Új hóbort vagy valós fenyegetés: az EDS anyagok a szennyvíztisztításban

1. Új hóbort vagy valós fenyegetés: az EDS anyagok a szennyvíztisztításban Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék Dr. Fleit Ernő egyetemi docens

2. A probléma áttekintése „Late lessons from early warnings…” • Mik azok az EDS anyagok? • Hogy kezdődött? Megfigyelések a természetes vízi környezetben • Humán spermaszám és rákos megbetegedések • Az ösztrogének „tengere” – ráfogható mindez a környezetbe jutó EDS anyagokra? • Az ivóvízben megjelenő EDS anyagok és jelentőségük • Szennyvizekben megjelenő EDS anyagok és kezelhetőségük

3. Mik azok az EDS anyagok? A hormonháztartást megzavaró anyagoknak azokat az exogén anyagokat nevezzük, amelyek megzavarják a szabályozásban és a növekedésben szerepet játszó természetes hormonok termelését, kibocsátását, transzportját, kötödését, reakcióját, vagy kiürülését. (US EPA)

4. Kémiailag… • Alkilfenolok és származékaik • Ftalátok • Biszfenol-A és hasonló fenolok • PCB (poliklórozott-bifenilek) vegyületcsoport • Halogénezett többgyűrűs égetési melléktermékek (dioxinok) • Peszticidek • Gyógyszerek • Fémek és fémtartalmú vegyületek • Természetes anyagok (fitoösztrogének)

5. Az EDS anyagok egy lehetséges csoportosítása • Iparban és fogyasztásban használt anyagok (ftalátok, egyes élelmiszeripari adalékok); • Növényvédő szerek (lindán, DDT, atrazin); • Hormon készítmények (orális fogamzásgátló tabletták, pajzsmirigy gyógyszerek); • Ipari és fogyasztási melléktermékek (PAH, dioxin); • Természetes hormonok (fitoösztrogének); • Természetes hormonhatású anyagok (3-Ω-zsírsavak).

6. Hangsúlyeltolódások • Kezdetben: szex hormonok (ösztrogének, androgének, antiösztrogének, stb.) - reprodukció • Ma már: más endrokrin rendszerek is (mellékvese, pajzsmirigy) • Más egyéb élettani rendszerek (immun, viselkedés, magzati fejlődés, stb.)

7. A vízi környezetben megfigyelt néhány „kedvezőtlen” hatás • Tojáshéj elvékonyodás és viselkedési zavarok madarakban (1950-60) • Interszex, hermafroditizmus halakban, puhatestűekben és emlősökben (1970) • Halak feminizációja

8. Feltételezett humán hatások • Sperma minőség (aktív, mozgékony spermaszám) • Rejtett heréjűség • Hererák • Prosztatarák • Mellrák (férfiakban)

9. Spermaszám – néhány adat és előzetes megállapítás • A hetvenes-nyolcvanas években publikált adatok szerint az elmúlt 50-60 évben az iparosodott világban a spermaszám folyamatosan csökkent • A sperma donorok elemzése szerint (Párizs) 2,2%-os éves csökkenés volt megfigyelhető (1973-1992)

10. Spermaszám (folytatás) • 1938-88 között jelentős csökkenés az USA-ban (évi 1,5%) • Európában évi 3,12% (1971-91) • Nincs csökkenés a nem-”nyugatosodott” országokban (1970-89) • Finnországban pl. 56,4 %→26,9-re csökkent a normál spermatogenezis aránya (1981-91 között)

11. Hererákos megbetegedések • Az előfordulási gyakoriság az USA-ban megháromszorozódott (25-35 éves fehér férfiakban) 1972-93 között • Hasonló növekedés az összes északi EU tagállamban (de pl. Dániában 5x olyan gyors a növekedés, mint Finnországban) • Angliában és Wales-ben 35%-os növekedés 1979-87 között

12. Például Norvégia…

13. Tehát mi a teendő? (jelenlegi konklúziók) • Természetes és szintetikus (antropogén) ösztrogének és alkilfenolok bizonyítottan jelen vannak a tisztított szennyvizekben – a SZVT tehát kulcspontja a védelemnek (vízi ökoszisztémák + humán egészségügy) • Ivóvizekben az „általános” detektálási tartomány: ng-pg/l (Németország)

14. További következtetések… • Erős bizonyítékok vannak a vízi ökoszisztémák károsodására az EDS anyagok kijutása következtében • Számos „markerben” megfigyelhető a humán egészségügyi hatás, azonban rendkívül nehezen bizonyítható ok-okozati összefüggés

15. Water Research cikkek témái az elmúlt 12 hónapban

16. Az eleveniszapos eljárás Előülepítő Utóülepítő EI reaktor Recirkulációs iszap Nyers iszap Fölösiszap Iszapkezelés

17. Az IWA keretében zajló kutatások (ACHSW) • Assessment and Control of Hazardous Substances in Water (spec. csoport) • 1991 Otsu (Japán) • 1995 Koppenhága • EDC munkaülés (Melbourne) 2002 • ECOHAZARD 1999 és 2003 (Aachen) • IWA Leading Edge Technologies (NL, 2003)

18. Az EDS anyagok jelenlegi K+F helyzete az EU-ban • 25 projekt (urban water cycle) • 11 Millió euró (2,75 milliárd HUF) • Analitikai módszerek fejlesztése • Szennyvíz és ivóvíz projektek

19. EU POSEIDON projekt (Assessment of Technologies for the Removal of Pharmaceuticals and Personal Care Products in Sewage and Drinking Water Facilities to Improve the Indirect Potable Water Reuse)

20. Mi a jelenlegi helyzet a szennyvíztisztításban? • Nyolcvanas évek: • Klórozott szénhidrogének • Klórozott fenolok • PCB, PAH, poláris vegyületek • 2000-től: • EDS, specifikus hormonok • Gyógyszermaradványok • Természetes toxinok

21. Gyógyszermaradványok eltávolítási hatásfoka (LA, SZVT 2002)

22. Mi történhet az EDS anyagokkal a SZVT során? • Sztripping – ez a Henry konstanstól függ, ill. a levegőztetés intenzitásától, a legtöbb EDS-re nem jelentős (kivéve pl. a pézsmaszerű anyagokat, ott kb. 3%-os eltáv. hatásfok) • Adszorpció az iszapon (elhelyezés) • Biodegradáció (SRT, kometabolizmus) • Direkt/indirekt fotolízis (elhanyagolható az SZVT-ben, jelentős a befogadó vízfolyásokban)

23. Szennyezés megelőzési és kezelési (csökkentési) alternatívák • Megelőzés • Szelektív hulladékgyűjtés – szelektív szennyvízgyűjtés!!! • Kiváltás (zéró tolerancia) • Újrahasznosítás (visszaforgatás) • Kezelés • Nagyterhelésű BOI eltávolítás • Tápanyag eltávolítás (harmadlagos kezelés) • Új technológiák (UV, MBR, stb.)

24. Kapilláris membránok (MBR)

25. Csővégi technológiák • MBR rendszerek a hatékonyabb biodegradáció érdekében (magasabb SRT) • A kezelt elfolyó (részleges) kezelése ózonnal • Nanoszűrés, aktívszenes kezelés • MINDEZEK: nem költséghatékonyak a kommunális SZVT-ben! (a mai tudásunk/technológiánk szerint)

26. A jövő néhány kérdése… • Megfelelőek a tesztjeink/markereink? • Immissziós határértékek: megfelelő analitikai háttér??? (térbeli felbontás) • Elfolyó (emissziós határértékek): tudunk-e mindent mérni??? Mire költsünk (kezelésre vs. monitoringra)? • BAT – legyen az MBR és/vagy UV kezelés kötelező?? Fenntarthatók ezek a technológiák (energia, stb. költségek)??