RVF Utveckling 2005:11

Transkript

1 Smittspridning via kompost och biogödsel från behandling av organiskt avfall Litteratursammanställning och riskhantering RVF Utveckling 2005:11 En rapport från BUS-projektet

2 BUS-projektet uppföljning och utvärdering av storskaliga system för kompostering och rötning av källsorterat bioavfall Delprojekt 1: Utvärdering av storskaliga system för kompostering och rötning av källsorterat bioavfall (RVF Utveckling rapport nr 2005:06) Delprojekt 2: Metoder att mäta och reducera emissioner från system med rötning och uppgradering av biogas (RVF Utveckling rapport nr 2005:07) Delprojekt 3: Driftdatainsamling via webben (ingen rapport) Delprojekt 4: Innsamling av bioavfall fra flerfamiliehus løsninger og virkemidler for store fellesløsninger (RVF Utveckling rapport nr 2005:08) Delprojekt 5: Tips och råd med kvalitetsarbetet vid insamling av källsorterat bioavfall (RVF Utveckling rapport nr 2005:09) Delprojekt 6: Användning av biogödsel (RVF Utveckling rapport nr 2005:10) Delprojekt 7: Smittspridning via kompost och biogödsel från behandling av organiskt avfall litteratursammanställning och riskhantering (RVF Utveckling rapport nr 2005:11) Delprojekt 8: Organiske forurensninger i kompost og biorest (RVF Utveckling rapport nr 2005:12) Delprojekt 9: Emisjoner fra kompostering (RVF Utveckling rapport nr 2005:13) Delprojekt 10: Biologisk avfallsbehandling i Sverige och Norge: Vad fungerar bra och vad kan fungera bättre? En syntesstudie av de nio delprojekten (RVF Utveckling rapport nr 2005:14) Projektet är finansierat av: RVF Svenska Renhållningsverksföreningen Naturvårdsverket Energimyndigheten NRF Norsk renholdsverksforening VA-Forsk Reforsk RVF Utveckling2005:11 RVF Service AB

3 Förord Betydande investeringar i system för biologisk avfallsbehandling har gjorts under senare år. Samtidigt är tekniken som används vid anläggningarna ny och befinner sig i en utvecklingsfas. Det finns därför starka skäl för att utvärdera befintliga anläggningar. Genom att samla drifterfarenheter och göra dem tillgängliga, kan nya system konstrueras och byggas på ett säkrare och mer tillförlitligt sätt. Detta är huvudmotivet för den serie av utvärderingar som samlats under arbetsnamnet BUS. I dess första etapp har erfarenheter och driftdata från alla delar i kedjan avfallsinsamling, process och produktanvändning dokumenterats på ett enhetligt sätt i ett utvärderingsprogram. Föreliggande rapport utgör en delrapport i projektserien. Samtliga delrapporter finns tillgängliga i elektronisk form. Hela ramprogrammet har sammanfattats i en avslutande syntesrapport. Projektserien har genomförts och finansierats i ett samarbete mellan Energimyndigheten, Norsk renholdsverksforening (NRF), Naturvårdsverket, RVF Utveckling, Stiftelsen Reforsk samt VA- Forsk. Föreliggande projekt har genomförts av Caroline Schönning, Thor Axel Stenström och Johan Åström, samtliga Smittskyddsinstitutet ( April 2005 Håkan Rylander Ordf. RVFs Utvecklingskommitté Weine Wiqvist VD RVF

4 Innehållsförteckning INNEHÅLLSFÖRTECKNING...2 SAMMANFATTNING...4 SUMMARY AVFALL TILL KOMPOSTERING OCH RÖTNING AVFALLSFRAKTIONER OCH HÄLSORISKER Livsmedel och mat Annat hushållsavfall Djurgödsel Slakteriavfall Restprodukter Park- och trädgårdsavfall PATOGENA MIKROORGANISMER AV BETYDELSE Virus Bakterier Parasitära protozoer Parasitära maskar Svampar Prioner BIOLOGISK BEHANDLING OCH HYGIENISERING Kompostering Rötning Behandlingens inverkan på patogener Indikatororganismer som mått på patogenförekomst Återinfektion och återväxt i behandlat material

5 5.6 Patogenförekomst i komposteringsprodukter Patogenförekomst i produkt från biogasanläggningar (biogödsel) ÖVERLEVNAD AV PATOGENER FRÅN KOMPOST OCH BIOGÖDSEL PÅ MARK SMITTSPRIDNING VID BEHANDLING OCH HANTERING AV ORGANISKT AVFALL Exponeringsvägar i hanteringskedjan BEDÖMNING AV MIKROBIOLOGISKA RISKER Uppskattningar av risker i Laholms biogasreaktor RISKHANTERING GENOM LAGSTIFTNING OCH CERTIFIERING Bedömningsparametrar EG-förordningen om Animaliska biprodukter och Jordbruksverkets föreskrifter Naturvårdsverkets allmänna råd om metoder för lagring, rötning och kompostering av avfall SPs certifieringsregler Norska regelverk DISKUSSION REFERENSER Personliga meddelanden

6 Sammanfattning Storskalig verksamhet för kompostering och biogastillverkning expanderar för närvarande i de nordiska länderna. Enbart i Sverige uppgick mängden avfall som behandlas på detta sätt under 2003 till ungefär ton. Detta är en siffra som kan komma att öka avsevärt inom några år, bland annat som ett resultat av deponiförbudet för organiskt avfall som gäller från årsskiftet Beroende på avfallets ursprung kan ett brett spektrum av sjukdomsframkallande mikroorganismer förekomma i det material som ska behandlas i anläggningarna. Detta har lett till olika restriktioner och säkerhetsåtgärder, dels genom lagstiftning på nationell och internationell nivå, dels genom frivilliga åtaganden. Genom certifieringssystemet administrerar Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut (SP) idag en god skötsel av de storskaliga rötningsanläggningarna och certifiering fungerar därmed som ett verktyg genom vilket riskerna för bland annat smittspridning effektivare hanteras. Ett stort antal olika smittämnen (patogener) kan potentiellt sett förekomma i organiskt avfall. Livsmedel och råvaror kan genom bristande hygienisk hantering kontamineras och man räknar med att ett långt större antal matförgiftningar än vad som rapporteras i statistiken förekommer i Sverige, vilket belyser förekomsten av patogener i matavfall. Med hushållsavfall kan mindre mängder avföring från människa och djur tillföras anläggningarna och detta är därför en smittrisk som måste beaktas. Djurgödsel förekommer också i det ingående materialet och i biogasanläggningarna behandlas även slakteriavfall. Härigenom kan smittämnen från djur tillföras, även om detta motverkas genom gällande lagstiftning. Även park- och trädgårdsavfall som i sig självt är fritt från smittämnen kan vara förorenat av exempelvis avföring från djur. Vid kompostering och rötning stabiliseras organiskt material genom nedbrytning, varigenom volymen minskar. Behandlingsprocesserna hygieniserar även det organiska materialet. Rätt temperatur under tillräckligt lång tid bedöms vara av störst betydelse för avdödningen av smittämnen. I rötningsanläggningar för gödsel och slakteriavfall (kategori 2-material) krävs pastörisering vid +70 C under 1 timme, vilket kraftigt reducerar förekomsten av smittämnen. Även om pastörisering föregår huvudprocessen kan slutprodukten vara känslig för återinfektion och återväxt, vilket innebär att bakterier tillväxer i materialet från låga halter. Det är därför av största vikt att efterföljande hantering, transport och eventuell lagring sker på ett hygieniskt säkert sätt. För kompostering anges temperatur och tidsförhållanden bland annat i Naturvårdsverkets allmänna råd. En täckning av komposten minskar risken för exponeringen av människor och djur och ger en jämnare temperaturfördelning och därmed en säkrare hygienisering av produkten. Kompostering i det termofila temperaturområdet (>50 C) ger vanligen en hygieniskt säker produkt. Selektion av ingående material, processkrav samt restriktioner på hantering och användning av produkterna är åtgärder genom vilka riskerna för smittspridning idag begränsas med hjälp av lagstiftning, regelverk och frivilliga åtaganden. Avsikten är att hålla förekomsten av smittämnen på en nivå där användningen av kompost och biogödsel inte medför en ökad förekomst av sjukdomsfall i samhället. Naturligtvis kan något i processen gå fel och det är också möjligt att detta inte observeras genom befintligt kontrollsystem. Att patogener därigenom kan hamna i miljön vid användning av kompost och biogödsel kan alltså inte uteslutas, men sannolikheten för förekomst av betydande halter av patogener måste bedömas vara låg. Vid sidan om god kontroll av hela hanteringskedjan, exempelvis genom certifieringssystemet, vore det för framtiden önskvärt att bedömningsparametrarna för kompost och biogödsel vidareutvecklas. 4

7 Summary Large-scale activities for composting and biogas production are currently increasing in the Nordic countries. In Sweden, the amount of organic waste that was treated by these processes was in 2003 around tonnes. This number may increase considerably in a few years, partly as a result of the prohibition of putting organic waste on landfills that applies from the turn of the year Depending on the source of the waste, a wide spectrum of disease-causing microorganisms may be present in the material that is to be treated within the plants. This has lead to various restrictions and measures of safety, partly through legislation on the national and international level, and partly through voluntary undertakings. Through the system for certification, the Swedish National Testing and Research Institute (SP) today administers a proper operation of the large-scale biogas plants, and the certification thereby functions as a tool to manage the risks for, among other things, transmission of disease. A large number of different infectious agents (pathogens) may potentially be present in organic waste. Foodstuffs and raw materials may through inadequate hygienic handling be contaminated, and it is calculated that a far greater number of food poisonings than what is reported by the statistics occur in Sweden, which illustrates the presence of pathogens in food waste. Smaller amounts of excreta from humans and animals may enter the plants via household waste, and constitutes thereby a risk for disease transmission that need to be considered. Animal manure is also present in the incoming material, and in the biogas plants abattoir waste is also treated. Thereby may animal pathogens enter the plants, even if it is counteracted by existing legislation. Garden waste that in itself is free of pathogens may be contaminated by, for example, excreta from animals. By composting and anaerobic digestion organic material is stabilised through decomposition, whereby the volume decreases. The treatment processes also sanitise the organic material. Proper temperature during a sufficient time period is considered to be of most importance for the inactivation of infectious agents. In plants for anaerobic digestion of manure and abattoir waste, pasteurisation at +70 C during 1 hour is demanded, which substantially reduces the occurrence of pathogens. Even if pasteurisation precedes the main process, the final product may be sensitive to reinfection and regrowth, which means that bacteria may grow in the material from an initially low concentration. It is therefore of great importance that the following handling, transport and possible storage is performed in a hygienically safe manner. For composting, conditions for temperature and time are recommended by the Swedish EPA. Covering of the compost decreases the risk for exposure to humans and animals, and will also give a more even temperature and thereby a safer sanitisation. Composting in the thermophilic temperature range (>50 C) normally gives a hygienically safe product. Selection of incoming material, process requirements and restrictions for handling and use of the products are measures that presently limits the risks for disease transmission through legislation, regulations and voluntary undertakings. The intention is to keep the occurrence of pathogens on a level where the use of compost and residues from digestion (bio-fertilizer) do not result in an increase in disease cases in society. Naturally, something in the process may malfunction and it is also possible that this is not discovered by the existing control system. Therefore, it can not be excluded that pathogens may end up in the environment by the use of compost and bio-fertilizer, but the probability of significant concentrations of pathogens being present must be estimated to be low. In addition to sufficient control of the complete handling chain, for example by the system for certification, it would be desirable that quality parameters for compost and bio-fertilizer are further developed. 5

8 1. Introduktion Ett stort antal olika arter av sjukdomsframkallande mikroorganismer kan förekomma i det organiska avfall som behandlas i komposterings- och biogasanläggningar. Genom strikta driftkrav på temperatur och uppehållstid kan förekomsten av smittämnen (patogener) avsevärt reduceras genom dessa behandlingar. Det finns dock en risk för att eventuellt kvarvarande patogener i slutprodukten genom hantering och avsättning kan spridas vidare till djur och människa, direkt eller via miljön. Ett förbiseende av denna risk skulle hota attraktionsvärdet av dessa produkter som exempelvis gödnings- och jordförbättringsmedel. Insikten om riskerna för smittspridning har under det senaste decenniet lett till fördjupade studier rörande hygienisering i storskaliga komposterings- och biogasanläggningar i Norden. I Danmark inledde Miljøstyrelsen i slutet av 1980-talet forskning kring biogasanläggningarnas hygieniseringseffekt (Ilsöe, 1993). Fördjupade undersökningar genomfördes senare av Veterinärdirektoratet (Bendixen, 1995). Under 1995 startade Renhållningsverksföreningen (RVF) i Sverige ett arbete med att utveckla ett frivilligt kvalitetssäkringssystem för kompost och rötrest från organiskt avfall, med förslag till tillvägagångssätt för kontroll av hygienisering vid anläggningarna (RVF, 1999). Metodik för kontroll av hygieniseringen vid biogasanläggningar inklusive analysresultat från några anläggningar rapporterades senare av RVF (2001). En nybyggnation av storskaliga komposterings- och biogasanläggningar sker för närvarande i Norden. Samtidigt noteras flera internationella undersökningar som behandlar smittrisker vid exponering av de färdigbehandlade produkterna. Denna litteraturstudie, som utförts inom BUS projektet (Uppföljning och utvärdering av storskaliga system för kompostering och rötning av källsorterat bioavfall) under ledning av RVF, avser att sammanfatta kunskapsläget gällande de smittrisker som berör människan vid användning av produkter från kompostering och rötning. Produkter från biogasanläggningar som certifierats av Sveriges provnings- och forskningsinstitut (SP) saluförs idag som biogödsel. Eftersom biogödsel i tidigare certifieringskrav benämndes rötrest och detta i många sammanhang är en vedertagen term, så förekommer båda benämningarna i rapporten. De arbetshygieniska aspekterna vid hantering av produkterna har inte ingått i uppdraget och omnämns endast kortfattat. Inledningsvis beskrivs sammansättningen av det organiska avfallet och vilka patogener som teoretiskt kan förekomma i anläggningarna. Därefter beskrivs översiktligt komposterings- och rötningsprocessen där olika behandlingsalternativ har varierande potential att reducera mikroorganismer som kan förekomma i materialet. Under och efter bearbetning kan människor och djur exponeras för smittämnena på olika sätt. Genom en otillräckligt hygieniserad slutprodukt kan organismer spridas vidare, och risken för exponering beror då på överlevnaden av aktuella patogener i miljön, vilken redovisas i efterföljande avsnitt. Uppdraget är begränsat till organismer som har effekt på människor. I tillägg spelar växtpatogener (mikroorganismer som endast framkallar sjukdom hos växter) en viktig roll vid återanvändning av organiskt avfall och måste beaktas vid avsättning i odlingssammanhang. Några är mycket långlivade, t ex svamparna Sclerotinia sclerotiorum (vitmögel) och Plasmodiophora brassicae (klumprotsjuka). Växtpatogener infekterar vanligen inte arter inom djurriket, men kan via djur föras vidare till andra växter. För en genomgång av växtpatogener vid kompostering hänvisas till Naturvårdsverkets och AFRs sammanställning (Johansson et al., 1997). De sjukdomar som sprids mellan djur och människor kallas zoonoser och sådana 6

9 som enbart sprids mellan djur zootier. De senare behandlas ej i denna rapport, men ett liknande tankesätt behövs för att hantera risker med zootier. Användningen av organiska produkter från kompostering och rötning regleras idag genom lagstiftning och frivilliga åtaganden, såsom rekommendationer och certifiering. Under ett separat avsnitt belyser vi därför hur riskerna hanteras genom dessa verktyg. Sammanfattningsvis diskuteras och bedöms mikrobiologiska risker kopplade till aktuella hanteringsförfaranden av färdig produkt från komposterings- och biogasanläggningar. Litteraturstudien avser att förbättra kunskapen om smittrisker hos berörda parter och därigenom underlätta för adekvata åtgärder vid befintliga anläggningar och vid nyetableringar. 2. Avfall till kompostering och rötning Mängden hushållsavfall som behandlades biologiskt genom kompostering och rötning uppgick under 2003 till ca ton i Sverige och till ca ton i Norge. I Sverige kan den biologiska behandlingen komma att fördubblas inom några år, främst genom nya biogasanläggningar (RVF, 2004). Fyra anläggningar togs i drift under 2003 och ytterligare fyra är beslutade med byggstart inom något år. En av anledningarna till att mängden avfall som behandlas biologiskt kommer att öka är förbudet mot deponering av organiskt avfall som gäller från årsskiftet I Sverige tar komposteringsanläggningarna fortfarande emot något större mängder organiskt avfall än biogasanläggningarna. I Norge däremot går endast 1/10 till biogasanläggningar. Kompostering kan ske i stor eller liten skala av fast eller flytande material. Kompostering tillämpades under 2003 vid 27 anläggningar i Sverige och vid ca 40 anläggningar i Norge (tabell 1). Processen sker i en sluten tank eller öppet på mark eller platta. I Sverige består avfallet till dessa anläggningar till största delen av källsorterat grönavfall, 45 % under 2003, vilket utgörs av park- och trädgårdsavfall. Den andra stora fraktionen är källsorterat organiskt hushållsavfall, motsvarande 30 % under Detta är avfall sorterat vid varje hushåll och omfattar även avfall från restauranger och storhushåll. En mindre andel utgörs av utsorterat hushållsavfall, 8 % under Denna fraktion utsorteras mekaniskt med en metod som idag är under avveckling (Hellström, pers. meddelande). Övriga 17 % utgörs främst av fast gödsel. I Norge är fraktionen källsorterat biologiskt hushållsavfall väsentligt mycket högre än källsorterat grönavfall, att jämföra med motsatta förhållanden i Sverige. Detta förklaras av de i Norge strängare föreskrifterna om insamling av denna typ av avfall (Lystad, pers. meddelande). 7

10 Tabell 1. Tillförd mängd avfall (ton) till komposteringsanläggningar i Sverige och Norge under åren Hämtat för Sverige från RVF (2004) och för Norge från Avfallsstatistikk (2004) Sverige Norge Antal anläggningar 25 (28) 1 26 (28) 1 26 (27) 1 Ca 40 Ca 40 Ca 40 Källsorterat biologiskt hushållsavfall Källsorterat grönavfall Utsorterat hushållsavfall Övrigt Summa Anläggningar med statistik respektive totala antalet (inom parentes). 2 Mekaniskt utsorterat organiskt hushållsavfall. 3 Ingen uppgift. Rötning för framställning av biogas tillämpas idag i Sverige vid 10 anläggningar och i Norge vid tre anläggningar (tabell 2). I dessa anläggningar ingår ej slam från avloppsreningsverk. Gödsel och slakteriavfall utgör den största avfallsfraktionen, 76 % under I biogasanläggningarna blandas gödsel med avfallet från slakterier. Källsorterat biologiskt hushållsavfall, 6 % under 2003 kompletteras till minde del med avfall från restauranger och storkök. Övrigt avfall (18 %) kommer främst från livsmedelsindustrin (Hellström, pers. meddelande). Tabell 2. Tillförd mängd avfall till biogasanläggningar i Sverige och Norge under åren Hämtat för Sverige från RVF (2004) och för Norge från Lystad (pers. meddelande) Sverige Norge Antal anläggningar 1 8 (11) 1 9 (11) 1 10 (12) Källsorterat biologiskt hushållsavfall Gödsel och slakteriavfall Övrigt Summa Anläggningar med statistik respektive totala antalet (inom parentes). 2 Ungefärliga mängder från 1-2 anläggningar. 3. Avfallsfraktioner och hälsorisker Beroende på avfallsfraktionernas ursprung kan kompost och biogödsel potentiellt innehålla ett brett spektrum av mikroorganismer som kan orsaka sjukdom. De olika behandlingsstegens effektivitet i processen blir därför styrande för riskerna vid exponering i den efterföljande hanteringen. Den ökande globaliseringen har genom resande och handel med djur, djurprodukter och foder också ökat risken för att nya patogener kan förekomma i det 8

11 organiska avfallet. Kontrollen av djur och djurprodukter som förs in i Sverige har i många fall också minskat efter inträdet i EU (Steineck et al., 2000). Patogener i organiskt avfall kan komma från många olika källor. Pahren (1987) redovisade en uppdelning av olika material i hushållsavfall och hur stor del av indikatorbakterierna (totala koliformer, fekala koliformer och fekala streptokocker) som härstammade från respektive material. Han konstaterade att pappersfraktionen ofta bidrog till största delen och förklarade detta genom att det bl.a. används till att snyta sig, att plocka upp avföring från husdjur och att det kan innehålla matrester eller blöjinnehåll (Johansson et al., 1997). Trädgårdsavfall bidrog här ofta till en större del av indikatorbakterierna än matavfall. Johansson et al. (1997) hänvisar till rapporter (Löfgren et al., 1978; Ilsöe, 1993) som konstaterar att halten av såväl patogener som indikatorbakterier kan vara högre i matavfall än i avloppsslam. Även om halterna av vissa mikroorganismer kan vara i samma storleksordning för olika fraktioner är det viktig att se till materialets ursprung och på så vis göra en bedömning av riskerna kopplade till materialet. I tabell 3 anges några patogenkällor för olika fraktioner av organiskt avfall som i Sverige och Norge hanteras i komposterings- och biogasanläggningar. Tabell 3. Patogenkällor i organiskt avfall av betydelse för människor Fraktion till kompost och biogasanläggning Betydande patogenkälla Livsmedel och mat Annat hushållsavfall Djurgödsel Slakteriavfall Restprodukter från garverier, mejerier, bagerier, olje- och margarinindustri Park- och trädgårdsavfall Kontaminerade råvaror och mat Blöjor, toalettpapper mm. som förorenats med fekalier; avföring från husdjur och människa Boskap smittade med zoonoser Boskap smittade med zoonoser Kontaminerade råvaror och restprodukter Avföring eller urin från smittade husdjur och vilda djur Det antal patogener som krävs för att orsaka infektion (infektionsdosen) kan variera med flera tiopotenser mellan olika organismer. Det förekommer att mikroorganismer finns närvarande utan att kunna detekteras med vanliga odlingsmetoder (VBNC). Riskerna för sjukdomsspridning kan därför underskattas om bedömningarna enbart baseras på haltbestämningar (Redlinger et al., 2001; Rahman et al., 1996). 3.1 Livsmedel och mat Både råvaror och färdiga maträtter kan genom bristande hygienisk hantering innehålla smittoämnen. Av bakterierelaterade agens svarar Salmonella och Campylobacter för 90 % av rapporterade fall (Thorns, 2000). Under 2003 inrapporterades i Sverige 1890 fall av livsmedelsburna infektioner. Bakterier angavs som orsak till 42 % av utbrotten och vanligast var Salmonella och Streptokocker Grupp A (toxinbildande). Virus angavs som orsak till 29 % av utbrotten. Bland enskilda mikroorganismer var norovirus (calicivirus) vanligast och förorsakade 15 utbrott med 827 fall. Underrapporteringen är stor och det verkliga antalet fall av matförgiftning har i två olika studier uppskattats till 70 (Lindqvist et al., 2001) respektive 270 gånger så stort (Lindqvist et al., 2000; Lindqvist et al., 2004). Livsmedelsburen smitta uppskattades enbart i USA omfatta 76 miljoner sjukdomsfall varje år, varav 14 miljoner förorsakades av kända patogener. Salmonella, Listeria och Toxoplasma beräknades förorsaka 9

12 1 500 dödsfall varje år (Mead et al., 1999). Av alla akuta magsjukor orsakade av okänt smittämne uppskattades livsmedelsburen smitta svara för ca 35 % av fallen. Salmonella som påvisats exempelvis i kyckling och i sallad kan utgöra en risk även om halterna är låga genom att bakterien kan tillväxa i de livsmedel som innehåller lätt nedbrytbart organiskt material. Förekomsten av patogena bakterier i livsmedelsprodukter återspeglar föroreningar som tillförts under tidigare led, antingen till råvaran direkt eller via hanteringen. Även i senare hanteringsled kan smitta på detta sätt föras vidare och utgöra en tillväxtrisk, exempelvis vid kompostering. Respektive mikroorganism beskrivs närmare i följande avsnitt. Flera organismer i livsmedelsavfall kan påverka och smitta djur utan att vara farliga för människor. Exempelvis är smitta med svinpestvirus rapporterad vid direkt utfordring av svin med obehandlat matavfall (Lund, 1979; i Johansson et al., 1997). 3.2 Annat hushållsavfall Med avföring kan bakterier, virus, protozoer, maskar och svampar utsöndras och spridas i miljön. Även om inte slam från avloppsreningsverk är tillåtet i de storskaliga komposteringsoch biogasanläggningar, som denna rapport omfattar, kan avföring tillföras anläggningarna via hushållsavfallet. Detta sker exempelvis om fekalt material tillförs hushållsavfall genom blöjinnehåll (tyg och pappersblöjor). I en amerikansk undersökning visade det sig att 0,6-2,5 % av hushållsavfallet bestod av blöjor, varav 1/3 innehöll fekalier (Peterson, 1974). Några andra källor till human avföring redovisas i tabell 3. I den danska miljöstyrelsens rapport (Ilsöe, 1993) angavs halterna av koliforma bakterier, fekala streptokocker (enterokocker) och Salmonella i hushållavfall ligga åtminstone på en nivå jämförbar med slam. En förteckning av patogener som finns i avföring hos människa och djur och har påvisats/kan påvisas i olika fraktioner av organiskt avfall presenteras i tabell 4 tillsammans med en kortfattad beskrivning av symptom de orsakar vid infektion/sjukdom. Även avföring från husdjur tillförs hushållsavfallet, vanligen från hund och katt. Vid de hälsoinventeringar och laboratorieobduktioner som utförts vid Statens veterinärmedicinska anstalt (SVA) har det under åren påvisats olika smittämnen hos exempelvis råtta och mus (Pneumocystis carini) och marsvin (hudsvampen Trichophyton mentagrophytes och Cryptosporidium). Även katter (Toxoplasma gondii och Trichophyton mentagrophytes) och hundar (Giardia spp; betahemolyserande streptokocker) har varit bärare (Rehbinder och Bierke, 2001). För närvarande (mars 2005) pågår ett Salmonella-utbrott bland katter i Stockholm. Parasitära maskar från husdjur kan spridas antingen direkt eller via avfall och jord till människa och orsaka kraftiga infektioner (Beaver, 1975). Waldman et al. (1996) undersökte förekomsten av humana enterovirus i avföring från herrelösa hundar i Sao Paolo och påvisade där poliovirus typ 1 och 3 samt echovirus typ 7 och Djurgödsel Gödsel utgör en stor fraktion av det organiska avfall som behandlas i biogasanläggningar och sjuka djur kan via gödsel sprida smitta. En ökad förekomst av exempelvis Salmonella bland livsmedelsproducerande djur i ett land återspeglas vanligen i en ökad förekomst bland människor. Förekomsten av patogenerna EHEC, Listeria, Salmonella, Campylobacter, Giardia och Cryptosporidium i besättningar av nötboskap, svin, höns och får i Storbritannien undersöktes av Hutchison et al. (2004). I de flesta besättningar påvisades åtminstone en av dessa patogener som alla förorsakar magsjuka. För ytterligare information om förekomst av patogener i djurgödsel hänvisas till respektive organismgrupp i följande avsnitt. 10

13 3.4 Slakteriavfall Även slakteriavfall kan innehålla zoonotiska smittämnen, exempelvis Cryptosporidium som förekommer hos många olika sorters djur (Duffy och Moriarty, 2003). Munch och Bonde Larsen (1990) fann i mag-tarminnehåll, flotationsslam och fettslam från slakterier ett innehåll av E. coli och fekala streptokocker (enterokocker) på omkring 10 5 st per gram och Salmonella i nästan alla prov (Ilsöe, 1993). De patogener som kan tillföras från slakteriavfall är i huvudsak desamma som från gödsel (genom mag- och tarminnehåll) samt inälvsparasiter som finns i köttet (muskulaturen). De parasiter som finns i kött är inte en risk ur miljösynpunkt utan sprids till människor vid konsumtion av otillräckligt tillagat kött. Kategorisering, insamling, transport, bortskaffande, bearbetning, användning och mellanlagring av animaliska biprodukter är i dag strikt reglerat genom en EG-förordning (EG nr 1774/2002). Bland annat får inte (delar av) djur som misstänks eller officiellt bekräftats vara infekterade med BSE bearbetas i aktuella anläggningar. 3.5 Restprodukter Patogenförekomst i material från garverier, mejerier, bagerier, olje- och margarinindustri kan i stor utsträckning jämföras med riskerna för smitta genom livsmedelsprodukter. Även låga bakteriehalter utgör en risk då dessa organismer kan tillväxa i de gynnsamma miljöer som industriavfall kan erbjuda. Kontamination i processen för matberedning exemplifieras av att bakterien Listeria påvisades i tillagad hönsprodukt (Lawrence och Gilmour, 1994). 3.6 Park- och trädgårdsavfall Avfall från park och trädgårdar är i sig fritt från humana patogener men kan vara förorenat genom avföring från bland annat husdjur som vistats på grönområden. Ludlam och Platt (1989) påvisade Toxocara i 19 % av jordprover från tre parker i Michigan. Motsvarande förekomst i allmänna parker i Sao Paulo i Brasilien uppmättes i en annan studie till 17,5 % (Santarem et al., 1998). I en studie från Irland påvisades högre förekomst av Toxocara i jord från hushållsträdgårdar än i allmänna parker och öppna områden (Holland et al., 1991). I norra Italien spårades Toxocara infektion hos människa till miljön och högst seroprevalens fanns hos personer som arbetade utomhus eller med jord (Genchi et al., 1990). I en undersökning (Epe et al., 2004) av olika djurslag var de vanligaste parasiternas hos hundar Giardia (3%), Isospora (2%) och Toxocara canis (2 %), hos katter Isospora (10,7%) och Toxocara cati (3,9%) och förutom Isospora betraktas dessa som möjliga zoonotiska agens (smittämnen). Bakterien Leptospira orsakar en sjukdom som skulle kunna spridas via grönavfall som exempelvis innehåller smittad råtturin, men numera ses nästan inga fall hos människa i Sverige (SMI, 2003). 4. Patogena mikroorganismer av betydelse En sammanställning av patogener som kan förekomma i olika fraktioner av organiskt avfall finns i tabell 4 tillsammans med deras primära sjukdomssymptom. Bedömningen av vilka patogener som är aktuella kan förändras exempelvis beroende på bättre analysmetoder och på vilka avfallsfraktioner som behandlas i anläggningarna. Patogenernas förmåga att orsaka sjukdom eller uthärda påfrestningar i miljön kan också förändras över tiden. EHEC är ett exempel på bakteriesmitta som först under 1990-talet observerats som ett problem i Sverige. 4.1 Virus Tarmvirus (enteriska virus) är troligen den vanligaste orsaken till mag-tarminfektioner i västvärlden (Mead et al., 1999). Dessa virusinfektioner är dock inte anmälningspliktiga i 11

14 Sverige och inrapporteras därför inte till Smittskyddsinstitutet. Hepatit räknas inte till magtarminfektioner (enligt Smittskyddsinstitutets rapportering) men kan utsöndras via avföringen. Eftersom många virus är svåra att detektera är deras förekomst i miljön inte utförligt beskriven. Några av de som kan vara av betydelse i samband med organiskt avfall listas i tabell 4. Pastörisering betraktas normalt som ett säkert sätt att inaktivera virus, (Remington et al., 2004). Vissa värmetåliga virus som smittar djur kan dock klara mycket höga temperaturer, till och med pastörisering vid 70 C i en timme (SVA, 2003a). Parvovirus utgör inte någon risk för människa i samband med användning av organiska produkter och parvovirus typ B19 sprids enbart via luftvägarna från människa till människa (SMI, 2003). De parvovirus som endast sprids mellan djur har däremot uppmärksammats i samband med kompostering eftersom de anses mycket temperaturtåliga. Överlevnaden av porcint parvovirus, bovint enterovirus och fekala enterokocker i en biogasanläggning i laboratorieskala undersöktes av Lund et al. (1996). Porcint parvovirus uppvisade högst överlevnad och krävde vid 55ºC minst timmar för att inaktiveras. Brauniger et al. (2000) fann dock att vid 60ºC överlevde Hepatit B lika bra som bovint parvovirus. Virus är mindre än protozoer och bakterier och de kan därför transporteras lättare i miljön. Infektionsdosen är ofta låg. Tarmvirus anses generellt inte spridas mellan djur och människor. 4.2 Bakterier Salmonella (undantaget Salmonella typhi och paratyphi) är en av de grupper av bakterier som uppmärksammats mest i hygiendiskussionerna rörande hantering av organiskt avfall. De flesta sjukdomsfallen orsakas av livsmedel och ca 85 % smittas utomlands. Vissa stammar Salmonella är värdspecifika men de flesta serotyperna kan infektera flera olika arter. Spridningen till människa från hönsägg är väldokumenterad men risken för spridning via vilda fåglar har också uppmärksammats (Palmgren et al., 1997). En typ av Salmonella som påvisats hos måsar (S. typhimurium) är också en av de vanligaste hos vilda fåglar och hos människor i Sverige (Palmgren et al., 1997). I Sverige är mindre än 1 % av alla djur och livsmedel smittade med Salmonella (SMI, 2003). Smitta i en djurbesättning leder ofta till beslut om nödslakt, vilket är förknippat med stora ekonomiska förluster. Salmonella är en av de bakterier som kan tillväxa i miljön om förhållandena för bakterien är gynnsam. Även låga halter i färdigbehandlat avfall kan därför utgöra en risk för smittspridning (Gibbs et al., 1997; Sidhu et al., 2001). EHEC (enterohemorragisk E. coli) kan också tillväxa och utgöra en risk i sammanhang där organiska avfallsprodukter används. Det vanliga är att människor smittas genom att äta infekterad mat, men genom förekomsten i gödsel och slakteriavfall utgör bakterien en potentiell risk i organiskt avfall. Den vid utbrott vanligaste formen, E. coli O157, har uppmärksammats på senare tid, dels för att den är en relativt nyupptäckt variant av E. coli, dels för att den kan orsaka allvarlig sjukdom, där dödsfall finns rapporterade från flera utbrott. Bärarskap med EHEC är vanligt förekommande hos nötkreatur i vissa länder där dessa och får kan utgöra reservoarer (Kudva et al., 1998; Koch et al., 2001). Enligt undersökningar av träckprov är prevalensen 1 2 % hos nötboskap i Sverige men varierar både säsongsmässigt och regionalt (Carlson och Vågsholm, 2001). I en studie rapporterad av SVA hade 9 % av mjölkgårdarna djur infekterade med E. coli O157 (SVA, 2004a). Listeria monocytogenes sprids till människa från infekterade djur eller via födan (SMI, 2003). Utfordring av ensilage av dålig kvalitet har ansetts vara en väsentlig orsak till listerios hos idisslande djur. Bakterien kan överleva slambehandlingar och förekommer under vissa förhållanden utan att kunna detekteras (VBNC) (Besnard et al., 2002). L. monocytogenes har 12

15 påvisats i anläggningar för matberedning (Chasseignaux et al., 2002). Lawrence och Gilmour (1994) påvisade Listeria i matberedningsanläggningar för hönsprodukter i de olika behandlingsmiljöerna, där L. monocytogenes återfanns i 15 % av proverna. Även färdigtillagad produkt innehöll Listeria men L. monocytogenes kunde ej påvisas. Listeria kan tillväxa vid kylskåpstemperatur i livsmedel som förvarats en längre tid, exempelvis i färdiglagade köttprodukter eller fisk. Även mjuka dessertostar, som är tillverkade av opastöriserad mjölk, kan innehålla Listeria. Bakterien kan också kontaminera andra livsmedel i kylskåpet (SMI, 2003). Mycobacterium avium komplexet är en grupp bakterier som är vanligt förekommande i miljön och som påvisats i jord och i avloppsvatten såväl som i dricksvatten, i djur och hos fjäderfä (Le Chevallier, 1999). Smittspridning till människan kan ske genom intag av kontaminerat vatten, mat, jord eller annat material. Den bakterieart som orsakar tuberkulos, M. tuberculosis ingår inte i denna grupp, men kan också vara mycket resistent i olika miljöer. I vattenledningssystem har överlevnad i 41 månader påvisats (von Reyn et al., 1994). Campylobacter sprids huvudsakligen via förorenade livsmedel och vatten. Bakterien tillväxer dåligt i de flesta födoämnen, men infektionsdosen är låg. Bakterien förekommer både hos människa och djur, exempelvis, fåglar, grisar och nötboskap och utsöndras med avföringen. De humanpatogena stammarna av Campylobacter orsakar dock sällan sjukdom hos djur (Kaijser och Berndtson, 2001). Bakterien har visats vara känslig för anaerob nedbrytning och utgör inte någon hög risk vid spridning av rötat organiskt avfall (Stampi et al., 1999). I en undersökning av Kearney et al. (1993) visades dock att anaerob nedbrytning inte hade någon större effekt på reduktionen av Campylobacter jejuni. Clostridier är en grupp av sporbildande bakterier som förekommer i tarmen hos många djur. I sporform kan bakterien överleva i jord i decennier. Flera olika organiska avfallsslag inklusive djurgödsel innehåller clostridiesporer och genom att gödsla med sådant avfall kan sporer överföras till djurfoder. Sporerna är för en mjölkko vanligen helt harmlösa men kan via små gödselmängder hamna i mjölken, även vid god juvenilhygien (Steineck et al., 2000). Vanligen överlever sporer pastörisering och andra behandlingar som kraftigt reducerar andra typer av mikroorganismer. Slakterier kan överföra sporer genom slaktkroppar som förorenats av tarminnehåll. C. perfringens förorsakar matförgiftning genom toxinbildning, vilket är en risk då mat svalnar långsamt och sporer som överlevt tillagning kan växa ut igen. Botulism framkallas av C. botulinium som påträffats i hushållskompost (Bohnel och Lube, 2000). I marknadsförd bio-kompost fann Bohnel och Lube (2000) att 50 % av undersökta prover innehöll C. botulinum. Användning av biologiskt avfall från hushåll genom insamling i enskilda hushåll utpekades här som en riskfaktor för smittad slutprodukt från komposteringen. Endast drygt 10 fall av botulism har rapporterats i Sverige sedan 1969 (SMI, 2003) och dessa har orsakats av smittade livsmedel. SVA undersöker i ett pågående projekt riskerna med sporbildande bakterier i rötrest. Förekomst i nötträck, inkommande avfall och rötrest ska kartläggas (SVA, 2003b). Här uppmärksammas särskilt patogenerna Bacillus anthracis, C. perfringens, C. chauvoei, C. tetani och C. botulinum samt C. tyrobutyricum som kan ge problem vid osttillverkning om den kontaminerar mjölken. 13

16 Tabell 4. Patogena mikroorganismer av potentiell betydelse i avfallsfraktioner som ska behandlas i anläggningar för kompostering och rötning. Hämtat från Schönning och Stenström (2004), SMI (2003), WHO (2004) och Le Chevallier (1999) Grupp Patogen Sjukdomar och exempel på symptom Virus Adenovirus Luftvägsinfektion, magsjuka, ögoninfektion, urinvägsinfektion Astrovirus Calicivirus (inkl. norovirus) Coxsackievirus Echovirus Enterovirus Magsjuka (diarré) Magsjuka (vinterkräksjukan), buksmärtor, huvudvärk och feber Varierande, luftvägsinfektion, magsjuka Ofta symptomfri, aseptisk hjärnhinneinflammation, hjärninflammation Hjärnhinneinflammation, hjärninflammation, förlamning Hepatit A virus Hepatit; feber, illamående, ev. kräkningar, gulhet i huden, missfärgad urin och avföring, trötthet Hepatit E virus 2 Hepatit Rotavirus Magsjuka, spädbarnsdödlighet (U-land) Bakterier Aeromonas Magsjuka Bacillus cereus 1 Campylobacter jejuni/coli Clostridium 1 Magsjuka Campylobakterios; diarré, magsmärtor, illamående, kräkningar och feber Varierande, akut insjuknande med kolik, diarré, buksmärtor och illamående, botulism (bl a förlamning) E. coli (däribland EHEC) Magsjuka, hemolytiskt-uremiskt syndrom (HUS) Pleisiomonas shigelloides Listeria monocytogenes Mycobacterium avium complex Pseudomonas aeruginosa Salmonella typhi/paratyphi 2 Salmonella spp. Shigella spp. Staphylococcus aureus 1 Vibrio cholera 2 Magsjuka Ofta symtomfri, hos personer med nedsatt infektionsförsvar kan den orsaka exempelvis blodförgiftning eller hjärnhinneinflammation Hosta, utmattning, feber, andningsbesvär Varierande, hudinfektion, öroninfektion, hjärnhinneinflammation, lunginflammation Tyfoid/Paratyfoidfeber; feber, huvudvärk, hosta, muskelvärk, diarré, buksmärtor Salmonella; buksmärtor, feber, diarré, kräkningar Shigellainfektion; blodig diarré (dysenteri), kräkningar, buksmärtor, feber Illamående, magkramper, kräkningar, diarré Kolera; vattning diarré, uttorkning, dödlig om allvarlig och obehandlad Yersinia spp. Yersinios; feber, magsjuka, buksmärtor, utslag, ledinflammation; Pest Protozoer 3 Cryptosporidium parvum Cryptosporidios; Vattniga diarréer, buksmärtor och magkramper Cyclospora cayetanensis Entamoeba histolytica 2 Giardia intestinalis Isospora 2 Ofta symptomfri, diarré, magkramper Amöbainfektion; ofta symptomfri, diarré, dysenteri med påverkat allmäntillstånd, feber Giardiasis; diarré, magkramper, viktminskning Illamående, eventuellt med kräkningar samt magsmärtor och diarré Toxocara 2 Spolmask från katt och hund kan hos människa nå blodcirkulationen och ge upphov till toxocariasis med buksmärtor, feber och luftvägsbesvär samt ögoninfektioner Maskar 2, 3 Ascaris lumbrocoides Spolmask; ofta symptomfri, astmaliknande besvär, buksmärtor, näringsbrist Svampar 4 Prioner Ej direkt till människa Taenia saginata/solium Trichuris trichiura Hakmask Aspergillus, Actinomyceter (bakterie) Bovin spongiform encefalopati (BSE) Binnikemask; ofta symptomfri, aptitstörning, buksmärtor, matsmältningsbesvär, nervositet, avmagring Piskmask; ofta symptomfri, diarré Blodbrist, utslag, luftrörsbesvär Lungsymptom av varierande slag, allergiska besvär Creutzfeldt-Jakobs sjukdom (CJD) även kallad TSE har 100 % dödlighet. Den nya varianten av CJD (vcjd) har erkänd koppling till BSE hos kor (galna kosjukan). 1 Livsmedelssmitta (toxinbildande patogen) utan väsentlig betydelse för direkt smittspridning till människa. 2 Förekommer huvudsakligen i u-länder. 3 Utöver de nämnda förekommer ytterligare protozoer och maskar i u-länder. 4 Enbart aerosolspridning. 14

17 4.3 Parasitära protozoer Parasiterna Giardia och Cryptosporidium orsakar zoonoser och kan infektera både djur och människor. Det finns även andra parasitära protozoer som kan vara av betydelse men Giardia och Cryptosporidium hör till de mer vanligt förekommande och är de som uppmärksammats och undersökts mest. I Sverige rapporteras cirka fall av Giardia årligen, ofta bland immigranter och hemvändande turister. Giardia utsöndras via avföringen och smittspridning sker ofta via förorenat vatten eller livsmedel. Ett större vattenburet utbrott inträffade nyligen (hösten 2004) i Bergen, Norge där Giardiacystor tillförts råvattnet via naturlig avrinning. Smitta från person till person har setts på institutioner och daghem. Infektionsdosen är låg, färre än 100 cystor kan orsaka infektion. Om inte infektionen behandlas kan utsöndringen pågå länge (månader). De är relativt motståndskraftiga och överlever vid temperaturer från 0 till + 60 C (under begränsad tid). De är känsliga för intorkning (SMI, 2003). Giardia är vanligt förekommande som infektion hos produktionsdjur. Utländska studier har visat på infektion hos % av unga kalvar (Xiao och Herd, 1994; Quilez et al., 1996; O'Handley et al., 2000). Hos får, svin och hästar har prevalenser på 9-38 % påvisats, där prevalensen är antalet sjuka i en population vid en bestämd tidpunkt. Undersökningar i Canada och Australien visade att en mindre grupp (<20%) av kreaturen kan vare smittade med genotyper från den zoonotiska grupp A (O'Handley et al., 2000). Även hos husdjur är förekomsten av Giardia hög. En australiensisk studie har visat att G. intestinalis är den vanligaste tarm-protozoen hos hundar (Bugg et al., 1999), medan den i Sverige endast påvisats i större hundpopulationer och anses mindre vanlig (SVA, 2004b). I en studie av asymptomatiska mjölkkor och kalvar påvisades 1996 för första gången Giardia i en dansk besättning; prevalensen var 7,6% (Iburg et al., 1996). Sjukdom med Cryptosporidium är mer sällsynt i Sverige med 90 fall registrerade under 2003 (EpiNorth, 2005). Sjukdom orsakad av Cryptosporidium (cryptosporidios) blev dock inte en anmälningspliktig sjukdom i Sverige förrän år Parasiten utsöndras i oocystform med avföringen och smitta sker framför allt via födoämnen, med gödsel eller via förorenat vatten, med flera vattenburna utbrott rapporterade (Uggla och Evengård, 2001). I Milwaukee i USA insjuknade år 1993 ca personer i cryptosporidios efter att de blivit smittade av det kommunala vattnet (MacKenzie et al., 1994). Överlevnaden av oocystorna i miljön är god och de är mycket tåliga mot klor. Infektion hos djur är vanlig, främst bland kalvar där utländska studier har dokumenterat prevalenser på % hos unga kalvar (Blewett, 1988; Quilez et al., 1996). Även andra tama och vilda djur kan fungera som reservoar; cryptosporidios är dokumenterad hos mer än 152 olika arter av däggdjur (Fayer et al., 2000). Såväl C. hominis (C. parvum, human genotyp) som C. parvum (bovin genotyp) har förorsakat utbrott av cryptosporidios hos människor. Av tio undersökta utbrott i Nordamerika var sex orsakade av C. hominis, tre var orsakade av den bovina genotypen och ett av båda genotyperna (Sulaiman et al., 1998). Likaledes var fem av sex undersökta utbrott i Storbritannien och ett i Holland förorsakat av C. hominis. I Danmark är antalet kliniska fall hos kalvar som högst under januari till april, med högst prevalens i 2-3:e levnadsveckan (Henriksen och Krogh, 1985; Enemark, 2002). Hos kalvar under 1 månads ålder påvisades cryptosporidier i % av de prover som skickades in till Danmarks Veterinärinstitut. Cryptosporidium är därmed den näst vanligaste tarmpatogenen i denna djurgrupp, endast rotavirus är vanligare, vilket även liknar situationen i Sverige (SVA, 2004c). Nötboskap som reservoar för Giardia och Cryptosporidium innebär en risk för infektion hos människa genom kontakt med gödsel, även om molekylära epidemiologiska metoder indikerat 15

18 att denna spridningsväg kan vara överskattad (Olson et al., 2004). Pågående undersökningar på Danmarks Veterinärinstitut försöker klarlägga den zoonotiska potentialen och betydelse för produktion och hälsostatus hos djur, samt den genetiska variationen för såväl Cryptosporidium som Giardia. Även i Sverige pågår arbete med genotypning och kartläggning av smittspridningsrisker för dessa protozoer. 4.4 Parasitära maskar Infektion av parasitära maskar förekommer företrädesvis i områden med sämre hygien och är inte vanligt förekommande i Sverige. Smittspridningen främjas genom gödsling med latrin som inte genomgått tillräcklig hygienisering. Människans spolmask, Ascaris lumbricoides, kan ej spridas till djur, inte heller kan djur sprida andra arter av spolmask till människan (SMI, 2003). I miljön återfinns de parasitära maskarna som ägg som utsöndras via avföringen och som är infektiösa i sitt larvstadium. Genom att dessa intas via förorenad föda kan äggen kläckas i tarmen och infektionen är ett faktum. Lindrig infektion med spolmask ger i regel inga symptom, men astmaliknande besvär kan uppkomma då parasiten passerar lungorna. En kraftig förekomst kan vara en belastning ur näringsmässig synvinkel men kan också ge upphov till ett mekaniskt tarmhinder. Honor av den fullt utvecklade masken kan hos en person infekterad med Ascaris dagligen utsöndra tusentals ägg som via avföringen kan spridas ut i miljön (Lewis-Jones och Winkler, 1991). Taenia förekommer hos nöt (saginata) och svin (solium) som utgör mellanvärdar där larven utvecklas. Smittan överförs till människan vid förtäring av rått eller otillräckligt behandlat kött och masken tillväxer i tarmen. T. saginata smittar ej från människa till människa, mellanvärd krävs. T. solium kan däremot smitta direkt mellan människor och ge upphov till cysticercos där människan utgör mellanvärd. Detta kan ske om man får i sig ägg via mat som förorenats med mänsklig avföring. Sjukdomsbilden varierar vid infektion av vuxna maskar. Många patienter saknar symptom, andra lider av bland annat dålig aptit och buksmärtor. Smittspridning via organiskt avfall förebyggs genom veterinärbesiktning av kött och kontroll av slakteriavfall samt god livsmedelshygien (SMI, 2003). 4.5 Svampar Vid kompostering av organiskt avfall kan en del mikrosvampar, t ex Aspergillus fumigatus, få goda förutsättningar för tillväxt. Andra Aspergillus och Penicillumarter är också vanliga. Detta kan medföra arbetsmiljömässiga problem genom höga halter sporer i luften i komposteringsanläggningar (Millner et al., 1977). Inhalering kan framkalla allergiska reaktioner med allvarliga luftvägssymptom. Flera svamparter producerar toxiner som kan vara skadliga för människa och djur. Från växande svampar, isolerade från kompostmaterial har man påvisat bland annat kolväten och terpener. Stark svamptillväxt och produktion av svampgifter (mykotoxiner) kan ske i organiskt avfall som lagras och hanteras felaktigt. Största delen av de försök som visat detta har gjorts i laboratoriemiljö, varför risken för exponering i den naturliga komposteringsmiljön är svår att uppskatta (Rylander, 2001). I Norge är problemet med mikrosvampar uppmärksammat i samband med användning av matavfall för grisutfordring. Aflatoxiner som bland annat produceras av Aspergillus flavus har isolerats flera gånger från prov på matrest vid veterinärhögskolan i Oslo (Amundsen et al., 2001). 4.6 Prioner Bovin spongiform encefalopati (BSE) är en sjukdom som orsakas av ett smittämne som kallas prion. Prioner utgör det värsta exemplet på smittspridning när organiskt avfall har använts i ett kretslopp. Knappast någon annan sjukdom i modern tid har fått sådana omedelbara och långvariga ekonomiska och politiska konsekvenser i Europa. Smittämnet spreds när infekterat 16

19 köttmjöl, som innehöll otillräckligt värmebehandlade smittade kadaver, blandades i foder till nötkreatur i Storbritannien (Smith och Bradley, 2003). En av prionets viktigaste egenskaper är dess exceptionella motstånd mot nedbrytning. Sjukdomen ger inte upphov till någon reaktion från kroppens immunförsvar (SJV, 2002). Våren 1996 rapporterades från Storbritannien ett tiotal särpräglade sjukdomsfall som kom att kallas nya varianten Creutzfeldt-Jacobs sjukdom (vcjd). Att vcjd kan överföras från BSE-sjuka nötkreatur till människa råder det i dag stor enighet om. De delar av djuren som anses kunna förmedla smitta är hjärnvävnad (inklusive ryggmärg), ögon, delar av tarmen och tonsillerna. BSE har inte konstaterats i Sverige, vare sig hos människa eller djur (SMI, 2003). Smittspridning via infekterat köttmjöl har stoppats, men inkubationstiden för både djur och människa är flera år. BSE (galna ko-sjukan) har dock ingen koppling till mänsklig avföring eller avfall från hushåll och ingen direktspridning sker från organiskt avfall. Vid slakten tas de delar av djuret som skulle kunna innehålla smittämnet om hand (numera kategori 1-material enligt EG-förordning) och oskadliggörs. 5. Biologisk behandling och hygienisering Biologisk behandling kan ske under aeroba, anaeroba eller blandade betingelser och under varierande värmeutveckling. Syftet är att bryta ner organiskt lättnedbrytbart material (stabilisering) och minska volymen. Processerna medför en hygienisering, bland annat genom förhöjda temperaturer. Både stabilisering och direkt hygienisering är av betydelse för smittspridning eftersom ett stabiliserat biologiskt material inte attraherar vektorer via lukt. Dessutom minskas risken för återväxt. En tillfredställande hygienisering förutsätter att behandlingen är homogen för hela materialet. Hygienisering och stabilisering kan åstadkommas genom en enda process eller genom ett separat hygieniseringssteg som åtföljs av exempelvis rötning som stabiliserar materialet (Stenström, 1996). Ett stort antal biogasanläggningar för avloppsslam finns vid reningsverk, men dessa behandlas inte närmare i denna rapport. För en grundlig beskrivning av risker för smittspridning via avloppsslam hänvisas till en rapport från Naturvårdsverket (NV, 2003). Utöver biologisk behandling genom kompostering och rötning kan avfall behandlas fysikaliskt, kemiskt eller i kombinationsprocesser för att åstadkomma en hygieniskt säkerställd produkt. Jordbrukstekniska institutet (JTI, numera Institutet för jordbruks- och miljöteknik) gjorde en sammanställning av dessa olika hygieniseringstekniker baserat på litteraturuppgifter, intervjuer och tidigare försök. I rapporten redovisas bland annat processbeskrivningar, nedbrytning av materialet, tillämpbarhet på organiskt material, patogenavdödning och driftserfarenheter för de olika metoderna (Inger et al., 1997). 5.1 Kompostering Mesofil kompostering innebär aerob nedbrytning i temperaturområdet upp till 45ºC. Termofil kompostering sker under aeroba förhållanden i temperaturintervallet mellan 45ºC och 65ºC (70 C). Kompostering ger både en hygienisering och en stabilisering med volymminskning. Kompostering kan ske i en sluten process i bioreaktor, genom membrankompostering eller via särskilda applikationer (t.ex. Ag Bag metoden), eller i en öppen process där strängkompostering är en vanlig metod. Proportionen av olika material till komposteringen måste justeras för god energibalans och för att undvika begränsningar beroende på för låg fukthalt, låg lufttillförsel, sterilt material eller för låga näringsnivåer. Relationen mellan syretillgång och fukthalt är den viktigaste fysikaliska faktorn att ta hänsyn till. Kemiska parametrar av betydelse är framförallt näringstillgången (kol-kvävekvoten) och ph-värdet (Haug, 1993). Valet av ursprungsmaterial till komposteringen påverkar i hög grad de faktorer 17

20 som direkt styr effekten av hygienbehandlingen, såsom ph, fukthalt och konkurrerande mikroflora (Stenström, 1996). Vid komposteringen sker en temperaturförhöjning från omgivningstemperatur till det termofila området. Temperaturen återgår till omgivningstemperatur när materialet brutits ner. Under processen förändras sammansättningen och koncentrationen av mikroorganismerna i det organiska materialet. Den värme som alstras vid kompostering till följd av metaboliska processer kan leda till en tillväxt av olika mikroorganismer i materialet. Nedbrytningen i detta temperaturintervall utförs t.ex. av värmestabila actinomyceter och svampar. Som tidigare nämnts kan dessa ge upphov till allergiska besvär vid inandning (Rylander, 2001). 5.2 Rötning Rötning av organiskt material är en anaerob process som i första hand innebär en biokemisk stabilisering med produktion av gas som kan tas tillvara, främst koldioxid och metan. Vid anaerob nedbrytning, där molekylärt bundet syre utnyttjas som syrekälla, utvecklas mindre energi än vid aeroba förhållanden och processen tar därför längre tid (Warfvinge, 1999). Behandlingens effekt är varierande gällande reduktion av smittämnen, som vanligen inte är det primära syftet med processen. Genom extern uppvärmning kan rötningen genomföras termofilt. Utöver en betydligt bättre hygienisering har detta även andra fördelar, såsom högre kapacitet, större nedbrytbarhet och högre biotillgänglighet av absorberade ämnen för nedbrytning (Angelidaki och Ellegaard, 2003). För biogasproduktionen är TS-halt, temperatur, ph, hydraulisk uppehållstid och lättflyktiga fettsyror av betydelse och enighet finns om att temperaturen är en faktor av överordnad betydelse (Dumontet et al., 1999). Miljön i anläggningen kan i sig leda till att patogenerna minskar väsentligt, bland annat kan hög ammoniumkoncentration ha en viss avdödande effekt på virus. Dessutom är den naturliga mikrobiella aktiviteten hög (Stenström, 1996). Även om rötningen i sig reducerar halterna av smittämnen är det vanligt med ett separat pastöriseringssteg för att hygienisera materialet (Sahlström, 2003). I svenska biogasanläggningar för organiskt avfall upphettas obehandlat material till 70 C under 1 timme före den anaeroba nedbrytningen. Detta görs i enlighet med svensk lagstiftning för animaliska biprodukter (undantag för anläggningar som endast behandlar matavfall) som bygger på EGförordningen (1774/2002). Pastöriseringen sker i regel satsvis medan rötningsprocessen kan ske i antingen kontinuerliga eller satsvisa system. Vid kontinuerlig drift finns det möjlighet att en viss del av materialet får en kortare uppehållstid än vad som är önskvärt. Detta måste tas hänsyn till vid konstruktion av systemen för såväl rötning som kompostering för att uppnå önskad effekt av exempelvis hygieniseringen. 5.3 Behandlingens inverkan på patogener Avdödning av mikroorganismer kan ske genom fysikalisk, kemisk och biologisk påverkan. Mikroorganismernas resistens gentemot uttorkning, högt och lågt ph, mikrobiell antagonism och konkurrens varierar mellan olika arter. Vid den biologiska behandling som sker genom kompostering och rötning är temperaturen den faktor som tillskrivs störst betydelse för avdödningsförloppet och den eventuella förekomsten av patogener i färdig produkt (Sahlström, 2003). Tillräckligt hög temperatur för avdödning av de mest motståndskraftiga organismerna säkerställer också avdödning av övriga. Vid höga temperaturer kan patogeninaktiveringen ensamt åstadkommas av temperaturpåverkan. Traub et al. (1986) fann att under termofil behandling vid 54,5 C härrörde 32 % av virusinaktiveringen enbart från temperaturpåverkan. Vid 60 C däremot kunde inaktiveringen helt och hållet tillskrivas den höga temperaturen. Eftersom vatten leder värme bättre än luft är värmebehandling mer 18