|
Udvikling af metode til karakterisering af gråt spildevand 8 Resultat - Måleprogrammet
8.1 Resultater af målinger på indløbet til anlægget på BO-90 - Måleprogrammet trin 18.1.1 Prøveudtagning og analyserPrøver til undersøgelse for fysiske og kemiske parametre, inklusiv tungmetaller og miljøfremmede stoffer, blev udtaget af personale fra Miljø & Ressourcer DTU, dagligt, dvs. fem gange pr. uge i løbet af fem uger i juli/august 2000, i alt 25 prøver. Analyserne for parametrene: suspenderet stof, turbiditet, temperatur, pH, ledningsevne, BOD samt koncentration af ilt og sulfid, blev foretaget enten på lokaliteten eller på prøveindsamlingsdagen i Miljø &Ressourcers laboratorium. Blandingsprøve af gråt spildevand, som blev opsamlet i løbet af en uge, blev sendt til laboratoriet SGAB-Analytica, Sverige, for analyse af metaller og miljøfremmede stoffer, samt enkelte traditionelle spildevandsparametre. Prøver til analyse for mikrobiologiske parametre blev udtaget og analyseret af miljølaboratoriet ROVESTA Miljø I/S i Næstved. Prøveudtagningen foregik ugentligt i fire uger i august 2000 med i alt fire prøver. 8.1.2 Fysiske og kemiske parametreMålingerne af de fysiske parametre – temperatur, turbiditet og suspenderet stof – viste, at parameterværdier for det grå spildevand på BO-90 ligger inden for de intervaller, som typisk er fundet i gråt spildevand fra badeværelser i litteraturen (tabel 8.1 og 8.2). Det skal dog bemærkes at den maksimale målte værdi for suspenderet stof er 207 mg/l, hvilket er væsentligt større end den maksimale værdi fundet i litteraturen. Gennemsnitsværdien for suspenderet stof er tæt på den laveste værdi, hvilket indikerer at indholdet af suspenderet stof i gråvandet overvejende vil befinde sig indenfor litteraturintervallet. Turbiditeten ligger i den lavere ende at litteraturintervallet. Tilsvarende er det for de kemiske parametre observeret, at pH, ledningsevne, BOD samt koncentrationerne af total-N ligger inden for de intervaller, som er beskrevet i litteraturen (Tabel 8.2). Temperatur og pH-niveau vil favoriserer væksten af mikroorganismer i opsamlingsbeholdere og i selve rensningsanlægget. Sulfatkoncentrationen ligger lidt højere, end hvad der tidligere er blevet fundet, men den svarer godt til det niveau af sulfat, som findes i vandforsyningsvand i København (Tabel 8.2). Kilden til sulfat er således ikke aktiviteter på BO-90, men snarere det naturlige indhold af sulfat i vandforsyningsvand. Indholdet af COD er lavere end litteraturværdierne. Det samme gælder for ammonium, nitrat og total-P. Da gråvandet stammer fra badeværelser uden tilslutning af vaskemaskiner kan forklare hvorfor fosforindholdet er forholdsvis lavt. Koncentrationen af ilt er højere end litteraturværdien for gråt spildevand, men lavere end gennemsnitskoncentrationen for ilt i postevand. Dette indikerer, at ilt forbruges i systemet, men ud fra disse data kan det ikke konkluderes, om dette sker i vandforsyningssystemet eller i afløbssystemet. Det skal dog noteres, at sulfid er blevet påvist ved 21 af de totale 25 prøveudtagninger, hvilket indikerer, at ”lokalt” iltsvind forekommer i afløbssystemet (f.eks. i vandlås). Dårlig lugt, der skyldes dannelse af svovlbrinte i anlægget, er også i flere tilfælde blevet noteret i kælderen på BO-90. Parametrene - BOD og suspenderet stof - blev målt dels på M&R den samme dag, som prøveudtagningen foregik og dels på den samlingsprøve, som blev sendt til SGAB-Analytica. Man kan heraf notere, at såvel gennemsnitsværdien som minimum- og maksimumsværdierne for BOD er lavere i de målinger, som er blevet foretaget senere til trods for, at prøverne er blevet konserveret på den af laboratoriet foreskrevne måde og at det er BOD5 der er målt på M&R meden SGAB analytical har målt BOD7. Dette indikerer, at det er væsentligt at analysere for BOD inden for et bestemt antal timer for at undgå underestimering af indholdet af BOD. Gennemsnitsmængden af suspenderet stof er omvendt højere i samlingsprøverne end i de individuelle prøver, mens intervallet for de fundne minimums- og maksimumsværdier er mindre, hvilket med stor sandsynlighed indikerer, at variationen i koncentrationen af suspenderet stof som funktion af tiden ikke bliver illustreret, når man laver samlingsprøver. Dette vil også være tilfældet for alle de andre analyseparametre og er noget, som man bliver nødt til at tage højde for, når man designer et måleprogram. Tabel 8.1 Fysiske og kemiske parametre
1 Eriksson et al., 2002A 8.1.3 MetallerKoncentrationen af grundstofferne; Na, K, Ca, Mg, Ba, Sr, Al, Fe, Si er enten inden for det interval, som er blevet præsenteret i litteraturen (Ba, Al, Fe; Tabel 8.2), eller kan sidestilles med den naturlige baggrundskoncentration, som man finder i postevand i København (Ca, Mg, Sr, Si). En undtagelse fra dette er Na og K, hvor de målte koncentrationer er højere end de koncentrationer, der er observeret i postevand, hvilket indikerer at Na og K tilføres gennem husholdningskemikalier og brug af vandet. De målte koncentrationer af tungmetaller ligger generelt på det samme niveau eller lavere end de data, der er fundet i litteraturen (Tabel 8.2). Nogle af tungmetallerne forekommer dog i koncentrationer over niveauet i postevand, f. eks. Ni (ca. 5 gange forhøjet koncentration); Cd, Cr; Zn (ca. 10); Pb (ca. 20); Cu (ca. 50). Disse tungmetaller må således være blevet tilført i ledningsnettet (vandforsyningen), via andre VVS installationer, eller de er blevet tilført via forskellige produkter under brug af vandet i badeværelserne. Tabel 8.2 Metaller
Tungmetaller er angivet som gennemsnit af 1*5 prøver. 1 Eriksson et al., 2002A 8.1.4 Miljøfremmede organiske stofferI tabel 8.3 ses det, at ud fra de 62 forskellige organiske stoffer der er stofgrupper udvalgt for analyse blev 11 stoffer fundet og kvantificeret, mens de andre 51 er fundet i koncentrationer under de anvendte analysemetoders detektionsgrænser. Blandt de fundne stoffer er; 2,4+2,5-diklorphenol (0,06-0,13 mg/l), 2,4,6-triphenol (<0,02-0,1 mg/l), diethyl-phthalat (6,25 mg/l), di-isobutyl-phthalat (2 mg/l), di-(2-ethylhexyl)phthalat (29 mg/l), LAS (0,163 mg/l) og kationiske detergenter (1,25 mg/l). Der er ikke tidligere målt for disse typer af organiske stoffer i gråt spildevand hvorfor der ikke er muligt at foretage sammenligninger med andre måledata. Tabel 8.3 Miljøfremmede organiske stoffer
Miljøfremmede stoffer er angivet som gennemsnittet af 1*5 prøver. 1 Københavns Vand, 2000 8.1.5 Mikrobiologiske parametreResultaterne af de mikrobiologiske undersøgelser af ubehandlet gråt spildevand er vist i tabel 8.4. I alt blev 4 enkeltprøver, udtaget og analyseret. Der blev fundet store variationer i de foretagne analyser for de enkelte parametre. Kimtalsbestemmelser mellem 100.000-1.000.000 per 100 ml blev påvist med et noget lavere antal kim ved 37°C end ved 22ºC. Gennemsnittet for kimtal ved 37ºC og hæmolytiske bakterier blev beregnet til 293000 respektive 1700. I alt 0,6 % af kimtallet ved 37ºC var således hæmolytiske bakterier. Tilsvarende sammenligning for antallene af coliforme bakterier og E. coli viser, at 1,6% af den totale populationen af coliforme bakterier var E. coli. Antallet af E. coli varierede fra 200-2.800 per 100 ml, mens antallet af enterokokker varierede fra 100-7.000 per 100 ml. Aeromonas og Pseudomonas aeruginosa blev begge påvist i varierende antal mellem 40-5.100 og 10-8.700 per 100 ml. Litteraturen vedrørende den mikrobiologiske sammensætning, herunder forekomst af smitstoffer, er yderst sparsom. De fundne resultater af bestemmelser af kimtal 22ºC og 37ºC samt fækale indikatorbakterier viste, at disse bakteriegrupper kan forventes at forekomme i forskellige typer af gråt spildevand. Salmonella og Campylobacter spp. blev ikke påvist, hvilket kan skyldes at ingen af BO-90’s beboere eller deres besøgende udskilte disse smitstoffer i undersøgelsesperioden eller at eventuelle smitstoffer i spildevandet er døde grundet deres ringe overlevelsesevne udenfor tarmen. Dog må det forventes at man med yderligere analyser i enkelte prøver fra BO-90 eller andre gråvandsprojekter, kan påvise egentlige bakterielle smitstoffer, eg. Salmonella, Campylobacter eller andre forekomst af parasitære smitstoffer. Tabel 8.4 Mikrobiologiske parametre
i.d: ikke detekteret 1 Eriksson et al., 2002A (gråvand fra badeværelser) #total bakteriel population 8.2 Måleprogrammet - Trin 2I måleprogrammet Trin 2 fokuseres på nogle få generelle fysiske og kemiske parametre, mikrobiologiske parametre samt målinger af mikrobiologisk aktivitet (se kap 6.2). Der udtages prøver fra tre sted i anlægget; indløbet til opsamlingsbeholderen (samme sted som i Måleprogrammet - Trin 1), udløbet fra sandfiltrene, og i udløbet fra buffertanken (se figur 6.3 samt bilag E). Undersøgelse af tungemetaller og organiske miljøfremmede stoffer indgik ikke i måleprogrammet – trin 2, idet koncentrationerne af tungmetallerne målte i trin 1 ligger under kravværdierne for drikkevand, samt at de fundne organiske miljøfremmede stoffer findes i husholdningskemikalier, der er tilladt til udvortes brug som bestanddele af produkter til personlig hygiejne. Fysiske og kemiske parametre blev bestemt på prøver, udtaget ved indløbet til opsamlingsbeholderen (prøveudtagningssted 1; Figur 6.3) og i udløbet fra sandfiltrene (prøveudtagningssted 2), samt ved udløbet fra buffertanken (sted 3) med det formål at dokumentere filtrenes rensegrad. Måling af biologisk aktivitet for at vurdere den biologiske aktivitet i filtrene blev foretaget på prøver fra prøveudtagningssted 2. Mikrobiologiske analyser blev foretaget på prøver, udtaget de samme steder som for de andre parametrene (sted 1-3), med det formål at dokumentere filtrenes rensegrad. De mikrobiologiske undersøgelser blev gennemført med et reduceret måleprogram med henblik på at undersøge effekten af behandlingen af det grå spildevand. Til dette formål blev der analyseret for indikatorerne enterokokker og kimtal ved 37°C i prøver fra udtagningssted 2. For at kunne vurdere de sundhedsmæssige risici og for at dokumentere eventuel opformering af mikroorganismer ved lagring af det rensede gråvand, blev der også foretaget analyser på prøver udtaget ved udløbet fra buffertanken (lagertank) der er placeret efter bio/sandfiltrene (prøveudtagningssted 3). Prøverne blev udtaget med følgende frekvens: a) Døgnprøver. Prøvetagningsfrekvens en gang per døgn i 2 uger, totalt 14 prøver, blev gennemført i uge 50 i år 2001, samt uge 6 i år 2002. b) Ugeprøver. Prøvetagningsfrekvens en gang per uge i 2 måneder, totalt 10 prøver, blev foretaget i ugerne 48-50 i år 2001, samt ugerne 2-8 i år 2002. Indholdet af kemiske stoffer i gråvandet blev ved en anledning manipuleret så man om aftenen den 20/2 2002 tilsatte hårfarve til spildevandet fra en håndvask i en af lejlighederne, for at se om der ville være en målbar effekt heraf den næste dag. 8.2.1 Fysiske og kemiske parametreTotalt blev det udtaget 22 prøver fra indløbet og udløbet af det biologiske sandfilter (sted 1 og 2, figur 6.3) og udløbet fra buffertanken hvor det rensede gråvand opsamles inden planlagt genbrug (sted 3). Målingerne fra indløbet til sandfiltrene viste at partikelindholdet (suspenderet stof og turbiditet) varierer indenfor de samme intervaller som fundet ved målingerne i Trin 1 af måleprogrammet (Tabel 8.5 og Figur 8.1). Det er tydeligt fra Figur 8.1 at koncentrationen af suspenderet stof varierer over korte tidsintervaller, hvilket kan forklares af aktiviteter i badeværelserne. Minimum temperaturen er lidt lavere end hvad den tidligere er observeret på BO-90, og ledningsevnen varierer indenfor et væsentligt større interval (152-1661 mS/cm - 759-1809 mS/cm) end for målingerne i trin 1. Målte pH-værdier samt koncentrationer af ilt og sulfid varierer indenfor de samme intervaller som tidligere, mens de maksimale koncentrationerne at BOD og COD er væsentligt højre end tidligere. Variationen i BOD og COD over tiden er også forholdsvis stor f. eks med en faktor 30 for BOD og med en lidt lavere faktor (16) for COD (Figur 8.2). De fundne pH værdier tillader alle således god overlevelse og eventuel vækst af de fleste bakterielle mikroorganismer Tabel 8.5 Resultater for prøvetagningssted 1: Indløb til opsamlingstank
Figur 8.1 Forekomst af turbiditet og suspenderet stof i ubehandlet gråt spildevand.
Figur 8.2 Forekomst af BODindhold og COD (mg ilt/l) i ubehandlet gråt spildevand. Suspenderet stof bliver i relativt stort omfang fanget af sandfiltret hvilket illustreres af at den maksimale målte værdi for udløbet (56 mg/l) er mindre end den gennemsnitlige værdi i indløbet (93 mg/l; Tabel 8.7). Også turbiditeten er væsentligt lavere efter at det grå spildevand har passeret sandfiltrene. De observerede forandringer i flere parametre indikerer nedbrydning af det organiske materiale gennem mikrobiologisk aktivitet i sandfiltrene. F. eks. falder koncentrationen af ilt, BOD, COD og NVOC (Tabel 8.7). Det samme gør pH-værdien (Tabel 8.7). Variationen som funktion af tiden er også væsentligt mindre for BOD og COD ved udløbet sammenlignet med indløbet til anlægget (Figur 8.3). Vandtemperaturen i ubehandlet gråt spildevand varierede mellem 18,5-27,2°C. Temperaturen af behandlet og behandlet, opbevaret gråt spildevand var generelt 2-3°C lavere end ubehandlet spildevand (19,6-24,8°C) (Bilag I). Tabel 8.6 Resultater for prøvetagningssted 2: Udløb fra sandfilter nr. 2.
Figur 8.3 Forekomst af BOD og COD (mg ilt/l) i behandlet gråt spildevand. Ledningsevnen stiger ved behandlingen i sandfilteret, hvilket kan skyldes frigivelse af uorganiske ioner fra filteret. Sulfid indholdet var også i nogle tilfælde væsentligt højre efter sandfiltret, hvilket indikerer at iltindholdet ikke er stort nok for det forbrug af elektron acceptorer som nedbrydning af organisk materiale i filtren kræver. Beluftningen af sandfilteret var ude af drift fra 27-01-02 til 31-01-02. Prøven taget den 31. havde som følge deraf en meget lille ilt niveau og koncentrationen af sulfid blev målt til 9,3 mg/L, se figur 8.4 og tabel 8.6.
Figur 8.4 Variation af iltindhold og sulfid (mg/L) i behandlet gråt spildevand. Suspenderet stof og turbiditeten reduceres yderligere til udløbet fra buffertanken sandsynligvis på grund af sedimentering. Endvidere sker der en mærkbar reduktion i BOD og NVOC men ikke i COD (Tabel 8.7). Ilten er i samme koncentrationsinterval i buffertanken som ud fra sandfilter 2 men gennemsnittet er lidt højre. Samtidigt er sulfid niveauet faldet. Gennemsnittet af pH øger med 0,3 enheder. Tabel 8.7 Resultater for prøvetagningssted 3: Udløb fra buffertanken.
Figur 8.5 Variation af iltindhold og sulfid (mg/L) i opbevaret behandlet gråt spildevand.
Figur 8.6 Variation af BODindhold og COD (mg ilt/L) i opbevaret behandlet gråt spildevand.
Figur 8.7 Forekomst af turbiditet og suspenderet stof i opbevaret behandlet gråt spildevand. Beregninger af effektiviteten af rensning i gennem anlægget viser at organiskt materiale og partikler fjernes, samt at det forbruges ilt (tabel 8.8). Tabel 8.8 Rensningseffektivitet mellem de tre prøveudtagningssted. + indikerer fjernelse, - indikerer forhøjning.
* Estimering då det i gennemsnittet er satte at værdier f. eks <0,1 er 0,1. 8.2.2 Mikrobiologiske parametreResultaterne af de mikrobiologiske analyser er samlet vist i tabel 8.8 og i regnearket i Bilag I. For oplysninger om enkeltresultater og kimtalsværdier henvises således til Bilag I, som også indeholder resultaterne for bestemmelse af temperatur, turbiditet og pH. Disse tre fysisk-kemisk parametre er medtaget, da de kunne forventes at have indflydelse på forekomsten af de undersøgte mikrobiologiske parametre. Ved den grafiske fremstilling af de mikrobiologiske data er disse transformeret logaritmisk for at lette den visuelle evaluering af data. Ved en logaritmisk datatransformering vil forskelle i kimtal ofte fremstå mindre, end hvis de egentlige kimtalsværdier var præsenteret. Det bør endvidere bemærkes, at prøveudtagningsdatoerne vist på figurernes x-akser ikke er angivet efter en tidsskala. Det bør også bemærkes, at de logaritmisk transformerede data er vist som kurver frem for som søjlediagrammer. Dette valg skyldes især, at søjlediagrammer ville fremstå uoverskuelige og svære at aflæse. De mikrobiologiske fund ved de enkelte prøveudtagningsdatoer er vist som en forbunden kurve for at lette påvisning af ændringer i kimtallene. Forekomst og antal kim ved 37ºC i prøver fra de tre prøveudtagningssteder er vist i figur 8.10. Antal kim ved 37 °C viste relativt store tidsmæssige variationer og der kunne ikke påvises klare forskelle i kimtallene i de tre forskellige prøvetyper. Ubehandlet gråt spildevand indeholdt mellem 4,7´104 – 3,5´106 kim per ml; behandlet gråt spildevand mellem 4,1´10³ – 9,1´106 kim per ml og opbevaret behandlet gråt spildevand mellem 4,8´10³ – 8,6´106 kim per ml (Se Bilag I og tabel 8.9). Det var ikke muligt at påvise, at spildevandsbehandlingen medførte en generel reduktion i kimtal 37 °C. Tabel 8.9. Mikrobiologiske parametre målt i trin 2 i ubehandlet og behandlet, opbevaret gråt spildevand.
i.d ikke detekteret
Figur 8.8. Forekomst af total kim ved 37 °C i ubehandlet gråt spildevand (sted 1), behandlet gråt spildevand (sted 2) og opbevaret, behandlet gråt spildevand (sted 3). Bemærk at y-aksen er logaritmisk. Forekomst og antal kim ved 22°C i ubehandlet og behandlet, opbevaret gråt spildevand er vist i figur 8.10. Modsat fundene for kim ved 37°C, fandtes der et generelt lavere antal kim ved 22°C i behandlet, opbevaret spildevand, især i prøver udtaget i den første del af undersøgelsen sammenlignet med kimtallen i ubehandlet, opbevaret spildevand. Ubehandlet gråt spildevand indeholdt i gennemsnit 2.100.000 kim per ml sammenlignet med behandlet, opbevaret spildevand som i gennemsnit indeholdt 910.000 kim per ml (Bilag I). Selvom der ikke blev analyseret for kimtal 22°C i behandlet gråt spildevand inden opbevaring (sted 2), så indikerer data at biofiltreringen medførte en reduktion i kimtal 22°C. Der fandtes en positiv korrelation mellem kimtal 37°C og 22°C, i behandlet, opbevaret gråt spildevand (de fundne kimtal kan ses i Bilag I).
Figur 8.9 Antal total kim ved 22°C i ubehandlet gråt spildevand (sted 1) og opbevaret, behandlet gråt spildevand (sted 3). Bemærk at y-aksen er logaritmisk Der kunne ikke påvises en korrelation mellem spildevandets temperatur og antal kim ved h.h.v. 22°C og 37°C. Den manglende korrelation mellem kimtal og temperatur kan skyldes flere faktorer, herunder begrænsede variationer i vandtemperaturerne. Der kunne ikke påvises en korrelation mellem spildevandets turbiditet og antal kim ved h.h.v. 22°C og 37°C.. Dette kan blandt andet skyldes at der i råspildevandet findes materialer der giver høj turbiditet, uden at indeholde kim i større antal. Turbiditeten i ubehandlet gråt spildevand udviste meget store variationer med værdier mellem 4,5-179 FTU. Behandlingen af det grå spildevand medførte en generel reduktion i turbiditeten, som typisk varierede mellem 0.6[ad3] -8.3 FTU i det behandlede spildevand (se Bilag I og tabeller 8.6-8.9). Antal hæmolytiske kim ved 37°C viste relativt store tidsmæssige variationer og der kunne ikke påvises klare forskelle i kimtallene i de tre forskellige prøvetyper (Bilag I). Der fandtes typisk omkring 10³-104 hæmolytiske kim per ml. Sammenlignes antallet af hæmolytiske kim ved 37°C med total kim 37°C, var der generelt en god korrelation, hvor antallet af sidstnævnte typisk var en faktor 100 lavere (de fundne kimtal er opstillet i Bilag I). Antal enterokokker i prøver fra de tre prøveudtagningssteder er vist i figur 8.11. Antal enterokokker i ubehandlet spildevand varierede fra < 10 - 120 per ml med et gennemsnit på 30 enterokokker per ml. Der kunne ikke påvises enterokokker i to af prøverne. Antal enterokokker i behandlet gråt
Figur 8.10 Antal enterokokker i ubehandlet gråt spildevand (sted 1), behandlet gråt spildevand (sted 2) og opbevaret, behandlet gråt spildevand (sted 3). spildevand varierede mellem 10-1.500 kim per ml. med et gennemsnit på 220 enterokokker per ml. Der kunne ikke påvises enterokokker i fire af prøverne. I behandlet, opbevaret gråt spildevand fandtes mellem 10-350 enterokokker per ml med gennemsnitlig 70 enterokokker per ml. Der kunne ikke påvises enterokokker i fire af disse prøver. Der fandtes relativt høje antal enterokokker i både behandlet og behandlet , opbevaret gråt spildevand i to perioder (figur 8.11). En prøve af behandlet gråt spildevand udtaget d. 11-12-01 indeholdt 1.500 enterokokker per ml. Der foreligger ikke nogen forklaring på dette relative høje antal enterokokker. Ubehandlet gråt spildevand indeholdt et relativt lavt antal enterokokker. Sandfiltreringen medførte en gennemsnitlig cirka 10-folds stigning i antallet af enterokokker, sandsynligvis som følge af vækst og afstødning af enterokokker i og fra filtrenes biofilm. Behandlet, opbevaret gråt spildevand indeholdt et lavt antal enterokokker og det må derfor forventes, at enterokokker vil blive tilført toiletcisterne ved anvendelse af det behandlede, opbevarede spildevand til toiletskyl. Der blev ikke påvist Cl. perfringens, inklusiv sporer, i prøver af såvel ubehandlet, behandlet som behandlet opbevaret gråt spildevand (Bilag I). Ved fækalt forurenet spildevand vil Clostridium perfringens normalt forventes påvist, se kap 8.3. Der blev påvist koagulase-positive stafylokokker i 4 udaf 22 prøver af ubehandlet gråt spildevand (tabel 8.9). Det bemærkes, at påvisningsgrænsen for koagulase-positive stafylokokker var 100 per ml. Detektionsgrænsen i analyserne foretaget d. 15-12-01 og 03-02-02 var dog forhøjet til 1.000 per ml. Dette skyldes ifølge ROVESTA I/S analyserapporter overvækst ved analyse af 0,01 ml, mens ingen kolonier i 0,001 ml kunne verificeres som staphylococcer. Der kunne ikke påvises koagulase-positive stafylokokker i behandlet, opbevaret spildevand. Sandfiltreringen ser ud til at medføre en fjernelse af de koagulase-positive stafylokokker, ligesom disse ikke udviser vækst ved opbevaring af det behandlede grå spildevand. Indholdet af Pseudomonas aeruginosa i ubehandlet gråt spildevand varierede betydeligt mellem 10-2.400 kim per ml med et gennemsnit på 330 kim per ml (Bilag I). Der kunne ikke påvises Pseud. aeruginosa i 6 ud af 22 prøver, hvoraf de fleste blev indsamlet sidst i undersøgelsesperioden. Kun i halvdelen af prøverne af behandlet, opbevaret gråt spildevand blev der fundet Pseud. aeruginosa, og disse påvistes i lave antal. Analogt til de koagulase-positive stafylokokker medførte biofiltreringen en reduktion i antal Pseud. aeruginosa, som heller ikke syntes at udvise vækst ved opbevaring af det behandlede grå spildevand. Der blev påvist bevægelige Aeromonas spp. i alle prøver af ubehandlet gråt spildevand, og i alle undtagen en prøve af behandlet, opbevaret gråt spildevand (Bilag I). Ubehandlet gråt spildevand indeholdt mellem 590-82.000 Aeromonas spp. per ml med et gennemsnit på 11.000 per ml (anneks 1). Antal bevægelige Aeromonas spp. i behandlet, opbevaret gråt spildevand varierede betydeligt mellem 10-230.000 per ml, med et gennemsnit på 26.000per ml. Der fandtes meget høje antal bevægelige Aeromonas spp. i det behandlede spildevand d. i tre prøver (130.000 – 230.000 per ml). Det er usikkert om biofiltreringen medførte en reduktion i antallet af bevægelige Aeromonas spp.. Der ses et generelt højere antal bevægelige Aeromonas spp. i ubehandlet gråt spildevand i undersøgelsens første del, hvorimod dette ikke var tilfældet i prøver fra de sidste udtagninger. Der kan ikke gives en forklaring på de meget høje antal Aeromonas spp. i behandlet, opbevaret spildevand i den sidste del af undersøgelsen. Det er endvidere uvist om der forekom eller kan forekomme en opformering af bevægelige Aeromonas spp. under opbevaring af det behandlede grå spildevand. Der kunne ikke påvises Legionella i ubehandlet og behandlet, opbevaret gråt spildevand (Bilag I). Der blev generelt påvist en ringe reduktion i antallet af mikrobiologiske parametre efter passage gennem sandfiltrene, inklusiv i antallet af den fækale indikatorbakterie enterokokker. Flere af de undersøgte mikrobiologiske parametre syntes at kunne vokse i sandfiltrene. Antal kim ved 37°C, herunder antal hæmolytiske kim, viste relativt store tidsmæssige variationer og der kunne ikke påvises klare forskelle i kimtallene i de tre forskellige prøvetyper. Resultaterne indikerer at kimtal 37°C var tilstede i og blev løbende afstødt fra biofilmen i sandfiltrene, samt at disse kim kunne vokse i opbevaringstanken. Sandfiltreringen medførte en gennemsnitlig cirka 10-folds stigning i antallet af enterokokker, muligvis som følge af vækst og afstødning af enterokokker i og fra filtrenes biofilm. Det må derfor forventes, at enterokokker vil blive tilført toiletcisterne ved anvendelse af det behandlede, opbevarede spildevand til toiletskyl. Der fandtes ikke koagulase-positive stafylokokker og kun et meget lille antal Pseud. aeruginosa i behandlet, opbevaret spildevand. Biofiltreringen ser således ud til at medfører en fjernelse af disse to indikatorer, ligesom disse ikke udviser vækst ved opbevaring af det behandlede grå spildevand. 8.2.3 Inhiberingstest for nitrifikationDet grå spildevand fra BO-90 havde generelt ingen til en svagt stimulerende effekt på nitrifikationen. Denne svage stimulering kan skyldes tilførsel af mikronæringssalte med spildevandet. Prøven taget 10-01-02 viste dog en klar stimulerende effekt, se figur 8.12. Denne effekt er for kraftig til alene at skyldes tilførsel af mikronæringssalte, men må formodes at stamme fra en tilførsel af nitrifikanter med det behandlede spildevand fra sandfilteret.
Figur 8.11. Nitrat produceret efter 2 timer ved fra 4% til 80,6 % gråvand i opløsningen, analyse af prøve fra afløbet fra sandfilteret, prøvested 2 fra d. 10/1 2002. 8.2.4 OUR respirationstestTypiske OUR respirogrammer for gråvand fra afløbet fra sandfilteret, og postevand kan ses på figur 8.13 og 8.14. I tabel 8.10 ses resultatet af OUR analyserne af de 22 prøver på gråt spildevand. Spildevandets indhold af biologisk omsætteligt organisk materiale varierer fra 0,5 – 21,6 mg/l. Hovedparten heraf kan karakteriseres som let hydrolyserbart organisk materiale. Der var kun en enkelt dag hvor der kunne konstateres tilstedeværelse af let omsætteligt organisk materiale, den 12. December 2001, hvor indholdet heraf blev målt 1,1 mg/l.
Figur 8.12 Ilt forbrugs rate (OUR) målt på gråvand fra BO-90 d.5. februar 2002. Acetat blev tilsat efter 100 minutter.
Figur 8.13 Ilt forbrugs rate (OUR) målt på postevand d.5. februar 2002. Acetat blev tilsat efter 100 minutter. Beluftningen af sandfilteret var ude af drift fra d. 27//1 til d. 31/1. Prøven taget den 31/1 2002 havde som følge deraf et pH på 4,31, hvilket var hæmmende for de biologiske processer, se figur 8.23 og 8.24. Der blev ikke konstateret hæmning i de øvrige prøver. Ved tilsætningen af hårfarve til gråvandet, kunne der ikke konstateres en hæmmende effekt heraf ved OUR analysen. Tabel 8.10 Karakterisering af organisk materiale ved OUR analyse.
Når beluftningen af sandfilteret fungerer, ses der ikke en hæmning af iltrespirationen. Selv ikke ved tilsætning af hårfarve. Ved en OUR bestemmes indholdet af letomsættelig og let hydrolysesbart organisk materiale, mens de svært omsættelige og inerte fraktioner ikke kan bestemmes. Spildevandets indhold af biologisk omsætteligt organisk materiale er gennemsnitlig på 5,5 mg/l. Kun ved en enkelt måling kunne der konstateres tilstedeværelse af let omsætteligt organisk materiale, ellers forekommer det organiske materiale som let hydrolyserbart.
Figur 8.14 Ilt forbrugs rate (OUR) målt på gråvand fra BO-90 d.31. Januar 2002. Acetat blev tilsat efter 125 minutter.
Figur 8.15 Ilt forbrugs rate (OUR) målt på postevand d.31. Januar 2002. Acetat blev tilsat efter 125 minutter. 8.3 Komplementerende analyser af miljøfremmede stofferSideløbende med at inventeringsmetoden blev afprøvet på BO-90 blev der udtaget prøver af gråt spildevand ved indløbet til rensningsanlægget på BO-90, for kompletterende analyse af miljøfremmede stoffer. Undersøgelsen af prøverne og sammenstillingen med resultaterne fra inventeringen er publiceret i sin helhed i en artikel af Eriksson og kolleger (2003). Der gives her et sammendrag af resultaterne fra dette studie der består af en kvalitativ screening for miljøfremmede stoffer samt kvantitative analyser af nogle udvalgte stoffer, fedtsyrer og BTEXer. I den kvantitative screening blev der fundet 191 miljøfremmede organiske stoffer tilhørende grupperne; overfladeaktive stoffer, emulgatorer, duft- og smagsstoffer, opløsningsmidler, blødgørere, UV-filtre og en blandet gruppe. Resultaterne findes i tabel 8.11, hvor også de semikvantitative resultater er præsenteret. En begrænsning ved metoden var at det ikke var muligt at analysere for mange af de overfladeaktive stoffer med den valgte analysemetode (fastfase ekstraktion og GC-MS analyse), fordi det kun er varme stabile forbindelser, der er tilstrækkelig flygtige til at kunne analyseres vha. GC-analysering. Halvdelen af de identificerede stoffer er langkædede fedtsyrer (C5-C24), og deres estere dvs. methyl-, hexadecyl og octadecyl-estere. Gruppen af overfladeaktive stoffer domineres af langkædede fedtsyre, fedtsyre estere og fedtsyre amider. Nonyl- og octylphenol blev fundet i det grå spildevand, men ingen af de tilsvarende ethoxylater. Emulgatorerne bruges for at forhindre at vand og fedt i husholdningskemikalierne danner to faser, og karakteriseres ved at molekylet består af en polær og en upolær del. De var i undersøgelsen tilstede i relativt høje koncentrationer, f.eks. blev hexandecanol og octadecanol fundet i koncentrationerne 64 µg/L hhv. 117 µg/L (tabel 8.10). Der blev fundet mere end 40 stoffer i gruppen af duft- og smagsstoffer bl.a. citronellol, eucalyptol, eugenol og mentol. Mentol anvendes i stor udstrækning som smagsstof i tandpasta. Caffein stammer fra sodavand, kaffe og te. Generelt findes stofferne i lave koncentrationer (< 10 mg/l) med få undtagelser (eks. hexadecansyre, mentol og squalen). I gruppen konserveringsmidler findes antioxidanter og konserveringsmidler. Blandt antioxidanterne er butyleret hydroxytoluen (BHT), butyleret hydroxyanisol (BHA) og citronsyre fundet. Blandt konserveringsmidlerne er der fundet ethyl- og methylparaben, triclosan og benzoesyre. Parabenerne er bl.a. tilsat kosmetiske produkter for at hæmme biologisk vækst og rengøringsmidler og triclosan der er et antibakteriel middel anvendes i f. eks. tandpasta og er fundet i koncentrationen 0,6 mg/l (tabel 8.11). Benzoesyre bruges som konserveringsmiddel i hygiejne produkter men anvendes også i fødevarer som saft og sylt. Der blev identificeret et pesticid, malathion, som stammer fra en luseshampo der kun kan købes på apoteket. Under inventeringen blev der fundet ni blødgørere. Den gruppe der optræder hyppigst er phthalaterne: bis(2-ethylhexyl)-, dibutyl-, diethyl-, dimethyl- og monoethyl phthalat. To stoffer der i strukturen ligner bis(2-ethylhexyl) phthalat meget blev også fundet; bis(2-ethylhexyl) adipat (diester af hexandisyre) og bis(2-ethylhexyl) sebacat (diester af dekandisyre). I gråvandsprøverne blev der fundet et UV-filter (3-(4-methoxyphenol)-2-propensyre også kendt som Parasol MCX). Stoffet er fundet i koncentrationen 0,5 mg/l (tabel 8.11). Opløsningsmidlerne domineres af alkener og alkoholer, mens der kun er fundet få aromater. Gruppen ”Blandede stoffer” omfatter stoffer for hvilke et anvendelsesformål ikke har kunnet fastslås eller med kun få stoffer af en given type. Gruppen består af 64 stoffer og blandt dem er der fundet antallet i det grå spildevand fra BO-90, som ikke er fundet i husholdnings- og hygiejneprodukterne, men som findes i medicin (eksempelvis acetaminophen også kaldt paracetamol), flammehæmmere og nydelsesstoffer (nikotin). Medicinske rester og nydelsesstoffer kan tilføres gråvandet under tandbørstning og vask (i munden eller tilstede på huden eller stamme fra urinering (under badning)). Flammehæmmende midler, tri-(2-chlorethyl) fosfat og triphenyl fosfat, kan stamme fra tøj og overføres huden ved brug, hvorefter de vaskes af under brusebadning. Tilstedeværelsen af cholesterol og coprostanol såvel som andre fækale steroler indikerer, at det grå spildevand kontamineres fækalt. Under den kvantitative analyse af grå spildevandsprøver blev der analyseret for 12 fede syrer og 19 BTEXer og andre små aromatiske stoffer. Tabel 8.11 Miljøfremmede organiske stoffer fundet ved screening af gråt spildevand. Semikvantitative koncentrationer er angivet i µg/L.
Fedtsyrerne er fundet i koncentrationsintervallet < 0,0005 – 27 mg/l (tabel 8.12). Kun et fåtal af de flygtige BTEX og naphthalen stoffer blev fundet. Ved de tilfælde aromater er fundet er de tilstede i højere koncentrationer end i postevand. Tabel 8.12 Resultater fra kvantitative analyser
1 Eriksson et al., 2003 En kompletterende farlighedsvurdering på de identificerede 201 organiske stoffer er lavet for at finde ud hvis de potentielt udgør en fare for akvatisk miljø og mennesker (Eriksson et al., 2002B). 8.4 Sammenstilling af resultaterI dette kapitel er samtlige resultater fra målinger i indløbet til gråvands anlægget på BO-90 samlet (Tabel 8.13). Dette inkluderer målingerne foretaget i trin 1 og trin 2 (prøveudtagningssted 1) af måleprogrammet, samt samtlige andre målinger som er blevet lavet i forbindelse med et PhD projekt og en række studenter projekter på Miljø & Ressourcer DTU. Parametrene temperatur og pH måles generelt i forbindelse med prøveudtagninger, derfor er antallet af målinger foretaget for disse parametre stort (hhv. 176 og 212). Antallet af målinger er også forholdsvis stort (> 50, tabel 8.13) for en række andre parametre (ammonium, elektrisk ledningsevne, ilt, orthofosfat, suspenderet stof, sulfid, TOC, turbiditet og totalt tørstof), hvilket giver et forholdsvis godt grundlag for at vurdere et typisk koncentrations interval for disse parametre i gråvand fra BO-90. Temperaturen varierer mellem 18 og 31°C, med et gennemsnit på 23°C, mens tilsvarende interval for pH er 7.1-8.6 og med et observeret gennemsnit omkring 8.0. Den maksimale pH-værdi i gråvandet fra BO-90 er lidt større end hvad der tidligere er fundet for gråvand fra badeværelser (tabel 3.3). De fundne temperaturer og pH-værdier tillader således god overlevelse og eventuel vækst af de fleste bakterielle mikroorganismer. De målte maksimum koncentrationerne for BOD, Total-N, suspenderet stof og TOC er større end de der tidligere er fundet i gråt spildevand fra badeværelser, mens tilsvarende værdier for ammonium, COD, elektrisk ledningsevne, ilt, nitrat, pH, sulfat, total-P og turbiditet er indenfor tidligere rapporterede intervaller. For sulfid har det ikke været muligt at finde data at sammenligne med. De forholdsvis høje indhold af BOD, COD, TOC og totalt tørstof i gråvandet fra BO-90 ved enkelt tilfælden skyldes anvendelsen af husholdningskemikalier. Den store variation i de målte koncentrationerne (tabel 8.13) skyldes at prøverne er blevet taget ved udløbet fra fælles stammen og derfor er en direkte funktion af aktiviteter i badeværelserne. Samtlige metaller er målt forholdsvis få ganger (1-9). Blandt dem er antimon, tin og vanadium målt henholdsvis kun en gang hver. Det skal dog bemærkes at det ikke har været muligt at finde nogle målinger for disse tre metaller i litteraturen, ej heller for molybdæn og strontium. For de øvrige metallerne ligger de målte koncentrationerne fra BO-90 indenfor tidligere observerede intervaller, med undtagelse for calcium, krom, magnesium, natrium og silicium. Forklaringen kan findes i den naturlige forekomst af disse metaller i dansk grundvand og dermed i postevandet, med undtagelse for krom som med stor sandsynlighed stammer fra installationer. For langt de fleste af de miljøfremmede organiske stofferne er det stadigt forholdsvis få målinger (5). Det er kun PAHer/BTEXer og fedtsyrererne (C8-C18) der er analyseret for >20 gange. Men det skal noteres at for de organiske miljøfremmede stofferne er disse målinger, de eneste som er publiceret med undtagelse for en for nyligt udkommen licentiat afhandling (Palmquist og Hanæus, 2001). Indholdet af bakterier ligger indenfor de samme intervaller som man tidligere har fundet andre steder. Men også her kan man notere at antallet studier at sammenligne med er begrænset. Tabel 8.13 Sammenfatning af analyseresultater fra indløbet på BO-90
i.d = ikke detekteret
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
