Mineralämnen och metaller i 20 kommunala dricksvatten i södra Sverige

Transkript

1 VA - F O R S K R A P P O R T N r 17 mars 2003 Mineralämnen och metaller i 20 kommunala dricksvatten i södra Sverige Ingegerd Rosborg Bengt Nihlgård Lars Gerhardsson VA-Forsk

2 VA-Forsk VA-Forsk är kommunernas eget FoU-program om kommunal VA-teknik. Programmet finansieras i sin helhet av kommunerna, vilket är unikt på så sätt att statliga medel tidigare alltid använts för denna typ av verksamhet. FoU-avgiften är för närvarande 1,05 kronor per kommuninnevånare och år. Avgiften är frivillig. Nästan alla kommuner är med i programmet, vilket innebär att budgeten årligen omfattar drygt åtta miljoner kronor. VA-Forsk initierades gemensamt av Kommunförbundet och Svenskt Vatten. Verksamheten påbörjades år Programmet lägger tonvikten på tillämpad forskning och utveckling inom det kommunala VA-området. Projekt bedrivs inom hela det VA-tekniska fältet under huvudrubrikerna: Dricksvatten Ledningsnät Avloppsvattenrening Ekonomi och organisation Utbildning och information VA-Forsk styrs av en kommitté, som utses av styrelsen för Svenskt Vatten AB. För närvarande har kommittén följande sammansättning: Ola Burström, ordförande Roger Bergström Bengt Göran Hellström Staffan Holmberg Pär Jönsson Peeter Maripuu Stefan Marklund Peter Stahre Jan Söderström Asle Aasen, adjungerad Thomas Hellström, sekreterare Skellefteå Svenskt Vatten AB Stockholm Vatten AB Haninge Östersund Vaxholm Luleå VA-verket Malmö Sv kommunförbundet NORVAR, Norge Svenskt Vatten AB Författarna är ensamma ansvariga för rapportens innehåll, varför detta ej kan åberopas såsom representerande Svenskt Vattens ståndpunkt. VA-Forsk Svenskt Vatten AB Box Stockholm Tfn Fax E-post svensktvatten@svensktvatten.se Svenskt Vatten AB är servicebolag till föreningen Svenskt Vatten.

3 VA-Forsk Bibliografiska uppgifter för nr Rapportens titel: Title of the report: Mineralämnen och metaller i 20 kommunala dricksvatten i södra Sverige Mineral elements and metals in 20 municipal drinking waters in Southern Sweden Rapportens beteckning Nr i VA-Forsk-serien: ISSN-nummer: ISBN-nummer: Författare: Ingegerd Rosborg, Avdelningen för Yrkes- och Miljömedicin, Lunds Universitetssjukhus, Bengt Nihlgård, Avdelningen för Växtekologi, Lunds Universitet och Lars Gerhardsson, Avdelningen för Yrkes- och Miljömedicin, Sahlgrenska Universitetssjukhuset VA-Forsk projekt nr: Projektets namn: Projektets finansiering: Metaller i obehandlat och behandlat dricksvatten VA-Forsk Rapportens omfattning Sidantal: 70 Format: A4 Sökord: Keywords: Sammandrag: Abstract: Målgrupper: Dricksvatten, tungmetaller, bikarbonat, mineralnäringsämnen, vattenverk Drinking water, heavy metals, bicarbonate, nutritional elements, waterplants 20 kommunala dricksvatten har studerats avseende den oorganiska sammansättningen av intaget råvatten resp. av behandlat utgående vatten. En tonvikt har legat vid förekomsten av 22 tungmetaller. Halterna av dessa var genomgående låga och under förekommande toxiska gränsvärden och för sju ämnen låg samtliga vattenverk under detektionsgränserna. Koncentrationsskillnaderna var stora mellan olika vattenverk avseende framför allt ett antal essentiella metaller. Det bedöms som viktigt ur folkhälsosynvinkel att dessa halter inte är för låga. 20 municipal drinking waters were studied concerning the inorganic composition of water before and after treatment at the water plant. A special emphasis was laid on 22 heavy metals. The concentrations of these were generally low and below existing toxic guide line values. For seven elements all water plants showed values below the detection limits. The concentration differenses between different water plants were great considering especially a number of essential metals. It was considered of importance for people s health that these levels are not too low. Vattenverks- och kommunanställda, miljöenheter, allmänheten Utgivningsår: 2003 Omslagsbild: Rapporten beställs från: Utgivare: Foto Ingegerd Rosborg Finns att hämta hem som PDF-fil från Svenskt Vattens hemsida Svenskt Vatten AB Svenskt Vatten AB II

4 Sammanfattning I rapporten redovisas ett projektuppdrag inriktat på att klarlägga olika skånska vattenverks effekter på ingående råvattens innehåll av metaller, genom verkens olika behandling av vattnet. Skånes berggrund är mycket varierande, vilket ger upphov till mycket varierande ursprungligt metallinnehåll i grund- och ytvatten. 18 kommunala vattenverk valdes ut i Skåne för studien, samt ett i vardera södra Småland och västra Blekinge. Vattenverken representerade tre principiellt olika behandlingsmetoder: 1. Utnyttjande av avhärdningsfilter (samt ibland behandlat m.a.p. ph), 2. Tillsats av NaOH för justering av ph samt 3. Tillsats av kalk (Ca(OH) 2 ) för justering av ph. En fjärde grupp, referens, utgjordes av 5 vattenverk utan behandling m.a.p. ph. Ett vattenprov togs på vardera ingående- och utgående vatten vid 4 tillfällen under hösten Proverna analyserades på ett 50-tal metaller och joner vid Växtekologiska avdelningen, Lunds Universitet, med framför allt ICP-OES, ICP-MS, FIA och jonkromatografi. Tungmetallhalterna var genomgående låga och under förekommande toxiska gränsvärden. Detta gällde Ba, Co, Cr, Cu, Li, Mo, Ni, Pb, Rb, Se, Sr, Ti, U, V och Zn. För några ämnen, inklusive en del tungmetaller, låg samtliga vattenverk under detektionsgränserna (Ag, As, Be, Cd, Cs, Hg, Sn och NH 4 -N). Koncentrationsskillnaderna var emellertid mycket stora mellan de olika vattenverken avseende såväl makro- som mikroämnen, och detta gällde fr a ett antal essentiella metaller. Fe- och Mn-filtren fungerade mycket bra vid samtliga verk där filtren fanns. Dock medförde filtrens goda funktion att Fe- och Mn-halterna blev mycket låga i utgående vatten. Utgående vatten hade koncentrationer av framför allt Fe långt under våra rekommenderade lägsta halter. Avhärdningsfiltrens funktion var dålig vid tre vattenverk och fungerade bra vid tre. Deras berättigande kan dock ifrågasättas ur hälsosynpunkt, eftersom de sänkte halterna av ett antal essentiella metaller under rekommenderade lägsta nivåer. Halterna av toxiska icke-metalliska ämnen var generellt mycket låga. Vid två vattenverk översteg dock NO 3 -N Livsmedelsverkets gränsvärde tjänligt med anmärkning. NaOH som phhöjande medel föreföll olämpligt, då tillsatsen enbart innebar att halten av Na och HCO 3 ökade. Den obalans som rådde mellan essentiella och toxiska metaller i sura råvatten kvarstod därför efter behandling med NaOH. Tillsats av kalk innebar däremot att Ca, Mg, Na, K, Cl och HCO 3 samtliga ökade, Ca med hela 77 %. Fe, Mn, NH 4 -N, och Ba sjönk vid båda tillsatserna. Slutsatserna är att vattnet från de flesta undersökta vattenverken är helt utan anmärkning och att konsumenterna inte får i sig några toxiska halter av tungmetaller genom att dricka vattnet från de undersökta vattenverken. Däremot medför de stora variationerna i innehåll av metaller, och ibland även den efterföljande behandlingen vid vattenverket, att konsumenterna på de olika orterna får mycket olika tillskott av en rad essentiella ämnen genom dricksvattnet. Det kan ha betydelse för den allmänna folkhälsan om halterna blir för låga av dessa ämnen. III

5 Summary In this report is clarified the effects on metals of the water treatment at a number of Scanian municipal water-plants. The bedrock of Scania is varying, which created varying concentrations of metals and ions in ground waters as well as in surface waters. 18 municipal water-treatment-plants were chosen in Scania for this study, and in addition one from Southern Småland and one from Western Blekinge. The water-plants represented three different treatment methods: 1. Use of softening filter (in addition some were treated in order to raise the ph-value, 2. Addition of NaOH in order to raise the ph-value, and 3. Addition of lime (Ca(OH) 2 ) in order to raise the ph-value. A fourth group, the reference group, represented water-plants without treatment to raise the ph-value. One water sample was taken from untreated and one from treated water at four occasions during the autumn The water samples were analyzed on about 50 metals and ions at the Department of Plant Ecology, Lund University, using ICP-OES, ICP-MS, FIA and ion chromatography. The concentrations of heavy metals in the analyzed waters were low and well below toxic guide line values, in case such values existed. This was valid for Ba, Co, Cr, Cu, Li, Mo, Ni, Pb, Rb, Se, Sr, Ti, U, V and Zn. For a number of elements, mostly heavy metals, all water samples showed values mostly below the detection limits (Ag, As, Be, Cd, Cs, Hg, Sn and NH 4 -N). The differences between concentrations of macro- and micro-elements were, however, very large, and this was especially so for a number of essential metals. Existing Fe- and Mn-filters were all in good function, giving very low levels of especially Fe in treated waters. The obtained concentrations were far below our recommended lowest level. The softening filters were out of function at three water plants, but functioned well at three other plants. The use of softening filters could be questioned for health reasons, since they decreased the concentrations of a number of essential metals below our recommended lower levels. The concentrations of toxic non-metallic elements were generally very low. However, at two water-plants the guide-line value for NO 3 -N, suitable with annotation, of NSFA (SLV 2003) was exceeded. NaOH as a ph-rising agent seems unsuitable, since it only increased the concentrations of the elements Na and HCO 3. Thus the imbalance between essential and toxic metals in acid untreated waters was unchanged when treated with NaOH. On the other hand the addition of lime (Ca(OH) 2 ) increased the concentrations of Ca, Mg, Na, K, Cl and HCO 3, Ca increased with 77%. Fe, Mn, NH 4 -N, and Ba decreased with both additions. The conclusions are that the water from the different water treatment plants is without any negative remark, and that the water consumers in the studied areas of Scania obtain no toxic amounts of heavy metals. On the other hand the great variation in the content of metals and ions, and sometimes the treatment at the water plant, is the reason to that the consumers obtain quite varying amounts of a number of essential elements from their municipal drinking water. In case the levels are too low this can be of importance for people s health. IV

6 Förord VA-Forsk beviljade våren 2000 medel till föreliggande studie med målsättningen att klargöra främst tungmetallhalterna i 20 vattenverks råvatten och den effekt på halterna som behandlingen vid vattenverken eventuellt ger. Provtagning har skett vid fyra tillfällen under hösten 2000 vid ett urval av vattenverk i främst Skåne. De valda vattenverken skulle enligt planerna representera i huvudsak fyra olika behandlingsmetoder. Varje verk har emellertid ett unikt vatten och unika, något varierande metoder vid behandlingen. Man kan därför inte säga att det finns enbart fyra behandlingsmetoder, utan i princip bör varje vattenverk ses för sig. Detta medför att påverkan av en behandling utvärderas i föreliggande rapport nästan för varje vattenverk separat. En specificering av karakteristika för varje vattenverk ges i bilaga, medan mera generella, övergripande och ämnesvisa resultat behandlas i den löpande texten. Vid framtagandet av rapporten har Ingegerd Rosborg utfört det huvudsakliga arbetet, medan Bengt Nihlgård och Lars Gerhardsson har bidragit med kvalitetskontroll av analyserna, samt med fackliga och språkliga synpunkter. Lund den 16 december 2002, Bengt Nihlgård Ingegerd Rosborg Lars Gerhardsson (projektansvarig) V

7 Innehållsförteckning Bibliografiska uppgifter Sammanfattning Summary Förord 1. Bakgrund - det kommunala dricksvattnets historia Berggrundens betydelse för mineralhalterna Behandlingsmetoder Sandfiltrering Järn- och manganfilter Avhärdningsfilter Jonbytarfilter Avhärdning med alkalifällning UV-filter Kemisk fällning Mikrosilar Radonavskiljare Klorering Borttagande av svavelväte Kolfilter Målsättning Material och metoder Vattenverk Provtagning Kemisk analys Statistisk behandling Resultat Statistisk jämförelse av samtliga ingående och utgående vatten Hårdhetsgraden Filtereffekter Ämnesvisa effekter ph, ledningsförmåga, bikarbonat och TOC Övriga makroämnen (mg/l-värden) Diskussion Behandlingseffekter Tidsvariationer Hälsokopplingar Förslag på koncentrationsintervall Slutsatser...29 Bilagor Bilaga Bilaga Bilaga Bilaga VI

8 1. Bakgrund - det kommunala dricksvattnets historia Allmänna brunnar var länge det gängse sättet att få dricksvatten i städerna. Förmodligen anlades den första allmänna vattenledningen i Malmö. Detta skedde redan på 1580-talet, då Malmö fortfarande var en dansk stad. Vattnet fick rinna i urborrade trästockar från källan. I Uppsala ersattes liknande trärör med gjutjärnsrör på 1660-talet, vilket kom att innebära början till slutet för bruk av trärör. I slutet på 1800-talet började Göteborgs stad att ta sitt vatten från Göta Älv. Tidigare hade en brunn i Kallebäck försett staden med vatten. Vattnet från Göta Älv infiltrerades och togs därefter upp ur brunnar för vidare distribution till stadens innevånare. Dessa naturliga och långsamma sandfilter, där Fe och Mn kunde fastna, förutom humusämnen och annat synbart material, blev mycket vanliga vid Sveriges ytvattentäkter under talet. Metoden vidareutvecklades under 1910-talet i Örebro. Tekniken var från början engelsk och användes för Themsens vatten. Stockholm, som hade en koleraepidemi år 1850, anlade ett vattenverk 1861 med vatten från sjön Årstaviken, likaså med långsamsandfilter. Snabb-sandfilter med efterföljande klorering kom till användning runt Metoden var amerikansk. Sterilisering hade gjorts med ozon vid sekelskiftet, men ersattes med klorering omkring Kemisk fällning för mera förorenade vatten, och därmed tillhörande ph-justering för optimal rening, började också tillämpas vid denna tid. Först ut var Strömstad Om råvattnet hade förhöjd halt av Fe och/eller Mn, luftades vattnet varefter det fick passera sandfilter där dessa fälldes ut. Luftningen innebar att även svavelväte (H 2 S) avlägsnades. Avhärdningsfilter kom till användning strax före andra världskriget. (Isgård 1998) Alkaliska massor av skilda slag användes tidigt. Dessa innehöll framför allt kalk. Den av förbränning med fossila bränslen orsakade försurningen under 1900-talets senare hälft har medfört att alkaliserande ämnen måste tillsättas vissa råvatten som tidigare inte varit sura. Därvid höjs ph och som regel alkaliniteten. Användandet av koncentrerad natriumhydroxid (NaOH) har blivit allt vanligare för detta ändamål. Detta lättlösliga salt ger momentant ett klart och fint vatten, till skillnad från vatten där ph höjts med kalk. I det senare måste vattnet mogna i större behållare medan kalken löser sig och vattnet klarnar. Sedan medvetenheten om radioaktiva ämnens skadlighet ökade på 1960-talet har vatten som ansetts ha för hög halt radon renats genom inblåsning av luft i vattenmassan. Härvid avgår radon och kan ventileras bort. Smittspridning via vattnet ledde till den första egentliga reningen av råvatten. Intresset för avloppsvatten har därefter under i stort sett hela 1900-talet dominerat över intresset för dricksvatten, som under denna tid främst betraktats ur teknisk synvinkel. Under denna tid har man avhärdat, eliminerat Fe och Mn, tillfört alkali för att undvika korrosion etc. Åtgärder som vidtagits för att förändra metallhalter i råvatten har gjorts av tekniska skäl. Idag lyfts hälsoaspekterna alltmera fram. 1

9 2. Berggrundens betydelse för mineralhalterna Vattnets mineralinnehåll styrs framför allt av markens och berggrundens kemi. Skåne har en mycket varierande berggrund, både i ytled och på djupet. Norra Skåne, norr om en diagonal från Hallandsåsens spets till Simrishamn, domineras av gnejs och granit, bortsett från Kristianstadsslätten, som domineras av kalksten, sandsten och lersten. Söder om denna diagonal finns mer lättvittrade bergarter, med mindre inslag av mer svårvittrade bergarter. I Helsingborgsområdet är lera och lerskiffer förhärskande. Kalksten och lerskiffer är lättvittrade bergarter, medan gnejs och granit är svårvittrade, varför grundvatten från gnejs och granitberggrund är mindre mineralhaltiga än grundvatten från lerskiffer och kalkstensberggrund. Sandsten ligger under kalkstenen på Kristianstadsslätten och därur tas det kalkhaltiga vattnet i Kristianstad och Åhus. Ystads vatten tas upp ur kalksten. Malmö tar sitt vatten ur Vombsjön, som ligger på kalkberggrund. Kalksten är rikt på kalcium (Ca), magnesium (Mg) och bikarbonat (HCO 3 - ) m.fl. metaller och joner, som i högre eller lägre grad ingår i aktuella kalklager. (Germundsson et al 1999) Ljungbyhed, Bjuv, Billinge, Flyinge och Stockamöllan tar vatten ur lera och lerskiffer. Vatten som tas ur sedimentära bergartslager kan vara rikt på H 2 S, som är en restprodukt av proteiner i levande material. Vatten till Klippan, Grimslöv, Vittsjö, Hästveda, Sibbhult, Kräbbleboda och Emmaljunga tas ur svårvittrade gruslager eller gnejs och granit. Ljungs vattentäkt ligger i en berggrund med inslag av grönsten och sandsten, vilka är mer lättvittrade än gnejs och granit. Karlshamn tar råvatten från Långasjön, som är rik på humus och mineralfattig. Ringsjöverket får råvatten från sjön Bolmen i Småland, som ligger i ett urbergsområde. Helsingborg tar råvatten från Ringsjöverket. Tungmetallhalterna i grund- och ytvatten överstiger sällan rekommenderade nivåer, men det finns exempel på att arsenik (As), kadmium (Cd) och nickel (Ni) pga. geologiska orsaker ibland överskrider riktvärdena. I Skåne är det främst Cd som i zinkbländerik sandsten (Kornfält et al 1996) som visar förhöjda värden (Lax 2002). Järn (Fe) och mangan (Mn) förekommer i alla kemiska miljöer. Hela 5 % av jordskorpan består av Fe. Redox-förhållandet, som indikeras genom förekomst av syre, svavel och kol, samt ph-värdet, avgör om Fe och Mn finns i höga halter i grundvattnet eller ej. Vid låg redoxpotential, vilket som regel innebär syrebrist i en sluten akvifer (vattenreservoar) finns som regel Fe 2+ - och Mn 2+ -joner i vattnet. Vid användandet av sådant vatten tar det en viss tid innan ämnena oxideras och fälls ut. Vid försurning eller vid låga ph-värden (ph<5) kan järn- och manganjoner också lösas upp i vatten (Mats Aastrup, personlig kommunikation 2002). 2

10 3. Behandlingsmetoder I det följande redovisas de principiellt olika behandlingsmetoder som brukar tillämpas vid svenska vattenverk (Thuresson 1994). Varje beskriven metod utnyttjas av minst ett av de studerade vattenverken. 3.1 Sandfiltrering I de fall ingående vatten inte har några besvärande koncentrationer av t.ex. Fe och Mn brukas vanligtvis sandfiltrering som enda reningsmetod. Sandskiktets tjocklek kan variera beroende på om naturlig infiltration tillämpas (ofta flera meter), eller om uppbyggda sandfilter på vattenverken utnyttjas (2-3m tjocklek). Filtreringen innebär kemiskt en viss putsning av vattnet, i likhet med naturens egen filtrering av grundvatten genom framför allt grus- och sandlager, och vissa större partiklar kan fångas upp. Vissa lättlösliga ämnen kan å andra sidan tillföras i små mängder. 3.2 Järn- och manganfilter Höga Fe- och Mn-koncentrationer reduceras ur dricksvatten med hjälp av filter för att undvika utfällning av oxider i form av brunt Fe-slam eller svart Mn-slam i ledningar och hos konsumenter. Bakterier är ofta inblandade i processen. Mn kan i låga halter ge punktkorrosion på kopparledningar. Halterna järn och mangan bör i vattenverk minskas till under 0,05 respektive 0,02 mg/l (Thuresson 1994). Vid halterna 0,1 respektive 0,05 mg/l eller högre bedöms vattnet som Tjänligt med anmärkning ur teknisk synpunkt. Järnhalter över 0.1 mg/l kan ge rostfläckar på tvätt. Fem procent av en försökspanel kände smaken av järn vid koncentrationer över 0,04 mg/lfe 2+ i destillerat vatten och över 0,12 mg/l i grundvatten. Smak förorsakad av Mn i dricksvatten är ej känt. Reningen sker genom att metallerna oxideras och faller ut som svårlösliga oxidhydrater i ett efterföljande sandfilter. Filtret backspolas med jämna mellanrum för att rengöras från utfällda oxidhydrater. Oxidationen av framför allt järn kan göras enbart genom att luft blåses in i alkalisk lösning, vilket förenklat kan skrivas: 4 Fe 2+ + O OH H 2 O 4 Fe(OH) 3 2 Mn 2+ + O H 2 O 2 MnO H + I det fall KMnO 4 används som oxidationsmedel sker reaktionen enligt följande formel i alkalisk lösning: 3 Fe 2+ + MnO OH H 2 O MnO Fe(OH) 3 Enbart mangan fälls ut i enlighet med följande reaktion (eget tillägg). 4 OH MnO Mn 2+ 5MnO H 2 O 3

11 3.3 Avhärdningsfilter Vid uppvärmning faller Ca-joner ut som pannsten, CaCO 3, i rörledningar, diverse köksoch andra apparater samt på sanitetsporslin. Av den anledningen avhärdas hårt vatten i stor utsträckning i Sverige, antingen vid vattenverket eller hos den enskilde konsumenten/fastighetsägaren i den ledning som går till varmvattenberedaren eller diskoch tvättmaskiner. Utfällningen av Ca i form av pannsten sker enligt jämviktsformeln: Ca HCO 3 - CaCO 3 + CO 2 + H 2 O Hårdheten hos vatten uttrycks ofta i tyska grader, dh, och utgörs av summan av tvåvärda metalljoner, framför allt Ca 2+ och Mg 2+, där Ca dominerar. Halten 10 mg CaO/l vatten är detsamma som 1 dh, varvid även Mg omräknats till ekvivalent mängd CaO. Ca- och Mg-joner förenar sig med fettsyrorna i tvål, såpa och tvättmedel och bildar svårlösliga salter, vilket medför att förbrukningen av dessa ämnen blir större i ett hårt än i ett mjukt vatten. Avhärdning kan ske genom jonbyte alternativt utfällning av Ca- och Mg-salter med lut eller eventuellt soda. Hårdhetsgraden klassas normalt enligt följande: Mycket mjukt 0-2 dh Mjukt 2-5 dh Medelhårt 5-10 dh Hårt dh Mycket hårt 20 dh 1 dh = 7,1 mg Ca/l, där även Mg-halten inräknas som 1 mg Mg/l = 1,67 mg Ca/l. Enligt Dricksvattenkungörelsen (Thuresson 1994) bör följande värden hållas för att undvika ovan nämnda tekniska problem: Hårdhet Ca Mg Alkalinitet (bikarbonat, HCO 3 ) < 15 dh < 100 mg/l, önskvärt mg/l < 30 mg/l, högre halt kan ge smak och estetiska problem > 70 mg/l, dock ej för högt p.g.a. risk för Cu-korrosion 3.4 Jonbytarfilter I ett jonbytarfilter finns en jonbytarmassa av t.ex. polymeren sulfonerad polystyren. Polymeren binder Na-joner perifert, vilka kan bytas ut mot Ca- och Mg-joner i passerande vatten. Na lossnar och ersätter Ca och Mg i vattnet, som därvid blir mjukt, eventuellt helt fritt från Ca och Mg, s.k. totalavhärdning. Na, som bildar lättlösliga salter med anjonerna (CO 3 2- och SO 4 2- ) gör att ingen utfällning av salter sker. En del av vattnet kan shuntas förbi filtret, varvid ett delvis avhärdat vatten erhålls, vilket är bättre ur korrosionssynpunkt. Reaktionen för jonbytet kan skrivas: Na-R-Na + Ca 2+ R-Ca + 2 Na + 4

12 Vid regenerering av filtret tillförs Na-joner i form av NaCl, varvid reaktionen går i motsatt riktning. Efter regenereringen genomspolas filtret med vatten för att ta bort överskott av NaCl. Filtret backspolas före regenerering för att avlägsna bildat slam. Om råvattnet har höga Fe- och Mn-halter reduceras dessa först, för att undvika utfällningar i avhärdningsfiltret. 3.5 Avhärdning med alkalifällning Vid denna typ av avhärdning höjs vattnets ph genom tillsats av natronlut, NaOH, soda (Na 2 CO 3 ) eller släckt kalk (Ca(OH) 2 ). Reaktionsformeln kan skrivas. Ca HCO Ca(OH) 2 2 CaCO H 2 O Ca 2+ + HCO NaOH CaCO 3 + Na + + H 2 O Genom att reglera ph-värdet reglerar man också mängden Ca som finns kvar i vattnet efter avhärdningen. 3.6 UV-filter Belysning av utgående vatten med UV-ljus kan användas som metod för att döda bakterier och andra mikroorganismer. Vattnet får passera genom ett 120 mm:s rör, försett med ett speciellt 1,2 m långt lysrör, där det belyses med UV-strålning från lysröret. 3.7 Kemisk fällning De flesta ytvatten är brunfärgade av framför allt humusämnen och grumlade av diverse oorganiska och organiska ämnen. Om partiklarna är under 0,0001 mm benämns de kolloidala och kan ej avlägsnas med sedimentering eller filtrering. Vanligtvis tillsätts vattnet då Al 2 (SO 4 ) 3, som bildar geléartade flockar. Eventuellt tillförs även s.k. hjälpkoagulanter, såsom aktiverad kiselsyra (ur vattenglas) och polymerer (ofta polyakrylamid, med godkänd monomerhalt <0,5 mg/m 3 ), samt aktiveringsmedel. Förekommande aktiveringsmedel kan vara klor, svavelsyra, kolsyra, ammoniumsulfat, bikarbonat och aluminiumsulfat. Flockningen genomförs i en flockningsanläggning och ph regleras uppåt med alkali om det sjunker under optimal nivå, ph 5,5-6,8, vid tillsatsen av Al 2 (SO 4 ) 3. Om Fe 2 (SO 4 ) 3 används som flockningsmedel hålls ph omkring 5,5. Avskiljning av flockar kan ske genom sedimentering, filtrering samt eventuellt flotation, då ytan skummas av. 3.8 Mikrosilar Om råvattnet är ett ytvatten kan alger förekomma. Dessa kan i huvudsak elimineras med så kallade mikrosilar vid vattenintaget, med masköppning på cirka µm. 5

13 3.9 Radonavskiljare Radonhalter i ytvatten ligger som regel under 5 bq/l (1 bq/l innebär att det sker ett radioaktivt sönderfall per sekund och liter vatten). I grundvatten är halterna högre, bq/l i källor i lösa jordar och bq/l i bergtäkter. Radon förekommer i alunskiffer, granit m.fl. bergarter. Enligt Socialstyrelsens rekommendationer från talet bör radon avskiljas från hushållsvatten om detta har mer än 1000 bq/l (Thuresson 1994). Radon avskiljs på vattenverk genom att luft blåses in i specialkonstruerade behållare och ventileras ut ur byggnaden via ventilationssystemet Klorering Mikroorganismer är ej önskvärda i dricksvatten, p.g.a. smittorisk. Tillsats av NaOCl (natriumhypoklorit) eller andra klorinnehållande ämnen görs som en nödåtgärd för att döda dessa vid de flesta grundvattenverk. NaOCl och ammoniumsulfat ((NH 4 ) 2 SO 4 ), tillsätts t ex vid Vomb-verket för desinficering, varvid kloramin (NH 2 Cl) bildas. Reaktionsformel: NaOCl + NH 4 + NH 2 Cl + H 2 O +Na Borttagande av svavelväte Där råvatten tas från sedimentär berggrund, speciellt alunskiffer och sulfidhaltiga leror, finns det risk att grundvattnet innehåller illaluktande, korrosivt och giftigt svavelväte (H 2 S). Svavelväte påverkar ögon och andningsorgan och vid högre halter även nervsystemet. Vid kontakt med luftens syre oxideras det till sulfat (SO 4 2- ) eller drivs av från vattnet, eftersom det är ett flyktigt ämne. Svavelväte elimineras genom inblåsning av luft i vattenmassan Kolfilter Kolfilter används för att reducera organiska ämnen, såsom lösningsmedel och bekämpningsmedel. De organiska ämnena fastnar på kolpartiklarna. 4. Målsättning Målet med föreliggande studie var att under hösten 2001 klargöra främst metallhalterna i 20 sydsvenska vattenverks råvatten och den effekt på halterna som respektive behandling vid vattenverken ger. De valda vattenverken skulle enligt planerna representera i huvudsak fyra olika behandlingsmetoder. Varje verk visade sig emellertid använda ett unikt vatten och unika, något varierande metoder vid behandlingen. Målsättningen att spegla fyra viktiga behandlingsmetoder finns visserligen kvar, men varje vattenverk måste i praktiken tolkas för sig. Att metallhalterna prioriterades berodde dels på att flera tungmetaller inte analyserats särskilt ofta i dricksvattnet, och dels att det bedömdes viktigt att utröna effekter utav respektive behandling 6

14 5. Material och metoder 5.1 Vattenverk I Skåne finns drygt 120 vattenreningsverk. Det finns idag inte någon sammanställning över vilka reningsmetoder som tillämpas på respektive vattenverk i Skåne. Därför gjordes primärt ett urval så att fem verk med lite olika råvatten och berggrundspåverkan togs med i studien, representerande fyra olika reningsprinciper. Vattenverken valdes i huvudsak i Skåne eftersom Skånes berggrund är mycket varierande och på så sätt ganska väl kan representera hela Sverige. Denna studie kan därför ses som en förstudie till en större undersökning för hela Sverige. Tjugo kommunala rå- och renvatten insamlades således under hösten 2001 i södra Sverige, 18 i Skåne, samt 1 i västra Blekinge och ett i södra Småland. Vattenprov togs på rå- och renvatten vid 4 tillfällen, första veckan i juli, september, november och december, vid respektive vattenverk. De 20 vattenverken valdes ut för att representera 3 principiellt olika behandlingsmetoder för att justera ph, och med en grupp (1) utan någon behandling som referens. Det var inget slumpvis utan ett systematiskt val bland vattenverken för att representera vatten som stod under inflytande av olika berggrund och som därför kunde förväntas ha olika kemiska egenskaper. Grimslövs vattenverk togs med i studien eftersom det har ett extremt surt råvatten, som behandlas med NaOH för att höja ph-värdet och minska korrosionsrisken i ledningsnätet. Detta skapar ett ganska unikt dricksvatten. Karlshamns vattenverk valdes för att få med ett ytvattenverk i studien som tillsätter kalk för att höja ph-värdet. Antalet i varje grupp förändrades emellertid delvis under arbetets gång. Vid Ljungs vattenverk tillsätts NaOH, dock inte för att höja ett lågt ph-värde, utan för att fälla ut en del Ca för att minska hårdheten. Ljung placerades därför i grupp 2. Stockamöllan har ett avhärdningsfilter, men detta var inte i drift under hösten 2001 när proverna togs. Verket fick dock stå kvar i grupp 2. Detsamma gällde för Flyinge vattenverk. Vid Kräbbleboda vattenverk övergick man från kalktillsats till NaOH-tillsats för att höja ph-värdet i samband med studiens start, varför detta verk placerades i grupp 3 istället för i grupp 4 som angavs i projektplanen. Vid Helsingborgs vattenverk tillsätts inte kalk aktivt utan finns i de lager vattnet passerar vid infiltrationen vid Örbyfältet. Verket placerades därför i grupp 4. Grupp 1: Obehandlat m.a.p. ph. Grupp 2: Avhärdningsfilter, samt ibland behandlat m.a.p. ph. Grupp 3: Tillsats av NaOH för justering av ph. Grupp 4: Tillsats av släckt kalk (Ca(OH) 2 ) för justering av ph. Grupp 1 Obehandlat m.a.p. ph Billinge: Vattnet tas från en 8 m djup borra och går efter UV-behandling direkt ut till konsumenterna. Bjuv: Vatten pumpas upp från 8 borror på m:s djup. Ozon (O 3 ) och luft blåses in i vattnet, varvid framför allt Mn och Fe, som föreligger i en relativt hög koncentration i råvattnet, oxideras för utfällning i efterföljande sandfilter. Ozonet har även en desinficerande effekt. Emmaljunga: Vatten pumpas upp från borror på m:s djup till 2 sandfilter med olika kvalitet på sanden. Genom att viss luftning sker i kärlet oxideras Fe och Mn och fälls ut i filtermassan. ph justeras ej och kloreras ej. 7

15 Kristianstad: Vattnet tas från borror på mellan 82 och 129 m. I vattenverket sker en luftning, varvid illaluktande och giftigt svavelväte (H 2 S) avgår. Samtidigt oxideras Fe 2+ till Fe 3+. Både järn och mangan fälls ut som vattenhaltiga hydroxider och fångas upp i efterföljande sandfilter. Ljungbyhed: Vatten från borror på 10 m:s djup i gruslager passerar ett sandfilter i vattenverket och pumpas sedan vidare direkt ut till konsumenterna. Grupp 2: Avhärdningsfilter, samt ibland behandling m.a.p. ph Flyinge: Vatten tas från 68 m:s djup och luftas. Därefter passerar vattnet ett sandfilter där Fe och Mn avskiljs. I ett avhärdningsfilter av jonbyteskaraktär, avskiljs en del av vattnets Ca och Mg. Ljung: Vattnet pumpas upp från en 70 m djup borra, tillsätts NaOH och KMnO 4 samt förfiltreras i grov makadam. Förutom reduktion av Fe och Mn fälls en del Ca- och Mgsalter ut och hårdheten sänks från cirka 14 dh till 12 dh. För att ytterligare reducera Fe och Mn följer ett sandfilter. Innan vattnet UV-bestrålas passerar det ett kolfilter, för att ta bort bekämpningsmedelsrester. Stockamöllan: En 5 m djup borra förser vattenverket med råvatten. I ett avhärdningsfilter av jonbyteskaraktär avskiljs en del av vattnets Ca och Mg. Avslutningsvis UVbestrålas vattnet. Vomb (Malmö): Vatten från Vombsjön, som först passerat galler och mikrosilar, leds vidare till infiltrationsdammar, där vattnet långsamt sjunker ner genom sandlagren för att därefter pumpas upp från cirka 20 m:s djup. Inne i vattenverket luftas vattnet för att driva av CO 2 och därmed höja ph-värdet en aning samt oxidera Fe och Mn. ph-värdet höjs därefter med NaOH, varvid Ca-halten reduceras genom att det fälls ut som karbonater på sandkorn i efterföljande reaktorer. Detta fungerar som ett avhärdningsfilter. Cirka 15 % ej avhärdat vatten blandas slutligen i det avhärdade, vilket medför att vattnet till konsumenterna har en hårdhet på 6 dh, mot 12 dh i råvattnet. Natriumhypoklorit (NaOCl) och ammonium, NH 4 + ((NH 4 ) 2 SO 4 ), tillsätts för desinficering, varvid kloramin (NH 2 Cl) bildas. Delar av Lund, Bara i Svedala kommun, nästan hela Staffanstorp, Burlöv samt Malmö får sitt vatten från Vomb-verket. Lite vatten från Ringsjöverket blandas in. Ystad: Vattnet tas från 40 m djupa borror och luftas för oxidation av Fe och Mn samt avskiljning av H 2 S, varefter det passerar ett snabbsandfilter. Därefter passerar vattnet ett avhärdningsfilter (jonbyte). Vattnet kloreras ej. Åhus: Råvattnet hämtas ur borrhål på 32 till 243 m:s djup. Vattnet luftas och passerar sandfilter där framför allt Fe fastnar. Därefter går vattnet genom ett avhärdningsfilter av jonbyteskaraktär, dvs. en behållare med NaCl, varvid framför allt Ca, Mg fälls ut och ersätts av Na i utgående vatten. Grupp 3: Tillsats av NaOH för justering av ph Grimslöv: Råvattnet tas från 20 m djupa borrhål i sandlager. I vattenverket tillsätts NaOH. Hästveda: Vatten från m:s djup pumpas upp och luftas innan det sprutas ut över en infiltrationsbädd. Därefter pumpas det vidare till vattenverket, luftas ånyo och tillsätts NaOH samt passerar ett snabbsandfilter där bl.a. Fe och Mn fastnar. Klippan: Vattnet hämtas från 10 m djupa borrhål och luftas för att få bort CO 2. NaOH tillsätts, varefter vattnet går ut på nätet. Kräbbleboda: Vattnet från en 72 m djup borra leds in i en radonavskiljare där vattnet intensivluftas genom rundpumpning. Efter luftningen tillsätts NaOH och KMnO 4. 8

16 Vattnet får därefter passera en uppehållstank följt av ett snabbsandfilter där framför allt Fe och Mn avskiljs. Sibbhult: Vatten från 2 bergsborror på 68 m och 103 m luftas och tillsätts KMnO 4 för oxidation av Fe och Mn. Dessutom tillsätts NaOH och vattnet får passera 2 snabbsandfilter för reduktion av oxiderat Fe och Mn. Slutligen passerar vattnet en radonavskiljare som består av en luftningskollon där vattnet sipprar ner genom volymkroppar och möter samtidigt en fläktstyrd luftström viket ger en effektiv gasavdrivning. Vittsjö: Vatten pumpas upp från borror på 7-25 m:s djup och får passera ett snabbsandfilter. För att höja ph-värdet tillsätts NaOH. Grupp 4: Tillsats av släckt kalk (Ca(OH)2) för justering av ph Helsingborg: Vatten kommer till vattenverket via en ledning från Ringsjöverket och infiltreras centralt i Örbyfältets kalkrika isälvsavlagring. Här tillsätts således inte kalken aktivt för att öka mineralinnehållet i vattnet. Vattenuttag sker i cirka 35, m djupa, perifert belägna brunnar. Efter mellanlagring i vattenverkets 2 st. lågreservoarer distribueras vattnet till konsumenterna. Karlshamn: Vattnet tas från Långasjön och genomgår först ett kemiskt reningssteg, varvid Ekoflock, med polyaluminiumhydroxiklorid som aktiv substans, samt släckt kalk (Ca(OH) 2 ) tillsätts. Diverse föroreningar fastnar i bildade flockar och kan avlägsnas i en påföljande sedimenteringsbassäng. ph justeras därefter med renvatten innan ett påföljande sandfilter. Kalk och kolsyra tillsätts för att höja ph-värdet, alkaliniteten och hårdheten på vattnet. I ett andra filtersteg får vattnet passera aktivt kol. Slutligen UVbestrålas vattnet för desinficering. Ringsjöverket: Vatten från sjön Bolmen i västra Småland leds genom en 80 km lång sprängd tunnel till Perstorp och vidare i en 25 km lång rörledning till Ringsjöverket i mellersta Skåne. Järnklorid (FeCl 3 ) samt ph-justerande NaOH tillsätts vattnet som därvid flockar sig och binder diverse föroreningar. Dessa bildar ett slam som sjunker till botten i lamellsedimenteringsbassänger. ph justeras därefter med kalkvatten (Ca(OH) 2 ) och passerar ett snabb-sandfilter. Slutligen renas vattnet i långsamfilter utomhus, desinficeras med NaOCl (natriumhypoklorit) samt alkalinitets- och ph-justeras med hjälp av CO 2 och Ca(OH) 2. Vatten från Ringsjöverket förser huvuddelen av Lund, hela Landskrona, Helsingborg, Eslöv, Höganäs, Svalöv, Kävlinge samt Lomma med dricksvatten. 5.2 Provtagning Ett vattenprov togs före och efter behandling, dvs. på både ingående och utgående vatten, vid fyra tillfällen under sommaren och hösten 2002, första veckan i juli, september, november och december. En syradiskad polyetenflaska fylldes till brädden för att undvika effekter av luftens syre, och lades i frys (-18 C) inom 8 timmar. 5.3 Kemisk analys Efter upptining och rumstemperering mättes ph (Radiometer PHM 84, glaselektrod) och konduktivitet (Radiometer CMD92, 20 C) med en säkerhet på 0,01 för båda parametrarna. Originalproverna och standards surgjordes genom tillsats av ultraren salpetersyra (HNO 3 ) till 1 %. Aluminium (Al), kalcium (Ca), koppar (Cu), järn (Fe), 9

17 kalium (K), magnesium (Mg), mangan (Mn), natrium (Na) och zink (Zn) i vattenproverna analyserades med ICP OES (Inductively coupled plasma optical emission spectroscopy; Perkin-Elmer, Optima, 3000 DV). Analyserna av silver (Ag 107), arsenik (As 75), bor (B 10), barium (Ba 137), beryllium (Be 9), vismut (Bi 209), brom (Br 79), kadmium (Cd 111), cerium (Ce 140), kobolt (Co 59), krom (Cr 52), cesium (Cs 133), kvicksilver (Hg 202), jod (I 127), litium Li(7), molybden (Mo 98), nickel (Ni 58), fosfor (P 31), bly (Pb 208), rubidium (Rb 85), antimon (Sb 120), scandium (Sc 45), selen (Se 82), kisel (Si 28), tenn (Sn 120), strontium (Sr 88), titan (Ti 48), uran (U 238), vanadin (V 51), volfram (W 184) och zirkonium (Zr 90), som samtliga hade koncentrationer på ng/l-nivå, gjordes med ICP-MS (inductively coupled plasma mass-spectrometry; Perkin Elmer, ELAN-6000). Standardlösningar avsedda för atomspektroskopi från Perkin-Elmer, Spex, AccuStandard and Merck användes. ICP OES instrumentet kalibrerades med en blandad multi-elementstandard med 3 olika koncentrationer inom en faktor 50. Kalibreringen kontrollerades med oberoende standards. ICP-MS instrumentet kalibrerades mot tre blandade standardlösningar. En var Mercks ICP multielement standard VI, den andra tillverkades från standardlösningar av enskilda element. Som kvalitetskontroll analyserades några element även på andra isotoper. Oberoende av vilken isotop som analyserats ger analysen totalhalten av elementet, eftersom isotopkvoterna i standardlösningarna överensstämmer med de naturliga kvoterna i marken. Standardkoncentrationerna var 10 µg/l för de flesta elementen, 1 µg/l för kvicksilver och 100 µg/l för arsenik och bor. Rhodium användes som intern standard och blandades i alla provlösningar och standardlösningar. Flödeshastigheten in i instrumentet var 1 ml min -1. Plastprovrör användes. Provrören rengjordes med destillerat vatten i en minut mellan varje analys. Tre replikat analyserades. Intern kvalitetskontroll med om-analys av standardlösningarna gjordes efter var 20:e analys. Om avvikelsen var mer än 5 % från föregående analys analyserades samtliga 20 prover en gång till (personlig kommunikation. Nihlgård 2002). Ammonium-kväve (NH 4 -N) och nitrat-kväve (NO 3 -N) analyserades med kolorimetrisk metod på ett FIA-instrument. Klorid (Cl), sulfat-svavel (SO 4 -S) och fluorid (F) analyserades med jonkromatograf, bikarbonat (HCO 3 ) med HCl-titrering alternativt med TIC-analys (Total Inorganic Carbon) och TOC (Total Organic Carbon) på ett Shimadzu TOC-500 instrument. Alla analyser gjordes vid Växtekologiska avdelningen, Lunds Universitet, där laboratoriet har deltagit i ITM (Institute of Applied Environmental Research testing programme). Resultaten har konsekvent legat inom ± 10 % av medelvärdena som presenterats av deltagande laboratorier. I denna rapport har elementens och jonernas laddningar uteslutits på flertalet ställen, men samtliga ämnen i vattnen förutsätts föreligga som joner. Koncentrationen av HCO 3 var instabil efter att provflaskorna öppnats, varför koncentrationen också har korrigerats baserat på differensen mellan summan av specifika ledningsförmågan hos anjoner minus katjoner. Detektionsgränserna sattes till tre gånger standardavvikelsen för blankarna och precisionen beräknades som standardavvikelsen för den lägsta standardlösningen. Variationskoefficienten var under 5%. 10

18 5.4 Statistisk behandling Materialet tillåter inte statistisk bearbetning med parametriska metoder innefattande allt material samtidigt. Därför har medianvärden och variationsvidder angetts för olika ämnen (se text). I tabellerna 1 och 2 anges medianvärden för alla analyserade ämnen i in- och utgående vatten och för samtliga vattenverk. Både u-test och t-test har dock tillämpats för att påvisa skillnader mellan in- och utgående vatten för de olika vattenverksgrupperna (1-4). Likaså har regression tillämpats för att se samverkan mellan ledningsförmåga och olika ämnen. 11

19 6. Resultat Mediankoncentrationerna av analyserade element i ingående och utgående vatten från respektive vattenverk presenteras i tabellerna 1-2 (= Bilaga 2-3). Avvikelserna från medianvärdet var som regel <20 %, men ännu större variationer fanns för vissa ämnen. Samtliga analysresultat redovisas i Bilaga 4- Kommentarer kring varje vattenverks vatten före och efter behandling lämnas, förutom löpande i texten, speciellt i Bilaga 1. En viss reservation för årstidsvariationer måste givetvis göras, eftersom bara analyser av vattenprover tagna under hösten har gjorts. 6.1 Statistisk jämförelse av samtliga ingående och utgående vatten En jämförelse mellan ingående och utgående vatten visade som en genomgående trend på att ph, Na och Si var signifikant högre i de utgående vattnen (p<0,001), medan Fe, Mn, NH 4 -N, Ba, Be och Co var signifikant lägre i de utgående vattnen jämfört med de ingående (p<0.006). Uppdelning på de olika grupperna gav följande resultat; Grupp 1: Obehandlat m.a.p. ph I denna grupp ingick vid de flesta vattenverk en sandfiltrering, vilken oftast innebar en obetydlig förändring av koncentrationerna, dock med god signifikans för att NH 4 -N och Sn minskade (p=0,005), samt att Cu ökade (p<0,05). Grupp 2: Avhärdningsfilter, samt ibland behandlat m.a.p. ph I ett avhärdningsfilter passerar vattnet genom en jonbytare för att sänka Ca- och Mghalterna. Dessa joner byts då ut mot Na-joner. Ett annat alternativ är att kraftigt höja ph-värdet så att framför allt Ca-salter (karbonat och hydroxid) fälls ut. Det visade sig genomgående för de tre vattenverk där filtren fungerade väl att koncentrationerna av Na ökade efter denna behandling (p=0,002). Koncentrationerna av Ca, Fe, Mn, NH 4 -N samt Co minskade däremot (p<0,005). Median Ca-koncentrationen minskade 31 % vid behandlingen. Grupp 3: Tillsats av NaOH för justering av ph Denna behandling innebar att ph och koncentrationerna Na, HCO 3, Si och Ti ökade (p<0,05), medan Fe, Mn, NH 4 -N och Ba minskade (p<0,05) vid behandlingen. Median Na-halten ökade 87 %. Median ph ökade 19 % och HCO 3 18 %. Grupp 4: Tillsats av släckt kalk (Ca(OH) 2 ) för justering av ph Ledningsförmåga, ph, koncentrationerna av Na, K, Ca, Mg, Cl, HCO 3, TOC, B, och V ökade vid behandlingen. Koncentrationerna av Al, Fe, Mn, Ba, Be, Pb och Zn (p<0,05) minskade däremot. Tillsats av kalk ökade median Ca-koncentrationen med 77 %, medan Mg endast ökade ca 5 %. 6.2 Hårdhetsgraden Mjuka vatten De mjukaste ingående vattnen hade Karlshamn, Ringsjön, Vittsjö, Grimslöv och Kräbbleboda, med Ca-halter på 6,8-15,6 mg/l, Mg-halter på 1,5-4,5 mg/l och HCO 3 - halter på 9,5-73,1 mg/l. I de utgående vattnen var medianhalterna på Ca i Karlshamn 12

20 21,2 mg/l, Ringsjön 19,4 mg/l, Vittsjö 9,1 mg/l, Grimslöv 10,2 mg/l och Kräbbleboda 14,2 mg/l (figur 1). I Karlshamn och på Ringsjöverket tillsattes kalk (Ca(OH) 2 ) för att höja ph-värdet. Vid vattenverken i Grimslöv, Vittsjö och Kräbbleboda användes NaOH. Dessa tre vatten hade dessutom lägst medianhalter av SO 4 -S, Mo, Se och Ti. Helsingborg hade i ingående vatten medianvärden på Ca 17,2 mg/l, Mg 1,4 mg/l och HCO 3 29,7 mg/l, medan värdena var något högre efter infiltrering i det kalkrika Örbyfältet, med medianer på Ca 27,1 mg/l, Mg 2,0 mg/l och HCO 3 60,2 mg/l. Vombs vattenverk hade i utgående vatten medianvärden på Ca 17,5 mg/l, Mg 5,2 mg/l och HCO 3 87,5 mg/l, och levererade således ett närmast mjukt (5,4 dh) vatten till konsumenterna. Råvattnet hade medianvärden på Ca 43,6 mg/l, Mg 5,8 mg/l och HCO mg/l (7,5 dh, medelhårt). Hårda vatten Kristianstad, Ljungbyhed, Bjuv, Billinge, Stockamöllan och Ljung hade samtliga medelhårt till hårt råvatten med Ca-halter varierande mellan mg/l, Mg 4-11 mg/l och HCO mg/l. Behandlingen av vattnet medförde ingen dramatisk förändring av koncentrationerna Ca, Mg och HCO 3, utom i Kristianstad där Ca i genomsnitt minskade från 62 till 54 mg/l, vilket troligen berodde på passage genom ett sandfilter avsett för reduktion av Fe och Mn (Tabell 2). I Ljung avhärdades vattnet i vanliga fall, men anläggningen var ur funktion under provtagningstiden. Avståndet mellan Kristianstad och Vittsjö är cirka 6 mil. Genom att berggrunden är mycket olika, med kalkrik berggrund i Kristianstad och urberg i Vittsjö, där dessutom råvattnet är ytvatten från Vittsjösjön, blir det en väsentlig skillnad i innehåll av både makro- och mikroämnen i ingående vatten. Vid dessa vattenverk förändras inte innehållet särskilt mycket vid behandlingen av vattnet. Några makro- och mikroämnen i utgående vatten jämförs mellan de båda verken i figur 3 och 4. Kommentar Beträffande resultaten skall observeras att förändringar kan ha ägt rum i vissa vatten jämfört med ett helt färskt vattenprov, eftersom analysen normalt skedde flera veckor efter provtagning. Eftersom tungmetaller varit huvudsyftet, har inga bikarbonathalter bestämts enligt normal rutin utan i efterhand när proven tinat upp efter frysning. Särskilt i vatten där man artificiellt höjt ph till över 8 kan såväl bikarbonatförluster ha ägt rum, som viss utfällning av svårlösliga karbonater. Dessa förändringar gör att hårdhetsgraden blir lägre än vad som analyserats vid vattenverket tidigare. 13

21 Ca-koncentrationer 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 Vittsjö ut Grimslöv ut Kräbbleboda ut Vomb ut Ringsjön ut Karlshamn ut Hästveda ut Åhus ut Klippan ut Helsingborg ut Emmaljunga ut Sibbhult ut Ystad ut Flyinge ut Bjuv ut Ljungbyhed ut Billinge ut Stockamöllan ut mg/l Ljung ut Kristianstad ut Figur 1: Mediankoncentrationen Ca (mg/l) i utgående vatten från de olika vattenverken. Önskvärd nivå är mg/l. Se-koncentrationer µg/l 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 Karlshamn ut Kräbbleboda ut Ringsjön ut Helsingborg ut Emmaljunga ut Vittsjö ut Grimslöv ut Sibbhult ut Klippan ut Hästveda ut Åhus ut Vomb ut Bjuv ut Ystad ut Flyinge ut Kristianstad ut Billinge ut Stockamöllan ut Ljung ut Ljungbyhed ut Figur 2: Mediankoncentrationerna av Se (µg/l) i utgående vatten. Önskvärd nivå är 0,5-5 µg/l. 14

22 mg/l Na K Ca Mg Cl SO4-S HCO3 Figur 3: Några makroämnen i utgående vatten i Kristianstad (grå stapel) och Vittsjö (svart stapel). Orterna representerar två vitt skilda vatten. mikrog/l Mn Cr Cu Mo Se Figur 4: Några mikroämnen i utgående vatten i Kristianstad (grå stapel) och Vittsjö (svart stapel). Orterna representerar två vitt skilda vatten Filtereffekter Sandfilter Tre vatten behandlades endast med sandfiltrering. I ett fall ökade koncentrationen Mn vid behandlingen, Billinge, medan den minskade i de två övriga. Ni-halten minskade vid samtliga. Fe- och Mn-filter Fe- och Mn oxiderades med luft (O 2 ) i Kristianstad, Åhus, Ystad, Vomb, Flyinge och Hästveda. I Bjuv oxiderades ämnena med ozon (O 3 ), vilket också desinficerade vattnet, och i Ljung, Kräbbleboda och Sibbhult tillsattes kaliumpermanganat (KMnO 4 ). I Ljungbyhed sker ingen aktiv luftning av vattnet. Vid Ringsjöverket och i Karlshamn avskiljdes Fe och Mn vid den kemiska reningen. I samtliga fall avskiljdes metallerna vid den efterföljande sandfiltreringen. I Kräbbleboda, som hade högst Fe-halt i ingående råvatten, minskade Fe från 740 µg/l till 18,9 µg/l. Näst högst Fe-halt i ingående vatten hade Bjuv, 313 µg/l, som minskade 15

23 till 10,9 µg/l. Sibbhult hade 271 µg/l i råvatten och under detektionsgränsen, 10 µg/l, i utgående vatten. För övriga se Tabell 2. Medianhalterna av ph, koncentrationen Na, Fe, Mn, NH 4 -N, Ba, Be och Co förändrades vid vattnets passage av järnfilter (samtliga p<0,003). Följande ämnen minskade i koncentration vid passage av filtret; Fe (median 45,4 µg/l in, 3,14 µg/l ut), Mn (median 29,5 µg/l in, 0,96 µg/l ut), NH 4 -N (median 0,04 µg/l in, 0 µg/l ut), Ba (median 24,4 µg/l in, 16,0 µg/l ut), Be (median 0,01 µg/l in, 0 µg/l ut) och Co (median 0,115 µg/l in, 0,04 µg/l ut). Na ökade däremot (median 11,6 µg/l in, 24,1 µg/l ut). Na tillförs vatten i Vomb, Ljung, Hästveda, Sibbhult och Kräbbleboda, vilket troligen var orsaken till att u- testet visade en signifikant (p<0,001) ökning. ph-värdet var också högre i utgående än i ingående vatten, men detta beror främst på de ph-höjande åtgärder som vidtas vid de flesta vattenverken. Fe reducerades i median med 93 % och Mn med 97 %. Avhärdningsfilter Väl fungerande avhärdningsfilter förekom i Åhus, Ystad och Vomb, varav Vomb hade avhärdning med alkalisk fällning och de två övriga jonbytarfilter. Vid avhärdningen minskade medianhårdheten från 8,8 dh till 4,7 dh i Åhus, från 14,1 dh till 5,5 dh i Ystad samt från 7,5 dh till 3, 7 dh i Vombverket. I Flyinge, Ljung och Stockamöllan kunde ingen tydlig förändring i medianhalterna Ca märkas. Hårdheten var densamma i både in- och utgående vatten. Halterna av Ca, Na, Fe, Mn, As, B, Co, Cu, Rb och V förändrades signifikant (p<0,05) vid avhärdning. Följande ämnen minskade vid behandlingen; Ca (median 57,3 mg/l in, 23,0 mg/l ut), Fe (median 19,8 µg/l in, 2,87 µg/l ut), Mn (median 26,9 µg/l in, 0,14 µg/l ut), As (median 0,74 µg/l in, 0,36 µg/l ut), Co (median 0,14 µg/l in, 0,05 µg/l ut), Rb (median 1,74 µg/l in, 1,28 µg/l ut) och V (median 0,44 µg/l in, 0,33 µg/l ut). Ämnena B (median 32,9 µg/l in, 40,7 µg/l ut), Cu (median 0,75 µg/l in, 3,18 µg/l ut) och Na (median 11,4 mg/l in, 44,7 mg/l ut) ökade. Vid aktuella avhärdningsanläggningar tillförs antingen NaOH eller NaCl, vilket förklarar ökningen av Na. UV-filter Av analyserade parametrar kan inga slutsatser om UV-filtrets funktion dras. Några effekter på metallerna bör heller inte förväntas av UV-ljusbestrålning. Kemisk fällning Endast Ringsjön och Karlshamn hade kemisk fällning (med järnklorid resp. polyaluminiumhydroxiklorid). Vid båda verken minskade halterna av Al, Fe, Mn, Ni, TOC och Zn vid behandlingen, medan Cl ökade. TOC reducerades med cirka 60 %, Al med % vid denna behandling, vilket tyder på god funktion hos filtret. Mikrosilar Endast Vomb vattenverk hade mikrosilar. TOC reducerades genom reningsprocessen med 43 %. Huruvida reduktionen beror på mikrosilarna eller på andra reningsprocesser i vattenverket är svårt att avgöra. Analys av algtoxiner eller annat som kan påvisa förekomst av algrester analyserades inte, varför mikrosilarnas funktion inte kan avgöras av analyserna utförda i denna studie. Radonavskiljare Radon analyserade inte i denna studie, varför inte radonfiltrets funktion avseende detta ämne kan utvärderas. Några direkta effekter på metaller bör heller inte förväntas av 16