Forskaren Berndt Björlenius mäter syrehalten i avloppsvattnet före och efter försöken att rena bort läkemedelsrester med det mobila reningsverket som syns i bakgrunden.

Bild: 
Joel Nilsson / Lindsten & Nilsson

Han stoppar våra mediciner innan de rinner ut i havet

Reningsverken klarar inte av att rensa bort läkemedelsrester ur avloppsvattnet. I stället släpps de ut i våra hav och sjöar. F&F har besökt en grupp forskare som undersöker hur dessa substanser påverkar livet i havet – och dessutom utvecklar ny teknik för att kunna fånga upp läkemedelsresterna innan de hamnar i naturen.

Författare: 

Publicerad:

2015-01-31

Varje år använder vid drygt 1 000 ton läkemedel i Sverige. Eftersom de ska kunna passera kroppens mag- och tarmkanaler utan att förlora sin effekt, och dessutom tåla lång lagring, bryts många av substanserna inte ner i kroppen. I stället följer de med ut i avloppet och fortsätter sedan även genom reningsverken utan att förstöras. Till slut hamnar de i våra vattendrag.

Det handlar om ungefär 1 200 olika substanser, som alla har förmågan att påverka specifika processer och vävnader i kroppen. Flera av dessa ämnen har liknande effekter på fiskar och andra vattenlevande organismer.

Berndt Björlenius, forskare vid Kungliga tekniska högskolan i Stockholm, har länge studerat problemet med läkemedelsrester i avloppsvattnet. Han deltar i ett omfattande svenskt forskningsprogram som ska kartlägga hur läkemedelsrester påverkar akvatiska miljöer och hur miljöriskerna kan minskas.

I ett försök vid Henriksdals reningsverk i Stockholm har Berndt Björlenius och hans kolleger vid Stockholm Vatten undersökt ett hundratal potentiellt miljöfarliga läkemedelsrester utifrån hur svåra de är att bryta ner, hur giftiga de är och i vilken utsträckning de anrikas i levande organismer. Deras genomgång visar att det avloppsvatten som kommer till reningsverket under ett år innehåller 8 500 kilo läkemedelsrester. I det renade vattnet, som släpps ut i Saltsjön, finns 900 kilo kvar.

– Det låter kanske som en bra rening, men om man bortser från de vanligast förekommande substanserna ibuprofen och paracetamol, som finns i smärtstillande medel och är lättast att rena bort, så finns hälften av de aktiva substanserna kvar i det utgående vattnet, säger Berndt Björlenius.

Trots den enorma utspädningseffekten i havet har forskarna kunnat uppmäta förekomst av flera läkemedelssubstanser även långt ute till havs. Under en forskningsexpedition med briggen Tre kronor sommaren 2013 upptäcktes till exempel spår efter 24 olika läkemedel i de vattenprover som togs på 52 olika platser i Östersjön. De tre vanligaste substanserna var karbamazepin, som ingår i ett läkemedel mot epilepsi, orfenadrin, som är ett lugnande läkemedel, samt flekanid, som används mot hjärt- och kärlsjukdomar.

– Karbamazepin är ett väldigt stabilt ämne som inte bryts ner i naturen. Men eftersom det är vattenlösligt har det sannolikt ingen negativ effekt på organismer i havet, trots relativt stor förekomst. Värre är det med antibiotika, smärtstillande medel och hormonstörande ämnen som p-piller, säger Jerker Fick, som är miljökemist vid Umeå universitet och som också deltar i forskningsprogrammet.

Redan 1999 publicerade Joakim Larsson, professor i miljöfarmakologi vid Göteborgs universitet, en studie om utsläppen från Gråbo reningsverk utanför Lerum. Koncentrationen av etinylöstradiol, ett syntetiskt östrogen som finns i många p-piller, var 45 gånger högre i det renade avloppsvattnet än gränsvärdet för när ämnet påverkar fisk.

– Det var rena hormonchocken för unga regnbågshannar. De började producera ägguleproteiner, vilket annars bara könsmogna honfiskar gör.

Tillsammans med Jerker Fick har han även upptäckt att regnbågslax som utsätts för renat kommunalt avloppsvatten, som innehåller det syntetiska könshormonet levonorgestrel, har högre koncentration av ämnet i sitt blod än kvinnor som äter p-piller.

– Det är ett väldigt potent ämne. Man har funnit att reproduktionsförmågan hos fisk kan upphöra redan vid koncentrationer under ett nanogram per liter.

Dessa resultat ligger i linje med brittiska studier som visar att fiskar som lever nära utgående vatten från reningsverk blir tvåkönade eller byter kön och får nedsatt fortplantningsförmåga.

EU:s ramdirektiv för hållbart utnyttjande av våra vattenresurser infördes år 2000. Där listas ett trettiotal miljöfarliga ämnen med gränsvärden som inte får överstigas. Just nu står ytterligare tre läkemedelssubstanser under bevakning: de två könshormonerna etinylöstradiol och naturligt östradiol, samt den antiinflammatoriska och smärtstillande substansen diklofenak, som finns i till exempel Voltaren.

Joakim Larsson har gjort många studier på regnbågslax, för att undersöka vid vilka koncentrationer av diklofenak som fisken påverkas.

– Läkemedelsbolaget Novartis, som tillverkar diklofenak, publicerade nyligen en studie som hävdade att koncentrationer på upp till 320 mikrogram per liter var helt säkra för fisk, vilket fick EU att inte sätta diklofenak på priolistan, utan bara på bevakningslistan. Men i färska försök tillsammans med forskare vid SLU dog så många av fiskarna vid denna koncentration att vi fick avbryta försöket av djurskyddsskäl. Redan vid den lägsta testade koncentrationen, 1,6 mikrogram per liter, såg vi effekter på fiskarnas genuttryck. Det finns även tyska studier som påvisar cellförändringar i organ som njure, lever och gälar vid dessa halter, säger Joakim Larsson.


Bild: 
Johan Jarnestad

Det föreslagna EU-gränsvärdet för diklofenak i ytvatten är 0,1 mikrogram per liter. I utgående avloppsvatten från svenska reningsverk är halten ofta tio gånger högre, omkring 1 mikrogram per liter.

– I naturen är diklofenak en jäkligt elak drog, som nästan har utrotat hela populationer av gamar i Asien, säger Joakim Larsson (se rutan på sidan 50).

Även om vissa läkemedel är välstuderade kan det vara mycket svårt att knyta ett enskilt ämne till en specifik effekt på vilda djur. Ofta görs tester på fisk i akvarier; det gäller till exempel regnbågslax. Fiskarna utsätts för kontrollerade mängder av ett visst ämne, parallellt med att man mäter halterna i hav och vattendrag eller i avloppsvatten från reningsverken.

– Utifrån detta gör man en rimlig bedömning av effekterna i miljön, men tester i laboratorier blir ofta förenklingar av verkligheten. Det finns ett stort mått av osäkerhet när man försöker uppskatta vilka ämnen som är farliga i naturlig miljö. Dessutom vet man inte hur substanserna samverkar med varandra. Det är troligen en blandning av ett stort antal giftiga ämnen som gemensamt leder till de effekter som registrerats, säger Joakim Larsson.

För att testa nya reningsmetoder använder forskarna bland annat ett mobilt reningsverk, som är inrymt i en container på 15 kvadratmeter. När Forskning & Framsteg besöker pilotprojektet är containern inkopplad vid Käppala reningsverk på Lidingö utanför Stockholm. Det är Sveriges tredje största reningsverk – en förvånansvärt tyst och luktfri anläggning, trots att drygt 50 miljoner liter avloppsvatten från en halv miljon människor passerar här dagligen.

Berndt Björlenius visar hur några liter av det renade vattnet, som är färdigt att pumpas ut i Östersjön, leds in i den mobila testanläggningen. Det kluckar och porlar från vattenrören, och i en behållare samlas uppfångat material – en brunaktig sörja – från ett av reningsförsöken.

– Vi brukar skoja och kalla det för mirakelsoppa, ett koncentrat av alla mediciner som folk har tagit, säger han.

I pilotanläggningen jämförs olika reningstekniker samtidigt. Dels fysikaliska metoder med aktivt kol som fångar upp små molekyler, dels kemiska metoder där molekylernas dubbelbindningar bryts sönder genom oxidering med ozon. Hittills visar det sig att upp till 90 procent av läkemedelsresterna kan reduceras med ozonering, och uppåt 95 procent med aktivt kol.

– Mycket talar för att en kombination av aktivt kol och ozon ger bäst resultat, säger Berndt Björlenius. Det gäller att hitta balansen mellan ozondos, reningsgrad och risk för biprodukter. Vi måste prova olika varianter, eftersom det är stor spridning på effekterna av olika typer av rening på de aktiva substanserna. Det går inte att dra alla över en kam.

Det finns även risk för att oxideringen leder till att det bildas nya typer av ämnen, med nya oönskade egenskaper. För att undersöka sådana effekter studeras det vatten som kommer ut från pilotanläggningen i en annan del av projekt. Där finns ett batteri av testorganismer som representerar livet i vattenmiljön, från bakterier och alger till fisk och kräftdjur, som utsätts för vattnet.

– Vi måste vara fullständigt säkra på att vi kan ta bort de negativa biologiska effekterna utan att nya ämnen tillförs, som är skadliga. Våra metoder ska fungera i verkligheten, och därför vill vi göra misstagen i liten skala, säger Berndt Björlenius.

Sverige ligger relativt långt framme när det gäller den här typen av reningstekniker. Men det finns liknande försöksanläggningar för rening av läkemedelsrester även i andra delar av Europa. I Schweiz invigdes i februari 2014 en fullskalig reningsanläggning som också bygger på aktivt kol och ozonering.

– Men där får vattnet passera steget med aktivt kol före oxideringssteget. Då tar man först bort organiska ämnen och kan därmed använda mindre ozon. Vi testar att göra tvärtom. Dels för att ozonmetoden är billigare än kol, dels för att kolet då kan fånga upp sådana ämnen som eventuellt bildas som biprodukt vid ozoneringen.

Planen är att forskarna under 2015 ska genomföra ett försök i full skala vid reningsverket i Knivsta utanför Uppsala, som hanterar avloppsvatten från 13 000 personer. Det nya steget för läkemedelsrening ska då kopplas på i slutet av den traditionella reningen, innan vattnet släpps ut i vattendragen. Målet är att få bort 95 procent av alla läkemedelsrester, i stället för 50 procent som i dag.

Berndt Björlenius bedömer att det, om allt går enligt planerna, skulle ta fyra till fem år att komplettera Sveriges befintliga reningsverk med ett extra reningssteg. En avgörande faktor är hur mycket det kommer att kosta.

– Om beslutfattarna är rädda för högre taxor är vår forskning onödig, men jag tror ändå att de flesta är beredda att lägga på lite grann för att rena bort läkemedelsresterna. Vårt mål är en merkostnad på 20 procent.

I Sverige är det Naturvårdsverket som utfärdar föreskrifter för avloppsreningsverken. Linda Gårdstam, som är chef för tillsynsvägledning av miljöfarlig verksamhet vid Naturvårdsverket, förklarar att det måste finnas en tydligt bevisad miljövinst innan man kan införa krav på rening av läkemedelsrester:

– Extra reningssteg är energikrävande och kostsamma. De kan skapa nya miljöproblem och bland annat bidra till växthuseffekten, så frågan är om de positiva effekterna är så stora att det är värt att ta den kostnaden. Vi följer forskningen, men vill inte införa krav som drabbar den enskilde i onödan. Det är en ständig avvägning.

Linda Gårdstam vill hellre se åtgärder högre upp i avloppshierarkin, helt enkelt stoppa läkemedelsresterna innan de når reningsverken. En lösning vore att inte tillåta mediciner som har skadlig effekt på miljön. Men enligt EU-lagstiftningen får man inte neka godkännande av ett nytt läkemedel för människor på grund av miljöpåverkan.

– Precis som när det gäller miljörisker med nanomaterial finns det ännu inga regler som inkluderar miljörisken när man gör avvägningen mellan risk och nytta för humanläkemedel, trots att det finns risker för miljön och därmed i förlängningen även för människor, säger Charlotte Unger, miljöchef på Läkemedelsverket.

Hon bedömer att läkemedelsanvändningen kommer att fortsätta öka i hela världen i takt med ökande välfärd och en befolkning som lever allt längre – eftersom äldre människor behöver mer medicin.

För Berndt Björlenius är frågan ganska enkel:

– Om vi använder läkemedel som påverkar naturen, tycker jag att vi har en skyldighet att antingen byta dem eller rena bort dem.

Du har just läst en artikel från tidskriften Forskning & Framsteg. Prenumerera här.

Kommentera:

1

Dela artikeln:

TIDNINGEN FÖR DIG SOM ÄR NYFIKEN PÅ ALLVAR
11 nummer 779 kr
2 nummer 99 kr
Du vet väl att du kan läsa Forskning & Framsteg i din läsplatta? Ladda ned appen från App Store eller Google Play. (Läsplatteutgåvan ingår i alla prenumerationer.)

Kommentarer

Det här är ett mycket viktigt och bra arbete för att minska vår negativa påverkan på miljön och våra vattendrag. Det är mycket viktigt att vi inte glömmer bort vart avloppsslammet tar vägen och att vi idag förorenar vår åkermark med flera olika föroreningar via avloppsslam. Slammet innehåller idag flera ämnen vars påverkan på mark mikrobiologin är dåligt känd eller hur det senare sprids till omgivande vattendrag, exempel på dessa ämnen är. Läkemedelsrester som tex (diklofenak som ej bryts ner i marken), antibiotikaresistenta bakterier, mikropartiklar från plast och flera olika tungmetaller. Det är skrämmande att se att flera olika organisationer jobbar för en fortsatt spridning av avloppsslam när det finns flera exempel på renare och säkrare system. Vi måste se till att näringen återförs till vår åkermark på ett säkert sätt utan att tillföra föroreningar. Fosforn ska återvinnas och återföras, men vi ska inte inbilla oss att slamspridning är återanvänding av växtnäring. Bra exempel på renare och säkrare teknik för näringsåterföring är tex företagen Ekobalans, Easymining och Outotec.

Lägg till kommentar