Økologisk byfornyelse og spildevandsrensning, 58 – Udvikling af metode til karakterisering af gråt spildevand

Udvikling af metode til karakterisering af gråt spildevand

9 Diskussion

Antallet af studier, som er publiceret i den tilgængelige litteratur og som fokuserer på karakteristik af gråt spildevand, er forholdsvist lille. Den nærværende undersøgelse har derfor givet et væsentligt bidrag til den grundlæggende basisviden, som er helt nødvendig for at evaluere muligheder og risici i forbindelse med anvendelse af gråt spildevand. For de parametre hvor der fra tidligere undersøgelser af gråvand fandtes målinger, svarer BO-90 resultaterne til det forventede niveau. Der er dog registreret relativt høje maksimalværdier for en række parametre (fx TOC, SS, fedtsyrer og bakterier), og der er samtidig registret tidsmæssigt meget varierende værdier. Hvis det grå spildevand skal anvendes kræver det behandling, og her vil tidsmæssige variationer og høje enkeltstående maksimalværdier være et problem. Det vil have indflydelse på både design og drift af rensningsanlæg til gråvand, og vil gøre rensningsprocessen dyrere.

Da dette projekt startede i 1999 var der ikke nogen information tilgængelig om indholdet af miljøfremmede organiske forbindelser i gråt spildevand. Udgangspunktet for projektet var at man ud fra information vedrørende forbrug af husholdningskemikalier, incl. specifik information om stofindhold og dermed information om forbrug af enkelte stoffer, kunne udvælge de stoffer som projektet primært skulle fokusere på. Det viste sig hurtigt at dette ikke var muligt, idet den ønskede information ikke eksisterer. Den nu valgte metode, med at registrere varedeklarationer på forskellige typer af husholdnings- og plejeprodukter giver kun kvalitativ information. Den kvantitative information, dvs. i hvilke kvantiteter stofferne bruges og dermed potentielt kan forekomme i gråt spildevand kan p.t . ikke vurderes. Dette er en begrænsning som kun kan løses gennem at der enten laves en registrering på nationalt niveau med information fra producenter/importører om forbruget af de enkelte stoffer i denne slags produkter eller gennem målinger af enkelt stoffer i produkterne samt en registrering af forbruget af hver enkelt produkt at estimere stof forbruget.

Et anden udgangspunkt var at fokusere på miljøfremmede stoffer som i andre miljømæssige sammenhænge, f eks. drikkevandsbekendtgørelsen, slambekendtgørelsen og NOVA2003 programmet, er blevet identificeret som problemstoffer. Det viste sig ikke være en optimal løsning i det kriterierne for at vælge stoffer som kan udgøre et problem i forbindelse med genbrug af gråt spildevand er afhængigt af til hvilket formål vandet skal genbruges. Da der ikke er tale om brug til drikkevand er drikkevandsbekendtgørelsen ikke relevant, men den repræsenterer dog det laveste niveau i grænseværdier som kan komme på tale. Hvis det grå spildevand skal bruges til vanding af afgrøder kan det give mening at fokusere på de stoffer som indgår i slambekendtgørelsen, men det er relativt få stoffer, og desuden tager slambekendtgørelsen udgangspunkt i stoffer som indgår i spildevand, medens sammensætningen i det grå spildevand ikke er helt den samme, f eks. forekommer der ikke PAHér i det grå spildevand.

Ved målinger på komponenter i gråvand, og specielt når det gælder miljøfremmede stoffer og mikroorganismer, er der to vigtige faktorer man må tage hensyn til. Den ene er antallet af potentielt problematiske komponenter og den anden er den store usikkerhed der er knyttet til praktiske målinger i medier der ændrer sammensætning indenfor korte tidsintervaller. Der er derfor udviklet en metodik bestående af to parallelle forløb der kan supplere hinanden og mindske den samlede usikkerhed på undersøgelsen. Det system man undersøger har et tilløb og et afløb. Det er muligt, om end besværligt at måle på afløbets (gråvandets) kvalitet. Det er ikke muligt i praksis at måle på de mange tilløb (vandforsyningsvand, husholdningskemikalier, kropsudsondringer, luftbårne komponenter mm). Ved at estimere tilløbet (inventering) og måle på afløbet kan man få en betydelig bedre samlet kvalitetsbedømmelse af det producerede gråvand.

Der er udviklet et redskab til at designe måleprogrammer for komponenter, især miljøfremmede stoffer, i gråvand. Antallet af potentielt forekommende stoffer er så højt at det vil være økonomisk umuligt at undersøge for alle. Det eksisterer heller ikke akkrediterede analysemetoder for samtlige stoffer. Det er derfor nødvendigt at screene for udvalgte stoffer, der har en speciel brugsmæssig og dermed sundhedsmæssige risiko, og som kan fungere som indikatorstoffer. Screeningen kaldes i måleprogrammet for trin 1. Når man har resultatet af trin 1 måleprogrammet, kan man designe et trin 2 måleprogram der ikke bliver unødigt stort. Det er grundtanken at ressourceforbruget, ved at gennemføre summen af de to fase i måleprogrammet, bliver væsentligt mindre end ved blot bevidstløst at kaste sig ud i et overvældende måleprogram fra starten.

Måleprogrammets trin 1 inkluderede et forholdsvis stort antal forskellige miljøfremmede organiske stoffer eller stofgrupper (i alt 62), som blev valgt ud fra en række kriterier. Til trods en forholdsvis dybtgående diskussion om hvilke stoffer som skulle indgå i måleprogrammet, blandt andet gennem at lave en farlighedsidentifikation af de stoffer som potentielt kan indgå i gråt spildevand, så var det kun 11 af de 62 som blev fundet i gråvandet fra BO-90. Analyserne i måleprogrammets trin 1 blev gennemført af et akkrediteret analyse laboratorium, hvilket begrænser mulighederne for at frit vælge hvilke stoffer som skal indgå i måleprogrammet, fordi at enten bliver analyserne meget dyre eller så eksisterer der ikke akkrediterede analysemetoder. Den komplementerende analyse som blev gennemført i et parallelt forløb var baseret på en anden analyse metodik, som er meget arbejdskrævende, men som viste sig være mere udbytterig i forhold til identifikation af miljøfremmede stoffer. Dette delstudie viste at minimum yderligere 190 forskellige miljøfremmede stoffer findes i det grå spildevand på BO-90. For langt de fleste af de fundne stofferne eksisterer der ikke akkrediterede analyse metoder. Dette viser at screening for miljøfremmede organiske stoffer i gråt spildevand stiller store krav til valg af metode, og at det er svært at lave et komplet valg af relevante miljøfremmede organiske stoffer at måle for. Der er vel tale om forskellige tilgange til stoffet .

Måleresultaterne fra BO-90 viser dog at den valgte metodik, med to trin i måleprogrammet, er et godt redskab. Der er i fase 1 af måleprogrammet (dvs. trin 1 og den kompletterende analyse af miljøfremmede stoffer) positive fund af en lang række miljøfremmede stoffer (i alt 201 st.), som vil have afgørende betydning i forbindelse med overvejelser om hvilken form for genbrug der kan komme på tale. Stoffer der blev analyseret for, men ikke blev fundet, har en tilsvarende betydning for overvejelserne om genbrugets karakter.

Den udviklede inventeringsmetode vil være et nyttigt redskab som supplement til et måleprogram. At opgøre tilførte mængder af komponenter er vanskeligt fordi man må involvere uprofessionelt personale (beboerne) i registreringen af forbruget af husholdningskemikalier og andre aktiviteter i hjemmet. Den inventeringen der blev gennemført på BO-90 viser at man kan få informationer ud af metodikken, men at de er behæftet med stor usikkerhed. Sikrest er at måle det reelle forbrug af husholdningskemikalier, men selv for dette element er der usikkerheder fordi beboere glemmer eller skjuler forbrug af visse kemikalier. En anden væsentlig usikkerhedsfaktor er manglende deklaration af de stoffer der forekommer i små mængder.

En inventering vil kun være et supplement og en vis massebalancekontrol i forbindelse med målinger af komponenter, og den vil derfor ikke kunne stå alene. Målinger kan bedre stå alene, men på grund af variationer i koncentrationer kræves der et tidsmæssigt omfattende måleprogram. Da man har brug for at kende både gennemsnitsbelastning af gråvandet og maksimumsværdier, må måleprogrammet indeholde både serier af døgnmålinger og serier af målinger med en tidsopløsning på niveau med den eventuelle behandlingstid der kræves hvis gråvandet skal genbruges.

Blandt de egentlige smitstoffer blev der ikke påvist Salmonella, Campylobacter og Legionella i prøver af såvel ubehandlet, som behandlet, opbevaret gråt spildevand. Der syntes derfor at være en yderst ringe risiko for infektioner med disse smitstoffer ved anvendelse af det grå spildevand. Resultaterne indikerer således en lavgradig forekomst af disse smitstoffer i gråt spildevand. Især mavetarmsmitstoffer vil dog forventes at kunne forekomme i gråt spildevand, eksempelvis ved fækalforurening p.g.a. diarré hos små børn og rengøring i eksempelvis håndvask.

Foruden de bakterielle smitstoffer, vil der kunne forekomme en række mavetarm virus og parasitter i gråt spildevand, primært som følge af fækalforurening. Især forekomsten af virus vil afhængig af gråvandstypen, behandlingen og den påtænkte anvendelse af det behandlede grå spildevand kunne udgøre en egentlig sundhedsrisiko. Der er i projektet ikke undersøgt for virus da der ikke forelå egnede metoder til påvisning af virus i gråt spildevand.

Der foreligger metoder til påvisning af mavetarm parasitter, herunder gruppen af protozoer, i spildevand. Der fandtes dog ikke analyselaboratorier som var akkrediteret til at udføre analyser for parasitter i gråt spildevand. Der blev derfor ikke udført analyser for parasitter. Dette skyldes også at risici ved anvendelse af gråt spildevand til toiletskyl primært skønnes at knyttet til luftbåren smitte ved aerosoldannelse. Parasitæg og protozoer er sammenlignet med bakterier og virus meget store. Der er derfor en meget ringe mulighed for luftbåren overførsel og smitte med parasitter ved toiletskyl med gråt spildevand. Da smittevejen for Legionella er via indåndning af aerosoler var det vigtigt at denne bakterium ikke kunne påvises i gråt spildevand.

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. Kimtallene i de undersøgte prøver af gråt spildevand lå alle over grænseværdierne for drikkevand.

Antal kim ved 37^oC, 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^oC var tilstede i og blev løbende afstødt fra biofilmen i sandfiltrene, samt at disse kim kunne vokse i opbevaringstanken. Det er uvist om eventuelle høje antal kim dyrket ved 37^oC udgør en egentlig sundhedsrisiko hvis gråvandet anvendes til eksempelvis toiletskyl.

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 toiletcisterner ved anvendelse af det behandlede, opbevarede spildevand til toiletskyl. En eventuel vækst af enterokokker i gråt spildevand, eksempelvis i biofiltre, stiller spørgsmålstegn ved enterokokkers egenthed som indikator på fækalforurening, da antallet af en sådan indikatororganisme vil forventes at falde da det forudsættes at en god fækalindikator udviser ringe eller slet ingen vækst udenfor mavetarmkanalen.

Der blev påvist relative høje antal af bevægelige Aeromonas spp. i alle typer af gråt spildevand, især i den sidste halvdel af undersøgelser. Gruppen af bevægelige Aeromonas spp. inkluderer arter som kan være egentlige sygdomsfremkalende for mennesker. Betydningen af disse fund er dog usikkker, idet enkelte Aeromonas spp. kan forårsage mavetarm- og sårinfektioner hos mennesker. Infektioner med Aeromonas spp. som følge af aerosolbåren smitte er så vidt vides ikke rapporteret.

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.

Hvis man vælger at give tilladelse til genbrug gråt spildevand skal man være klar over at det ud fra kendskabet til gråvands potentielle sammensætning er det vanskeligt at give generelle retningslinier for genbrug af gråvand. Anledningen er den store variation der vil være fra husholdning til husholdning. Der er behov for at etablere retningslinier for ønsket kvalitet af renset gråvand i forbindelse med forskellige former for genbrug. Disse retningslinier skal afspejle en vægtning mellem risiko ved genbrug af gråvand og den risiko som befolkningen generelt udsætter sig selv for genem brug af f eks kemikalier i husholdningerne. Hver enkelt familie vælger at leve med et (næppe erkendt) risikoniveau i forbindelse med brug af husholdningskemikalier og kosmetik. Genbrug af gråvandet fra en familie vil afspejle den samme risiko men i en mindre skala. Man kan derfor overveje om der for enkeltfamilier skal være mindre skrappe grænseværdier for genbrug af gråvand end for flerfamiliebebyggelser.

Beboere som anvender behandlet gråt spildevand til toiletskyl vil principielt kunne eksponeres for ”fremmede” mikroorganismer fra andre beboere hvis det grå spildevand indsamles fra mange forskellige lejligheder og hushold. En sådan eksponering vil normalt repræsenterer en større risici end hvis beboerne kun blev eksponeret til ”kendte” mikroorganismer i spildevand fra deres eget hjem. Grunden til dette er primært en forventet lavere modstandsdygtighed overfor ”fremmede” mikorganismer. Embedslægen i København har dog i et andet lignende gråvandsprojekt ved Nordhavnsgården vurderet sådanne risici som værende minimale og ikke aktuelle i forhold til dette projekt.

De fundne resultater for traditionelle spildevandsparametre ligner resultaterne fra tidligere undersøgelser. Målingerne for miljøfremmede stoffer og mikroorganismer bidrager med ny viden og de viser, sammen med målingerne af de klassiske spildevandsparametre, at gråvandet fra BO-90 ikke uden videre kan genbruges til husholdningsformål.

Målingerne på BO-90 gråvandet kan ikke bruges til at generalisere vedrørende gråvands sammensætning. Det undersøgte gråvand indeholder kun 2 af 4 primære gråvandstyper. Det må dog antages at gråvand generelt er så forurenet at det ikke umiddelbart kan genbruges i husholdninger. Det er ikke muligt at vurdere hvilken behandling det skal undergå for at kunne genanvendes, da der dels mangler mere information om gråvandets sammensætning og dels mangler kvalitetskriterier for de enkelte typer af anvendelse.