Annons Kamstrup 2024

Förekomst av mikroplast

Internationell VA-utveckling 5/22

Denna studie är gjord för att utvärdera kontaminering av mikroplast (MP) partiklar i inkommande råvatten (från tre olika floder i Parisregionen), i dricksvattnet från respektive VV och i ett av de tillhörande distributionsnäten.

Av: Thor Wahlberg

Alla tre vattenverk (VV) i studien  är försedda med beredningssteg som är effektiva för partikelavskiljning. Två av VV har koagulering, flockulering, sedimentering och snabbfiltrering enbart och det tredje har också en parallell beredningslinje med nanofiltrering (NF). Författarna menar att för NF är denna studie först med att undersöka MP avskiljning. MP partiklar i storleksintervallet 25 µm – 5 000 µm analyserades med µ-Fourier transform infraröd spektrofotometri.

Det saknas en så länge en gemensam internationell definition och gränsvärde för MP-partiklar i dricksvatten. Källan till MP är dels primära MP- partiklar som tillverkas i en viss storlek, för kosmetika etc. och MP partiklar som har sitt ursprung i nedbrytning och erosion av plastmaterial. MP-partiklar finns i stort sett i alla vatten och vi människor exponeras för dem.

I djurförsök har negativ påverkan kunnat studeras som oxidativ stress och störning i immunförsvar. Det har också visats att MP tas upp i mänskliga celler.  I dagsläget finns inte några indikationer eller bevis för att dessa utgör en större hälsofara för oss. Förutom själva plastpartikeln så bär den ofta med sig kemiska ämnen som kan frigöras. Beredningen i VV är inte speciellt konstruerad för att avskilja MP.

Metoder
Tre vattenverk, vilka försörjer Paris med dricksvatten, har undersökts. Alla tre använder råvatten från floderna Seine, Marne och Oise. Processen är lika i alla tre vattenverk med följande beredningssteg; silning, koagulering-flockulering, sedimentering, snabbfiltrering, ozonering, filtrering genom aktiverat kol, UV-bestrålning och klorering.

Ett av vattenverk Mery-sur-Oise har en linje med mikro- och nanofiltrering (MF och NF) som bereder 70 % av vattenverkets inkommande råvatten. Förutom rå-och dricksvatten undersöktes förekomst och typ av MP i ett av distributionsområdena från vattenverket.

Dricksvattenprover från två olika reservoarer och en tryckstegringsstation togs ut, alla med olika avstånd till vattenverket. Provtagning gjordes med tre prover för råvatten och lika många för dricksvatten per vattenverk. I ledningsnätet för togs två prover per plats, totalt sex prover ut.

För ett annat vattenverk med MF och NF togs ytterligare sex prover ut. Efter NF finns ett luftningssteg som kan tillföra MP via lufttillförseln. Där togs prov innan och efter. Mängden provtaget vatten skilde sig åt för råvatten med 6 liter och för dricksvatten med 500 liter. Det senare filtrerades genom ett 47 mm filter i rostfritt stål med 10 mikrometers porstorlek.

All provtagning gjordes med noggrant rengjorda glasbehållare som genast täcktes för att förhindra kontaminering av MP från luften. Materialet i de rostfria filtren lösgjordes med ultraljud och sköljdes med ultrarent vatten. Den analysteknik som användes var Fourier transform infraröd spektroskopi (FTIR). Upplösningen för det instrument som användes var 25 x 25 mikrometer vilket begränsade storleken i studien av MP till 25 mikrometer. De spektrala digitala bilder som FTIR tog fram analyserades vidare med siMPle programvara för karakterisering av vilken plast partiklarna bestod av. För att bestämma om MP bestod av fibrer eller partiklar användes programvarans storleksbestämning genom att alla partiklar med en längd 5 ggr bredden bestämdes som mikroplastfiber. Eftersom ett filter med 10 mikrometer massvis användes så innehöll analys av partikelstorlek 25 mikrometer ett spann av 10 – 25 mikrometer. Kontaminering av prover är en utmaning när mycket låga halter av MP skall bestämmas. Vid provtagning och analyser i denna studie beskrivs ingående hur denna risk elimineras. Blankprover användes för att validera analysresultaten.

Resultat och diskussion
Mikroplast (MP) påträffades i alla nio råvattenproven, dvs i prover från alla tre floderna. I halter analyserades 39 MP/l upp till 215 MP/l. Över samtliga prover hittades 10 olika plaster, PET (Polyethylene terephthalate), PE, PP, PVC, PS (Polystyrene), PA, PU, PVAC (Polyvinyl acetate) och ABS (Acrylonitrile butadiene styrene). Den mest förekommande var PET (52 %), därefter PP och PE. Det finns en säsongsmässig variation i halter och i förekomsten av typ av plast. Andra undersökningar i floderna Seine och Marne har visat att så är fallet.

Intagen till vattenverken ligger på ca 3 m djup och inget är känt om fördelning av MP med djup pga. densitetsskillnader. I dricksvattenproverna påträffades även där MP i alla nio proverna (tre prover per VV). Koncentrationerna var förstås mycket lägre i dricksvattnet än i råvattnet. Halter varierade mellan 0,002 MP/l och 0,26 MP/l. Vanligast förekommande plast var PE och därefter PP och PS. Vid ett av VV påträffades också PET, PA och PVC. Den största partikelstorleken låg mellan 25 µm och 323 µm. Medianstorleken var 63 µm. Inga mikroplastfibrer påträffades analyserna. MP koncentrationerna varierade också inom en provtagningspunkt.

PET verkar vara den typ av plast som avskiljs mest och hade ingen utmärkande storlek eller geometri. PET har en något högre densitet jämfört med övriga plaster vilket kan spela in. Det kan också vara så att plastpartiklar tillförs internt i VV pga förslitning på material där förhöjda hastigheter uppstår. Hur såg då resultaten ut från VV med beredning i mikro- och nanofilter (MF och NF)? Ingen MP påträffades i permeat från NF i fyra av sex prov.

I två av proverna påträffades sju MP av PP och två av PE. Lika antal MP före och efter avluftning med påverkan av uteluft. Ett intressant resultat var att inga MP med ursprung i den plast som NF var tillverkad av (polypiperazine-amide och polysulfone) påträffades i permeatet. I distributionsnätet påträffades högre halter MP i fem av sex prover jämfört med utgående dricksvatten. Halterna var mellan 0,006 MP/l upptill 0,306 MP/l. Provtagningen var relativt liten i sin omfattning men resultaten säkerställda med statistisk metod.

Slutsatser
En effektiv avskiljning av MP kunde uppvisas i denna studie och då speciellt för beredning med mikro- och nanofiltrering. Även med konventionell kemisk fällning kan en betryggande avskiljning av MP erhållas. I denna studie satte FITR detektionsgränsen för MP vid 25 µm. Med annan analysteknik, µ-Raman spektroskopi, kan plastpartiklar ned till 1 µm analyseras. Vad betyder det då för vår konsumtion av dricksvatten? För en 2 liters intag per dygn och person så skulle för en konsument i Paris betyda max 0,6 MP/dygn eller 212 MP/år i storleksintervallet 25 – 5000 µm, enligt denna studie.

Studier från Nederländerna har visat på maxintag av 50 MP/dygn via dricksvatten. Någon vetenskaplig konsensus över vad detta betyder för vår hälsa finns inte ännu. Det finns dock resultat som visar att exponering för MP är högre via vatten i plastflaskor.

Egna reflexioner
Betryggande att konventionell beredning av råvatten till dricksvatten har en bra avskiljning av partiklar från mikroplast och att nanofiltrering är ännu effektivare. MP kan binda kemikalier till sig och det finns studier som visar att de kan ta sig in i celler. Detta belyses inte i denna studie men gör det angeläget att föra in antal MP/l i dricksvattenföreskrifter när en standard är framtagen.

Källa: Jean-Sebastien Barbier, Rachid Dris, Caroline Lecarpentier, Vivien Raymond, Karine Delabre, Sylvie Thibert, Bruno Tassin and Johnny Gasperi. Microplastics occurrence after conventional and nanofiltration processes at drinking water treatment plants – preliminary results. Frontiers in Water, August 2022. Open access.

Annons Wateraid