Reduktion av läkemedelsrester Föreningen Vattens Norrlandsmöte 2011 Cajsa Wahlberg, Berndt Björlenius Stockholm Vatten Bakgrund 1 000-1 2000 aktiva substanser ingår i läkemedel på den svenska marknaden Drygt 3% används inom slutenvården Ca 2 % används inom djursjukvård De aktiva substanserna är: Svårnedbrytbara Biologiskt aktiva Oftast vattenlösliga Utsöndras främst via urinen Stora mängder läkemedel År 2008 såldes 5,7 miljarder DDD (Definierad Daglig Dygnsdos) för ca 34 miljarder kronor. En ökning med 4,2 % jämfört med 2007 De 100 mest sålda läkemedlen i Sverige innehåller över 1 000 ton aktiv substans De ca 60 vi valt ut i Stockholmsområdet innehåller ca 52 ton aktiv substans (25 ton om man räknar bort ibuprofen och paracetamol) Det blir 142 kg om dagen. Uppmätt i inkommande avloppsvatten i Bromma och Henriksdal är ca 60 kg/d. 1
Kända miljöeffekter Några exempel: Fiskar i engelska floder tvekönade pga östrogena effekter Effekter även på bl a groddjur och snäckor Progestinet levonorgestrel finns i utg. avlopp i halter som påverkar fetiliteten hos fisk, 1 ng/l (Fick et al, 2010) Flera gamarter i Indien riskerar dö ut pga diclofenac (Voltaren) i döda kor Stockholm Vattens projekt (2005-2010): Åtgärder vid källan - förebyggande arbete Val av ämnen och kemisk analys Vilka läkemedel hittar vi i vår råvattentäkt? I dricksvattnet? Utsläpp från befintliga RV vad hamnar i recipienten? Reduktionsgrader i reningsverken Behandlingsbarhet i konventionella RV vilka reningssteg är effektiva? Hur mycket hamnar i slammet? Försök med kompletterande reningsmetoder Effektstudier och riskbedömning Halter i in- och utgående avloppsvatten vid Henriksdal (ng/l) (Mv av 61 resp. 80 prover) 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 7 700 Inkommande Utgående 2
Reduktionsgrader i Henriksdal Av 70 läkemedel reduceras följande mer än 90 %: Paracetamol Ciprofloxacin Ibuprofen Norfloxacin Enalapril Atorvastatin Estriol Ketokonazol Hydrokortison Ofloxacin (om partikelfasen räknas med) Estron Tetracyklin (om partikelfasen räknas med) 19 läkemedel reduceras med mellan 50 och 90 % 20 reduceras med mellan 20 och 50 % 20 reduceras med mindre än 20 % I Bromma är reduktionsgraderna lite sämre, sannolikt beroende på kortare uppehållstid och lägre slamålder Läkemedelsrester i recipienten (Saltsjön) 2006-2008 (n=4), ng/l 40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 Furosemid Metoprolol Atenolol Tramadol Hydroklortiazid Oxazepam Naproxen Cetirizine 10,0 5,0 0,0 Centralbron Blockhusu. Halvkaks. Koviksudde Oxdjupet Nyvarp NV Eknö Analyserat av Eurofins AB Läkemedel i slam, mg/kg TS 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 Henriksdal Bromma Läkemedel som förekommer i över 0,1 mg/kg TS av 86 st analyserade. (n=6) 1,5 1,0 0,5 0,0 Analyserat av Eurofins AB 3
Bas Syra O2 Värmeväxlare Inloppsvatten Temperaturoch phjustering O3 Studerade reningsmetoder Huvudkategorier: Biologiska metoder Separerande metoder Aktivt Slam (AS) Membranbioreaktor (MBR) Biofilm System (MBBR) Nanofiltrering(NF) Omvänd osmos (RO) Aktivt kol (AC) Oxidativa metoder (kem/fys) Ozonering (O 3 ) Ultraviolett ljus + väteperoxid (UV/H 2 O 2 ) Ozonering Prov Prov Prov Restgas till destruktion Syrgasflaskor Styrskåp med ozongenerator K1 10' K2 20' K3 30' Avloppsvatten Kylvatten Ut kylvatten Prov Utjämningstank för utgående avloppsvatten från reningsverket Pump Avlopp Prov Pump Ejektor Kontaktloop Prov Luftning av ozonhandlat vatten Avlopp Kraftfull oxidation Tar bort många ämnen 30-50 % högre energiåtgång Biprodukter? Dos-responskurva för reduktionsgraden vid ozonering Reduktion 100% 80% 60% 40% 20% 46 ämnen (-ibu, -parac) 13 ämnen ATC-kod C ATC-kod N 0% 0 5 10 15 Ozondos [g O 3 /m 3 ] 4
Aktivt kol (AC) Mycket stor reduktion (med hög förbrukning av GAC) Ingen destruktion av ämnena Kolet måste reaktiveras eller kastas Reningsgrader med olika metoder 16000 Summahalt av 46 ämnen [ng/l] 14000 14349,26721 12000 10000 8000 7814 6780 6000 4721 4000 2000 0 110 905 172 305 Hdal in Hdal ut L2 MBR ut Ozon 10 g/m3 UV 100Wh/m3 40 mg/l AC 140 g/m3 NF VRF 1-20 RO VRF 20 5
Påverkan på akvatiska organismer av kompletterande rening: Henriksdal ARV Inloppsvatten Henriksdal Försedimentering Henriksdal aktiv slam Dricksvatten Henriksdal eftersedimentering Henriksdal Sandfilter Ozon 5 mg/l Aktivt kol filter Aktivt kol filter Ozon 5 mg/l Ozon 15 mg/l Biofilm reaktor (MBBR) UV/H2O2 10 mg/l A1 A2 Hdal Dricksvatten + 2% filtrerat Sand- Hdal utg (Hdal utg) A3 Hdal Aktivt kol filtrerat A4 Hdal Lågdos Ozonerat vatten A5 Hdal Högdos Ozonerat vatten A6 Hdal Lågdos Ozonerat+ Biofiltrerat A7 Hdal UV/H2O2 utgående Effektstudier i avloppsvatten renat med olika metoder Regnbåge metabolitprofiler, organstorlek, dioxinliknande och östrogena effekter, beteendestudier (Sahlgrenska akademin, GU) Zebrafisk embryotoxicitet, könsutveckling, reproduktion (ITM, SU + SLU) Kräftdjur (Nitocra) reproduktion, utveckling, populationstillväxt Alger (Ceramium, Pseudokirchneriella) tillväxthämning Bakterier (Microtox ) hämning av luminiscens (ITM, SU) Ekotoxtester sammanvägda i rankingtabell (Breitholtz&Larsson, 2009) Pluspoäng = förbättrad effekt jämfört m konv. reningsteknik Minuspoäng = försämrad effekt jämfört m konv. reningsteknik Reningsteknik Konventionellt renat avloppsvatten = referensnivå *Test endast på juvenil tillväxt under 2007 Alg Kräftdjur Fisk Påverkan på Dioxinliknande Organ- Populations-plasmatillväxmetaboliter effekter Tillväxt storlek Reproduktionstest Östrogen påverkan e.a. = test ej genomförd Kemisk analys Summa Rankning Summa poäng 0 0 (=neg. 0 (= som 0 0 0 (=ej (=måttl.) popul.tillv.) kontr.) (=betyd.) (=betyd.) betyd.) + Aktivt kol -1 +1 ±0 +2 +2 e.a. +3 +3 10 1 + Ozon (5mg/L) ±0 +2-1 +1 +2 ±0 +3 +2 9 2 + Ozon (15 mg/l) -1 +1-2 +2 +2 ±0 +3 +3 8 3 + MBBR +1 ±0* -2 ±0 +2 e.a. +1 +1 3 4 + UV/H 2O 2-1 ±0-2 ±0 +1 e.a. +1 +1 ±0 6 0 0 (=viss (=mätbar) red.) ±0 6 MBR -1 ±0* -2 +1 ±0 ±0 +2 +1 1 5 6
Vad får vatten- och avloppsreningen kosta? Dagens reningsverk är mycket resurseffektiva Kompletterande reningsmetoder kräver mer resurser (främst el) Troligen 50 % mer än idag (0,15 kwh/m 3 i stora verk) Vinsten med kompletterande rening måste ställas mot ökad energi- och resursförbrukning En grov skattning av drift-, investerings- och kapitalkostnader för svenska förhållanden visar att ökningen ligger mellan 0,60 och 12 kr/m 3, beroende på teknikval och reningsverkets storlek (membranmetoder undantagna) Dvs 10-40 % ökning av vattentaxan, eller 150-750 kr per person och år Sammanfattning Dagens reningsverk tar inte bort alla läkemedel ur avloppsvatten Läkemedelsrester hittas i dricksvatten och recipient, men i låga halter Kompletterande reningsmetoder kan avlägsna läkemedel ur avloppsvatten Aktivt kol, ozonering samt omvänd osmos (RO) gav de bästa resultaten Ekotoxikologiska tester visar att ozon i låg dos samt aktivt kol är mest lovande sett ur ekologiskt perspektiv De studerade metoderna kan troligen även reducera andra ämnen De oxiderande metoderna reducerar också mikroorganismer Slamkvalitén blir inte bättre med de studerade teknikerna Det kostar energi och resurser vem ska betala? Vi behöver veta mer om effekter av läkemedel i miljön Tack till: Stockholms stad, Miljömiljarden Våra samarbetspartners: Nicklas Paxéus, GRYAAB IVL Goodpoint (fd Kemi&Miljö) ITM, Stockholms Universitet Sahlgrenska akademin, Göteborgs Universitet SLU Eurofins M fl Vår referensgrupp för val av läkemedel: Anna-Karin Johansson, Läkemedelsverket Åke Wennmalm, Sll Bo Gunnarsson, Apoteket AB Joakim Larsson, GU Samt många kollegor på Stockholm Vatten 7
Tack för mig! Frågor? Slutrapport och delrapporter finns på: www.stockholmvatten.se/lakemedel Kontakt: cajsa.wahlberg@stockholmvatten.se (berndt.bjorlenius@stockholmvatten.se) 8