Läkemedel botar och lindrar sjukdomar men användningen av vissa läkemedelssubstanser har påvisat negativa effekter på miljön. En orsak till detta är att läkemedelsrester släpps ut till vattendrag via avloppssystemet och kan ha en skadlig inverkan på vattenlevande organismers reproduktion och beteende. Den främsta orsaken till att läkemedelsrester återfinns i avloppsvatten beror på att det utsöndras i urin och fekalier, från bland annat sjukhus. Syftet med projektet var att utreda vilket eller vilka alternativ för rening av läkemedelsrester, från avloppsvatten, som kan vara lämpliga för Gävle sjukhus. Projektet utfördes på uppdrag av Region Gävleborg för att förse dem med underlag för framtida etablering av alternativ för att reducera utsläppen av läkemedelsrester från Gävle sjukhus avloppssystem. Studien är en litteraturstudie och avgränsas till att utreda fyra olika renings- och behandlingsmetoder: fullskaligt reningsverk, liten reningsanläggning, enskilt avlopp med uppsamlingstank och behandling i toaletter. Deras lämplighet bedömdes med avseende på vilken reduceringsgrad (minimalt 75 %) av läkemedelsutsläpp de kan uppnå i avloppsvatten samt anläggningsstorleken (maximalt 100 m2).Reningstekniker som aktivt kol, ozonering och membranrening kan användas. Dessutom kan specialtoaletter som urinseparerande toaletter, vakuumtoaletter och förbränningstoaletter installeras för att reducera utsläpp på andra sätt. Enzymblock som bryter ned läkemedel är ett ytterligare alternativ. I studien används även data från litteraturen om avloppsvattnets flödesmängd från Herlev Hospital i Köpenhamn, Danmark och Marienkrankenhaus i Hamburg, Tyskland. Approximationer baserades på ett etablerat reningsverk vid Herlev Hospital för att avgöra vilken kapacitet och storlek som krävs vid Gävle sjukhus. Många reningstekniker behöver kombineras i ett fullskaligt reningsverk för att vara tillräckligt effektiva. Det gör att det blir alltför utrymmeskrävande för att kunna etablera eftersom det tar större utrymme i anspråk än de avsatta 100 m2. Anläggningsstorlekens begränsning beror främst på att Gävle sjukhus ligger på en vattentäkt och utbyggnadsmöjligheter på området är därför begränsade. Förbränningstoaletter och andra specialtoaletter, som vakuum och urinseparerande, anslutna till en sluten tank kräver ombyggnation av befintliga avloppssystem. Förbrännings- och vakuumtoaletter ansågs som lämpliga alternativ att etablera, speciellt vid ombyggnation eller tillbyggnation av sjukhusets byggnader. Dessa uppfyller kraven på anläggningsstorlek och reduceringsgrad, till skillnad från de övriga renings- och behandlingsteknikerna. Utifrån detta är slutsatsen att det finns lämpliga renings- eller behandlingstekniker för att reducera utsläppen av läkemedelsrester via avloppsvattnet från Gävle sjukhus. Det ska dock tilläggas att det kan uppkomma praktiska svårigheter.

Today, pharmaceutical residues are widely found in nature as a cause of the extensive use of human and veterinary medicine. The pharmaceutical residues have shown to have a damaging impact on flora and fauna. Wastewater Treatment Plants (WWTPs), today, are not designed for pharmaceutical removal, which calls for new methods and the implementation of these to avoid increased concentrations of pharmaceutical residues in nature. This thesis addresses three main areas. Firstly, a pre-study regarding the prevalence of pharmaceutical residues at different parts of a WWTP and in the nearby river, secondly, an evaluation of removal of pharmaceutical residues using ozone and, thirdly, the construction of a pilot plant scale Activated Carbon (AC) unit and an evaluation of its capacity for pharmaceutical and ozone removal. This work was done in order to verify the quality of a future full-scale unit including the advanced techniques ozone and AC that will be implemented at a WWTP for pharmaceutical removal. The pre-study shows that the total concentration of the Active Pharmaceutical Ingredients (APIs) was largest at the inlet (93.8 mg/L) and decreased throughout the process steps to be the lowest at the outlet (5.6 mg/L). Paracetamol was found in the highest concentration (86.5 mg/L) at the inlet but could not be detected in the outlet. In the recipient none of the APIs could be found. However, caffeine was detected in the recipient. The pilot plant studies were performed in a batch process, one at high ozone generation and one at low ozone generation. The pilot test at high ozone generation showed that all of the measured APIs were below their Limit of Quantification (LOQ) after 2 minutes. The pilot test at low ozone generation showed a total API-removal of 44% after 7 minutes, 78% after 13 minutes, 97% after 20 minutes and more than 99% after 60 minutes. All of the APIs were below their LOQ after 180 min. The AC-filter construction mirrored the conditions within a full-scale unit as closely as possible and was scaled by the superficial velocity. The AC-filter showed an ozone removal of approximately 99% and removed all pharmaceutical residues apart from Ranitidine which was decreased by 76%. / Idag återfinns läkemedelsrester i stor utsträckning i naturen, vilket är ett resultat av den omfattande användningen av human- och veterinärmediciner. Läkemedelsresterna har visat sig ha en skadlig effekt på flora och fauna. Dagens avloppsreningsverk är inte byggda för att rena vattnet från läkemedelsrester, vilket kräver att nya metoder utvecklas och implementeras för att förebygga spridning av läkemedel. Denna avhandling redogör för tre huvudområden, inledningsvis en förstudie om förekomsten av läkemedelsrester i olika delar av ett vattenreningsverk samt i en närliggande å. Därefter en studie av ozons förmåga att eliminera läkemedelsrester och slutligen konstruktion av ett aktivt kolfilter och en utvärdering av dess förmåga att ta bort läkemedel. Detta gjordes med syftet att verifiera kvalitén hos en fullskalig anläggning som kommer att installeras på ett vattenreningsverket där ozon och aktivt kol kommer användas för borttagning av läkemedelsrester. Förstudien visar att totalkoncentrationen av de aktiva läkemedelssubstanserna (API:er) var som störst vid inloppet av reningsverket (93.8 μg/L) och koncentrationen minskade genom de olika processtegen och var som lägst i utloppet (5.6 μg/L). Paracetamol återfanns i den högsta koncentrationen i inloppet (86.5 μg/L), men kunde inte detekteras i utloppet. Ingen av API:erna återfanns i recipienten, men däremot detekterades koffein. Pilotanläggningsstudierna genomfördes i en batch och genomfördes med högozongenerering och med låg ozongenerering. Studien med hög ozongenerering visade att alla läkemedelsrester var under analysmetodens detektionsgräns efter 2 minuter. Pilotstudien med låg ozonegenerering visade att den totala läkemedelsborttagningen var 44 % efter 7 minuter, 78 % efter 13 minuter, 97 % efter 20 minuter och mer än 99 % efter 60 minuter. Alla läkemedelsrester var under analysmetodens detektionsgräns efter 180 min. Kolfiltret konstruerades för att efterlikna det fullskaliga filtret så mycket som möjligt och skalades således efter den hypotetiska tomma bäddhastigheten. Kolfiltret tog bort cirka 99 % av ozonet och alla läkemedelsrester utom Ranitidin som reducerades med 76 %.

Avloppsvatten innehåller näring, bland annat kväve och fosfor som kan orsaka övergödningom det kommer ut i sjöar och vattendrag. Samtidigt behöver stora mängder näringsämnen tillföras i jordbruket för att producera mat. Ett sätt att effektivt ta till vara på näringen i avlopp och återföra den till jordbruket skulle kunna vara källsortering av avlopp. På så sätt samlas näringsämnena i en mindre volym och blandas inte med bad-, disk-, och tvättvatten. Examensarbetet syftade till att undersöka rötning som behandlingsmetod och teknik för att utnyttja energin i latrin. I rötning bryter mikroorganismer ner organiskt material anaerobt och producerar energirik biogas som kan användas till värme, el eller fordonsbränsle. Rötresten som blir kvar efter rötningen innehåller näringsämnen men också föroreningar. I studien undersöktes latrinens innehåll av tungmetaller och läkemedelsrester och hur läkemedelshalten påverkades under rötningsprocessen. För att utvärdera rötning som behandlingsmetod av latrin gjordes 44 satsvisa utrötningsför-sök i laboratorium. Latrinen hämtades från en latrininsamling i Norrtälje. Ymp från två aktiva rötningsanläggningar blandades med latrinen i gastäta glasflaskor vilka sattes på skakbord i ca 60 dagar. En del flaskor innehöll en tillsats av läkemedel lösta i metanol. Två parallella försök utfördes i olika temperaturer, i mesofil temperatur (37ºC) och i termofil temperatur (52ºC). Gasproduktion och gasens metanhalt mättes under försöksperioden för att beräkna latrinens biogaspotential. Efter avslutad rötningsperiod separerades vätskan och det fasta materialet i rötresten och frystes in i väntan på analys av läkemedelsrester. Biogasproduktionen var drygt 250 Nml CH4/g VS (ml metan per gram organiskt material vid tryck 1 atm och 0ºC) efter 60 dagar, vilket antas vara biogaspotentialen hos latrin. Det är i samma nivå som biogaspotentialen från hönsgödsel och svinkletgödsel. Gasproduktionen i flaskorna med tillsats av läkemedel var något högre och någon inhibering av processen kunde alltså ej påvisas. Kvävehalten i latrinen var 3,7 g/l, fosforhalten 1,0 g/l, kaliumhalten 1,0 g/l. Latrinens tungmetallhalter var under Naturvårdsverkets föreslagna gränsvärden för avloppsfraktioner som tillförs åkermark och skulle därför kunna användas som gödsel med dagens regelverk. Kadmiumfosforkvoten var 25 mg Cd/kg P vilket är lika mycket som medelvärde av Revaq-certifierat avloppsslam. Flera saker tyder på att latrinen som användes innehöll mer fekalier än urin i förhållande till vad som borde produceras och därmed inte fullt ut representerar ett komplett toalettavfall. Analyser gjordes av läkemedelskoncentrationer i vätskefasen av rötningsmaterialet före och efter olika långa perioder av rötning. Rötning visade sig inte vara någon effektiv metod för att rena latrin från läkemedel. Det var i fler fall som koncentrationen av läkemedel ökade än minskade under rötning. Ökningen kan bland annat ha att göra med att adsorptionsegen-skaper hos materialet förändras under rötningen och därmed frigörs substanserna och syns bättre i analysen av vätskefasen. Förekomsten av läkemedel i miljön är relativt väl undersöktmen däremot behövs mer förståelse för riskerna med läkemedel i vattenmiljö men framför-allt i jordbruksmiljö där kunskapsluckorna är stora / Wastewater contains nutrients such as nitrogen and phosphorous which can cause eutrophi-cation in lakes and streams. Meanwhile, large quantities of nutrients are used in agriculture in order to produce food. One way to utilize nutrients in wastewater and return them to agriculture could be source separation of sewage. This way, nutrients are collected in smallvolumes and are not mixed with bathing, washing, and cleaning water. This thesis aimed at investigating anaerobic digestion as a treatment method and technology to make use of the energy in latrine. In anaerobic digestion, microorganisms degrade organic material and produce energy rich biogas that can be used for heating, electricity, or vehicle fuel. The residue remaining after digestion contains nutrients but also pollutants. The study examined the content of heavy metals and drug residues in latrine, and to what extent the digestion process affected the pharmaceutical content. To evaluate the anaerobic digestion as treatment of latrines, 44 batch experiments wereperformed at laboratory scale. Latrine was taken from a collection basin in Norrtälje. Inoculum from two active anaerobic digestion plants were mixed with latrine in sealed glass bottles and put on shaking tables for approximately 60 days. Some bottles contained an addition of eight drugs dissolved in methanol. Two parallel experiments were performed one at mesophilic temperature (37ºC) and one at thermophilic temperature (52ºC). The volume of gas produced and methane content was measured for calculation of the biogas potential. After completion of the digestion period, the liquid and solids were separated and frozen pending analysis of drug residues. The biogas produced was a little over 250 Nml CH4/gVS after 60 days being comparable to production from pig and chicken manure. The bottles containing added substances showed no inhibition of the biogas process since the gas production was slightly greater in these. The nitrogen content of latrine was 3.7 g/L, the phosphorus content 1.0 g/L and potassium content of 1.0 g/L. The cadmium-phosphorus ratio was 25 mg Cd/kg P, same as the average of Revaq certified sewage sludge. The heavy metal concentrations were below the limits allowed for sewage fractions applied on arable land as proposed by the Swedish Environ-mental Protection Agency. The latrine could be used as fertilizer with current and proposed regulations. Several things indicate that the latrine used contained a higher feces-urine ratio than expected and therefore does not fully represent a complete blackwater. Analyses on drug concentrations were preformed on the liquid phase of the material before and after various periods of anaerobic digestion. Anaerobic digestion proved not to be an effective method to reduce pharmaceuticals in latrine. There were more cases where the concentration of the drug increased rather than decreased during digestion. The increase could be due to changes in adsorption properties of the material during digestion, making them more observable in the analysis. The presence of pharmaceuticals in the environment is relatively well known but more understanding is needed on the hazards of pharmaceutical residues in aquatic and especially agricultural environment.

Utsläpp av läkemedelsrester till miljön är ett växande problem och negativa effekter på fiskar och vattenlevande djur har observerats vid mycket låga halter. I detta examensarbete studerades fem svenska spillvattenvåtmarkers förmåga att avskilja aktiva läkemedelssubstanser som passerat genom avloppsreningsverket. Halter av 24 läkemedelssubstanser bestämdes i inkommande och utgående vatten till och från spillvattenvåtmarkerna i Eskilstuna, Hässleholm, Nynäshamn, Trosa och Oxelösund. De substanser som generellt sett återfanns i de högsta halterna i inkommande avloppsvatten till våtmarkerna var några vanliga antiinflammatoriska ämnen: naproxen, ibuprofen och diklofenak; några blodtryckssänkande ämnen: atenolol, hydroklortiazid, furosemid och metoprolol; och det lugnande ämnet oxazepam. Dessa ämnen förekom i koncentrationer mellan 0,7 μg/l och 10 μg/l. Resultaten visade att 47 % av de påträffade substanserna reducerades mellan 20 och 80 % och 47 % reducerades 80 % eller mer. Alla våtmarker visade en hög avskiljning av diklofenak, furosemid, hydroklortiazid och naproxen. Avskiljningsgraden för dessa ämnen var 74–100 %. Generellt sett uppvisade alla fem våtmarker en hög reningseffekt på aktiva läkemedelssubstanser men en något högre reningsgrad observerades i Oxelösund, Nynäshamn och Trosa våtmark. En möjlig förklaring till den höga reningseffekten kan vara våtmarkernas karakteristiska hydraulik, där spillvattendammar växelvis fylls och töms, i jämförelse med våtmarkerna i Eskilstuna och Hässleholm som har ett kontinuerligt flöde av spillvatten. En jämförelse gjordes också med tidigare reningsresultat under vinterförhållanden. Resultaten visade att avskiljningen av samtliga substanser var betydligt högre under de nu studerade sommarförhållandena. / The release of pharmaceutical residues to the environment is a growing problem of global concern. Many studies have reported the negative effects of pharmaceutical residues on fish and other aquatic organisms. This master thesis has assessed five constructed wetlands on their removal efficiency of active pharmaceutical substances. Influent and effluent wastewaters were analyzed for 24 common pharmaceutical substances in constructed wetlands in Eskilstuna, Hässleholm, Nynäshamn, Trosa and Oxelösund. The pharmaceuticals found in highest concentration in the influent were some common anti-inflammatory substances: naproxen, ibuprofen and diclofenac; a few antihypertensive substances: atenolol, hydrochlorothiazide, furosemide and metoprolol and the sedative substance, oxazepam. The concentrations varied between 0.7 μg/l and 10 μg/l. For 47% of the substances there was an observed removal efficiency of greater than 80% and for 47% of the substances a removal efficiency of 20–80 % was observed. Diclofenac, furosemide, hydrochlorothiazide and naproxen showed the greatest removal efficiencies, 74–100 %. In general, all five constructed wetlands showed high removal efficiencies for most pharmaceutical compounds, with greater removal efficiencies observed in Oxelösund, Nynäshamn and Trosa. The higher removal efficiency in these wetlands is believed to be due to their characteristic hydraulics, where wastewater basins are filled and emptied, whereas the basins in Eskilstuna and Hässleholm have continuous flow of wastewater. A comparison of removal efficiencies was also assessed for summer and winter conditions in Eskilstuna, Nynäshamn, Trosa and Oxelösund wetlands. The observed removal efficiencies were significantly greater during summer conditions.

Av de läkemedel som intas kan kroppen endast ta upp en liten del medan en stor del utsöndras igen, framförallt via urinen. Då avloppsvatten kommer in till avloppsreningsverken renas det genom mekaniska, kemiska och biologiska processer men dagens avloppsreningsverk är inte designade för att ta hand om och bryta ner läkemedelsrester och andra organiska föreningar från till exempel tvättmedel, färgrester etc.  Beroende på de olika substansernas kemiska och fysikaliska egenskaper följer de antingen med det färdigrenade utloppsvattnet, som lämnar avloppsreningsverket, eller så hamnar de i slammet som bildas av sedimenterande partiklar under reningen. Slammet rötas och avvattnas och kan sedan bland annat användas som gödningsmedel på jordbruksmark. I denna studie undersöktes huruvida samkompostering av avloppsslam och annat organiskt material kan höja slammets status som gödselmedel med avseende på minskad lukt, näringsinnehåll och minskad förekomst av läkemedelsrester och organiska föreningar. Tre olika typer av inblandningsmaterial undersöktes;  hästgödsel, djupströgödsel från nöt och trädgårdskompost. Även tre olika metoder för syresättning av kompoststukorna utvärderades. Dessa var luftning genom byggdräneringsrör med tillkopplad fläkt, självdrag genom byggdräneringsrör samt omblandning med hjälp av grävskopa. Temperaturen i stukorna mättes med jämna mellanrum för att avgöra vilken metod som gav störst mikrobiell aktivitet. Näringsämnes- och metallanalyser utfördes innan, mitt i och efter kompostering för att avgöra hur materialen förändrades samt om slutprodukterna kunde anses vara bra gödselmedel. Den stuka som ansågs haft högst mikrobiell aktivitet analyserades även med avseende på halten av en rad olika läkemedelsrester och organiska föreningar, både före och efter kompostering, och jämfördes sedan med en referensstuka som enbart innehöll avloppsslam och som inte luftades. Intervjuer med lantbrukare och inblandad personal visade att de samkomposterade slutprodukterna luktade bättre och inte lika starkt som slam som enbart lagrats under motsvarande tid. En hel del lukt kvarstod dock. Analys av näringsämnen och metaller visade att de samkomposterade slutprodukterna hade ett gynnsamt näringsämnesinnehåll och metallhalter som låg under gränsvärdena. Hästgödsel och djupströgödsel från nöt var de inblandningsmaterial som gav bäst resultat. Luftning genom omblandning var den luftningsmetod som genererade högst temperaturer och som var enklast för lantbrukarna att använda då den ställer lägre krav på val av plats för stukan och både anläggning och upptag av stukan underlättas då inga byggdräneringsrör krävs. Vid analys av oönskade organiska föreningar visade resultaten att nedbrytning av ftalater, LAS, organofosfater, triclosan och alkylfenoler/alkylfenoletoxylat var större i stukan där avloppsslam samkomposterades med djupströgödsel från nöt och som luftades genom omblandning jämfört med referensstukan. Fler upprepningar av försöket krävs för att fastställa resultaten. Ytterligare undersökningar av läkemedelsrester krävs. Majoriteten av de analyserade substanserna uppvisade en större minskning i den samkomposterade stukan än i referensstukan men i flera fall var förhållandet omvänt och för vissa substanser ökade totalvikten under kompostering. Detta beror på att endast substansernas grundform analyserades och den andel av substanserna som var bundna i konjugat och metaboliter gav därför inget utslag. Om en stor andel av en substans totalmängd var bunden i konjugat innan kompostering och dessa konjugat bröts upp under komposteringen kan detta ha lett till en stor ökning av den analyserade mängden av denna substans. Av samma anledning går det inte att sluta sig till att den analyserade minskningen av en substans beror enbart på nedbrytning. / The human body is only capable to take care of a fraction of the pharmaceutical compounds a person eats and the rest is excreted, mainly by urine. When the sewage water reaches the wastewater treatment plant it is treated mechanically, chemically and biologically but the wastewater treatment plants are not designed to take care of pharmaceutical residues or organic compounds  from detergents, paint, etc. Based on the chemical and physical properties of the compound it will either leave the plant with the discharge water or end up in the sewage sludge. The sludge is stabilized through anaerobic digestion, dewatered and may then be used as agricultural fertilizer. This study examines if composting of sewage sludge together with other organic matter can improve the sludge by resulting in less odor, high nutrient content and reduced incidence of pharmaceutical residues and undesired organic compounds. Three different kinds of organic matter were tested; horse manure, deep litter manure from cattle and garden compost. Also, three different methods for oxygenation were used and evaluated. In the first method drainage tubes buried in the compost was attached to a fan. The second method also included the drainage tubes but instead of using a fan the air  flowed through the tubes by natural ventilation. In the third method the compost was mixed by an excavator. From regular measurement of the temperature in the composts it was decided which method that generated the highest microbial activity. Before, half-way through and after composting, analyses were performed regarding nutrients and metals to see how the composition of the matter changed during the process of composting and to decide whether the products could be considered as good fertilizers. In the compost with the highest microbial activity analyses of pharmaceutical residues and undesired organic compounds were performed as well  and compared with a reference consisting only sewage sludge that had not been treated in any way to increase oxygenation. Interviews  with farmers and project staff showed that the mixed product was not odor-free but it did not smell as bad and strong as pure sludge that had been stored for an equal amount of time. Analyses of nutrients and metals showed that the mixed products are good fertilizers and their content of metals are below the limit for metals in fertilizers. Horse manure and deep litter manure from cattle gave the best results. Mixing of the compost with an excavator generated highest temperatures  and was the method preferred by the farmers since it was easier to handle the compost when it did not have tubes in it and also the choice of location is free when the operation doesn't depend on access to electricity. Analyses of undesired organic compounds showed that the degradation of phtalates, LAS, organophosphates, triclosan and alkyphenol/alkylphenoletoxylate were bigger in the compost consisting a mix of sludge and deep litter manure from cattle and which was oxygenated by mixing of the matter compared with the reference compost. To verify the result the examination has to be repeated multiple times. Further investigations must be performed on the degradation of pharmaceutical residues. The degradation was bigger in the mixed compost for a majority  of the analyzed substances but in several cases the result was the opposite and in some cases the total amount of the substance increased during composting. The latter is due to the fact that only the primary form of the substances were analyzed and not their metabolites. If a large part of the substance was in the form of a metabolite before composting and transformed back to the primary form during composting it may have looked like there was an increase in the total amount of that substance. For the same reason it is impossible to decide whether a decrease is due to decomposition of the substance or if it is due to formation of metabolites.

Pharmaceutical residues are passing our wastewater treatment plants and flowing out in to the nature. The medical substances are built to affect different processes in our bodies, but also affect other species and increase the risk of developing multi resistant bacterial strains, not curable with antibiotics. This has made wastewater treatment plants (WWTPs) interested in investing in pharmaceutical removal. This study describes what criteria that are important to consider when choosing technology for pharmaceutical removal, and presents a model for the WWTPs to use when choosing pharmaceutical removal technology. Secondly, the study presents a reasoning regarding business model concepts. These concepts are presented to aid suppliers of pharmaceutical removal technology, when designing their business models. The method of choice is a qualitative research study based on interviews and document analysis. / Aktiva läkemdelssubstanser passerar idag våra reningsverk oförändrade och rinner ut i naturen. Dessa substanser är tillverkade för att påverka olika biologiska processer i våra kroppar, men de påverkar också andra arter och ökar risken för att utveckla antibiotikaresistenta bakterier som vi inte kan bota oss från. Dessa risker har gjort reningsverk intresserade av att investera i läkemedelsrening. Denna studie beskriver vilka kriterier som är viktiga att överväga vid val av teknik för läkemedelsrening och presenterar sedan en modell som reningsverk kan använda när de väljer teknik för läkemedelsrening. Ett resonemang förs också kring olika affärsmodellskoncept som kan nyttjas av leverantörer av teknik för läkemedelsrening, när de utvecklar sina affärsmodeller. Den valda metoden för studien är baserat på ett kvalitativt förhållningssätt med intervjuer och dokumentanalyser.

Denna studie genomfördes på uppdrag av det statliga forskningsinstitutet Formas. Syftet med rapporten var att undersöka hur effektiva våtmarker är som tilläggsrening av avloppsvatten, detta med avseende på reducering av läkemedel samt skadeeffekter på akvatiska organismer. Rapporten baserades på en tidigare studie utförd av Breitholtz et al. (2012) där mätningar av läkemedelshalter samt mortalitet och larvutveckling hos hoppkräftor, Nitocra spinipes, gjordes i fyra olika våtmarker.  De fyra våtmarkerna ligger i Eskilstuna, Oxelösund, Nynäshamn och Trosa. Deras mätningar undersökte mortalitet och larvutvecklingskvot för hoppkräftor i prover utspädda med bräckt vatten vid koncentration avloppsvatten på, 11,25 %; 22,5 %; 45% och 90 %. Proverna för läkemedelshalter späddes inte ut och enbart ett mätvärde per våtmark togs vid inflödet och utflödet. I denna rapport undersöktes dessa frågeställningar: (1) Är anlagda våtmarker som tilläggsrening en effektiv metod med avseende på skadeeffekter hos hoppkräftor, (2) till vilken grad reduceras halten läkemedel när våtmarker används som tilläggsrening samt (3) finns det ett samband mellan läkemedelsrester och hoppkräftornas överlevnad? För att besvara de tre frågeställningarna genomfördes en metaanalys av data från studien av Breitholtz et al. (2012). Hoppkräftors mortalitet, larvutvecklingskvot (LDR) och koncentration av läkemedel analyserades. Endast mortalitet och larvutvecklingskvot hade tillräckligt med data för utförande av en metaanalys. Läkemedelsanalysen kunde bara göras på en grundläggande nivå. Metaanalysen programmerades i MATLAB R2019b, där skillnaden i medelvärdet för mortalitet respektive larvutvecklingskvot beräknades mellan in- och utflöde för de fyra våtmarkerna. Skillnaderna för varje våtmark vägdes samman med invers-varians metoden för att få ett sammanvägt medelvärde. Analysen av läkemedel gjordes på nio läkemedel från Breitholtz et al. (2012). De nio valdes ut då de har pekats ut av Svenska Miljöinstitutet som intressanta ur ett avloppsreningsperspektiv. Excel användes för att göra enklare statistiska analyser mellan in- och utflöde i våtmarkerna. Slutligen gjordes en jämförelse mellan hoppkräftors skadeeffekter och läkemedelshalter genom att ta ut skillnaden i medelvärde mellan in- och utflöde. Resultatet från analyserna visade att när våtmarker användes som tilläggsrening minskade mortaliteten hos hoppkräftor för koncentrationerna 11,25 % och 90 % avloppsvatten. För koncentrationerna 22,5 % och 45 % fanns däremot ingen signifikant skillnad i mortalitet. Larvutvecklingskvoten minskade efter våtmarksbehandlingen för alla koncentrationer utom 90 %. Läkemedelshalten minskade i snitt med 30 % mellan inflöde och utflöde i våtmarkerna. För läkemedlen sulfametoxazol och oxazepam kunde dock en ökning ses efter behandling med våtmark. Ingen direkt trend kunde utläsas mellan läkemedelshalt och mortalitet hos hoppkräftor. Detta berodde troligtvis på att andra faktorer och föroreningar påverkade hoppkräftornas mortalitet och larvutvecklingskvot i högre grad än läkemedelshalterna. I studien kunde ingen slutsats dras om huruvida tilläggsvåtmarker är en effektiv reningsmetod med avseende på skadeeffekter hos hoppkräftor. Hoppkräftor är bra indikatorer på föroreningar i vattnet, dock är det svårt att bestämma vilka föroreningar som påverkar mest i detta fall. Detta medför att inga direkta samband mellan läkemedel och hoppkräftors mortalitet kunde påvisas i studien. De undersökta läkemedlen reducerades generellt. Eftersom mätningarna gjordes under vinterförhållanden då nedbrytningen i våtmarken är som minst effektiv bör resultatet ses som ett lägsta värde.

Detta arbete utfördes med syfte att undersöka läkemedelsrester, PFAS-ämnen, pH-värde och hårdhet i Stockholms dricksvatten samt undersöka reningsprocessen vid Norsborgs vattenverk. För att uppfylla syftet inleddes arbetet med en litteraturstudie där information om läkemedelsrester, PFAS-ämnen, pH, hårdhet och reningsprocessen vid Norsborgs vattenverk samt information om olika kromatografiska metoder insamlades. Inga resultat erhölls för PFAS-ämnen då databaser för masspektrometri saknades på Kungliga Tekniska Högskolan. På grund av COVID-19 blev arbetet mycket begränsat eftersom analyserna för läkemedelsrester inte kunde slutföras. Detta ledde till att egna resultat för läkemedelsrester uteblev. Det fanns däremot tidigare studier inom ämnet som kunde användas för att driva en diskussion. Enligt tidigare studier är halter av läkemedelsrester i Mälaren är alldeles för låga för att påverka människor, men påverkar djurlivet i Mälarens vatten. Dock ökar läkemedelshalterna i Mälaren, vilket kan leda till problem i framtiden. Resultat erhölls för pH och hårdhet, och dessa värden var mycket bra för dricksvatten. pH kan däremot komma att bli ett problem i framtiden då ökad övergödning leder till ökad säsongsvariation av pH-värdet i Mälaren. Detta medför att vattenverken blir viktiga för att säkerställa kvaliteten på Stockholms kommunala dricksvatten. Reningen av Stockholms dricksvatten sker i två vattenverk, Lovö och Norsborgs vattenverk. I den här rapporten undersöktes Norsborgs vattenverk. Mälarens vatten är mycket rent, men vattenverken säkerställer dricksvattnets höga kvalitet. Detta kan bli viktigare med ökade säsongsvariationer av pH, men även ökade läkemedelsrester. / This thesis was made with the goal to examine pharmaceuticals, PFAS-substances, pH and hardness of the drinking water in Stockholm as well as examine the purification process of Norsborg’s water treatment work. To fulfil the goal, the project started with a literature study where information about pharmaceuticals, PFAS-substances, pH, hardness and the purification process of Norsborg’s water treatment work were gathered. Information about chromatography methods were also collected. No results for PFAS-substances was collected as no databases for mass spectrometry was available at the Royal Institute of Technology. Because of COVID-19 the project was limited since the analyses for pharmaceuticals could not be completed. This led to no results for the concentration of pharmaceuticals. Previous studies on the subject could be used as material for discussion. According to previous studies, the concentration of pharmaceuticals in Mälaren are way too low to affect humans, but will have an effect on other creatures living in Mälaren. The concentration of pharmaceuticals in Mälaren are increasing, which will lead to future problems. Results for pH and hardness were collected, and the values of these were very good for drinking water. Though, pH can be a problem in the future as increasing eutrophication leads to increasing seasonal variety of pH. This means that the water treatment works become very important to make sure that the quality of the drinking water in Stockholm is good. The purification of Stockholm’s drinking water is being done in Stockholm’s two water treatment works of Lovö and Norsborg. In this report the water treatment work of Norsborg was investigated. The water of Mälaren is very clean, but the water treatment works ensure the high quality of Stockholm’s drinking water. This will be more important in the future with increasing seasonal variety of pH, and increasing concentration of pharmaceuticals in Mälaren.

Spridning av läkemedelsrester och andra prioriterade mikroföroreningar i miljön har uppmärksammats och stor oro väckts kring problematiken. Bland observationer som forskare har noterat till följd av antibiotika, hormoner och läkemedel i vattenmiljöer är bland annat bakteriell resistens, könsbyte och sterilitet hos fisk och groddjur. Persistenta föroreningar som per- och polyfluor alkalysyror (PFAS) bryts inte heller ner i naturen och mikroskräppartiklar kan anrikas i vattendrag och orsaka negativa effekter på vattenlevande organismer. Gemensamt för mikroföroreningar är att dessa förekommer oftast i små halter och kan härstamma från olika mänskliga aktiviteter. Avloppsreningsverk (ARV) är inte primärt anpassade för att avskilja mikroföroreningar utan främst för att avlägsna kväve, fosfor och organiskt material. Uppströmsarbete är inte heller tillräckligt effektivt för att avlasta reningsprocessen vilket medför att mängden mikroföroreningar ökar i vattenmiljöer och sätter ytterligare påtryckningar på ARV. Utmaningar som ARV står inför idag med nya mikroföroreningar och förekomsten av dessa i miljön har väckt frågor både nationellt och internationellt. Stockholm Vatten och Avfalls (SVOA) beslut att implementera membranbioreaktor (MBR) på Henriksdals reningsverk av porstorleken 0,04 μm är en åtgärd för att rusta upp inför framtida hydrauliska volymer men även potentiella striktare reningskrav. Fördelen med MBR-processen är att den förhindrar föroreningar som förekommer partikulärt att passera membranen och på så sätt hindras skadliga ämnen att passera reningsprocessen. I dagsläge saknas krav på ARV att rena avloppsvatten från de flesta mikroföroreningar. Det förväntas dock att kommande lagstiftning omfattar läkemedel och andra organiska föroreningar. I detta projekt undersöktes mikroföroreningar i form av läkemedelsrester, antibiotika, hormoner, PFAS och mikroskärp i en MBR-process samt förekomsten av adsorberbara och extraherbara organiska halogener (AOX, EOX) som potentiellt bildas under rengöring av membranen till följd av reningsprocessen. Resultat från detta projekt med MBR-processen visade en generell högre reduktion av prioriterade mikroföroreningar i avloppsvatten än tidigare undersökningar på konventionella ARV, med undantag för några substanser som visade på en liknande sämre reduktion. Läkemedlen diklofenak, oxazepam, citalopram med flera visade på en sämre reduktion och lika så för antibiotikumen clindamycin, claritomycin och erytromycin där reduktionen var negativ och visade på en återkommande trend. Östrogena hormoner reducerades i reningsprocessen och likaså för mikroskräp där 60 partiklar/m3 mikroplast av porstorleken större än 300 μm passerade membranen. Mikroplast av en porstorlek i intervallet mindre än 300 men större än 50 μm passerade 140 partiklar/m3 membranen. För AOX och EOX var halten i MBR-processen typiska och i nivå med tidigare undersökningar genomförda på konventionella ARV. Eftersom membranen inte kan avskilja partiklar på molekylnivå visades sig även att det passerade fortfarande mikroföroreningar som undersöktes. En slutsats från detta projekt är att endast ett få tal ämnen reducerades helt medan majoriteten av de prioriterade mikroföroreningarna reducerades delvis i avloppsvatten. För att kunna reducera dessa prioriterade mikroföroreningar i reningsprocessen ytterligare om striktare reningskrav skulle bli aktuella krävs vidare efterbehandling efter MBR-processen. / Release of pharmaceutical residues and other emerging substances in the environment has been highlighted and raised a great concern regarding the issue. Among observations that scientists have noted as a result of antibiotics, hormones and pharmaceutical residues in the aquatic environment are bacterial resistance, sex change and sterility in fish and batrachians. Persistent pollutants such as perfluorinated-alkylated substances (PFAS) are also not degraded in nature, and microscopic debris particles can be enriched in aquatic systems and cause adverse effects on aquatic organisms. The common aspect with these substances is that they usually occur in small quantities and can derive from different human activities. Wastewater treatment plants (WWTP) are not primarily designed to separate emerging substances of concern (ESOC), but primarily to remove nitrogen, phosphorus and particulate organic matter. Upstream work is also not sufficiently effective to relieve the purification process, which means that the amount of pollutants increases in aquatic environments and puts additional pressure on the WWTP. The challenges facing WWTP today with ESOC and their presence in the environment has raised issues both nationally and internationally. Stockholm Vatten och Avfall (SVOA) decision to implement a membrane bioreactor (MBR) with poresize of 0,04 μm at Henriksdal WWTP is a step to prepare for future hydraulic volumes, but also potentially stricter treatments requirements regarding ESOC. The advantage of the MBR process is that it prevents contaminants that appear to be particulate to pass the membranes and end up in the receiving waters. Today, WWTP are not required to treat wastewater in order to remove pharmaceutical residues, antibiotics, hormones, PFAS or microscopic debris particles. However, it is expected that future legislations will include pharmaceuticals and other organic pollutants. In this project, ESOC such as pharmaceutical residues, antibiotics, hormones, PFAS and microscopic debris in the MBR-process are studied as well as the presence of adsorbable and extractable organic halogens (AOX, EOX) that are possibly formed during the cleaning or maintains of the membranes. Results from this study showed a higher general reduction of the studied ESOCs in wastewater with the MBR-process than previous studies in conventional WWTP, except of some substances that showed a poor reduction. Pharmaceuticals such as diclofenac, oxazepam and citalopram showed a weak reduction as well as the antibiotics clindamycin, clarithromycin and erythromycin where they showed a higher outcome levels than the incoming to the treatment process. Estrogenic hormones were reduced in the purification process as well as microplastics where only 60 particles/m3 of pore size higher than 300 μm passed the membranes. Microplastics of the pore size smaller than 300 and larger than 50 μm were detected to 140 particle/m3 in the effluent water. For AOX and EOX, the level of MBR process showed typical values and were in line with previous studies on conventional ARV. However, since the membranes cannot treat contaminants at molecular level, it was also shown that some ESOC that were studied bypassed the treatment process. A conclusion from this project is that only a few numbers of substances were fully reduced while the majority of ESOCs were partially reduced in wastewater. In order to reduce further ESOCs and in case of stricter treatment were to be applied, additional post-treatment is also needed for the MBR process.