Förekomst av mikroplaster i kommunalt avloppsvatten -
En undersökning av Gövikens avloppsreningsverk
Marie Dahlén
Kandidatuppsats
Huvudområde: Miljöteknik Högskolepoäng:15 hp Termin/år:VT 2018
Handledare: Anders Jonsson Examinator: Erik Grönlund
Kurskod/registreringsnummer: MÖ009G
Utbildningsprogram: Ekoingenjörsprogrammet 180 hp.
Sammanfattning
I denna studie har Gövikens avloppsreningsverk beläget i Östersund studerats. Mikroplaster som kvantifierats är större än 35 - 45 µm och av klara homogena färger. Färgerna svart och vit har valts att uteslutas ur studien. De svarta partiklarna på grund av kontaminering via saltet vid densitetsseparationen. De vita partiklarna då de var svåra att urskilja mot det vita filter som valdes vid analys, det gjorde att en karaktärisering av de vita partiklarna blev
ogenomförbar. En densitetsseparation genomfördes innan analysen därav är de plaster som hittats vid analys en sort med en lägre densitet än 1,2 g cm-3. Syftet med den här studien är att undersöka i vilken utsträckning mikroplaster förekommer i ingående avloppsvatten till
Göviken, samt undersöka var de återfinns i reningsprocessen och hur stor mängd som släpps ut via utgående vatten.
Proverna på ingående vatten, rejektvatten, slam och utgående vatten visade samtliga på ett innehåll av mikroplaster. Ingående vatten innehöll 841 partiklar per kg och det utgående vattnet innehöll 614 partiklar per kg. Flest partiklar innehöll det avvattnade slammet med över 17 500 partiklar per kg torrsubstans.
Plastanvändningen och plastproduktionen har ökat i världen under de senaste decennierna, i och med detta ökar även mängden mikroplast. Sedan 1950-talet har antalet olika sorters plaster ökat och deras användningsområden är många. Mikroplast definieras som små plastpartiklar eller plastfibrer som understiger 5 mm.
Flera studier visar att mikroplast förekommer i naturen, många studier visar på att det är de marina systemen som har drabbats hårdast. Mikroplasten i sig hotar främst djurarter som sväljer plasten som föda och därmed kan de bland annat svälta sig själva genom att äta dessa plastpartiklar. Det som också kommit fram som en möjlig och betydande fara angående mikroplaster i de marina systemen är dess förmåga att dra till sig och behålla hydrofoba föroreningar som PCB och PAHs.
Forskning på området sker i allt större utsträckning och mikroplaster har under de senaste åren blivit allt mer uppmärksammat. Det finns idag ingen standardiserad metod för insamling, mätning, identifiering eller analys av mikroplaster. På området avloppsreningsverk och förekomst av mikroplaster finns fåtalet studier gjorda, samtliga visar att större delen av mikroplasterna återfinns i slammet på reningsverken. Möjliga källor av mikroplaster till avloppsreningsverk är tvättning av textilier och plaster via dagvatten.
Slutsatser som dragits efter genomförd studie är att mikroplaster förekommer i ingående vatten till reningsverket. I det utgående vattnet fanns det även där förekomst av mikroplaster, dock med en reducering av ca 27 % vid en jämförelse med kvantiteten av mikroplaster i det ingående vattnet.
Abstract
In this study Göviken's wastewater treatment plant located in Östersund has been studied.
Micro plastics that are quantified are greater than 35 - 45 μm and of clear homogeneous colors. The colors black and white have been chosen to be excluded from this study.
The black particles due to contamination through the salt at the density separation and the white ones because the difficulty to distinguish them from the white filter chosen for analysis, that made a characterization of the white particles impracticable. A density separation was performed before the analysis thereof were those plastics that could be found of a kind with a density lower than 1.2 g cm-3. The purpose of this study is to investigate the extent to which micro plastics are present in waste water to Göviken, and to investigate where they are found in the purification process and how much micro plastic that are released via outgoing water.
The use of plastic and the plastic production have increased in the world over the last few decades, due to that also the micro plastics have increased. Since the 1950s, the number of different types of plastics has increased and their uses are many. Micro plastic is defined as small plastic particles or plastic fibers smaller than 5 mm.
Several studies show that micro plastic occurs in nature, many studies show that it is the marine systems that have suffered the hardest. The micro plastic itself threatens animal species that swallow the plastic as food and thus can, among other things, starve themselves by eating these plastic particles. What has also emerged as a potential and significant danger regarding micro plastics in the marine systems is its ability to attract and retain hydrophobic contaminants such as PCB and PAHs.
Research in the field is increasing and micro plastics have got more and more attention in recent years. In the field of wastewater treatment plants and occurrence of micro plastics, few studies have been done, all of them show that most of the micro plastics are found in the sludge at the treatment plants. Possible sources of micro plastics to wastewater treatment plants could be laundry of textiles and through plastics in stormwater.
Conclusions drawn after completed study is that micro plastics occurs in incoming water to treatment plant. In the outgoing water was there also presence of micro plastics, but reduced with 27 % by comparison with the quantity of micro plastics in the incoming water.
1
Innehållsförteckning
Inledning ... 3
Definition av mikroplast ... 3
Forskning ... 4
Möjliga källor till mikroplast ... 4
Mikroplasters påverkan på miljön ... 4
Frågeställning och syfte ... 5
Avgränsning ... 5
Metod ... 6
Provtagning ... 6
Provtagningsplats ... 6
Densitetsseparation ... 6
Analysmetod ... 8
Karaktärisering av mikroplaster ... 8
Beräkning av reningsgrad ... 8
Kontamineringsrisker ... 8
Blankprov ... 9
Resultat ... 9
Diskussion ... 10
Metodanalys ... 11
Slutsats ... 12
Referenser: ... 13
2
3
Inledning
Människor har använt sig av polymerer, i dagligt tal även kallat plaster, sedan omkring 1600 f.k, då de började omarbeta naturgummi till bollar, figurer och band. Under 1900 talets första femtio år expanderade utvecklingen av plast och flera olika klasser av polymerer
syntetiserades (Andrady & Neal 2009). År 2016 producerades 335 miljoner ton plast i världen, varav 60 miljoner ton inom Europa (PlasticEurope 2017).
Plast är främst uppbyggt av syntetiska organiska polymerer som har sitt ursprung från petroleum. När plast utsätts för UV-strålning från solen kan denna sakta brytas ner i minde och mindre beståndsdelar men de behåller sin sammansättning som plast, då plast inte är biologiskt nedbrytbar (Rios, Moore & Jones 2007). Den plast som finns idag är uppbyggt av olika sorters polymerer vilket medför olika densitet. Detta i sin tur medför att den plast som förekommer i vattenmiljöer både kan flyta, sjunka och vara så kallat neutraltflytande alltså svävande i vattnet. I och med att densiteten varierar för plast så återfinns plast överallt i de marina systemen, inklusive sediment (Cole, Lindeque, Halsband & Galloway 2011). Flera studier visar att mikroplaster kan förekomma i produkter som utvinns ur havet som till exempel bordssalt (Iñiguez, Conesa & Fullana 2017; Gündoğdu 2018).
Definition av mikroplast
Det finns ingen konkret definition av vad som skall räknas som mikroplast i
forskningslitteratur. Vanligaste definitionen av mikroplast är dock plastpartiklar som är mindre än 5 mm, en nedre gräns för storleken anges sällan, däremot kan begreppet nanoplast användas för partiklar under 1 µm (Verschoor 2015). Den övre gränsen av
storleksdefinitionen föreslogs 2008 under en internationell workshop av organisationen National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) (Arthur, Baker & Bamford 2009), den nedre gränsen används mer sällan och är mer omdebatterad. Mikropartiklar av gummi räknas ofta in i begreppet mikroplast, trots att gummi vanligtvis inte räknas som en plast. Detta beror på att dess egenskaper ur miljösynpunkt liknar plastpartiklarnas (Verschoor 2015).
Mikroplasterna delas in i två undergrupper, primär mikroplast och sekundär mikroplast.
Primär mikroplast är plastpartiklar som producerades i mikroplaststorlek från början mindre än 5 mm. Den primära mikroplasten finns i produkter som bland annat peelingprodukter, kosmetika och tandkräm (Carr, Liu & Tesoro 2015). Sekundär mikroplast är partiklar som är resultatet från när större plastobjekt bryts ner till mindre (Ryan, Moore, van Franeker &
Moloney 2009). I ett pressmeddelande klargörs att från den 1 juli 2018 inträder ett förbud i Sverige mot att köpa in viss kosmetika innehållande mikroplaster för försäljning, dock får produkter som finns på lager säljas till 1 januari 2019. Förbudet gäller kosmetika som sköljs av eller spottas ut (Regeringskansliet 2018).
4
Forskning
Senaste åren har mikroplaster blivit allt mer uppmärksammat och flera litteraturstudier och forskningsrapporter har gjorts. Få studier angående mikroplaster i avloppsreningsverk och mikroplasters påverkan på marklevande djur har genomförts.
Idag finns ingen standardiserad metod för insamling, mätning, identifiering eller analys av mikroplaster (Jeppsson 2017), det kan vara en bidragande orsak till att inte fler studier genomförts inom ämnet.
Tidigare studier som gjorts angående avloppsreningsverk och mikroplaster visar att merparten av mikroplasten som kommer med det inkommande vattnet, blir kvar i slammet efter reningen (Magnusson & Wahlberg 2014; Magnusson & Norén 2014; Mahon et al. 2017).
Möjliga källor till mikroplast
Enligt IVL svenska miljöinstitutet är de mest omfattande källorna för mikroplaster från landbaserade källor så som slitage från däck samt konstgräsplaner, tvätt av textilier i
syntetmaterial är också en vanlig källa. Från vägtrafiken uppskattas ett utsläpp av en mängd på 8 190 ton mikroplast per år, då kommer drygt 7 500 ton från enbart slitage av däck. Den mängd mikroplast som genereras av plastskräp i marina system har inte kunnat beräknas men antas vara en betydande mängd. Primär mikroplast som tillsätts i kosmetika står för en del som förhoppningsvis kan komma att minska tack vare nya lagar kring mikroplaster i kosmetika. Mikroplasterna som kommer in till avloppsreningsverket kommer troligen från tvättning av syntetiska material och dagvatten som innehåller slitage från däck (Magnusson et al. 2016).
Mikroplasters påverkan på miljön
Studier av mikroskopiska plastpartiklar visar att de innehåller hydrofoba föroreningar såsom PCBs, DDE, PAHs, i olika koncentrationer. Studier angående PCB i plastpartiklar kom så tidigt som på 1970-talet (Teuten et al. 2009; Carpenter et al. 1972). Thomson et al. (2004) undersökte möjligheten att mikroplaster togs upp av olika djur, undersökningen visade att djuren, som var märlkräftor, sandmask och rankfotingar, på bara några dagar tagit upp mikroplastpartiklar.
5
Frågeställning och syfte
Syftet med studien är att undersöka i vilken utsträckning mikroplaster förekommer i ingående avloppsvatten till Göviken, samt undersöka var de återfinns i reningsprocessen och hur stor mängd som släpps ut via utgående vatten.
De frågeställningar som ska undersökas i denna studie är:
Förekommer mikroplaster i inkommande avloppsvatten? Om ja hur gynnsam är reningen och hur stor omfattning av mikroplasterna återfinns i det utgående vattnet från reningsverket?
Innehåller slam från avloppsreningsverket i Göviken mikroplaster? Om ja hur stort antal av mikroplasterna återfinns i slammet.
Studien är sedan tänkt som en förstudie till studier som kan undersöka möjligheten att minska utsläpp av mikroplaster från reningsverk.
Avgränsning
Studien avgränsas till att undersöka omfattningen av mikroplast i ett avloppsreningsverk beläget i Östersund, Jämtlands län.
Kvantifieringen av mikroplast görs i prover tagna från inkommande vatten, obehandlat slam, avvattnat slam, rejektvatten samt utgående vatten från Gövikens avloppsreningsverk.
Proverna för rejektvatten, obehandlat slam och avvattnat slam togs samma dygn. På
inkommande och utgående vatten togs ett samlingsprov från en större provmängd som tagits flödesproportionellt under 48 h. För slam och rejektvatten togs fyra stickprov under
centrifugering av samma parti slam. Resultatet kan därav inte ta hänsyn till möjlig variation påverkade av säsong och tid. Mikroplaster som kvantifierades var de som fastnade på ett pappersfilter av storlek 35- 45 µm efter en genomförd densitetsseparation. Partiklar och fibrer av vit eller svart färg valdes att inte räknas i denna studie, på grund av svårigheter att
säkerställa att partiklarna är av plast utan en mer omfattande analys än den som utfördes i denna studie. Plaster som kan påträffas vid analys med den använda metoden är plaster med densitet 1,2 g cm-3 eller lägre, det på grund av den valda metoden med en densitetsseparation genomförd med mättad saltlösning.
6
Metod
Provtagning
Prover för inkommande och utgående vatten bestod av ett samlingsprov på 1000 ml vätska av prover tagna flödesproportionellt med en vakuumprovtagare under 48 timmar datumen 30/4 och 1/5. Provtagaren för inkommande avloppsvatten är placerad i kanalen efter den
mekaniska reningen.
Provmängden från samlingsproven av ingående och utgående vatten var 50 g vardera.
Prover för rejektvattnet bestod av 4 stickprov på ca 300 ml rejektvatten vardera som blandades väl och genererade ett samlingsprov på 50 g.
Proverna av slam bestod av 4 st stickprover med ca 100 g slam vardera som blandades väl och genererade ett samlingsprov på 25 g.
Provtagningsplats
Provtagningsplatsen för samtliga prov var Gövikens avloppsreningsverk i Östersund,
Jämtland. Dimensioneringen för Göviken är 60 000 m3 per dag beträffande flöde, för organisk belastning är dimensioneringen 110 000 person ekvivalenter.
I Göviken genomgår vattnet mekanisk, kemisk och biologisk rening. I det mekaniska steget renas vattnet genom silning med två parallella silar, renstvättspress och luftat sandfång med sandtvätt. Det som avskiljs i detta steg tvättas och skickas sedan till förbränning.
Den kemiska reningen sker i sedimentbassänger och fällningen utförs med järnklorid.
Vid den biologiska reningen används fyra stycken luftningsbassänger med bottenluftare.
Utsläpp av vatten sker därefter 300 meter ut i storsjön.
Slammet som bildats under reningen i anläggningen förtjockas, rötas och avvattnas genom centrifugering, det används sedan till täckning av deponi i länet. Under 2017 fraktades en total mängd av 852,3 ton slam torrsubstans (TS) från anläggningen till en deponi belägen i Gräfsåsen, Östersundskommun. Mängden behandlat vatten under 2017 var 6 465 692 m3 och av det anses 39,2% komma från inträngande vatten (Gövikens miljörapport, 2017). Det inträngande vattnet är ett läckage av vatten in i ledningsnätet och inte avloppsvatten från hushåll och industrier.
Densitetsseparation
Vid analys av slammet genomfördes en densitetsseparation med mättad NaCl-lösning för att separera de olika partiklarna som förekom i proverna (Nilsson 2017). Slamprovet på 25 g tillsätts i en glasbehållare på 1,1 liter med tätslutande lock, därefter tillsätts 500 ml mättad NaCl-lösning i behållaren. Genom att röra om i provet med en magnetomrörare i 20 minuter löses slammet upp i saltlösningen, därefter skakas prover för hand i 2 minuter innan det får stå för sedimentering. Efter sedimentering avskildes översta lagret med hjälp av en pipett,
7 innehållet i pipetten överfördes till ett uppsamlingskärl och pipetten rengjordes noggrant över uppsamlingskärlet genom att sköljas med ultrarent vatten från Milli-Q® Reference. Det översta lagret som avskiljdes med pipett innehåller de partiklar i provet som har lägre densitet än 1,2 g cm3. Glasburken med provet fylldes på med saltlösning till 500 ml igen och
omrörningen med magnetomröraren gjordes på nytt, denna gång i 10 minuter. Proceduren upprepades 5 gånger innan filtrering utfördes.
Provet i uppsamlingskärlet filtrerades med hjälp av en vacuumfiltrerare genom ett Whatman
TM filter av papper med porstorleken 35-45 µm.
Samma metod användes för prover på ingående vatten, utgående vatten, rejektvatten och obehandlat slam med den enda skillnaden att proverna innehöll 50 g istället för 25 g som var fallet för slammet.
Tabell 1 visar olika plastsorter och dess varierande densitet. Densiteten för olika plastpartiklar är hämtat från n studie av Hidalgo-Ruz (2012) angående metoder och identifikationer av mikroplaster. Densiteten för mineralpartiklarna är hämtat från Rolf Larssons rapport Jords Egenskaper (2008).
Tabell 1. Densitet för olika plastsorter samt densiteten för mineralpartiklar.
Partikel Densitet g cm-3
Polypropen (PP) 0,9 - 0,91 Polyeten (PE) 0,917 - 0,965 Polyamid (PA) 1,02 - 1,05 Polystyren (PS) 1,04 - 1,10
Akryl 1,09 - 1,20
Polyvinylklorid (PVC) 1,16 - 1,58 Polymetylakrylat (PMA) 1,17 - 1,20 Polyvinyl alkohol (PVA) 1,19 - 1,31 Polyuretan (PUR) 1,20
Alkyd 1,24 - 2,10
Polyester (PES) 1,24 - 2,30 Polyetentereftalat (PET) 1,37 - 1,45 Polyoximetylen (POM) 1,41 - 1,61
Mineral > 2,4
Beräkning av torrsubstans av avvattnat slam
TS av slam bestämdes genom att slam vägdes och fördelades i två deglar som torkades i 24 timmar i 60 grader Celsius, därefter fick slammet stå i ytterligare 24 timmar, denna gång i 110 grader Celsius. Slammet vägdes och TS halten räknades ut som ett medelvärde av de två proverna.
8
Analysmetod
Okulär analys med mikroskop med förstoring från 40x till 400x. För att de partiklar och fibrer som studerats i mikroskopet skulle räknas som mikroplaster skulle de stämma in på samtliga tre förutbestämda kriterier.
Karaktärisering av mikroplaster
Följande kriterier användes för att bestämma om partiklarna vid okuläranalysen med mikroskop kunde klassificeras som mikroplaster.
För att de skall räknas som mikroplast skall partikeln:
Inte ha någon synlig cellulär eller organiskstruktur.
Som är avlång vara jämntjock och dess ändar ej avsmalnande.
Vara av klara homogena färger såsom gul, röd, blå.
Dessa kriterier har använts i rapporten av Hidalgo-Ruz et al. (2012)
Vita partiklar har valts att uteslutas vid analysen då de är svåra att urskilja på de filter som användes. De vita filtren försvårar analysen av de vita partiklarna och förmågan att avgöra om de har de kriterier för karaktäriseringen som valts att användas i denna studie. Även svarta partiklar valdes att uteslutas delvis på grund av svårigheter vid karaktärisering samt att det upptäcktes flertalet svarta partiklar i saltvattnet. Partiklarna som kvantifierades delades in efter färg och om de var av fibertyp eller partikeltyp. Indelning mellan partikel och fiber är vanligt förekommande i studier gällande mikroplaster och genomfördes för att underlätta vid jämförelser av andra resultat på området.
Beräkning av reningsgrad
Reningsgraden räknades ut genom att använda sig av resultatet av analysen för ingående och utgående vatten. Kalkylera den minskning av antalet plastpartiklar i det utgående vattnet och ange den minskningen i procent som en reningsgrad för Gövikens avloppsreningsverk.
Kontamineringsrisker
Det fanns kontamineringsrisker vid både provtagning och analys då plastpartiklar kan förekomma i luften och därigenom kontaminera proverna. Denna risk minimeras genom att kläderna vid analys och provtagning skall vara av icke syntetiskt material. En
kontamineringsrisk finns också genom saltet som används för densitetsseparationen.
Provburkarnas eventuella kontaminering, eventuell luftkontaminering vid analys samt kontaminering via saltet kvantifieras genom blankprov.
9
Blankprov
För att kvantifiera eventuell kontaminering genomfördes åtta olika blankprov för provtagning, provflaskor samt för analysen. Blankprov tas vid provtagning genom att ha provbägaren öppen under provtagningen och därefter försluta den och behandla den som de andra tagna proverna, ett prov per provflaska av respektive sort genererade fyra olika blankprov för provflaskorna. Vid analysen har dessa blankprov behandlats som de andra proven och genomgått samma steg i analysen som de resterande proven, med den enda skillnaden att ultrarent vatten från Milli-Q® Reference tillsattes istället för ett prov. Ytterligare ett blankprov utfördes på enbart det saltvatten som användes vid densitetsseparationen för att kvantifiera eventuell kontaminering från saltvattnet. Ett blankprov utfördes också för att se eventuell kontaminering av partiklar från luft vid filtrering samt analys, detta utfördes genom att filtrera ultrarent vatten från Milli-Q® Reference genom tre separata filter och sedan
förvara filtren i petriskålar utan lock i 30, 60 samt 90 minuter, därefter analyserades filtren för att kvantifiera kontamineringen via luften i lokalen.
Alla filter som användes kontrollerades och genomsöktes i mikroskop för eventuella mikroplaster innan användning.
Resultat
Mikroplaster hittades i samtliga tagna prover i Gövikens avloppsreningsverk. De olika typer av plaster som hittades och fördelningen dem emellan redovisas nedan i tabell 2. Det
avvattnade slammet hade en torrsubstans på 29,8%. De plastpartiklar som kvantifierades i provet för utgående vatten bedömdes vara i mindre storlek än de som återfanns i de övriga proverna. Beräknat resultat för reningsgraden gällande mikroplaster för Gövikens
avloppsreningsverk är 27 %, se tabell 3.
De blankprover som genomfördes visade på att viss kontaminering med stor sannolikhet har skett. Saltvattnet som användes vid densitets separationen visade sig innehålla potentiella plastpartiklar, flertalet svarta men även en gul och en röd partikel hittades vid blankprovet.
Vid blankproverna av provtagningsplatsen samt provflaskorna hittades 2 - 3st gula och eller röda partiklar per flaska. Dessa misstänks komma från det använda saltvattnet då flaskorna var av vit och svart plast och provet på enbart saltvattnet gett resultat på röd och gul partikel.
De tre blankproverna för eventuell kontaminering från luften visade att blåa fibrer kontaminerat samtliga blankprover från luften varav ett av blankproverna även visade kontaminering av en blå partikel, ingen annan färg än blå kontaminerade via luften enligt genomförda blankprover.
10 Tabell 2. Fördelningen i procent av de olika typer av mikroplast som förekom i de olika proverna, samt antalet mikroplaster för respektive prov per dm3 substans.
Prov Röda
partiklar (%)
Gula partiklar
(%)
Blåa partiklar
(%)
Blåa Fibrer
(%)
Röda fibrer
(%)
Mikroplaster (st dm-3) Ingående
vatten
71,3 21,4 2,4 4,8 x 841
Obehandlat slam
55,0 43,3 1,7 x x 1182
Avvattnat slam
51,9 40,6 2,3 3,0 2,3 17 827*
Rejektvatten 7,5 69,1 7,5 15,5 x 265
Utgående vatten
83,9 12,9 x 3,3 x 614
* För avvattnat slam är det totala antalet mikroplaster per kg torrsubstans som anges.
Tabell 3. Resultat för beräknad reningsgrad under provtagningsperioden på två dagar.
Volym inkommande vatten (m3)
Koncentration av mikroplaster (st m-3)
Antal
mikroplaster (st)
Förekomst av mikroplaster (%) Ingående vatten 113 538 841 x 10^3 9,55 x 10^10 100
Utgående vatten 113 538 614 x 10^3 6,97 x 10^10 73
Reningsgrad % 27
Diskussion
För de dagar då provtagningen skedde var det ovanligt höga flöden in till reningsverket, och hade varit höga under en längre tid på grund av snösmältning efter en snörik vinter. 30/4 var inflödet 58 339 m3och 1/5 var inflödet 55 199 m3, som jämförelse var föregående års högsta flöde på 45 145 m3. Båda provtagningsdagarna visade sig flödena för ingående vatten vara nära den maxkapacitet på 60 000 m3 som avloppsreningsverket är byggt för. Det höga flödet berodde främst på den stora snösmältningen som ökar mängden inträngande dagvatten som inkommer till Gövikens avloppsreningsverk. Det vattnet som tränger in som läckage i ledningsnätet består av vatten som inte är avloppsvatten från hushåll och industrier.
11 Det resultat som analysen av slammet gav på över 17 500 st partiklar kg-1 ligger inom
variationen för mikroplaster i slam om en jämförelse genomförs med andra studier. I en studie av Nilsson (2017) så varierade resultaten mellan 5 968 - 7 204 st mikroplaster kg-1 slam (TS) för tre olika reningsverk. I en studie från 2014 (Magnusson & Norén 2014) visade på en variation på 17440 - 18660 st mikroplaster kg-1 slam (TS), det resultatet är det som sammanstämmer bäst med det resultat jag fick i studien av Göviken. En annan studie från 2017 (Mahon 2017) resulterade i en variation mellan 2 743 - 15 395 st mikroplaster kg-1 (TS) i slam, undersökningen innefattade avloppsreningsverk som använde sig av olika
behandlingstyper av slam, anaerob digestion, termisk torkning och kalkstabilisering, det kan ha bidragit till den stora variationen i resultatet tillsammans med andra faktorer som
aktiviteter inom avrinningsområdet.
I en studie av Magnusson & Norén (2014) räknades även mikroplaster i ingående vatten och utgående vatten vid ett avloppsreningsverk i Sverige. I den studien var antalet mikroplaster i ingående vatten ca 15 st kg-1 vatten och i det utgående vattnet var det mindre än 1 mikroplast kg-1 vatten. Där hade filtreringen skett via ett filter på 300 µm.
Vid analysen blev det märkbart att de större plastpartiklarna återfanns i prov för ingående vatten och det avvattnade slammet. I prover för det utgående vattnet var storleken på partiklarna märkbart mindre. Det tyder på att de större partiklarna avskiljs till större del vid reningen, samt att det resultat jag fick för utgående vatten liknat det resultat som tidigare framkommit vid studier av utgående vatten om jag använt större porstorlek på filtren vid filtrering (Magnusson & Norén 2014; Nilsson 2017)
Vid beräkning av reningsgraden för Gövikens avloppsreningsverk gav det en reningsgrad på 27 %. I den studie av Magnusson & Norén (2014) där inkommande och utgående vatten analyserades var reningsgraden över 99 %.
Att siffran för antalet mikroplaster i ingående och utgående vatten blev hög vid analysen i min studie kan delvis förklaras med att den filterstorlek jag använde var 35-45 µm. I de flesta studier, däribland Johan Nilssons studie, användes 100 µm som minsta porstorlek på filtren vid analys. En förklaring till det höga antalet mikroplaster i inkommande vatten kan vara det ovanligt höga inflödet i och med snösmältningen som var under den period proverna togs, det kan ha genererat en större mängd dagvatten i ingående avloppsvatten än i normala fall.
Metodanalys
Brister i metodvalet till denna undersökning är mängden prover samt att provtagning sker endast en gång och genom samlingsprov. Önskvärt vid undersökning av avloppsreningsverk skulle vara att ta tätare prover under en längre tid då variationer av flödet sker i anläggningen.
Ett exempel på provtagningsschema hade kunnat vara att ta prover efter det meterologiska årstidsindelningen, på det viset tas prover under olika förhållanden som kan komma att
12 påverka ingående vatten och dess innehåll till avloppsreningsverket. Flödet till anläggningen är generellt högre vår och höst och som lägst under vintermånaderna. Vid väderförhållanden som torka eller stora mängder regn och eller snö blir variationen större flödesmässigt till reningsverket.
En densitetsseparation med annan tyngre lösning än mättad NaCl-lösning hade kunnat medföra att flera plastsorter kunnat kvantifieras.
Slutsats
Mikroplaster förekommer i ingående vatten till Gövikens avloppsreningsverk.
Utgående vatten från avloppsreningsverket innehåller även det mikroplaster, med en reducering av ca 27 % mot för det ingående vattnets innehåll. Partiklarna var också märkbart mindre i det utgående vattnet än i det ingående vattnet.
I reningsprocessen för avloppsreningsverket återfinns mikroplaster i alla steg där prover togs. Med marginal var förekomsten av mikroplaster per kg substans störst i provet för avvattnat slam.
I slammet återfanns 17 827 st mikroplast partiklar kg-1 torrsubstans.
13
Referenser:
Andrady, A, L & Neal, M, A. (2009) Applications and Societal Benefits of Plastics. Royal Society: Philosophical Transactions: Biological Sciences, Vol. 364, No. 1526, Plastics, the Environment and Human Health, pp. 1977-1984
Arthur, C., Baker, J. & Bamford, H. (2009). Proceedings of the international research workshop on the occurence, effects and fate of microplastic marine debris. Washington:
National Oceanic and Atmospheric Administration: Technical Memorandum NOS-OR&R-30
Carpenter, J., Anderson, S., Harvey, G., Miklas, H. & Peck, B. (1972) Polystyrene Spherules in Coastal Waters. American Association for the Advancement of Science: Science, New Series, Vol. 178, No. 4062, pp. 749-750
Carr, S., Liu, J. & Tesoro, A. (2015) Transport and fate of microplastic particles in wastewater treatment plant. Elsevier: Water Research 91, pp. 174-182.
Cole, M., Lindeque, P., Halsband, C. & Galloway, T. (2011) Microplastics as contaminants in the marine environment: A review. Elsevier: Marine Pollution Bulletin 62, pp. 2588-2597.
Gündoğdu, S. (2018) Contamination of table salts from Turkey with microplastics. Food Additives & Contaminants: Part A. Chemistry, analysis, control, exposure & risk assessment 35, pp. 1006-1014.
Gövikens reningsverk. (2017) GÖVIKEN RENINGSVERK MILJÖRAPPORT 2017.
Östersund. Dr nr. 352/2018
Hidalgo-Ruz, V., Gutow, L., Thompson, R. & Thiel, M. (2012) Microplastics in the Marine Environment: A Review of the Methods Used for Identification and Quantification.
Environmental Science & Technology 46, pp. 3060-3075.
Iñiguez, M.E, Conesa, J.A. & Fullanna, A. (2017) Microplastics in Spanish Table Salt.
Scientific Reports: 7, 8620.
Jeppsson, F (2017). Kartläggning av källor till utsläpp av mikroplaster från verksamheter inom Käppalaförbundets upptagningsområde. Examensarbete grundnivå. Stockholm: KTH royal institute of technology.
14 Larsson, R. (2008) Jords egenskaper. Linköping: Statens Geotekniska Institut.
Magnusson, K. & Norén, F. (2014) Screening of microplastic particles in and down-stream a wastewater treatment plant (Rapport C 55). Stockholm: IVL Swedish Environmental
Research Institute.
Magnusson, K., Eliasson, K., Fråne, A., Haikonen, K., Hultén, J., Olshammar, M., Stadmark, J. & Voisin, A(2016). Swedish sources and pathways for microplastics to the marine
environment A review of existing data (Rapport C 183). Stockholm: IVL Swedish Environmental Research Institute.
Magnusson, K & Wahlberg, C (2014). Mikroskopiska skräppartiklar i vatten från avloppsreningsverk. (Rapport NR B 2208). Stockholm: IVL Svenska miljöinstitutet.
Mahon, A., O'Connel, B., Healy, M., O'Connor, I., Officer, R., Nash, R. & Morrison, L.
(2017) Microplastics in Sewage Sludge: Effects of Treatment. Environmental Science &
Technology 51, pp. 810-818.
Nilsson, J. (2017) FÖREKOMST AV MIKROPLAST I ÅKERMARK GÖDSLAD MED AVLOPPSSLAM Kvantifiering och mätmetodik. Masteruppsats, Institutionen för biologi och miljövetenskap. Göteborg: Göteborgs universitet.
PlasticsEurope (2017) Plastics – the Facts 2017 An analysis of European plastics production, demand and waste data. PlasticsEurope: Belgium.
Regeringskansliet (2018). Fler steg för att minska plast och mikroplaster i haven, Pressmeddelande 2018-02-01.
http://www.regeringen.se/pressmeddelanden/2018/02/fler-steg-for-att-minska-plast-och- mikroplaster-i-haven/ [Hämtad 2018-05-16]
Rios, L., Moore, C. & Jones, P. (2007) Persistent organic pollutants carried by synthetic polymers in the ocean environment. Elsevier: Marine Pollution Bulletin 54, pp. 1230–1237
Ryan, P., Moore, C., Van Franeker, J. & Moloney, C. (2009) Monitoring the Abundance of Plastic Debris in the Marine Environment. Royal Society: Philosophical Transactions:
Biological Sciences, Vol. 364, No. 1526, Plastics, the Environment and Human Health, pp.
1999-2012
15 Teuten, E,. et al. (2009) Transport and Release of Chemicals from Plastics to the
Environment and to Wildlife. Royal Society: Philosophical Transactions: Biological Sciences, Vol. 364, No. 1526, Plastics, the Environment and Human Health pp. 2027-2045
Thompson, R., Olsen, Y., Mitchell, R., Davis, A., Rowland, S., John, A., McGonigle, D. &
Russell, A. (2004) Lost at Sea: Where Is All the Plastic? American Association for the Advancement of Science: Science, New Series, Vol. 304, No. 5672 p. 838
Verschoor, A. J. (2015) Towards a definition of microplastics Considerations for the specification of physico-chemical properties.The Netherlands. Bilthoven: (Report 2015- 0116). National Institute for Public Health and the Environment
