Toxiska effekter från organiska mikroföroreningar i avloppsvatten och recipienter

Tillämpning av biologiska effektbaserade metoder på svenska avloppsreningsverk

Tiotusentals kemikalier och läkemedel används dagligen, och många hamnar i avloppsvatten som inte renas effektivt från mikroföroreningar i konventionella reningsverk. Traditionell kemisk analys fångar bara en bråkdel av dessa ämnen och räcker därför inte för att bedöma miljörisker. Biologiska effektbaserade metoder har utvecklats som ett kostnadseffektivt komplement för att mäta effekter från både kända och okända ämnen samt blandningseffekter.

Projektet har utfört effektbaserade analyser på inkommande och utgående vatten från sju svenska reningsverk samt i deras recipienter. Följande biologiska effekter har mätts i odlade celler: hormonstörande effekter (östrogena och androgena effekter), genotoxisk aktivitet med risk för DNA-skador, samt allmän föroreningsbelastning som visar sig som oxidativ stress i cellerna, som blockering av androgenreceptorn (anti-androgen effekt) eller som aktivering av en receptor som kallas arylhydrokarbonreceptor (AhR). Det fanns inga tydliga samband mellan de olika effekterna, vilket visar att det handlar om effekter från olika ämnen. I recipienterna kunde ingen systematisk ökning kopplas till utsläpp av renat avloppsvatten, men höga aktiviteter i flera prov tydde på allmän föroreningsbelastning.

Östrogena effekter var utbredda och överskred ofta de riktvärden som har föreslagits av BioCell Analytica, ett företag som har grundats av forskare vid Sveriges lantbruksuniversitet. Androgena effekter var vanliga i inkommande avloppsvatten, men majori­teten av prov på utgående vatten var under detektionsgränsen. Det föreslagna riktvärdet för androgena effekter överskreds i utgående vatten från tre avloppsreningsverk. Anti-androgena effekter påträffades i majoriteten av prov på inkommande vatten och i ca 60 % av utgående, med lägre reningseffektivitet än för östrogena och androgena effekter. Oxidativ stress och AhR-aktivitet uppmättes i de flesta prov, men nivåerna var överlag låga med undantag för AhR-aktivitet i Nässjö reningsverks recipient som hade högre värden än det utgående vattnet vilket indikerar en okänd källa för AhR-aktiva ämnen.

På Henriksdals avloppsreningsverk i Stockholm finns två olika parallella renings­processer – en med konventionell rening (aktivt slam) och en med membranbioreaktor (MBR). MBR-processen visade genomgående bättre rening av både östrogena och androgena effekter än aktivslamprocessen. Samtliga prov på utgående vatten över­skred ändå riktvärdet för östrogena effekter. Kiviks reningsverks MBR-rening följt av filtrering genom granulerat aktivt kol (GAK) var särskilt effektiv, för vissa parametrar redan i MBR-steget. Ozon och GAK i pilotskala på Nolhaga reningsverk i Alingsås var överlag mer effektivt än filtrering med biologiskt aktivt kol (BAK) för samtliga parametrar utom androgena effekter.

Genotoxicitet kunde påvisas i både inkommande och utgående vatten vid de flesta reningsverk. På Henriksdalsverket kvarstod hög genotoxisk aktivitet även efter MBR, medan Kiviks MBR effektivt reducerade den effekten. Förekomst i utgående vatten är en varningssignal för potentiell DNA-skada och bör följas upp med källspårning eller kompletterande rening.

Projektets resultat visar att effektbaserade analyser ger ett mer heltäckande under­lag för att bedöma reningseffektivitet och miljöpåverkan än kemisk analys, eftersom metoden fångar både kända och okända ämnen samt blandningseffekter som kemisk analys missar. Analyserna kan användas som utvärderande parametrar vid optimering av reningsprocesser och vid undersökningar av nya reningstekniker.

Rapportnummer 2025-19 Projektnummer 23-110