RISKER MED SMÅSKALIGT SLAM bakterier, virus och läkemedelsrester Kiladalen, 7 februari 2009 Annika Nordin Institutionen för Energi och Teknik, SLU, Ultuna
RISKER MED ÅTERFÖRING AV AVLOPP Sjukdomsframkallande mikroorganismer Bakterier, virus, parasiter Hormoner & läkemedelsrester Naturliga och syntetiska hormoner Antibiotika & andra läkemedel Andra föroreningar? Tungmetaller, organiska bekämpningsmedel, miljögifter Vad vi spolar ner hamnar i utgående avlopp!
MÖJLIGHETER MED ÅTERFÖRING AV AVLOPP Uthålligt samhälle från kvittblivning till resurs Växtnäringsämnen, mullämnen Minskat reningskrav Energivinster Effektiviserad vattenanvändning Minimerad miljöpåverkan Framtida gödselmedel till ekologisk odling? Förbättrad hantering av föroreningar!
TUNGMETALLER Tungmetaller anrikas Balans mellan tillförsel & bortförsel eftersträvas Försiktighetsprincipen Urin och fekalier Lägre än naturvårdsverkets riktvärden* (Pb, Cd, Cu, Cr, Hg, Ni, Zn) för slam i jordbruk Lägre Cd halt än konstgödsel Spolvatten kan innebära tillförsel Offeranoder, ledningar Bättre avfallshantering - minskad belastning!
BEKÄMPNINGSMEDEL OCH MILJÖGIFTER Bekämpningsmedel Halter lägre än gränsvärden för frukt och grönsaker Tillförsel till jordbruksmark låg jämfört med besprutning Organiska miljögifter (PCB, DDT etc.) Halter i toalettavfall mycket låga Ej tillåtna ämnen importeras via frukt & grönsaker Luftdeposition större än tillförsel via kompost & rötrest
HORMONER OCH LÄKEMEDELSRESTER Biologiskt aktiva, ofta toxiska, svårnedbrytbara Ett problem oavsett avloppssystem! Direktpåverkan på människor? Morgondagens ämnen? Mer än 1000 aktiva substanser Utsöndring i oförändrad form ( överdosering ), metaboliter & konjungat Hormoner liten del - stor miljöpåverkan Feminisering av fisk Syntetiska hormoner längre halveringstid, mer potenta Antibiotika Koncentrationer i avlopp lägre än MIC (Kalmar sjukhus) Koncentrationer i urin och fekalier - Liknande stallgödsel
NEDBRYTNING AV ORGANISKA ÄMNEN Bästa behandling för nedbrytning varierar med ämne Mesofil rötning (högklorerade ämnen) Aerob behandling (läkemedelsrester) Lång uppehållstid - bättre nedbrytning Mark bättre recipient än vatten Biologisk nedbrytning Koncentration organismer Gödsel ökar markens biologiska aktivitet Långtidsspridning av animala hormoner med djurgödsel men ännu inga effekter på landlevande organismer!
SJUKDOMSFRAMKALLANDE MIKROORGANISMER Varifrån kommer patogenerna i avlopp? Fekalier innehåller den största andelen patogener, magtarm infektioner Urin endast ett fåtal sjukdomar sprids via urin, ovanliga i Sverige BDT-vatten ex. tvätt av tygblöjor, från livsmedel Industri slakterier, livsmedelsindustri (djur- & växtpatogener) Dagvatten ex. avrinning från mark - djurfekalier
PATOGENER AV BETYDELSE Bakterier kan tillväxa i miljön antibiotika resistens! ex. Salmonella, Campylobacter, EHEC (zoonoser) 200-7000 fall/år Många fall utlandssmitta God djurstatus för Salmonella, EHEC ( 1%) Virus tåligare än bakterier sprids ej till djur låga infektionsdoser ex.adenovirus, rotavirus, hepatit A, calicivirus 100-150 fall/år Hep A Foto: Kjell-Olof Höglund
PATOGENER AV BETYDELSE Parasitära protozoer tåliga cystor låg infektionsdos ex. Giardia, Cryptosporidium (zoonoser), E. histolytica Giardia och Cryptosporidium vanlig i avloppsvatten, även behandlat. (Carlander et al 2002) Förekomst i miljö vanligare vid påverkan från avlopp eller djur (Hansen och Stenström 1998). Inälvsmaskar tåliga ägg i Sverige framförallt ett djurproblem ex. Ascaris, Taenia Foto:Anders
SMITTSPRIDNINGSVÄGAR Human exkreta Avlopp Uppsamling och behandling! SMITTSPRIDNINS- BARRIÄR Vattendrag Grundvatten Bevattning Gödsling Seafood Vattentäkt Miljö Gröda Människor Husdjur Vilda djur
SMITTSPRIDNINGS BARRIÄRER Uppsamling och behandling! Val av gröda styr behandlingsbehov Direkt konsumtion Behandlade livsmedel Industrigröda Avdödningsfaktorer Temperatur ph Vattenhalt UV-ljus Näring Ammoniak mm
ETT SÄKERT KRETSLOPP Bibehåller människohälsa Bibehåller djurhälsa Ökar ej miljökoncentrationer I Sverige inga epidemiologiska samband mellan kretslopp och smittspridning, risk dock ej obefintlig Uppsamling och behandling bryter smittspridningskedjan Håll smittförande, små fraktioner separerade från de stora volymerna avfall
AMMONIAK BASERAD HYGIENISERING NH 3 toxiskt Tillsats med urea (ph ~9) eller ammoniak (ph ~10) Positiv effekt av basiska tillsatser Höjer gödselvärde Förhindrar återväxt Kräver sluten behandling Kräver spridningsutrustning för flytgödsel NH 3 (%) 100 80 60 40 20 0 12 11 ph 10 9 8 7 4 34 24 14 Temp. ( o C)
BELASTNING OCH BEHANDLINGS BEHOV Utsöndring 10 8 cfu/pfu g -1 fekalier Spädning Friska individer, över tid ~10 6 cfu/pfu g -1 Urin * ~10 5 cfu/pfu g -1 Spolvatten <10 4 cfu/pfu g -1 *Jönsson mfl. 2005 JTI, rapport 38
HYGIENISERINGSEFFEKT Salmonella och EHEC Snabb inaktivering tröskel <20 mm -log 10 cfu day -1 Inactivation of Salmonella spp. in faeces ( )and urine ( / ) plotted against concentration of NH3 (aq) at 24 and 34ºC 35 30 25 20 15 10 5 0 0 50 100 150 200 250 NH 3 (mm)
HYGIENISERINGSEFFEKT Salmonella och EHEC Snabb inaktivering tröskel <20 mm Inaktivering av Salmonella spp. vid 14 C 5 4.5 4 fekalier urin gödsel -log 10 cfu day -1 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0 50 100 150 200 250 300 NH 3 (mm)
AMMONIUMKVÄVE I KLOSETTVATTEN Urin + fekalier* 470 mm N NH4+NH3 Efter spolvatten 36 mm N NH4+NH3 0.5% urea 200 mm N NH4+NH3 14 C, ph 9 20% som NH 3 40 mm NH 3 Inaktivering Salmonella 0.5 log 10 /dag 1 månad - reduktion Salmonella 10 15 *Jönsson mfl. 2005 JTI, rapport 38
GÖDSELVÄRDE Växtnäringsinnehåll gödseltyper (kg/ton) P-tot N-tot K Våtkompost Svingödsel 0,22 2,4 1,07 Våtkompost Latrin 0,96 3,01 1,52 Svinflytgödsel 1,9 5,1 3 Latrin 1,3 3,3 0,9 0.5% ureahyg. klosettv. 0,07 2,8* 0,16 Medeltal av analyser HIR-rådgivningen, Nilsson 1990 *NH-N, beräkningar baserade på produktion 20,6 l klosettvatten/dag
GÖDSLINGSSTRATEGI Högt ph, risk för ammoniak-emission Flytgödselspridare Släpslangs alt. nedmyllnings- eller injektionsaggregat