Új hóbort vagy valós Új hóbort vagy valós fenyegetés: az EDS fenyegetés: az EDS anyagok a anyagok a szennyvíztisztításbanszennyvíztisztításban

Vízi Közmű és Környezetmérnöki Vízi Közmű és Környezetmérnöki TanszékTanszék

Dr. Fleit Ernő Dr. Fleit Ernő egyetemi docensegyetemi docens

A probléma áttekintése A probléma áttekintése „„Late lessons from early Late lessons from early warningswarnings…”…”

Mik azok az EDS anyagok?Mik azok az EDS anyagok? Hogy kezdődött? Megfigyelések a természetes Hogy kezdődött? Megfigyelések a természetes

vízi környezetbenvízi környezetben Humán spermaszám és rákos megbetegedésekHumán spermaszám és rákos megbetegedések Az ösztrogének „tengere” – ráfogható mindez Az ösztrogének „tengere” – ráfogható mindez

a környezetbe jutó EDS anyagokra?a környezetbe jutó EDS anyagokra? Az ivóvízben megjelenő EDS anyagok és Az ivóvízben megjelenő EDS anyagok és

jelentőségükjelentőségük Szennyvizekben megjelenő EDS anyagok és Szennyvizekben megjelenő EDS anyagok és

kezelhetőségük kezelhetőségük

Mik azok az EDS Mik azok az EDS anyagok?anyagok?

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

Kémiailag…Kémiailag… Alkilfenolok és származékaikAlkilfenolok és származékaik FtalátokFtalátok Biszfenol-A és hasonló fenolokBiszfenol-A és hasonló fenolok PCB (poliklórozott-bifenilek) vegyületcsoportPCB (poliklórozott-bifenilek) vegyületcsoport Halogénezett többgyűrűs égetési Halogénezett többgyűrűs égetési

melléktermékek (dioxinok)melléktermékek (dioxinok) PeszticidekPeszticidek GyógyszerekGyógyszerek Fémek és fémtartalmú vegyületekFémek és fémtartalmú vegyületek Természetes anyagok (fitoösztrogének)Természetes anyagok (fitoösztrogének)

Az EDS anyagok egy Az EDS anyagok egy lehetséges lehetséges csoportosításacsoportosítása Iparban és fogyasztásban használt anyagok Iparban és fogyasztásban használt anyagok

(ftalátok, egyes élelmiszeripari adalékok);(ftalátok, egyes élelmiszeripari adalékok); Növényvédő szerek (lindán, DDT, atrazin);Növényvédő szerek (lindán, DDT, atrazin); Hormon készítmények (orális fogamzásgátló Hormon készítmények (orális fogamzásgátló

tabletták, pajzsmirigy gyógyszerek);tabletták, pajzsmirigy gyógyszerek); Ipari és fogyasztási melléktermékek (PAH, Ipari és fogyasztási melléktermékek (PAH,

dioxin);dioxin); Természetes hormonok (fitoösztrogének);Természetes hormonok (fitoösztrogének); Természetes hormonhatású anyagok (3-Ω-Természetes hormonhatású anyagok (3-Ω-

zsírsavak).zsírsavak).

Hangsúlyeltolódások Hangsúlyeltolódások Kezdetben:Kezdetben: szex hormonok szex hormonok

(ösztrogének, androgének, (ösztrogének, androgének, antiösztrogének, stb.) - reprodukcióantiösztrogének, stb.) - reprodukció

Ma már:Ma már: más endrokrin rendszerek más endrokrin rendszerek is (mellékvese, pajzsmirigy)is (mellékvese, pajzsmirigy)

Más egyéb élettani rendszerek Más egyéb élettani rendszerek (immun, viselkedés, magzati (immun, viselkedés, magzati fejlődés, stb.)fejlődés, stb.)

A vízi környezetben A vízi környezetben megfigyelt néhány megfigyelt néhány „kedvezőtlen” hatás„kedvezőtlen” hatás Tojáshéj elvékonyodás és Tojáshéj elvékonyodás és

viselkedési zavarok madarakban viselkedési zavarok madarakban (1950-60)(1950-60)

Interszex, hermafroditizmus Interszex, hermafroditizmus halakban, puhatestűekben és halakban, puhatestűekben és emlősökben (1970)emlősökben (1970)

Halak feminizációjaHalak feminizációja

Feltételezett humán Feltételezett humán hatásokhatások Sperma minőség (aktív, Sperma minőség (aktív,

mozgékony spermaszám)mozgékony spermaszám) Rejtett heréjűségRejtett heréjűség HererákHererák ProsztatarákProsztatarák Mellrák (férfiakban)Mellrák (férfiakban)

Spermaszám – néhány Spermaszám – néhány adat és előzetes adat és előzetes megállapításmegállapítás A hetvenes-nyolcvanas években A hetvenes-nyolcvanas években

publikált adatok szerint az elmúlt publikált adatok szerint az elmúlt 50-60 évben az iparosodott 50-60 évben az iparosodott világban a spermaszám világban a spermaszám folyamatosan csökkentfolyamatosan csökkent

A sperma donorok elemzése szerint A sperma donorok elemzése szerint (Párizs) 2,2%-os éves csökkenés (Párizs) 2,2%-os éves csökkenés volt megfigyelhető (1973-1992)volt megfigyelhető (1973-1992)

Spermaszám Spermaszám (folytatás)(folytatás) 1938-88 között jelentős csökkenés 1938-88 között jelentős csökkenés

az USA-ban (évi 1,5%)az USA-ban (évi 1,5%) Európában évi 3,12% (1971-91)Európában évi 3,12% (1971-91) Nincs csökkenés a Nincs csökkenés a

nem-”nyugatosodott” országokban nem-”nyugatosodott” országokban (1970-89)(1970-89)

Finnországban pl. 56,4 %Finnországban pl. 56,4 %→26,9-re →26,9-re csökkent a normál spermatogenezis csökkent a normál spermatogenezis aránya (1981-91 között)aránya (1981-91 között)

Hererákos Hererákos megbetegedésekmegbetegedések

Az előfordulási gyakoriság az USA-ban Az előfordulási gyakoriság az USA-ban megháromszorozódott (25-35 éves fehér megháromszorozódott (25-35 éves fehér férfiakban) 1972-93 közöttférfiakban) 1972-93 között

Hasonló növekedés az összes északi EU Hasonló növekedés az összes északi EU tagállamban (de pl. Dániában 5x olyan gyors tagállamban (de pl. Dániában 5x olyan gyors a növekedés, mint Finnországban)a növekedés, mint Finnországban)

Angliában és Wales-ben 35%-os növekedés Angliában és Wales-ben 35%-os növekedés 1979-87 között1979-87 között

Például Norvégia…Például Norvégia…

Tehát mi a teendő? Tehát mi a teendő? (jelenlegi konklúziók)(jelenlegi konklúziók) Természetes és szintetikus Természetes és szintetikus

(antropogén) ösztrogének és (antropogén) ösztrogének és alkilfenolok bizonyítottan jelen vannak alkilfenolok bizonyítottan jelen vannak a tisztított szennyvizekben – a SZVT a tisztított szennyvizekben – a SZVT tehát kulcspontja a védelemnek (vízi tehát kulcspontja a védelemnek (vízi ökoszisztémák + humán egészségügy)ökoszisztémák + humán egészségügy)

Ivóvizekben az „általános” detektálási Ivóvizekben az „általános” detektálási tartomány: ng-pg/l (Németország) tartomány: ng-pg/l (Németország)

További További következtetések…következtetések… Erős bizonyítékok vannak a vízi Erős bizonyítékok vannak a vízi

ökoszisztémák károsodására az EDS ökoszisztémák károsodására az EDS anyagok kijutása következtébenanyagok kijutása következtében

Számos „markerben” megfigyelhető Számos „markerben” megfigyelhető a humán egészségügyi hatás, a humán egészségügyi hatás, azonban rendkívül nehezen azonban rendkívül nehezen bizonyítható ok-okozati összefüggésbizonyítható ok-okozati összefüggés

Water Research cikkek Water Research cikkek témái az elmúlt 12 témái az elmúlt 12 hónapbanhónapban

szerves mikroszennyezők27%

nehézfémek8%

BNR11%

advenced reaktors15%

bakteriológia5%

modellezés és folyamatirányítás

23%

természetes szennyv. tiszt.8%

egyéb3%

Fölösiszap

EI reaktor

Előülepítő Utóülepítő

Nyers iszap

Iszapkezelés

Az eleveniszapos eljárás

Recirkulációs iszap

Az IWA keretében zajló Az IWA keretében zajló kutatások (ACHSW)kutatások (ACHSW) Assessment and Control of Hazardous Assessment and Control of Hazardous

Substances in Water (spec. csoport)Substances in Water (spec. csoport) 1991 Otsu (Japán)1991 Otsu (Japán) 1995 Koppenhága1995 Koppenhága EDC munkaülés (Melbourne) 2002EDC munkaülés (Melbourne) 2002 ECOHAZARD 1999 és 2003 (Aachen)ECOHAZARD 1999 és 2003 (Aachen) IWA Leading Edge Technologies (NL, IWA Leading Edge Technologies (NL,

2003)2003)

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

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

Mi a jelenlegi helyzet a Mi a jelenlegi helyzet a szennyvíztisztításban?szennyvíztisztításban? Nyolcvanas évek:Nyolcvanas évek:

– Klórozott szénhidrogénekKlórozott szénhidrogének– Klórozott fenolokKlórozott fenolok– PCB, PAH, poláris vegyületekPCB, PAH, poláris vegyületek

2000-től:2000-től:– EDS, specifikus hormonokEDS, specifikus hormonok– GyógyszermaradványokGyógyszermaradványok– Természetes toxinokTermészetes toxinok

Gyógyszermaradványok Gyógyszermaradványok eltávolítási hatásfoka eltávolítási hatásfoka (LA, SZVT 2002)(LA, SZVT 2002) VegyületVegyület Befolyó Befolyó

konc. (ng/l)konc. (ng/l)%%

NikotinNikotin 75607560 96,496,4KoffeinKoffein 5840058400 99,399,3ÖsztronÖsztron 108108 64,464,4AcetaminofeAcetaminofen n (paracetamo(paracetamol)l)

1770017700 NDND

KokainKokain 12301230 9191DifenilhidramiDifenilhidraminn

38603860 77,877,8

Mi történhet az EDS Mi történhet az EDS anyagokkal a SZVT anyagokkal a SZVT során?során? SztrippingSztripping – ez a Henry konstanstól – ez a Henry konstanstól

függ, ill. a levegőztetés intenzitásától, függ, ill. a levegőztetés intenzitásától, a legtöbb EDS-re nem jelentős (kivéve a legtöbb EDS-re nem jelentős (kivéve pl. a pézsmaszerű anyagokat, ott kb. pl. a pézsmaszerű anyagokat, ott kb. 3%-os eltáv. hatásfok)3%-os eltáv. hatásfok)

Adszorpció Adszorpció az iszapon (elhelyezés)az iszapon (elhelyezés) BiodegradációBiodegradáció (SRT, (SRT,

kometabolizmus)kometabolizmus) Direkt/indirekt fotolízisDirekt/indirekt fotolízis

(elhanyagolható az SZVT-ben, jelentős (elhanyagolható az SZVT-ben, jelentős a befogadó vízfolyásokban) a befogadó vízfolyásokban)

Szennyezés megelőzési Szennyezés megelőzési és kezelési (csökkentési) és kezelési (csökkentési) alternatívákalternatívák MegelőzésMegelőzés

– Szelektív hulladékgyűjtés – Szelektív hulladékgyűjtés – szelektív szelektív szennyvízgyűjtés!!!szennyvízgyűjtés!!!

– Kiváltás (zéró tolerancia)Kiváltás (zéró tolerancia)– Újrahasznosítás (visszaforgatás)Újrahasznosítás (visszaforgatás)

KezelésKezelés– Nagyterhelésű BOI eltávolításNagyterhelésű BOI eltávolítás– Tápanyag eltávolítás (harmadlagos kezelés)Tápanyag eltávolítás (harmadlagos kezelés)– Új technológiák (UV, MBR, stb.) Új technológiák (UV, MBR, stb.)

Kapilláris membránok Kapilláris membránok (MBR)(MBR)

Csővégi technológiákCsővégi technológiák MBR rendszerek a hatékonyabb MBR rendszerek a hatékonyabb

biodegradáció érdekében (magasabb SRT)biodegradáció érdekében (magasabb SRT) A kezelt elfolyó (részleges) kezelése A kezelt elfolyó (részleges) kezelése

ózonnalózonnal Nanoszűrés, aktívszenes kezelésNanoszűrés, aktívszenes kezelés MINDEZEK: MINDEZEK:

nem költséghatékonyak a nem költséghatékonyak a kommunális SZVT-ben! (a mai kommunális SZVT-ben! (a mai

tudásunk/technológiánk szerint)tudásunk/technológiánk szerint)

A jövő néhány A jövő néhány kérdése…kérdése… Megfelelőek a tesztjeink/markereink?Megfelelőek a tesztjeink/markereink? Immissziós határértékek:Immissziós határértékek: megfelelő megfelelő

analitikai háttér??? (térbeli felbontás)analitikai háttér??? (térbeli felbontás) Elfolyó (emissziós határértékek):Elfolyó (emissziós határértékek):

tudunk-e mindent mérni??? Mire tudunk-e mindent mérni??? Mire költsünk (kezelésre vs. monitoringra)?költsünk (kezelésre vs. monitoringra)?

BAT BAT – legyen az MBR és/vagy UV – legyen az MBR és/vagy UV kezelés kötelező?? Fenntarthatók ezek kezelés kötelező?? Fenntarthatók ezek a technológiák (energia, stb. a technológiák (energia, stb. költségek)?? költségek)??