatten till Käppalaverket från tvätterier Uppskattning utifrån studier av: Mikroplast [ton/år] Magnusson et al. (2017) 0,04-5 Browne et al. (2010) 3-10 Dubaish och Liebezeit (2013) 3 Det årliga utsläppet av mikroplast från tvätterier till Käppalaverket uppskattas kunna vara omkring 0,04-10 ton. Alla beräkningar utförda på mikroplast från textilier baseras på att en textilfibrer har en vikt på 0,15 mg/fiber. Eftersom att vikten för en textilfiber endast finns redovisad i en rapport är resultatet mycket osäkert och vikten kan vara en stor felkälla. En faktor som kan påverka utsläppet av mikroplast från tvätterier är att tvättmängd varierar över årstiderna. Andra faktorer som också kan inverka på slitaget av mikroplastfibrerna från textilier är temperatur, närvaro av tvättmedel och sköljmedel. Viktigt att beakta vid antagande om att hälften av alla kläder är syntetiska, är att den tvätt som lämnas till tvätterier (se tabell 5) troligtvis inte består av samma material som tvättas i hushållen. En uppskattning är att kläder av syntetiska material som fleece och polyester huvudsakligen tvättas i hushållen. 3.4 Badanläggning En annan typ av mekanisk bearbetning på kläder av syntetiska material sker av badkläder i badanläggningar. Den mekaniska bearbetningen sker inte på samma sätt som i en tvättmaskin, men nötning vid kanter, av vågor och redskap får anses som mekanisk bearbetning. En stickprovsundersökning, som har gjorts på fem olika nätbutiker visar att badkläder till största del består av polyester, polyamid (nylon) och elastan (se bilaga 2). Textilfibrer av dessa material är alla mikroplast (Sveriges Konsumenter, 2017). Beroende på hur väl de badande tvättar sig avger de hår, hud, textilfibrer och en del andra föroreningar. Undersökningar på föroreningsmängd som en badande i genomsnitt avger till bassängvattnet har gjorts av Sveriges Kommuner och Landsting (SKL) i samarbete med Socialstyrelsen och visas i tabell 8. Tabell 8. Specifika föroreningar en badande i genomsnitt avger till bassängvatten per tillfälle (SKL & Socialstyrelsen, 2006) Föroreningar Fast uppslammade (hår, hud, textilfibrer mm) 3 Organisk substans (COD Mn) 1 Kväveföreningar (ammoniumkväve cirka 0,5 g/p) (organiskt bundet kväve cirka 0,2 g/p) Cirka [g/badande] Bakterier För att kunna göra en bedömning om mikroplaster från textilfibrer i badanläggningar når avloppsreningsverket behöver vattenreningsprocessen förstås. Badanläggningar kräver en omfattande vattenreningsprocess (se figur 4) för att hålla de miljö- och hälsokrav som finns (SKL & Socialstyrelsen, 2006). Den största mängden föroreningar kommer från de badande själv (Almemark, et al., 2015). Det är främst mikroorganismer (bakterier och virus), hår, hud, textilfibrer, saliv, svett, urin och tvålrester 0,7 16

26 som kommer från de badande. Förfilter och sandfilter brukar vara de första stegen i reningsprocessen. Innan sandfiltret tillsätts en fällningskemikalie för att lösta ämnen också ska kunna avskiljas i sandfiltret. Därefter kommer eventuella filter med aktivt kol och UV-bestrålning eller andra typer av reningssteg. Innan vattnet recirkuleras sker doseringen av klor. Allt vatten recirkuleras inte utan en del blir så kallat avblödningsvatten (Ericsson, 2017). Avblödningsvatten tas ut för att de minsta föroreningarna inte ska anrikas i bassängerna. Det avblödningsvatten som tappas av ersätts med färskt vatten, så kallat spädvatten (Burlövs kommun, 2016). Med jämna mellanrum behöver filtren backspolas (Almemark, et al., 2015). Det görs med avblödningsvattnet motströms. Backspolningsvattnet släpps till avloppsnätet och medför att allt som avskilts i filtren följer med ut i avloppet. Figur 4. Princip för rening av badvatten. Avtappning sker till avloppsnätet (SKL & Socialstyrelsen, 2006) Som tidigare nämnts har studier på svenska och norska avloppsreningsverk visat en relativt god avskiljningsgrad av mikroplast (Magnusson & Wahlberg, 2014; Magnusson, 2014). I ett av dessa reningsverk har reningen över sandfilter studerats för sig, för att se dess inverkan. Ingen påtaglig reduktion visades ske över sandfiltret (Magnusson & Wahlberg, 2014). Den största reduktionen hade skett tidigare i reningsprocessen. Resultatet stämmer överens med en studie av sju reningsverk i Kalifornien som visade att mikroplast avskiljs mest effektivt under reningsprocessens sedimentations steg (Carr, et al., 2016). För att avlägsna mikroplast från badvattnet krävs alltså mer än ett sandfilter. Effekten kan förbättras genom tillsats av flockningsmedel, då även mindre partiklar och lösta ämnen kan fångas upp i filtret. Om mikroplasterna inte flockas och går igenom sandfiltret når de ändå avloppsnätet när bassängvattnet späds ut med rent vatten och motsvarande mängd bassängvatten tappas av till avloppsnätet. Med reningsverkens resultat om att avskiljning av mikroplast sker genom sedimentation är det mest troliga att mikroplastpartiklarna i bassängerna sjunker till botten och då kan de renas från vattnet genom bottensugning (SKL & Socialstyrelsen, 2006). Bottensugning sker på morgonen då partiklar haft möjlighet att sedimentera under natten. Bottensugningsvattnet leds sedan 17

27 till avloppet och ersätts med spädvatten. Oavsett reningsmetod kommer textilfibrer som mikroplaster hamna i avloppsledningsnätet och nå Käppalaverket. Totalt finns 8 badanläggningar med processvattenanslutning till Käppalaförbundets spillvattennät. Några av dem identifierades genom EnvoMap och övriga upptäcktes vid kontakt med en av badanläggningarna som finns i EnvoMap. Miljökontor i respektive kommun kontaktades därför för att ta reda på om processvattenanslutning till Käppalaverkets spillvattennät finns. Samtliga identifierade verksamheter kontaktades och intervjuades (se bilaga 1). Resultat av vilka badanläggningar och hur många som badar redovisas bland annat i tabell 9. Sammanlagt badar omkring personer varje dag på de 8 badanläggningarna. Av de tre gram fast uppslammade materialet i filtren från badanläggningar som kommer från varje badande enligt undersökningen i tabell 8 är det väldigt svårt att avgöra hur stor del som kan tänkas vara textilfibrer. Merparten av textilfibrerna som slits av är mikroplast eftersom i stort sätt alla badkläder är gjorda av syntetiskt material. Tabell 9 är upprättad utefter antagandena att 1 % eller 100 % av det fast uppslammade materialet är mikroplast. Tabell 9. Badanläggning, antal badare och beräknat bidrag mikroplast utifrån att varje badande ger upphov till 3 g uppslammat material varav 1 % eller 100 % är mikroplast. MP=mikroplast Anläggning Badbelastning [badare/dygn] MP [g/dygn] (1 %) Bro Simhall Gustavsbergsbadet Näckenbadet MP [g/dygn] (100 %) Sollentuna sim- och sporthall Turkosen Gångsätrahallen 275 8, Skepparholmen 50 1,5 150 Yasuragi Totalt: , Utifrån data i tabell 9 bedöms 80 g mikroplast hamna i spillvattnet per dygn om 1 % av det fast uppslammade materialet i tabell 8 är mikroplast. Det motsvarar ca 30 kg per år. Om man gör antagandet att samtliga tre gram kommer från mikroplaster blir det kg per år till spillvattennätet under förutsättning att badanläggningarna har öppet alla dagar året. Denna siffra kan dock antas osannolik eftersom att hår både avges lätt vid bad och väger mer än mikroplast, men massan mikroplast ger en indikation om den potentiella storleken på utsläpp av mikroplast från badanläggningar. I och med osäkerheter i hur mycket mikroplaster som en badandes badkläder kan ge ifrån sig baseras inga vidare beräkningar på den uppskattade massan mikroplast. En analys rekommenderas ändå för att kvantifiera mängden och avgöra om åtgärder behöver vidtas för att stoppa utsläpp av eventuella mikroplaster. 3.5 Fordonstvätt Flera studier pekar på att mikroplaster kommer från slitage av bildäck och vägmarkeringar (Magnusson, et al., 2017; Lassen, et al., 2015). Omkring 20 % av ett däck nöts bort under däckets livstid (Luleå Tekniska Universitet, 2014). Den bortnötta delen av däcket består av 50 vikts-% gummipolymerer. Enligt tabell 1 uppskattas i Sverige ton mikroplaster per år hamna i miljön från enbart bildäck (Magnusson, et al., 2017). En outredd aspekt är om en del av de avslitna mikroplastpartiklarna hamnar i avloppet när fordonet tvättas i en automattvätt med tvättborstar. En del tvättborstar består av polyeten och nylon. Andra varianter av tvättborstar i tyg, filt och andra plast- och gummiblandningar 18

28 finns också (Löwenstein, 2000). Idag är Sveriges ledande aktör inom fordonstvätt WashTech (WashTec, u.d.) och deras borstar består av syntetiskt sämskskinn 5. Det finns risk att tvättborstar bestående av polyeten och nylon slits och att mikroplast hamnar i avloppet, men forskning saknas. Om mikroplast hamnar i fordonstvättarnas avloppsvatten kommer de genomgå en intern rening som finns i alla tvätthallar. Reningen består av oljeavskiljare och ibland även så kallad kompletterad rening enligt Stenqvist 6. Stenqvist bedömer att mikroplasterna främst kommer från borsttvättarna och inte däcken. Troligen renas inte mikroplaster från vattnet med en oljeavskiljare. Följaktligen kommer allt som eventuellt slits av från borstarna hamna i avloppet. Det kan också vara så att borstarna inte slits utan anledningen till att de byts ut är att hela borst börjar ramla av då hamnar inga mikroplaster i avloppet. Sedan två år tillbaka blir det allt vanligare med tungmetallavskiljare i den interna reningsprocessen hos fordonstvättar (ibid). Tungmetallavskiljare består av olika filterpåsar med olika storlekar (se figur 5). Det sista filtret kan antas avskilja mikroplast eftersom att det avskiljer emulsioner. Filtren behöver efter en viss tid bytas ut på grund av att tungmetaller och eventuella mikroplaster ackumuleras i filtren. Figur 5. Tungmetallavskiljare i genomskärning 7 På grund av osäkerheterna i om fordonstvättar bidrar till mikroplast i spillvattennätet har antalet tvättar inom upptagningsområdet inte undersökts. Därför har inte heller något potentiellt bidrag av mikroplast beräknats. Utsläpp från fordonstvättar bör dock analyseras med avseende på mikroplast då de fortfarande kan anses vara en betydande källa till utsläpp. 5 Elf, Sara. Säljare (region Öst & Norr), WashTec. Frågor om tvättborstar i fordonstvätt. Telefonsamtal 8 maj Stenqvist, Åke. Senior Technical Advisor, ACO Nordic AB. Frågor om mikroplast från fordonstvätt och information om tungmetallavskiljare. Telefonsamtal 2 maj Stenqvist, Åke. Senior Technical Advisor, ACO Nordic AB. Frågor om mikroplast från fordonstvätt och information om tungmetallavskiljare. E-post 2 maj