Organiska föreningar i slam En sammanställning av tidigare forskning. Maritha Hörsing

Transkript

1 Organiska föreningar i slam En sammanställning av tidigare forskning Maritha Hörsing

2 Introduktion Slamgödsling av åker är det bra eller inte bra? Vad vet vi om organiska ämnen? Vet vi om det som finns i slammet tas upp i grödor om det finns i jorden? Sammanställning av flera studier av organiska ämnen med koppling till de slamgödslade fälten i Petersborg och Igelösa.

3 Studierna Fälten i Petersborg och Igelösa slamgödslade sedan 1981, 4 och 12 ton Ts/ha Inarbetning av rötslam vid gamla reningsverket i Oxie , 100 och 200 ton Ts/ha och år Fältförsök i Aalborg, , ca 130 ton Ts/ha och år Efter avslutad inarbetning av slam i Oxie, analyser 1996, 2000 och 2001 Teoretisk prioritering av organiska ämnen för slamåterföring, Analys av organisk ämnen i sockerbetor odlade på Petersborg,

4 Studierna Teoretisk riskbedömning av fosforrika fraktioner vid återförsel till olika marktyper, 2013 Screening av organiska ämnen i slambehandlad åkermark, 2015 Upptag av NSAID i gröda, Teoretisk identifiering av fokusämnen för slam, 2016 Läkemedel i källsorterat klosettvatten och latrin behandling och risk, 2016 Läkemedelsresters öde i slambehandling och på gödslad åkermark, 2016

5 Fälten i Petersborg och Igelösa slamgödslade sedan 1981 Analys av 70 organiska miljögifter vid fältförsöken i Petersborg och Igelösa Hushållningssällskapet i Malmöhus läns rapport A B C B C A A utan slam B gödslad med 4 ton Ts/ha slam C gödslad med 12 ton Ts/ha slam 0 utan mineralgödsel 1 halv giva mineralgödsel 2 hel giva mineralgödsel

6 Inarbetning av slam Oxie Försöket bestod av en yta om m 2 i anslutning till gamla reningsverket i Oxie i Skåne.. Led 0 inget Led ton slam TS/ha och år Led ton TS/ha och år Led A obeväxt Led B gröda Led C och D specialförsök

7 Inarbetning av slam Oxie Analyserade 70 ämnen i slam Analys av matjord 0-30 cm led B2 Grundvattenprov Gröda (lilla analyspaketet)

8 Aalborg Slamgödslats mellan Ca 130 ton Ts/ha och år Jämförelse mellan Klagshamn Aalborgslammet Analys av slam Analys av jordprover

9 Organiska ämnen i slam en prioritering för slamåterföring SVU-rapport nr Data för 404 organiska ämnen Väljer ut 152 av dem baserat på att ta med maximalt tre ämnen från varje kemisk grupp, uppmätt koncentration i slam och toxicitet samt att exkludera klassiska och tidigare väl studerade organiska ämnen Modelleringen användes BASL4 - specifikt framtagen för att beräkna vad som händer med organiska ämnen i miljön efter tillförsel med slam på åkermark Riskbedömning med ECOSAR Rangordna genom en sammanslagen bedömning av jord, porvatten, gröda och riskkvot PEN/PNEC

10 Organiska miljögifter i sockerbetor och blast odlade på mark gödslad med kommunalt avloppsslam Val av ämnen baserat på vilka miljögifter som har mäts i avloppsslam kunde kopplas till ett CAS nr För 300 fanns tillräckligt med data Referensgrupp valde ut ämnes grupper att analysera Nonylfenol, oktylfenol, bisfenol- A 16 PAH 7 PCB PFOS och PFOA Triklosan

11 Organiska miljögifter i sockerbetor och blast odlade på mark gödslad med kommunalt avloppsslam Provtagning av jord, blast och beta odlad på försöksfälten i Petersborg A B C B C A Led A0, A2, B0, B2, C0, C

12 Riskbedömningar av fosforrika fraktioner vid återförsel till åkeroch skogsmark samt vid anläggande av etableringsskikt Alla ämnen med uppmätta halter i någon/några fraktioner De ämnen som uppfyller kriterierna för utfasning/riskminskning, eller Uppträder i halter över 1 mg/kg Ts, eller Föreslagits av Naturvårdsverket inför detta arbete, De ämnen från andra punkten som inte tidigare riskbedömts, eller där tidigare riskbedömning inte är relevant, De ämnen från tredje punkten som har tillräckligt med data över fysikaliska, kemiska och toxikologiska egenskaper.

13 Screening av organiska föreningar i slambehandlad åkermark prov från Igelösa, Petersborg, Taxinge och Sörmland, varav 42 jordprov, 2 slamprov, 3 prov på gröda, 1 maskprov Taxinge gödslad vart sjätte år sedan 1970 Sörmland 1 gång 2,6 ton Ts/ha

14 Studie av upptag av NASID i gröda efter naproxen,ketoprofen,diklofenak och ibuprofen var i fokus. Slamgödsling med 16,4 kg P/ha från Källby hösten 2010 Odling av grödor höstvete och sojabönor En kontrollinje, en normal slamgiva och en linje dubbel slamgiva, varje med 10 replikat gödsling med avloppsslam

15 Identifiering av fokusämnen för slam - Sammanfogad prioriteringslista utifrån EU:s ramdirektiv för vattens priolista, SIN list och utfasningsämnena i KEMIs priodatabas organiska miljögifter

16 Läkemedel i källsorterat klosettvatten och latrin behandling och risk Kartlägga vilka läkemedel som skulle spridas i jordbruket om källsorterat gödselmedel används Valet av läkemedel baserades på försäljningsstatistik

17 Läkemedelsresters öde i slambehandling och på åkermark gödslad med avloppsslam Undersöka fördelning och reningsgrad av ett urval av läkemedel 0 1 A B C B C A Analys av jord från Skånefälten 2 Analys av slam 1 0 Analys av markvatten från åkern 2 Kolontest

18 Resultat

19 Fälten i Petersborg och Igelösa slamgödslade sedan 1981 Totalt 25 av 70 organiska miljögifter påvisades i slam Kvantifierade organiska miljögift st Källby st Källby st Sjölunda st Sjölunda Jordprover 1990 påvisades 9 st; 0 kvantifierade 1993 påvisades 15 st; 7 st av dem var kvantifierbara i något led 1994 påvisades 18 st; 7 st av dem kvantifierbara i något led

20 Fälten i Petersborg och Igelösa slamgödslade Grödor 1990 ruta B0; inget i höstvete, endast påvisa DEHP i höstraps 1993 ruta A0 & B0; höstraps, vårvete, aromater påvisades eller kvantifierades 1994 ruta A0 & B0; höstvete, konservärtor, aromater påvisades eller kvantifierades sedan 1981

21 Inarbetning av slam Oxie- analyser Analyserade 70 ämnen i slam kvantifierbara, 9 påvisade kvantifierbara, 9 påvisade kvantifierbara, 2 påvisade

22 Inarbetning av slam Oxie analys av grundvatten och gröda Grundvattenprov Nollprov kvantifierad, 7 påvisade April kvantifierade, 6 påvisade Oktober kvantifierade, 3 påvisade Oktober kvantifierad, 6 påvisade Grödan Lilla analyspaketet Endast PCB över detektionsgränsen, ökade inte med ökad slamgiva

23 Inarbetning av slam Oxie - Analyser av jorden Analys av matjord 0-30 cm led B2 Nonylfenol, PCB och toluen låg alla under detektionsgränsen För DEHP kan en ökning ses med ökad slamgiva, detsamma gäller för PAH Nollprov kvantifierade, 16 påvisade April kvantifierade, 8 påvisade Oktober kvantifierade, 8 påvisade Oktober kvantifierade, 2 påvisade

24 Inarbetning av slam Oxie- analyser De kraftigt slamgödslade leden uppvisade högre halter än icke slamgödslat Summa PAH i jorden. Led 0 ej slamgödslad. Led 1 slamgödslad 100 ton slam Ts/ha och år och led 2 med 200 ton slam Ts/ha och år. Streckad linje visar detektionsgränsen var detektionsgränsen 0,01 mg/kg Ts.

25 Inarbetning av slam Oxie- analyser Summa PCB i jorden Led 0 ej slamgödslad. Led 1 slamgödslad 100 ton slam Ts/ha och år och led 2 med 200 ton slam Ts/ha och år. Streckad linje visar detektionsgränsen. Detektionsgränsen för analyserna från april- 96, juni - 00 och december -00 är inte framräknade.

26 Inarbetning av slam Oxie- analyser Koncentrationen av nonylfenol i jorden. Led 0 ej slamgödslad. Led 1 slamgödslad 100 ton slam Ts/ha och år och led 2 med 200 ton slam Ts/ha och år. Streckad linje visar detektionsgränsen.

27 Inarbetning av slam Oxie- analyser Koncentrationen av DEHP i jordproverna. Led 0 ej slamgödslad. Led 1 slamgödslad 100 ton slam Ts/ha och år och led 2 med 200 ton slam Ts/ha och år.

28 Inarbetning av slam Oxie- analyser Koncentrationen av DEP i jorden. Led 0 ej slamgödslad. Led 1 slamgödslad 100 ton slam Ts/ha och år och led 2 med 200 ton slam Ts/ha och år. Streckad linje visar detektionsgränsen.

29 Inarbetning av slam Oxie- analyser Koncentrationen av BBP i jorden. Led 0 ej slamgödslad. Led 1 slamgödslad 100 ton slam Ts/ha och år och led 2 med 200 ton slam Ts/ha och år. Streckad linje visar detektionsgränsen.

30 Inarbetning av slam Oxie- analyser Koncentrationen av DBP i jorden. Led 0 ej slamgödslad. Led 1 slamgödslad 100 ton slam Ts/ha och år och led 2 med 200 ton slam Ts/ha och år. Streckad linje visar detektionsgränsen.

31 Aalborg Slamgödslats mellan Ca 130 ton Ts/ha och år Slam PAH, PCB, nonylfenol, toluen och DEHP återfinns i kvantifierbara mängder Jämförelse mellan Klagshamn Aalborgslammet Högre halter av PAH i Aalborg Samma nivå för PCB 7, toluen och DEHP Jordprover PAH återfanns i kvantifierbara mängder

32 Organiska ämnen i slam en prioritering för slamåterföring Lista med prioriterade organiska ämnen Författarna rekommenderar att följa några av miljögifterna från inkommande avloppsvatten till gödslad åker för att verifierar modellresultaten. Bättre modelleringsverktyg behövs för att modellera upptag i gröda

33 Organiska miljögifter i sockerbetor och blast odlade på mark gödslad med kommunalt avloppsslam Nonylfenol och oktylfenol detekterades i C2 För att halterna ska överstiga tolererbara nivåer ät 34 kg / person på 60 kg A B C B C A PAH troligen luftburet 2 0

34 Riskbedömningar av fosforrika fraktioner vid återförsel till åkeroch skogsmark samt vid anläggande av etableringsskikt 9 metaller och 18 organiska miljögifter Kvalificerade metaller: bly, kadmium, koppar, krom, kvicksilver, nickel, silver, tenn och zink Kvalificerade organiska miljögifterna siloxaner, cykliska myskämnen, klorparaffiner, tennorganiska, perfluorerade föreningar, organofosfater samt några läkemedel progesteron, diklofenak och ciprofloxacin

35 Riskbedömningar av fosforrika fraktioner vid återförsel till åkeroch skogsmark samt vid anläggande av etableringsskikt Jordbruksmark - de organiska miljögifter som tydligt anrikas i jord är i fallande ordning PFOS>dioxiner>perfluordekansyra, perfluorundekansyra>pcb, kortkedjiga klorparaffiner och BDE209 växla mellan slam och konstgödsel mixa slam och konstgödsel

36 Screening av organiska föreningar i slambehandlad åkermark Igelösa, Petersborg, Taxinge och Sörmland ; jordprov, slamprov, gröda, maskprov Skånefälten- ackumulering av PBDE och PCB galaxolid, galaxolid lakton och tonalid påvisas ett par veckor efter gödsling - inget efter ett år Slamgödsling enligt svensk lagstiftning inget upptag i gröda påvisad I mask påvisades PFOS, BDE 47, BDE 99 och BDE 100

37 Screening av organiska föreningar Jämförelse modell analyserade prov Bra överensstämmelse mellan modell och analyserade prov för PFOS, BDE 209 ackumuleras TCPP tendens till ackumulering alkylfenoler, dibutylftalat och LAS, detekteras i några år och försvinner därefter Skåne 4 ton/ha vart 4:e år visar på bra överensstämmelse med modellerade halter Sörmland slamgödslad för första gången Merparten av de beräknade halterna låg under rapporteringsgränsen galaxoid, tonalid och galaxoid lakton låg analysresultaten högre än de beräknat

38 Screening av organiska föreningar Höstvete inte någon av de analyserade miljögifterna påvisade Riskutvärdering av halterna i jord tyder på att det inte föreligger någon risk för ekosystemet i jorden eller för människa, inte ens efter lång tids slamgödsling Bioackumulering

39 Studie av upptag av NASID i gröda efter gödsling med avloppsslam I slammet påvisades diklofenak och ibuprofen Analys av grödorna inga påvisade NSAID:s Upptag mindre än 2 % diklofenak Ibuprofen mindre än 0,8 %

40 Läkemedel i källsorterat klosettvatten och latrin behandling och risk Fekalieslam och svartvatten visade sig innehålla höga halter av läkemedel - kan förklaras med att utspädningen blir mycket mindre än i ett ordinarie avloppsvatten Aeroba behandling av svartvatten högre effektivitet för avlägsnandet av läkemedel jämfört med den anaeroba behandlingen av fekalieslam. Generellt sett var våtkomposteringen effektivare än ett konventionellt avloppsreningsverk. Ammoniakbehandlingen ingen effekt eller mycket liten effekt. Ingen skillnad kunde identifieras mellan den mesofila- och termofilabehandlingen.

41 Läkemedel i källsorterat klosettvatten och latrin behandling och risk Baserat på modelleringen i BASL4 medför gödsling med svartvatten, 40 ton/ha och år under tre år låg ackumulering i jord och låga koncentrationer i vete och morot Värsta scenario av intaget av läkemedel genom intag av morot och vete visar att ett dagligt intag av grödorna medför en dos mycket långt under den terapeutiska dagsdosen. För två läkemedel uppnås dagsdosen efter år

42 Läkemedelsresters öde i slambehandling och på åkermark gödslad med avloppsslam 15 av 24 läkemedel påvisades i slam Högst koncentration - citalopram Kolontest visade på högra mobilitet av sura läkemedel Jordprover A2 inga läkemedels påträffades B2 citalopram, fluoxetin, propanolol och sertralin på 0-0,25 m inga på 0,3-0,6 m

43 Identifierade behov

44 Behov Verifiering av modelleringsverktyg Utveckling av modelleringsverktyg för upptag i gröda

45 Behov Analyser av väl valda organiska miljögifter och läkemedel i slam, jord och slamgödslad jord från olika djup Analyser av väl valda organiska miljögifter och läkemedel i porvatten från olika djup i jord och slamgödslad jord

46 Frågor?