Recently, the presence of illicit drugs in effluents from Wastewater Treatment Plants (WWTPs) and the aquatic environment has raised concern over their possible negative effects on aquatic organisms. In this study, therefore ecotoxicological data was retrieved through a literature survey and by using the software ECOSAR. Predicted No Effect Concentrations (PNEC) of five types of illicit drugs and their metabolites including 1. Cocaine (COC) and its metabolite Benzoylecgonine (BE), 2. Amphetamine (AMPH), 3. Methamphetamine (METH), 4. Cannabis ((delta 9 tetrahydrocannabinol (THC), 11-Nor-9-carboxy-delta-9-tetrahydrocannabinol (THC-CCOH)) and 5. 3,4-Methylenedioxymethamphetamine (MDMA) for species of three trophic levels in aquatic ecosystems derived. Predicted Environmental Concentrations (PEC) of above-mentioned drugs in twelve WWTPs’ influent and two effluents in Halland County have been measured by Swedish Toxicology Research Center (SWETOX co). Acute and chronic Risk Quotients (RQ) of the mixture of illicit drugs based upon two novel approaches calculated for the effluents of two WWTPs. Wastewater treatment plant in Ängstorp found with better removal efficiency of above- mentioned illicit drugs and the lower total RQs of (0.01<MRQacute<0.1; MRQchronic = 0.13) in comparison with that of Västra Stranden with the total RQs of (0.1<MRQacute <1; MRQchronic = 1.4). Although the RQ of WWTPs’ effluent was higher than 1 in Västra Stranden, there was no potential of risk on aquatic organisms in surface waters receiving that effluent. AMPH and Cannabis found as the most degradable substances through the WWTPs with (90-100%) of removal efficiency. Moreover, the results revealed that Cannabis (THC-COOH) was the most hazardous illicit drug on aquatic species in case of acute and chronic effects while, in terms of genotoxicology, a mixture of Cocaine metabolites found the most dangerous mixture of illicit drugs on zebrafish embryos.

Most of the municipalities in Czech republic have old or even disfunctional sewage systems for built up communal areas. General combined sewage systems built earlier are being today replaced by solutions separating rain waters and sewage waters. Municipality Vír has currently only few sewage branches that consequently flow into Svratka river. Aim of this Diploma Thesis is to propose 3 solutions for sewage produced in communal areas of Vír municipality and its consequent disposal in sewage treatment plant. Each of three solutions feature combined gravity-driven and pressure systems of sewage lines as well as water treatment in proposed MTB as well as household and container WTP. Each of three variant is economically weighed with proposed budget.

Avloppsreningsverk är en viktig del av vattnets kretslopp och skyddar mottagande miljö från föroreningar i avloppsvattnet. Det finns olika tekniker att rena avloppsvattnet på och denna studie jämför den potentiella miljöpåverkan från MBR och aktivslammetoden ur ett livscykelperspektiv. Utformningen av reningsverken baserar sig på ett inledande designförslag i ett tidigt skede för en framtida utbyggnad av ett avloppsreningsverk på Öland. Reningsverken är designade för biologisk kväve- och fosforrening i kombination med kemisk fosforfällning. Livscykelfaserna som inkluderas är driften samt material för konstruktion och utrustningar. Inventeringsdata har baserats på information från designförslaget, beräkningar, leverantörsinformation, miljövarudeklarationer, erfarenhetsuppskattningar samt litteraturvärden. Resultatet visade att emissioner av lustgas och metan från reningsverkens driftsfas potentiellt är avgörande för jämförelsen av miljöpåverkan. I studien har emissionsfaktorer från IPCC (2019) använts för emissionerna av metan och lustgas. Påverkan från emissioner av dessa växthusgaser utgjorde cirka 80% av påverkan på global uppvärmning samt cirka 99% av påverkan på ozonförlust. Ett viktat värde togs fram för den potentiella miljöpåverkan som visade att emissioner av metan och lustgas från driftsfasen utgör över 50% av påverkan på det viktade singelresultatet, där huvuddelen av påverkan kom från lustgasen. Även små skillnader av dessa utsläpp kan därför påverka jämförelsen. När emissionerna av metan och lustgas antas vara samma för bägge systemen visar resultatet att MBR har högre potentiell påverkan i 15 av 18 miljökategorier till följd av en högre elanvändning vid driften samt användning av kemikalier för membranrengöring. Skillnaden var dock låg för många miljökategorier och det viktade slutpunktsresultatet visade att singelpoängen var relativt lika för bägge systemen. Resultatet var därför känsligt för antaganden och modelleringsval och modellering med membranrengöringskemikalien citronsyra tillverkat i Europa i stället för ett globalt medelvärde för tillverkningsorter, resulterade i att MBR fick lägre potentiell miljöpåverkan i ytterligare 5 kategorier, bland annat global uppvärmning. En användning av kompaktare membran eller inköp av citronsyra från Europa ledde även till att MBR i stället fick ett lägre viktat singelpoäng än aktivslammetoden och därmed en lägre potentiell miljöpåverkan. Bidrager från konstruktionsfasen var relativt hög i de flesta miljökategorier och bidrog med mellan 10–15 % i det viktade singelresultatet. Påverkan från grundläggning och eventuella utomhusbyggnader var inte med i analysen vilket gör att inkludering av dessa kan öka bidraget från konstruktionen ytterligare. Vidare så var inte eventuella reningsskillnader av substanser så som kväve, organiska ämnen, metaller och mikroföroreningar med i analysen. Eventuella reningsskillnader kan leda till ändrade resultat i den jämförande miljöbedömningen. En mer tillförlitlig jämförelse för miljöpåverkan mellan avloppsreningsverk kräver därför närmare information gällande skillnader i reningsgrad av avloppsvattnet samt skillnader för emissioner av lustgas och metan från reningsverken för att i högre grad kunna fånga avvägningar mellan skapad kontra undviken miljöpåverkan och hur det påverkar jämförelsen mellan de studerade systemen. / Wastewater treatment plants are an essential part of the water cycle and protect the receiving environment from pollution in wastewater. There are different techniques to purify wastewater, and this study compares the potential environmental impact of the MBR and the activated sludge method from a life cycle perspective. The study bases the treatment plants' designs on an initial design proposal at an early stage for a future expansion of a sewage treatment plant on Öland. The treatment plants include biological nitrogen and phosphorus purification and chemical phosphorus precipitation. The study includes the operational phase and materials for construction and equipment. Inventory data comes from information from the design proposal, calculations, supplier information, environmental product declarations, experience estimates, and literature values. The result showed that emissions of nitrous oxide and methane from the operational phase of the treatment plants are potentially decisive for comparing environmental impact. This study uses emission factors from the IPCC (2019) for methane and nitrous oxide emissions. The impact from these greenhouse gas emissions accounted for approximately 80% of the impact of global warming and about 99% of the impact on stratospheric ozone depletion. A weighted value was produced for the potential environmental impact, which showed that methane and nitrous oxide emissions from the operational phase constitute over 50% of the impact on the weighted single score result, with the majority of the impact coming from the nitrous oxide. Even minor differences in these emissions can therefore affect the comparison. When methane and nitrous oxide emissions are assumed to be the same for both systems, the result shows that the MBR has a higher potential impact in 15 out of 18 environmental categories due to higher electricity consumption during operation and the use of chemicals for membrane cleaning. However, the difference was low for many environmental categories, and the weighted endpoint result showed that the single score values were relatively similar for both systems. The result was, therefore, sensitive to assumptions and modeling choices, and modeling with the membrane cleaning chemical citric acid manufactured in Europe instead of a global average for manufacturing locations resulted in MBR having a lower potential environmental impact in five additional categories, including global warming. Using more compact membranes or purchasing citric acid from Europe also led to MBR receiving a lower weighted single score than the activated sludge method and, thus, a lower potential environmental impact. Contributors from the construction phase were relatively high in most environmental categories, contributing 10–15% of the weighted single score result. The impact of foundation laying and any outdoor buildings was not included in the analysis, which means that including these can increase the contribution from the construction phase even further. Furthermore, the study did not include possible purification differences of substances such as nitrogen, organic substances, metals, and micropollutants. Differences in the degree of purification can lead to changed results in the comparative environmental assessment. A more reliable comparison of the environmental impact between wastewater treatment plants, therefore, requires more detailed information regarding differences in the degree of purification of the wastewater and differences in emissions of nitrous oxide and methane from the operation of the plants to be able to better capture trade-offs between created versus avoided environmental impact and how it affects the comparison between the studied systems.

Den första april 2015 trädde en författning i kraft som innefattar ett förbud mot utsläpp av toalettavfall från fritidsbåtar inom Sveriges sjöterritorium. Redan före denna författning var det obligatoriskt för fritidsbåtshamnar att ha mottagningsanordningar för avfall, inklusive latrin, från fritidsbåtar. Många hamnar och båtklubbar har därför sugtömningsstationer för att kunna ta emot latrin. Detta avfall förs sedan till avloppsreningsverk för behandling på samma sätt som hushållsavlopp. Hur båtlatrinet hanteras vid insamlingen skiljer sig dock mycket åt inom Sverige. Vissa sugtömningsstationer är kopplade direkt till det kommunala avloppsnätet, om placeringen tillåter det, medan andra har blivit nekade detta. En anledning till detta är osäkerheten beträffande latrinets volym och innehåll och därmed osäkerhet i dess påverkan på avloppsreningsprocessen. För att fylla dessa kunskapsluckor och undersöka latrinets påverkan på ekosystemet vid direktutsläpp utfördes denna studie som den första av sitt slag i Sverige. Studien innefattar provtagningar och volymsberäkningar och är en del av ett LOVA-projekt som ett samarbetsprojekt mellan Norrtälje kommun, Vaxholms stad, Värmdö kommun, Transportstyrelsen och Ecoloop AB. Inom studien utfördes under hösten 2016 provtagningar på latrin från fyra sugtömningsstationer i de deltagande kommunerna. Provtagningen visade på höga koncentrationer av näringsämnen, syreförbrukande ämnen och metaller jämfört med hushållsavlopp. Analys av ett urval kemikalier samt bakterier utfördes för att påvisa eventuell användning av sanitetsvätskor vilka används i båttoaletter för att förhindra dålig lukt ombord. På grund av motstridiga resultat och osäkerhet i använd analysmetod kan användning av sanitetsvätskor inte påvisas och vidare analys bör utföras. Hos de flesta avloppsreningsverk finns det möjlighet att tillföra båtlatrinet successivt och därmed späda ut det. Utspädningen förhindrar att det koncentrerade båtlatrinet hämmar de biologiska processerna utförda av mikroorganismer på avloppsreningsverken. Då båtlatrinet har en sammansättning som avviker från hushållsvatten kan det även hota ett avloppsreningsverks eventuella Revaq-certifiering som garanterar att slammet har en kvalitet som möjliggör återföring till skogs- och jordbruk. Att samla in latrin kan alltså ge upphov till att avloppsreningsverken inte klarar av sina åtaganden med avseende på reningskrav, men problemen om avloppet släpps ut till naturen kan vara ännu allvarligare. Stockholms skärgård ligger i Östersjön vilket är ett av världens mest påverkade hav med eutrofiering som ett av de största hoten. Utsläpp av båtlatrin bidrar till ökad eutrofiering då det är väldigt näringsrikt. Enligt en enkätundersökning utförd inom studien innehåller en medelstor septiktank 34 l båtlatrin. Detta motsvarar exempelvis ungefär 2,5 g fosfor och 50 g kväve. Beräkningar utgående från enkätundersökningen visade även att det idag samlas in ungefär 350 m3 latrin per år in i de deltagande kommunerna. Införandet av utsläppsförbudet motiverades från miljö- och hälsosynpunkt då det skulle minska tillförseln av näringsämnen och smittsamma bakterier till miljön. Båtlatrinets höga innehåll av näringsämnen och metaller kan bidra till miljöproblem vid utsläpp. Dess påverkan på miljön i relation till andra källor kan dock inte påvisas i denna studie. Hälsoaspekten är desto påtagligare då båtlatrinet innehåller en hög mängd bakterier. / The first of April 2015 a constitution came into force which comprises a prohibition of discharge of sewage from leisure boats in Swedish territorial waters. It was mandatory for leisure boat marinas already before this constitution to have waste reception facilities for waste, including sewage, from leisure boats. As a result of this many marinas and leisure boat clubs have pump out stations in order to receive sewage. This waste is then transferred to sewage treatment plants for treatment as household sewage. How the boat sewage is handled at the collection differs within Sweden. Some pump out stations are connected directly to the municipal sewer system, if the placing permits, while some have been denied to connect. One of the reasons for this difference is uncertainty about volume and content of the boat sewage and hence uncertainty in the effects it has on the sewage treatment process. This study was performed in order to fill these knowledge gaps and to investigate the impact of discharge on the ecosystem, as the first of its kind in Sweden. The study includes sampling and volume calculations and is part of a LOVA-project as a cooperation project between Norrtälje, Vaxholm and Värmdö municipalities, the Swedish Transportation Agency and Ecoloop AB. During the autumn 2016 four pump out stations within the participating municipalities were sampled as a part of the study. The analysis of boat sewage showed high concentrations of nutrients, oxygen consuming substances, and metals in comparison with household sewage. Analyzes of a selection of chemicals and bacteria were performed in order to demonstrate the possible use of sanitary fluids, which are used in toilets to prevent odors. Because of conflicting results and uncertainty in the analysis method used no detection of the use of sanitary liquids could be done and further analysis should be carried out. It is possible in most sewage treatment plants to add the boat sewage gradually and in that way dilute it. The dilution prevents the concentrated boat sewage to inhibit the biological processes performed by microorganisms in sewage treatment plants. The boat sewage can be a threat to the Revaq-certification of some sewage treatment plants. Revaq-certification guarantees that the sludge is of a quality that allows recycling to forestry and agriculture. Collection of boat sewage can cause sewage treatment plants to not meet their commitments in terms of treatment requirements, but the problems with discharge can be even more serious. Stockholm archipelago is located in the Baltic Sea which is one of the most affected seas with eutrophication as one of the greatest threats. Discharge of boat sewage contributes to eutrophication since it is very nutritious. According to a survey conducted within this study an average boat septic tank contains 34 l sewage. This is equivalent to for example 2.5 g phosphorus and 50 g nitrogen. Calculations based on the survey also shows that the total volume of boat sewage collected in pump out stations in the participating municipalities is 350 m3 per year. The introduction of the prohibition of discharge was motivated from an environmental and health point of view since it would reduce the supply of nutrients and infectious bacteria to the environment. The high content of nutrients and metals in the boat sewage would contribute to environmental problems when discharged. The impact on the environment in relation to other sources could not be shown in this study. The health aspect, on the other hand, is unmistakable since the boat sewage contains a high amount of bacteria.

Avloppsslam innehåller näringsämnen, som bör återföras till naturen för att skapa ett så kallat näringskretslopp. Genom att optimera hygieniseringen av avloppsslam med effektivare behandlingsmetod kan avloppsslam bli mer lämpligt att avsättas ur ett bättre ekonomiskt- och miljömässigt perspektiv. Syftet med arbetet var att undersöka och bedöma om effektiviseringav befintlig slambehandling är möjlig för att uppnå tillräcklig hygienisering. Utifrån den effektiviserade slambehandlingsmetoden utreda möjliga avsättningsalternativ som lämpar sig bäst för avloppsslammet i Avesta kommun. En litteraturöversikt utfördes för att öka kunskapen och förståelsen av avloppsslam, desshantering och avsättning. Fallstudien är utformad med kvalitativ metod och informationen har inhämtats från vetenskapliga artiklar, myndigheter, rapporter, examensarbeten och personligkontakt som komplement för att erhålla en god förståelse. Uppgradering av mesofil rötning av avloppsslam vid 37 °C till termofil rötning, 55 °C – 65 °C innebär förhöjd temperatur; det kräver mer energi och ökade energikostnader. Komponenter av den mesofila rötningsprocessen kommer att behöva uppgraderas eller bytas ut och därför tillkommer extra kostnader som också behöver ses över. Fördelarna med termofil rötning inkluderar kortvariga uppehållstider, mindre rötkammare och slammet blir tillräckligt hygieniserat. Ett framtidsscenario är framtaget utifrån effektiviserad slambehandling där två avsättningsalternativ är mest lämpliga för avloppsslammet i Avesta kommun. Gödsel till produktiv mark är ett av de föreslagna alternativ som tillåter fosforn återvinnas och återanvändas. Om inte termofil rötning som effektivisering hade erhållit tillräcklig hygienisering borde andra komplementerande processer ha införts, exempelvis komposteringstrumma eller pastörisering. En fullständig kostnadsjämförelse mellan befintlig slambehandlingsmetod och mer effektiviserad slambehandlingsmetod är dock nästan omöjlig att utföra då alla kostnader beror på val av komponenter och faktorer. Denna fallstudie bidrar med ett underlag som kan ge större möjligheter för Avesta Vatten och Avfall AB att välja den mest lämpliga avsättningen för avloppsslammet i Avesta kommun i framtiden. / Sewage sludge contains nutrients, which should be returned to nature to create a so-called nutrient circulation. By optimizing sanitisation of sewage sludge with effective treatment methods, sewage sludge can be more appropriately disposed from a better economic- and environmental perspective. The aim of this work was to investigate and judge the efficiency of existing sludge treatment is possible to achieve a sufficent sanitation. Based on the streamlined sludge treatment method investigate the disposal options that is best suited for sewage sludge in Avesta town. A literature review was conducted to increase the knowledge and understanding of sewage sludge, its treatment and disposal. The case study is formed with qualitative method and information which has been collected from the scientific articles, authorities, reports, theses and personal contact as a complement to obtain a good understanding. Upgrading of mesophilic digestion of sludge at 37 ° C to thermophilic digestion at 55 ° C - 65 ° C means increased temperature; this requires more energy and hence increases energy costs. Components of the mesophilic digestion process need to be upgraded or replaced and therefore additional costs should also be considered. The advantages of the thermophilic digestion include short residence time, smaller digester and sludge becomes sufficiently disinfected. A future scenario is developed based on more efficient sludge treatment where two disposal options are most appropriate for the sewage sludge in Avesta town. Returning digestate to productive land is one of those suggested alternatives that allows phosphorus to be recovered and recycled. If not thermophilic digestion as streamlining is not effective enough for sufficient sludge sanitation, other complementary processes have to be introduced, for instance, composting drum or pasteurization. A full cost comparison between the existing sludge treatment and more efficient sludge treatment method is, however, almost impossible to be performed when all costs depend on the choice of components, factors and so on. This case study contributes with first-hand information that can provide greater opportunities for Avesta Vatten och Avfall AB to select the most appropriate options for sewage sludge disposal in Avesta town in the future.

Stora mängder receptbelagda- och receptfria läkemedel brukas årligen. Farmaceutiska föreningar såsom exempelvis preventivmedel, antibiotikum och smärtstillande läkemedel når reningsverk via urin och fekalier. Traditionella reningsverk saknar förmågan att helt reducera dessa föreningar och de släpps ut via det utgående vattnet till en recipient där de kan medföra en negativ påverkan i miljön. Duvbackens reningsverk i Gävle har en traditionell uppbyggnad och det behandlade spillvattnet släpps ut i Inre Fjärden. Syftet med denna studie är att utifrån Duvbackens avloppsreningsverks förhållanden föreslå en rekommenderad kompletterande reningsmetod för att reducera läkemedelsrester ifrån spillvattnet.   För att kunna föreslå en kompletterande reningsmetod har en provtagning efter läkemedelssubstanser på det inkommande och det utgående spillvattnet genomförts i Duvbackens reningsverk. Detta för att se vilka substanser reningsverket reducerar och vilka som släpps ut i Inre Fjärden.  En litteraturstudie har genomförts där aktivt kol och ozons reduktionsförmåga av läkemedelsrester granskats, samt vart i reningsverket de bör implementeras. Kostnader av aktivt kol och ozon har ställs i förhållande till varandra genom en ekonomisk undersökning.   Duvbackens reningsverk är dimensionerat för 100 000 personekvivalenter och är beläget mellan stadsdelarna Brynäs och Bomhus i Gävle. Reningsverket använder sig av mekanisk, biologisk och vid behov kemisk rening. Resultaten från provtagningen visade att av de 22 läkemedelssubstanser vilka granskats reducerades sex substanser med mindre än 45 % och två substanser fick en förhöjd halt efter de passerat Duvbackens reningsverk.   Både ozon och aktivt kol har i tidigare pilotförsök visat god förmåga att reducera läkemedelssubstanser från avloppsvatten. Variation av reduktionsgrader har visats bero på kolförbrukning och dosering av ozon. En skillnad mellan de kompletterande reningsmetoderna är att aktivt kols reduktionsförmåga försämras med tiden medan ozon har en mer konstant reduktion av läkemedelssubstanser.   Ozon bör implementeras efter slutsedimenteringen följt av ett sandfilter för att reducera reaktiva biprodukter. Vid användning av aktivt kol bör reningsmetoden implementeras efter slutsedimenteringen, då det är av stor vikt att spillvattnet inte har för höga halter av suspenderade ämnen som mättar kolet. När aktivt kol och ozons kostnader jämförts under samma förhållanden har aktivt kol visats vara marginellt dyrare. Energikostnader utgör de stora kostnaderna för ozonrening medan kolförbrukningen visats utgöra den stora kostnaden för rening med aktivt kol. / Large amounts of prescription- and non-prescription pharmaceutical drugs are used annually. Pharmaceutical compounds such as contraception, antibiotics and analgesic drugs end up in sewage treatment plants via urine and feces. The traditional sewage treatment plant lacks the ability to completely reduce pharmaceutical compounds and they are emitted via efflux to a recipient, where they can have a negative impact on the environment. The sewage treatment plant Duvbacken in Gävle has a traditional structure and the treated effluent end up in Inre Fjärden. The purpose of this study is to recommend a complementary treatment method to reduce pharmaceutical compounds based on the sewage treatment plant Duvbacken’s circumstances.   In order to recommend a complementary treatment method samples of the incoming and outgoing efflux have been tested for pharmaceutical substances. The samples were taken to see what substances the sewage treatment plant reduces and what substances end up in Inre Fjärden. A literature review was conducted to examine activated carbon and ozone’s ability to reduce pharmaceutical compounds, it also researched where the treatment methods should be implemented. An economical investigation was done to show the costs for activated carbon and ozone in relation to each other.   The sewage treatment plant Duvbacken in Gävle is constructed for 100 000 persons and is located between the suburban areas Brynäs and Bomhus. The sewage treatment plant uses mechanical, biological and if necessary chemical treatment. The results from the samples of the 22 substances that were examined showed that six pharmaceuticals were reduced by less than 45 % and two substances had an increased concentration after treatment in the sewage treatment plant.   Both ozone and activated carbon have in previous studies shown good ability to reduce pharmaceutical substances from the municipal efflux. Variations in the ability to reduce pharmaceuticals depends on carbon consumption and ozone dosage. One difference between the complementary treatment methods are that activated carbons ability to reduce pharmaceuticals decreases with time, while ozone has a more constant reduction.   Ozone should be implemented after the traditional treatment followed by a sand filter to reduce reactive byproducts. Activated carbon should also be implemented after the traditional treatment due to an efflux with high content of suspended substances can saturate the carbon. When the costs of activated carbon and ozone are compared under the same circumstances it has been shown that activated carbon is marginally more expensive. The energy use represents the major costs for ozone treatment while carbon consumption has shown to be the major cost for activated carbon.

Global consumption of organophosphate esters (OPs), which are used as flame retardants and plasticizers, is rapidly increasing. Their use as additives in diverse applications poses a risk as they may be emitted from the products they are added to and be further transported in the environment. Therefore, the levels, distribution, and possible sources of 15 OPs, some of which are reported to be toxic, were investigated in indoor and outdoor environments. An exposure assessment was performed, and the exposure to OPs via inhalation was examined for five occupational groups. In addition, based on the findings of the studies, the total flow of OPs in Sweden was estimated. In indoor environments, the OPs detected in air and dust varied between the sites, but generally reflected the building materials, furniture etc. used in the premises. A majority of the analysed OPs were detected in all samples, and public buildings tended to have higher levels than domestic buildings. The chlorinated OPs dominated in indoor air and wipe samples from vehicles. They were also abundant in the dust samples. Some occupational groups were significantly more exposed to OPs than others. Aircraft technicians, for example, were exposed to about 500 times more tributyl phosphate than day care centre personnel. Upon domestic and industrial cleaning, OPs are discharged with the wastewater via the sewage system to sewage treatment plants (STPs). Irrespective of the size of the STPs investigated, they had similar levels of OPs in their influents, indicating that products containing OPs are widely used by the communities they serve. In some cases, it was possible to trace elevated levels of individual OPs to specific sources. The OPs were poorly removed from the wastewater, and the chlorinated OPs especially tended to pass through the STPs without being removed or degraded. Thus, levels of OPs in their effluents were also similar, as were the levels in their sludge. Of the total amounts of OPs entering the STPs, 50% was emitted to the recipients via the effluent. Hence, there is room for significant improvement in the treatment processes. Carps living in a pond, receiving STP effluent were found to contain relatively high levels of OPs compared to perch collected in lakes from background locations. Air and road traffic were also identified as sources of OPs: the concentration of total OPs in snow samples decreased with increasing distance from a major road intersection, and OPs were detected in aircraft lubricants and hydraulic fluids and in waste oil from cars and lorries. OPs are emitted from both diffuse and direct sources to the environment and may then be spread by long-range air transport, rivers and streams. This probably explains why OPs were also detected in air and fish from background locations. Finally, OPs are ubiquitous substances in both indoor and outdoor environments. The possibility that prolonged exposure to OPs at the levels found may cause adverse effects, for instance in aqueous organisms, cannot be excluded. For example, the OP levels in snow were of the same magnitude as reported effect concentrations. Similarly, in some premises, indoor exposure to OPs was close to the suggested guideline value. However, since these studies include only a limited number of samples, and data regarding the health and environmental effects of OPs are sparse, no definitive conclusions regarding their possible environmental effects can be drawn. / Den globala konsumtionen av organiska fosfatestrar (OP) för användning som flamskyddsmedel och mjukgörare har ökat kraftigt på senare tid. Det breda användningsområdet för dessa additiv medför en risk att de kan avges från de produkter de är satta till och transporteras vidare ut i miljön. Följaktligen undersöktes källor till, halter av, och fördelning i inom- och utomhusmiljöer av 15 OP, varav en del har toxiska effekter. Vidare har exponering för OP i bl.a bostäder och offentliga byggnader beräknats. Utöver detta undersöktes exponeringen för OP via inandning hos 5 yrkesgrupper. Slutligen användes resultaten för att uppskatta det totala flödet av OP i Sverige. I de olika inomhusmiljöerna uppmättes ett flertal OP i varierande halter i damm och luft, men generellt speglade halterna byggnadsmaterial, möbler etc. som fanns i lokalerna. De offentliga lokalerna tenderade att uppvisa högre halter än privata hus, förmodligen beroende på högre brandskyddskrav. Klorerade OP dominerade i inomhusluft samt i avstrykningsprov från fordon och förekom även i höga halter i damm. Vissa yrkesgrupper var exponerade för betydligt högre halter OP än andra, t.ex. exponerades flygtekniker för upp till 500 ggr högre lufthalter av tributylfosfat jämfört med förskollärare. I samband med våtskurning i inomhusmiljöer (hushåll, industrilokaler, osv.) släpps avsevärda mängder OP ut i avloppet och når till sist reningsverk. Oberoende av storlek på reningsverken var halterna av OP relativt lika, i vardera ingående vatten och slam, vilket indikerar en bred användning av OP i samhället. I vissa fall kunde specifika källor till OP i avloppsvattnet spåras. Exempelvis hade två av reningsverken högre halter av en klorerad OP jämfört med övriga reningsverk. Dessa behandlade vatten från en skumplastfabrik, respektive en fabrik som tillverkar flamskyddad färg. Avskiljningsgraden av OP från avloppsvatten visade sig generellt vara dålig, i synnerhet klorerade OP tenderade att passera genom reningsverken utan att degraderas eller avskiljas från vattnet. Av den mängd OP som nådde reningsverken släpptes 50 % ut till miljön via utflödet. Som ett resultat av detta uppvisade karpar från en damm påverkad av utflödet från ett reningsverk höga halter OP jämfört med abborrar från referenssjöar. Det finns därför anledning att förbättra tekniken på reningsverken. Flyg- och vägtrafik kunde också identifieras som källor till OP i miljön. OP uppmättes i hydrauloljor och smörjmedel för flygplan samt i spillolja från bilar och lastbilar. Vidare minskade totalhalten OP i snöprov med ökat avstånd från en större vägkorsning. OP släpps således ut från både diffusa och direkta källor och kan sedan spridas vidare via luft och vattendrag. Därmed var det inte förvånande att OP även påträffades i luft och fisk från bakgrundslokaler. Avslutningsvis förekommer OP i varierande halter i såväl inom- som utomhusmiljöer. Det kan inte uteslutas att långvarig exponering för de halter av OP som uppmätts skulle kunna orsaka negativa effekter hos t.ex vatten- eller jordlevande organismer. I smälta snöprov från en flygplats uppmättes exempelvis halter av OP i samma storleksordning som rapporterade effektkoncentrationer. Dessutom visade sig den beräknade exponeringen av OP, i några av de provtagna inomhuslokalerna, uppgå till halter nära det föreslagna riktvärdet för OP i Tyskland. Dessa studier inkluderar dock ett begränsat antal prov och provtyper och kunskapen om dessa föreningars miljö- och hälsoeffekter är bristfällig. Därför bedöms underlaget som för litet för att några definitiva slutsatser ska kunna dras angående OPs eventuella effekter på miljön.

Depuis plusieurs années, des agents exogènes environnementaux appelés perturbateurs endocriniens (PE), sont soupçonnés d’interférer avec les fonctions essentielles de reproduction et de développement chez de nombreux organismes vivants. Pour la protection de l’Environnement et de l’Homme, la Directive Cadre sur l’Eau établit des normes de qualité environnementale (NQE) et limite la concentration de trente-trois substances et de huit autres polluants dans les eaux de surface. En revanche, elle ne prend pas encore en compte l’effet de ces substances prioritaires sur les écosystèmes et les humains notamment la perturbation endocrinienne. De plus les spécificités des perturbateurs endocriniens (courbe dose réponse, effets de mélanges etc..) rendent le processus d'identification de ces molécules complexe. Cette thèse est axée sur l’étude d’un des effets hormonaux, les plus couramment rencontrés, la perturbation estrogénique en utilisant comme outils de diagnostic le yeast estrogen screen (YES). Cette étude porte plus particulièrement sur le nord de la Tunisie où l’impact de certains PE sur le développement de poissons Aphanius fasciatus a été mis en évidence. Certains xénoestrogènes comme le cadmium et les HAP, produits générés par l’industrie locale, sont en partie mis en cause dans les malformations observées. En parallèle, certains xénoestrogènes (parabènes notamment) sont retrouvés dans les eaux de stations d’épuration. D’autres produits chimiques comme les colorants textiles et alimentaires ont également des activités endocriniennes. Dans le cadre de la surveillance de la qualité des eaux, il est nécessaire de développer des tests rapides de détection de ces perturbateurs venant complémenter les analyses chimiques. Certaines substances actives sur le système endocrinien étant peu immunogènes, l’axe de recherche développé, dans ce cadre de cette thèse, porte sur un peptide affine pour détecter une myoestrogène, l’ochratoxine A. / For several years, environmental exogenous agents called endocrine disruptors (ED) , are thought to interfere with reproduction and development fonctions in many organisms . For the Protection of the Environment and human health, the Water Framework Directive establishes environmental quality standards (EQS) and limits the ranges of thirty-three substances and eight other pollutants in surface waters. Nevertheless, it does not yet take into account the effect of these priority substances on ecosystems and humans including endocrine disruption. More than endocrine disruptors specificity (dose response curve , mixtures effect etc. .. ) make the identification process more complex. This thesis focuses on the study of hormonal effects, the most commonly encountered, estrogen disruption using the yeast estrogen screen (YES) as diagnostic tool. This study focuses particularly on the north of Tunisia, where the impact of ED on development of Aphanius fasciatus . Some xenoestrogens such as cadmium and PAH products generated by local industry are partly implicated on observed skeletal deformities. In parallel, some xenoestrogens (including parabens) are detected in the waters of sewage treatment plants. Other chemicals such as textile and food dyes also have endocrine activities. Under the supervision of water quality, it is necessary to develop rapid tests to detect endocrine disrupter and supplement chemical analyzes. Some active substances on the endocrine system is poorly immunogenic, the research axis developed in this thesis focuses on a peptide affinity for detecting a fungi toxin, ochratoxin A.

O uso de efluente de esgoto tratado (EET) na agricultura apresenta-se como uma alternativa viável por se tratar de uma fonte de umidade e de nutrientes minerais aos sistemas agrícolas, aliado à redução da utilização de água de boa qualidade na irrigação, bem como a diminuição da descarga do EET nos rios, minimizando assim possíveis danos ambientais. Entretanto, deve-se ressaltar a importância do monitoramento contínuo do sistema solo-planta em razão do risco da utilização de águas residuárias, sobretudo aquelas ricas em sódio. Desse modo, esse trabalho teve como objetivo contribuir para o conhecimento dos efeitos da aplicação de EET no sistema solo-cana-de-açúcar, avaliando possíveis alterações químicas do solo e da planta, e a qualidade do caldo. O experimento foi instalado num campo experimental situado em Lins, São Paulo. A adubação mineral de plantio consistiu na aplicação de metade da dose recomendada do adubo nitrogenado, 15 kg ha-1 de N (nitrato de amônio), 120 kg ha-1 de P2O5 (superfosfato simples) e 80 kg ha-1 de K2O (cloreto de potássio). O delineamento experimental foi em blocos completos com parcelas subdivididas no tempo com cinco tratamentos e quatro repetições. Os tratamentos foram: SI, sem irrigação; 100 %, umidade do solo na capacidade de campo; 125, 150 e 200% que corresponderam a 25, 50 e 100% a mais da umidade do solo na capacidade de campo, respectivamente. Foram observados aumentos nas concentrações de sódio (Na) nas folhas, fósforo (P) e cálcio (Ca) no caldo, e potássio (K) no colmo. Para os micronutrientes houve diminuições nas concentrações de manganês (Mn) e zinco (Zn) na folha, no caldo e no colmo, e no caso do ferro (Fe) a diminuição ocorreu no caldo. A irrigação com EET não ocasionou prejuízos a qualidade dos colmos industrializáveis. As maiores produtividades foram observadas nos tratamentos 100 e 150, 247,33 e 232,81 t ha-1, respectivamente. No solo, houve incrementos do pH, das concentrações de P, Na, B e Fe, e um decréscimo nas concentrações de Ca, magnésio (Mg), K e cobre (Cu). Os teores de matéria orgânica (MO) decresceram em todo perfil do solo e, os teores de carbono total (CT) e nitrogênio total (NT) não apresentaram alterações em razão da irrigação com EET. A não utilização da dose completa do adubo nitrogenado não implicou na queda da produtividade da cana-planta. As perspectivas para a irrigação da cana-de-açúcar com EET são promissoras, demandando estudos de longo prazo para confirmação dos resultados até agora obtidos e também para o monitoramento de possíveis prejuízos que possam vir a ocorrer no sistema solo-planta. / The use of treated sewage effluent (TSE) in agriculture is a viable alternative once it is a source of humidity and mineral nutrients to the agricultural systems, allied to the reduction of good quality water consumption for agricultural irrigation, as well as the reduction of the discharge of TSE in the water courses, thus minimizing possible environmental damages. However, it should be standed out the importance of the continuous monitoring of the soil-plant system because of the risks represented by the wastewater use, overall those rich in sodium. In this manner, this work aimed to contribute to the knowledge of TSE application effects in the soil-sugarcane system, evaluating the chemical alterations of the soil and the plant, and also the quality of the soup. The experiment was installed in an experimental area situated at Lins, São Paulo State. The mineral fertilization at planting was half of the recommended nitrogen dose, 15 kg ha-1 of N (ammonium nitrate), and also 120 kg ha-1 of P (single superphosphate) and 80 kg ha-1 of K (potassium chloride). The experimental design was in complete blocks with split plots in time, with five treatments and four replicates. Applied treatments were: SI, without irrigation; 100%, soil humidity at the field capacity; 125, 150 and 200% that corresponded to 25, 50 and 100% more soil humidity than the field capacity, respectively. Increases in the concentrations of sodium (Na) in the leaves, phosphorus (P) and calcium (Ca) in the soup, and potassium in the culms were observed. Considering the micronutrients, reductions on the concentrations of manganese (Mn) and zinc (Zn) in the leaves, culms and soup occurred, while in the case of iron (Fe), observed reductions occurred for the soup. TSE irrigation has not prejudiced the quality of the industrialized culms. The highest yields were observed in the treatments 100 and 150, 247.33 and 232.81 t ha-1, respectively. Increments of the values of pH and concentrations of P, Na, boron (B) and Fe were obtained in the soil, while, in the case of Ca, magnesium (Mg), K and cupper (Cu) concentrations in the soil decreased. The organic matter levels decreased all over the soil profile and, the levels of total carbon (TC) and total nitrogen (TN) were not altered by the irrigation with TSE. The non-use of the mineral N fertilizer complete dose did not imply in the fall of the sugarcane-plant productivity. The perspectives for sugarcane irrigation with wastewater are promising, demanding however long-term studies in order to confirm the results obtained till the present moment, and also to the monitoring of possible damages that may occur in the soil-plant system.

O objetivo foi desenvolver e avaliar uma metodologia simplificada para detecção de vírus entéricos humanos em lodo de esgoto. O método foi baseado em eluição viral com solução protéica, seguida de ultracentrifugação. Alguns parâmetros foram avaliados (tempo e pH de eluição, condições de clarificação e purificação). A seguir, foi aplicado à pesquisa de adenovírus, vírus da hepatite A e norovírus em amostras colhidas ao longo de 12 meses em duas ETEs do estado de São Paulo. Amostras pareadas de esgoto foram também examinadas como referência da presença viral. A detecção viral por PCR, RT-PCR e PCR em tempo real, revelou a presença de adenovírus, incluindo os entéricos (espécie F) e vírus da hepatite A tanto nas esgoto como no lodo de ambas as ETEs. Norovírus não foram detectados. Vírus infecciosos não foram detectados no lodo submetido ao tratamento químico (ETE A). Parte dos vírus presentes na água de esgoto ficaram retidos no lodo e análises estatísticas revelaram que o tratamento químico adotado na ETE A é eficiente para a inativação viral. / The aim was to develop and evaluate a simplified methodology for detection of human enteric viruses in sewage sludge. The method was based on viral elution with protein solution, followed by ultracentrifugation. Several parameters were evaluated, including time and elution pH, clarifying and purifying conditions. The method was applied to the detection of adenoviruses, hepatitis A virus and noroviruses in sewage sludge samples collected for twelve months at two sewage treatment plants in Sao Paulo state. Raw sewage samples were also collected as a reference for viral presence. PCR, RT-PCR and Real-Time PCR revealed the presence of adenoviruses, including the enteric ones (species F) and hepatitis A virus found both in sewage and sludge. Noroviruses were not detected in any samples. Cell culture infectious viruses were not detected in the sludge subjected to chemical treatment (STP A), and statistical analyses revealed the efficiency of this treatment for virus inactivation.