| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Vurdering af muligheder og begrænsninger for
recirkulering af næringsstoffer fra by til land 

3. Kvalitet af human urin fra sorterende toiletter

Der er blevet udvalgt 4 projekter med urinssorterende toiletsystemer der repræsenterer forskellige teknologiske løsninger i forskellige bebyggelser .

I samarbejde med Miljøstyrelsen og med godkendelse af Sundhedsstyrelsen blev der udarbejdet et fælles måleprogram for mikrobiologiske og kemiske parametre i urin opsamlet fra sorterende toiletter i de 4 projekter. Der er således efter aftale med Miljøstyrelsen ikke blevet foretaget analyser af fæcesprøver. Der er endvidere ikke foretaget studier af overlevelse af smitstoffer i miljøet efter udbringning af urin på afgrøder og landbrugsjord.

De mikrobiologiske analyser i måleprogrammet blev suppleret med eksperimentelle undersøgelser af overlevelse af bakterielle smitstoffer i urin foretaget ved Institut for Veterinær Mikrobiologi (IVM), KVL. IVM har desuden koordineret indsamling og analyser af urinprøver, samt foretaget databehandling og rapportering (Dalsgaard og Tarnow, 2001). Der blev i de udvalgte projekter ikke foretaget analyser for virus eller bakteriofager. Eksperimentelle undersøgelser af overlevelse af virus i urin udføres som et separat projekt finansieret af Miljøstyrelsen ved Statens Serum Institut. Databehandling og afrapportering af fund af næringsstoffer, tungmetaller og miljøfremmede stoffer blev foretaget af Institut for Jordbrugsvidenskab, KVL. Dog har Institut for Analytisk og Farmaceutisk Kemi ved Danmarks Farmaceutiske Højskole foretaget vurdering og rapportering af resultater vedrørende fund af medicinske stoffer og østrogener. Denne afrapportering findes i bilag 5 men er kortfattet gengivet nedenfor.

Der er i projektet ikke foretaget en egentlig risikovurdering af opsamling, håndtering og anvendelse af human urin i landbruget. En sådan risikovurdering foretages af Dansk Zoonosecentret ved Statens Veterinære Serumlaboratorium i et selvstændigt projekt finansieret af Miljøstyrelsen.

3.1 Beskrivelse af udvalgte projekter

Hyldespjældet
Hyldespjældet er repræsentativt for tæt, lavt almenyttigt boligbyggeri i Danmark. Der er i alt 390 lejligheder og 800 beboere. Toiletterne er installeret i 9 lejligheder med i alt 16 voksne og 10 børn. Toiletterne er af typen WM ekologen, hvor vandforbruget er ca. 1-3 dl ved urinskyl. Urinen blev opsamlet i 5 tanke på hver 3 m³.

Møns Museumsgård
På Møns museumsgård findes 4 sorterende toiletter samt 1 vandfrit urinal. Toiletterne er fordelt på 2 offentlige dametoiletter, et offentligt herretoilet og et personaletoilet. Toiletterne er af typen WM Ekologen og urinalet af typen Waterless Urinal. Vandforbrug i toiletterne er 2-3 dl ved urinskyl og 3-5 l ved fækalskyl. Urinen samles i 2 tanke á 3 m³. Toiletterne blev taget i brug ved museets åbning den 1. maj 1999. Urinen blev opsamlet i tank 1, som blev lukket for urintilførsel 28. oktober 1999, da tanken var ca. halvt fyldt indeholdende 1,3 – 1,5 m³ urin. Herefter opsamledes i tank 2.

Møns Museumsgård repræsenterer de eneste offentlige toiletter . Størstedelen af brugerne må derfor formodes at være uerfarne i brugen af toiletterne. Museumsgården havde i 1999 ialt 4320 besøgende fordelt på 3303 voksne og 1017 børn. Det er især skoleklasser (2.-5. klasse) som besøger museumsgården. Urinen påtænkes anvendt lokalt i landbruget.

Kolonihaveforbundet
Kolonihaverne repræsenterer lavteknologiske toiletsystemer. Der er kort afstand mellem toilet og opsamlingsbeholder. Der er i alt 100 haver med sorterende toiletter, heraf blev 10 udvalgt til udtagning af urinprøver. Toiletterne blev udvalgt, så de er repræsentative for de øvrige haver. I de 10 kolonihaver blev der opsamlet urin fra 2-7 personer (voksne og børn), typisk i 25 liters plastbeholdere. Dog havde en enkelt kolonihave en beholder på 220 liter.

Urinen påtænkes anvendt i egne haver til ikke-fortærbare afgrøder. I 3 af kolonihaverne anvendtes ikke vandskyl og i de resterende blev der skyllet med 1-2 dl vand.

Hjortshøj
Hjortshøj er en nyetableret økologisk bebyggelse nord for Århus. Andelssamfundet repræsenterer tæt-lavt byggeri med både privat og almennyttigt byggeri. Der blev opsamlet urin i en tank fra 8 husstande i det private byggeri. Toiletterne blev anvendt af husstandenes 13 voksne og 8 børn. De 5 af toiletterne var af typen WM-ekologen, som ikke anvender vandskyl. Tre af toiletterne var af typen Ekovak, som i alt anvendte ca. 40 liter skyllevand pr. uge.

Der opsamles urin i 20 m³ betontanke. Tankene er nedgravet ca. 150 m fra husene på en skråning

3.2 Mikrobiologiske undersøgelser

Den mikrobiologiske undersøgelse blev iværksat for at fastlægge den mikrobiologiske kvalitet af opsamlet og lagret urin fra separationstoiletter. Den mikrobiologiske rapport er en del-rapport af Tema 3 projektet " Vurdering af muligheder og begrænsninger for recirkulering af næringsstoffer fra by til land", og er afrapporteret selvstændigt til Miljøstyrelsen, (Dalsgaard og Tarnow, 2001). Det følgende gengiver et sammendrag af undersøgelsen.

Efter påbebegyndt prøvetagning skulle tankene være lukket for urintilførsel for at undgå tilførsel af friske kim. Der blev udtaget månedlige prøver fra urinopsamlingstanke fra de 4 projekter i perioder på 4-6 måneder med det formål at bestemme urinens mikrobiologiske kvalitet i tankene over en længere periode. Prøverne blev analyseret for en række bakterielle indikatorer: kimtal v. 37° C, enterokokker og E. coli, samt en række bakterielle og parasitære smitstoffer: Salmonella, Campylobacter, Cryptosporidium parvum og Giardia duodenalis . Desuden blev pH og temperatur i urintankene målt og urinens udseende registreret. På grund af fund af parasitten Cryptosporidium parvum i urintankene, blev analyserne for denne udvidet til at inkludere parasitæggenes viabilitet og infektivitet.

Der er desuden blevet foretaget eksperimentelle undersøgelser af overlevelsen af en række vigtige bakterielle smitstoffer i urin fra separationstoiletter. De undersøgte bakterielle smitstoffer var: Salmonella typhimurium, Salmonella enteritidis, Campylobacter jejuni, Vibrio cholerae O1, Vibrio parahæmolyticus, E. coli O157:H7, Shigella flexneri og Shigella dysenteriae. Overlevelsen af bakterier blev undersøgt ved henholdsvis 7°C og 20°C.

Resultaterne af urinanalyserne fra opbevaringstankene viste, at antal enterokokker og E. coli faldt til under detektionsgrænsen (< 10 per ml) i opsamlingstankene fra de 4 projekter efter 3-4 måneders opbevaring af urinen med nogen variation mellem projekterne.

Antal af kim ved 37^oC faldt for Hyldespjældet og Møns Museumsgård efter 2 måneders lagring. Herefter fandtes antal af kim konstant (100-1000 bakterier/ml) i den efterfølgende 3-4 måneders periode. Der påvistes en lille stigning af kimtalsværdierne i forårsmånederne, hvilket eventuelt kan skyldes vækst i tankene. Kimtal ved 37^oC for Hjortshøj udviste ringe variation (10⁴ per ml) igennem den 4 måneder lange analyseperiode. Dette kan skyldes forurening med jordbakterier gennem et utæt låg i opsamlingstanken. I Kolonihaveforeningen henfaldt totalkim til under detektionsgrænsen på 100 bakterier pr. ml på 1-4 måneder i alle tanke på nær én. Antal totalkim ved 37^oC var under detektionsgrænsen efter 2 måneders opbevaring for 7 urinbeholdere.

De bakterielle smitstoffer Salmonella og Campylobacter blev ikke påvist i nogen prøver fra urintankene. De parasitære smitstoffer Cryptosporidium parvum og Giardia blev påvist ved gentagne prøveudtagninger fra urintanke i Hyldespjældet, Møns Museumsgård og Hjortshøj. I Hyldespjældets og Hjortshøjs urintanke blev der påvist 1-3 parasitæg (oocyster) per ml urin i 5 ud af 9 prøver. Ingen andre parasitære smitstoffer blev påvist. Yderligere undersøgelser af C. parvum viste, at en del af parasitæggene var både levende og infektive. Det relative antal levende parasitæg syntes ikke at blive reduceret gennem forsøgsperioderne. Bestemmelsen af antal fundne parasitæg var dog behæftet med så stor usikkerhed at en egentlig kvantificering ikke var mulig. Viabilitet og infektivitet af Giardia blev ikke undersøgt. Kun få infektive C. parvum æg er nødvendige for at medføre infektion hos mennesker (lav infektionsdosis).

De eksperimentelle undersøgelser viste at antallet af alle bakteriestammer faldt til en værdi under detektionsgrænsen på 10 bakterier per ml i løbet af maksimalt 20 døgn. Antal V. parahæmolyticus og V. cholerae stammerne henfaldt langt hurtigere and de andre smitstoffer. Salmonella, Shigella og Campylobacter kunne ikke påvises 2-3 døgn efter podning af urinen, mens E. coli O157:H7 havde den længste overlevelse på mellem 16 og 20 døgn.

Resultaterne fra vores undersøgelser viser, at efter en lagringsperiode af separeret urin på 4 måneder kan antallet af bakterielle smitstoffer og indikatorbakterier forventes reduceret til < 100 per ml urin.

3.3 Medicinrester og østrogener

Dette afsnit er i det væsentlige et uddrag fra et bidrag fra Bent Halling Sørensen, som er gengivet i fuld længde i bilag 5. Paracetamol og acetylsalicylsyre blev valgt til måleprogrammet fordi disse stoffer indtages i relativt størst mængder i normalbefolkningen. Østrogener blev målt på baggrund af den aktuelle interesse for hormoner i miljøet.

Paracetamol
Der blev påvist paracetamol i urinprøver fra Tema 3 projekter i koncentrationsintervallet fra 10-331 µmol/l. Stoffet er let nedbrydeligt i slam (bakteriel nedbrydning), hvilket må formodes også at gøre sig gældende i andre miljømatricer. Stoffet er ikke særligt toksisk overfor akvatiske organismer. Der findes ingen toksisitetsdata på terrestriske organismer.

Acetylsalicylsyre
Der blev påvist salicylat i urinprøver fra Tema 3 projekter men kun en måling fra kolonihaveforeningen lå over den angivne detektionsgrænse. Acetylsalicylsyre vil i urinen forekomme som salicylat af konjugerede glucoronider af salicylat lignende stoffer. Stabiliteten af disse stoffer ved opbevaring af urin er ukendt. Stoffet er dog letnedbrydeligt i slam (bakteriel nedbrydning), hvilket må formodes også at gøre sig gældende i andre miljømatricer. Stoffet er ikke særligt toksisk overfor akvatiske organismer. Der findes ingen toksisitetsdata på terrestriske organismer.

Østrogener
Der blev påvist Estron i urinprøver fra Tema 3 projekter i koncentrationsintervallet fra 18-61 nmol/l. Estron vil forekomme i urinen som sulfat og glucoronid konjugater. Estron er kendt som et stabilt molekule. Stabiliteten af disse stoffer som konjugater ved opbevaring af urin er ukendt. Stoffet er dog letnedbrydeligt i slam (bakteriel nedbrydning) hvilket må formodes også at gøre sig gældende i andre miljømatricer dog formodentligt meget langsommere (mindre bakteriel biomasse). Stoffet er rimeligt toksisk (mg/l området) overfor akvatiske organismer og ret toksiske overfor planter (ng/l) området. Estron indholdet i den indsamlede urin vil således kunne overstige planters tolerance, men det vurderes at den fortynding der sker ved opblanding i jordvolumenent, samt den efterfølgende adsorption og nedbrydning, vil være tilstrækkelig til at reducere risici. Dette er dog relevant at se yderligere på.

3.4 Næringsstoffer, tungmetaller og miljøfremmede stoffer

I måleprogrammet blev der analyseret for en række næringsstoffer, tungmetaller og miljøfremmede stoffer. Følgende parametre blev bestemt i urin: pH, ledningsevne, Total N, Ammonium-N, Total P, Kalium, Calcium, Magnesium, Natrium, Cadmium, Bly, Chrom, Nikkel, Kobber, Zink, Kviksølv, samt de miljøfremmede stoffer PAH, DEHP, NPE og LAS.

De væsentligste resultater af disse analyser skal kort gennemgås nedenfor.

Figur. 3.1.
Forekomst af Total N, total-P og K i urin målt over tid efter lukning af tanke fra hhv. Hjortshøj, Hyldespjældet, Kolonihaverne og Møns museumsgård.

Målingerne viser stabile næringsstof koncentrationer over tid. Generelt er koncentrationerne fra kolonihaverne høje, p.g.a. den ringe fortyndingsgrad. Uvist af hvilken grund er kalium koncentrationerne i urin fra Hyldespjældet relativt lave, sammenlignet med N og P koncentrationer. Udfra disse målinger er det rimeligt at antage at der hverken sker væsentlige fordampningstab af NH₃, eller tab af P som følge af udfældning.

Resultaterne for målinger af pH, ledningsevne, tungmetaller og miljøfremmede stoffer over tid i tankene udviste samme stabilitet. På den baggrund antages det at der kan laves estimater på spredning i koncentrationer ved at slå tider sammen, dvs. at målinger der er udtaget på forskellige tidspunkter kan behandles som stikprøver af samme matrice. Datasættet blev analyseres på tværs af udtagningslokaliteterne ved at normalisere koncentrationen af målte stoffer i forhold til mængden af N hhv. P i den enkelte prøve. Herved opnås følgende billede af kvaliteten af urin, sammenlignet med spildevandsslam og kompost.

Tabel 3.1.
Oversigt over fund af tungmetaller og fremmedstoffer i human urin (Tema 3 projekter) sammenlignet med standard værdier for dansk spildevandsslam og kompost, som angivet af Eilersen et al. (1999). Kantede parenteser angiver standardafvigelser.

Det ses af tabel 3.1 at indholdet af fremmedstoffer og tungmetaller i human urin fra demonstrationsprojekterne er 100-1000 gange lavere end det forventede indhold i hhv. spildevandsslam og kompost. Det er forudsigeligt at koncentrationerne er lave eftersom urin giver et billede af kroppens udskillelse af stof, medens slam og komposteret husholdningsaffald påvirkes af mange andre kilder.

Det relative indhold af N, P og K, fundet i urinen, kan udtrykkes som 18:1:4. Resultater der som forventet viser et næringsstofindhold som er rimeligt afbalanceret i forhold til planters næringsstofbehov. Til sammenligning kan nævnes at det relative indhold af N, P og K i spildevandsslam, udregnet ud fra standardværdier fra Eilersen et al. (1999), er 14:10:1. Det fundne indhold af N, P og K i urinen falder indenfor rammerne af hvad der er fundet i tidligere svenske undersøgelser (Müller og Magid, 1998).

Der er ikke angivet værdier for ammonium-N, calcium, magnesium og natrium da de kun blev bestemt med en enkelt måling.

3.5 Konklusion

Ved 4 måneders lagring af separeret urin opnås en markant reduktion af bakterielle smitstoffer. Anvendelse af lagret urin som gødning synes at udgøre en yderst ringe risiko for bakterielt-betingede mavetarm infektioner hos dyr og mennesker ved håndtering af urin, samt ved indtagelse af afgrøder gødet med urin (Dalsgaard og Tarnow, 2001).

Levende og infektive parasitstadier, kan forventes at findes i urin efter 6 måneders lagring. De målte fund af medicinresterne fra hhv. paracetamol og acetylsalicyl syre giver ikke umiddelbart grund til nogen betænkeligheder. Der er dog usikkerhed om de fundne koncentration af estron (østrogen) kan udgøre et problem. Der kan i fremtiden være grund til at se nærmere på estron som kan tænkes at være problematisk under særlige betingelser.

Hvad angår tungmetaller og organiske stoffer er de langt lavere mængder bestemt i urin, sammenlignet med slam og kompost en god indikator for urinens renhed.

Sammenfattende kan det siges at human urin kvalitetsmæssigt udgør en attraktiv fuldgødning sammenlignet med hhv. spildevandsslam og kompost. Foruden de ovenfor anførte usikkerheder er det væsentligste problem ved human urin fra de ovennævnte toiletter koncentrationen af næringsstoffer som er lav samt indholdet af protozoer. Således indeholder urinen fra 3 af de 4 opsamlingssteder kun 2 kg N pr. tons urin. Dette vil give betydelige omkostninger i forbindelse med udbringning, og det aktualiserer behovet for afprøvning af alternativer til store tankvogne, der kan give anledning til alvorlige trykskader under udbringning på fugtig jord.