Lääkeainejäämät voidaan poistaa jätevedestä yli 95 prosenttisesti

Tehostamalla nykyistä jätevedenpuhdistusprosessia vedestä voidaan poistaa yli 95 prosenttia haitta-aineista, kuten lääkeainejäämät ja torjunta-aineet. Tämä käy ilmi tuoreesta Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa (LUT) tehdystä tutkimuksesta.

Tutkijat testasivat lääkeainejäämien poistoa jätevedestä membraanisuodatuksella ja hapetuksella. Tulosten mukaan tekniikoilla poistuu 95 prosenttia ja joissakin tapauksissa 99 prosenttia haitta-aineista sekä ravinteista. Vesistöön päätyessään haitta-aineet voivat vaurioittaa jo erittäin pienissä pitoisuuksissa vesiekosysteemejä esimerkiksi kalojen hormonaalisten muutosten kautta.

Tutkimustulokset osoittavat, että tehostetut vedenpuhdistustekniikat, kuten membraanisuodatus ja hapetus, poistavat jätevedestä tehokkaasti aineita, jotka poistuvat huonosti tai eivät ollenkaan perinteisessä biologisessa vedenpuhdistusprosessissa. Tällaisia aineita ovat muun muassa masennus- ja epilepsialääkkeet sekä iholle levitettävät kipugeelit.

”Karkeasti jaoteltuna voidaan sanoa, että lääkkeet, jotka vaikuttavat mieleen ja sydämeen ovat hankalimpia poistaa,” kertoo tutkimuksesta vastannut LUT:n professori Mika Mänttäri.

Tutkimuksessa huomattiin myös, että tehostamalla vedenpuhdistusta voidaan samalla puhdistaa vedestä myös tiettyjä ravinteita. Esimerkiksi fosfori ja typpi saadaan poistettua vedestä lähes kokonaan. Fosforin määrissä membraanipuhdistuksella päästiin kymmenenteen ja jopa sadanteen osaan nykyisistä lupapäästöistä. Testatuilla vedenpuhdistustekniikoilla voidaan siten pienentää päästöjä merkittävästi verrattuna perinteiseen käytössä olevaan jätevedenpuhdistusprosessiin.

Nykyisin lähes kaikissa kunnissa käytössä olevalla perinteisellä biologisella jätevedenpuhdistuksella vedestä poistuvat vain aineet, jotka ovat helposti biohajoavia tai jotka sitoutuvat prosessin aktiivilietteeseen. Tällaisia aineita ovat muun muassa torjunta-aineet sekä peruskipulääkkeet, jotka sisältävät ibuprofeiinia, parasetamolia ja ketoprofeenia. Prosessista pääsee siten läpi paljon muita biohajoamattomia haitta-aineita.

Käänteisosmoosissa biologisessa puhdistuksessa käsitelty vesi puristetaan puoliläpäisevän kalvon eli membraanin läpi. Käänteisosmoosimembraanissa on erittäin pieniä huokosia, josta bakteerit, ravinteet ja haitta-aineet eivät pääse läpi. Hapetuksessa taas vesi johdetaan reaktoriin, jossa lyhytkestoinen korkeajännitepulssi aikaansaa koronapurkauksen, joka synnyttää veteen epäpuhtauksia pilkkovia yhdisteitä. Nämä ns. ”saksivat” rikki ravinteiden rakenteen, jolloin niiden molekyylit hajoavat eivätkä ole enää haitallisia vedessä.

Molemmat tekniikat ovat tehokkaita tapoja puhdistaa lääkeaineita jätevedestä. Tällä hetkellä Suomessa ei kuitenkaan ole jätevedenpuhdistamoja, jotka olisi suunniteltu juuri lääkeaineiden puhdistukseen. Tilannetta hankaloittaa se, että Suomessa ei ole yleisiä raja-arvoja haitta-aineille vedessä eikä siten velvoitteita seurata eikä puhdistaa aineita. Tästä syystä nykyisissä jätevedenpuhdistamoissa ei ole velvoitetta eikä kannustinta investoida uusiin tekniikkoihin.

Lääkeaineiden ja hormonien määrä jätevedessä ja juomavedessä ovat jatkuvasti kasvava huoli niin Suomessa kuin Euroopassa. EU tulee lähivuosina asettamaan isoille puhdistamoille tarkkailumääräyksiä tiettyjen prioriteettiaineiden kohdalla. Joidenkin aineiden osalta tarkkailuvaatimus astui voimaan jo viime syksynä. Yksi tarkkailtavista aineista on tulehduskipulääke diklofenaakki, jota käytetään esimerkiksi vaikuttavana aineena kipugeeleissä. Kun raja-arvot tulevat käyttöön, nykyinen biologinen prosessi on auttamattomasti pulassa.

Monessa kunnassa kuitenkin keskustellaan jo nyt miten jätevedenpuhdistus tullaan tulevaisuudessa järjestämään. LUT:n tutkijat arvioivat, että seuraavat 5-10 vuotta Suomessa tulevat olemaan siirtymävaihetta tehostetumpaan puhdistukseen, sillä vuosikymmenen sisällä monien kunnallisten puhdistamoiden ympäristöluvat vanhenevat ja samalla luparaja-arvoja kiristetään.

Vaikka tehostetut vedenpuhdistustekniikat ovat jo saatavilla, niiden käyttöönotto vaatii pidempiaikaisia kokeita oikeassa ympäristössä. Laboratoriossa malliaineilla testaaminen on eri asia kuin oikealla jätevedellä vedenpuhdistamossa. LUT:n tutkimuksen mahdollisti Parikkalan kunta, joka antoi pilotoida paikan päällä oikean jäteveden kanssa. Näin tutkijat saivat dataa pitkältä aikaväliltä.

Parikkalan kunta päätti pilotointiprojektin jälkeen parantaa valmiuksiaan tulevaisuuden kiristyviin puhdistusvaatimuksiin investoimalla ensimmäisenä kuntana Suomessa membraanibioreaktoriprosessiin perustuvaan kunnalliseen jätevedenpuhdistukseen.

Mänttäri painottaakin pilotointimahdollisuuksien tärkeyttä uusien tekniikoiden käyttöönottamiseksi. Hän näkee niissä myös mahdollisuuksia suomalaisille yrityksille.

”Tällaisissa demonstrointialustoissa voisi suomalaiset yritykset testata omia vedenpuhdistustekniikoitaan kansainvälisille markkinoille,” professori kertoo.

Lisätietoja:

Mika Mänttäri, professori, mika.manttari@lut.fi, +358 40 734 2192

Mari Kallioinen, tutkijaopettaja, mari.kallioinen@lut.fi, +358 40 593 9881

Kimmo Arola, nuorempi tutkija, kimmo.arola@lut.fi, +358 50 373 4447