Ovatko vesistöjen mikrobiologiset ja kemialliset saasteet uhka

Ovatko vesistöjen
mikrobiologiset ja kemialliset
saasteet uhka terveydelle?
Ilkka Miettinen
AKVA-sidosryhmäseminaari 24.11.2015
1
Ovatko vesistöt puhtaita ?
Taudinaiheuttajamikrobien esiintyvyys vesistössä
• Norovirukset GI, GII : 14, 27 % näytteistä positiivisia
• Adenovirukset: 62 %
Suuri ajallinen ja
• Kampylobakteerit : 84 %
paikallinen vaihtelu
• Salmonella-bakteerit : 16 %
• Legionella-bakteerit : 21 %
Saastelähteinä
Lukumäärät: <1 – 1700 mikrobia/L
yhdyskuntien jäteveden
puhdistamot
Kemikaalien esiintyvyys vesistössä
• Karbamatsepiini : 85 % positiivisia
• Ibuprofeiini, ketoprofeiini: 53, 65 %
• Sakariini, asesulfaami-K, kofeiini: 95-100%
• Perfluoriyhd.:PFOA ja PFOS: 72-97 %
Pitoisuudet: <0.25 – 1700 ng/L
AKVA-sidosryhmäseminaari 24.11.2015
2
Vesistöjen valuma-alueiden kuormitus
• Mikrobikuormitus haja-asutuksesta, maataloudesta ja
kotieläimistä sekä villieläimistä (mm. linnut) voi olla
merkittävää
– Mikrobien vähittäinen häviäminen vedessä ja maassa
lämpötilasta ja valosta riippuen
• Maatalouden kuormitus (eläintiheys) näkyy jokivesien
laadussa
3
Riskien hallintaa - analytiikka
• Veden laadun kemialliset ja
mikrobiologiset mittaustulokset
• Erikoisanalytiikan soveltaminen
kuluttajakemikaalien sekä tautiaaiheuttavien mikrobien ja
saastelähteiden tunnistuksessa
Pitoisuus ng/l
• Mittaustiedon hyödyntäminen
saasteiden kulkeutumisen
mallinnuksessa sekä riskien
arvioinnissa
1000
PFOS
PFOA
CAR
IBU
KETO
CAF
ACS
100
10
1
0
AKVA-sidosryhmäseminaari 24.11.2015
4
Saasteiden kulkeutumisen hallinta
mallinnuksen avulla
Esimerkkinä asesulfaami-K (makeutusaine)
• Ytimenä vesistöjen
virtausmalli/pohjaveden
virtausmalli
• Lähtötiedot aineista/
mikrobeista
– Säilyvyys vesissä
• Kulkeutumismalli toimii
hyvin passiivisille aineille
kuten asesulfaami-K:lle
ModFlow
pohjaveden
virtausmalli
AKVA-sidosryhmäseminaari 24.11.2015
– Haasteena kemiallisten
/biologisten mittaustulosten
epätarkkuus tai
mittaustulosten vähyys
sekä vaikuttavien tekijöiden
huomioon ottaminen
malleissa
Tekopohjavesiprosessin puhdistusteho 1/2
Turun Seudun Vesi:
• Raakaveden esikäsittely (siivilöinti,
saostus, flotaatio, suodatus)
• Harjuimeytys
http://www.turun
seudunvesi.fi/fi
tekopohjavesi
• Desinfiointi kloorin avulla
• Jo esikäsittelyvaihe poistaa
tehokkaasti mikrobeja
• Tekopohjavesiprosessi lisää
mikrobien poistumaa
– Valmiiseen juomaveteen ei päädy
haitallisia mikrobeja
AKVA-sidosryhmäseminaari 24.11.2015
6
Tekopohjavesiprosessin puhdistusteho 2/2
2.12.2015
600
30
Asesulfaami
Kofeiini
500
25
400
20
300
Pitoisuus ng/L
• Tekopohjavesiprosessin tehoon vaikuttavat
mm.: imeytysmatka,
maaperän rakenne,
olosuhteet (t, DO, …)
Tekopohjavesi
Pitoisuus ng/L
• Valmiissa
tekopohjavedessä ei
joko havaita lainkaan
mitattavia pitoisuuksia
tai hyvin alhaisia
pitoisuuksia (<0.25360 ng/L)
Syklaamihappo
Karbamatsepiini
PFOA
PFOS
15
200
10
100
5
0
0
AKVA-sidosryhmäseminaari 24.11.2015
Sakariini
7
Juomavesikäsittelyn tehostaminen
•
•
•
•
•
Saostus (perinteinen vedenkäsittelytekniikka)
Aktiivihiili: liuenneiden aineiden poistuma adsorption avulla
Otsonointi: liukoisten aineiden hyvä poistuma, hyvä desinfiointiteho
Kalvosuodatus
Advanced oxidation processes (AOP) tekniikat: tulevaisuuden
tekniikkaa
• Desinfiointi
– Klooriyhdisteet, UV-valo,…
Hyöty vs. kustannukset
– Puhdistustekniikan valinta riippuu raakavesien laadusta,
laatuvaatimuksista sekä monista suunnitteluparametreistä
2.12.2015
AKVA-sidosryhmäseminaari 24.11.2015
8
Jätevesien käsittely
• Perinteinen aktiivilieteprosessi
– Primäärikäsittely: kiintoaineen poistaminen
– Sekundäärikäsittely: orgaanista ainesta, suspendoitunutta kiintoainetta
sekä ravinteita (ammonium- ja nitraattityppi sekä fosfori)
• Jälkikäsittely
– Esim. aktiivihiilisuodatus, desinfiointi (UV, peretikkahappo,
permuurhaishappo,…)
– Teho lääke- ym. haitta-aineille ja mikrobeille vaihtelee
• Vaihtoehtoisia käsittelytekniikoita
– Kalvobioreaktori (MBR) puhdistustulos riippuu kalvon tiheydestä
– Kalvosuodatustekniikat
– Otsonointi / AOP
Hyödyt vs. kustannukset
• Jätevesien käsittely JO saastelähteen lähellä (tehtaat,
sairaalat) ?
– saasteiden laimeneminen keskitetyssä jäteveden käsittelyssä
AKVA-sidosryhmäseminaari 24.11.2015
9
Koettu riski vs. todellinen riski
Paikallisuus puhuttelee ihmisiä voimakkaasti – voi johtaa
oletettujen riskien ylikorostumiseen
•
Koetut riskit riippuvat paljon ihmisryhmästä ja tilanteesta
•
CONPAT: Keskustelu tekopohjavedestä polarisoitunutta ja
yllättävänkin kriittistä hankkeen suunnitteluvaiheessa –
kritiikki käytännössä hävinnyt laitoksen käytönoton jälkeen
Lähde: Ilkka 1.8.2015
Todelliset terveysriskit - mikrobit
• Jätevesissä paljon mikrobeja –
100% infektioriski
• Vrt. Nokian vesikriisi
• Järvi/jokivedet – merkittävä riski
sairastua
• Pintavesiä ei pidä käyttää
sellaisenaan juomavesinä
• Juomavesi (tekopohjavesi)
• Riskit alenevat
vedenkäsittelyssä
merkittävästi
• Käytännössä ei
sairastumisriskiä jos
puhdistusprosessi on
kunnossa
AKVA-sidosryhmäseminaari 24.11.2015
11
Todelliset terveysriskit - kemikaalit
• Kemikaaleja päätyy vesistöihin
• Vedenkäsittely kykenee
alentamaan useiden
kemikaalien pitoisuuksia
• Vähäisiä kemikaalijäämiä
juomaveteen
• Juomaveteen päätyvät
kemikaalit eivät aiheuta
terveysvaaraa, tosin
pidempiaikaisen altistumisen
riskejä ei vielä tiedetä
Makeutusaine –
asesulfaami-K:
- pohjavesi: 0 – 250 ng/l
- Virvoitusjuomat: max. 350
mg/l
- ADI: 15 mg/kg/vrk
PFOA:
- pohjavesi: 0 - 2 ng/l
- Sallittu altistuminen:
400 ng/l juomavedessä
• Seurannan avulla valmius
reagoida äkillisiin
laatuongelmiin
AKVA-sidosryhmäseminaari 24.11.2015
12
Yhteenveto
• Vesistöihin päätyy jätevesien kautta mikrobeja ja
kemikaaleja
– Jäteveden käsittelyn tehostamisen avulla voitaisiin vähentää
kuormitusta
• Ulostesaastutusta kuvaavia mikrobeja, kuluttaja- ja
teollisuuskemikaaleja löytyy vesistöistä
– voidaan seurata analytiikan ja mallinnuksen avulla
• Talousveden käsittelytekniikat kykenevät poistamaan
mikrobeja ja kemikaaleja.
– Veden käsittelyä voidaan tehostaa, mutta onko se
kustannustehokasta tai muuten perusteltua?
• Juomavesien terveyshaitat voidaan hallita
AKVA-sidosryhmäseminaari 24.11.2015
13