Home Tutkimus Hankkeet Valumavesien hygieniariskit

Valumavesien hygieniariskit

Häme edelläkävijänä yhdyskuntajätevesien ja eläintilojen valumavesien hallinnassa vesivälitteisten infektioriskien torjumiseksi

Perustiedot

Häme edelläkävijänä yhdyskuntajätevesien ja eläintilojen valumavesien hallinnassa vesivälitteisten infektioriskien torjumiseksi -hankkeessa paneudutaan vesistöihin jäte- ja valumavesien mukana päätyvien ja ihmisille haitallisten mikrobien aiheuttamien riskien tunnistamiseen ja vähentämiseen.

Tehokkaista jätevesien puhdistusmenetelmistä huolimatta haitallisia mikrobeja päätyy vesiympäristöön puhdistettujen yhdyskuntajätevesien mukana. Tämän katsotaan lisäävän tarvetta nykyistä tehokkaammille jäteveden käsittelymenetelmille. Vastaavasti mikrobeja kulkeutuu vesistöihin mm. kaupunkien hulevesien mukana sekä eläintiloilta pintavaluntana. Äskettäin Hämeen luonnonvesistä tekemämme alustava selvitys osoittaa, että taudinaiheuttajamikrobeja päätyy jätevesien mukana luonnonvesiin muodostaen näin terveysriskin vesien virkistys- ja
hyötykäytön kannalta. Toistaiseksi ihmisille haitallisten mikrobien aiheuttamasta riskistä luonnonvesissä ei ole kattavia vaikutusarviointeja eikä riskienhallintaan löydy riittävässä määrin torjuntakeinoja.

Tämän hankkeen tarkoituksena on tuottaa uutta tietoa vesistöön kulkeutuvien jätevesien, valumavesien ja käyttöveden mikrobiologisista riskeistä ja riskienhallinnasta ja erityisesti vesien mikrobiologiseen puhdistamiseen käytettävistä ratkaisuista. Hankkeessa käytetään uusimpia, entistä tarkempia menetelmiä, joilla voidaan selvittää vesistössä esiintyvien taudinaiheuttajamikrobien päästölähteet ja lajispesifisyys sekä haetaan ratkaisuja mm. UV-LED tekniikan, biomateriaalien ja eläintilojen rakenteiden sekä rakennettujen kosteikkojen avulla.

Tuotettava tieto ja ratkaisukeinot auttavat vesihuollon asiantuntijoita ja toimijoita ennaltaehkäisemään haitallisten mikrobien muodostamia ongelmia. Mm. ilmastonmuutoksesta aiheutuva ääriolosuhteiden yleistyminen edellyttää ennakoivaa varautumista riskeihin, mikä
on tehokkain ja kustannuksiltaan edullisin tapa varmistaa ihmisten terveys ja ekosysteemien toimivuus. Hankkeessa tuotettavat uudet ja innovatiiviset jäte- ja vesihuollon ja ympäristönhoidon seudulliset ratkaisut tukevat pitkällä tähtäimellä yhdyskuntarakenteen kehittymistä, kiertotaloutta ja kestävää kehitystä. Hanke vahvistaa KantaHämeen profiilia kestävän kehityksen edistäjänä ja asiantuntijuutta ja suunnannäyttäjän roolia vesivälitteisten infektioriskien hallinnassa.

Hanke painottuu Kanta-Hämeessä toimivien, merkittävien alueellisten luonnonvara-alan osaajien väliseen tuotekehitys-, tutkimus- ja opetusyhteistyöhön ja tukee näin alueen osaamisverkoston kehittämistä ja vahvistamista. THL toimii asiantuntijana taudinaiheuttajamikrobien analytiikassa ja uusien menetelmien kehittämistyössä. Lisäksiyhteistyötä tehdään alueellisten vesihuollon yritysten, järjestöjen ja maatilayritysten kanssa.

Toteutus

Työpaketti 1. Hankkeen organisointi ja hallinta

Hankkeen organisoinnista, kokonaisseurannasta ja rahoituskokonaisuuden koordinoinnista ja seurannasta vastaa
Helsingin yliopiston Lammin biologinen asema. Hankekoordinaattori Josefiina Ruposen (josefiina.ruponen@helsinki.fi) tehtävänä on huolehtia myös
yhteisten kokousten järjestämisestä sekä tiedonkulusta osatoteuttajien välillä. Hankkeen aikana pidetään
säännöllisesti osatoteuttajien välisiä työkokouksia, jotka voivat olla myös video- tai verkkoneuvotteluita.

Työpaketti 2. Haitallisten mikrobien päätyminen vesistöön: päästölähteiden kartoitus, raportointi ja terveysriskiarviointi

Infektioriskeistä ja haitallisten mikrobien päätymisestä vesiympäristöön kerätään tietoa eri kohteista mahdollisimman
kattavasti. Selvityksen avulla arvioidaan mm. mihin vuodenaikaan terveysriskit ovat havaittavissa ja mitkä
ympäristöolosuhteet vaikuttavat riskin muodostumiseen.

Selvityskohteena ovat Kanta-Hämeen kaupunkien ja kuntien jätevesipuhdistamojen purkualueet, hulevesien, purkupaikat, uimarannat, käyttövesikohteet ja eläintilojen laidun- ja tarha-alueiden valuma-alueet. Otetuista
näytevesistä määritetään indikaattorimikrobit (Escherichia coli, suolistoperäiset enterokokit ja kolifaagit),
taudinaiheuttajamikrobit (norovirus, kampylobakteeri, ja salmonella) ja fysikaalinen ja kemiallinen vedenlaatu
(ravinteet, kiintoaines ja sameus). Tietyistä kohteista määritetään lisäksi spesifisti eri eläinlajeista (ihminen, hevonen,
koira, lintu, sika ja nauta) peräisin olevat mikrobit.

Kartoitus tehdään 8/2019 – 9/2020 välisenä aikana. LBA hoitaa
kartoituksen käytännön suunnittelun, näytteenoton ja ympäristöanalyysit, THL:n vastuulla on Kuopiossa tehtävät
mikrobiologiset määritykset.

Tuloksista kirjoitetaan raportti, jossa käsitellään vesiympäristöön päätyvien haitallisten mikrobien esiintymisestä
erilaisten jätevesien vaikutusalueilla (THL ja LBA). Kirjallisuusraportti tehdään myös hevostilojen valuma- ja pintavesien nykytilanteesta, käsittelytavoista ja ratkaisuista sekä ongelman ja haittojen laajuudesta (Luke).

Työpaketin osana tehdään THL:n toimesta terveysriskinarviointi ja sen perusteella laaditaan asiantuntijoille suunnattu
ohjeistus riskien arviointiin.

Terveysriskien arvioinnissa huomioidaan laskennallisesti virkistyskäytön infektioriskit yleisillä uimarannoilla, missä yhteydessä tehdään yhteistyöstä Hämeenlinnan kaupungin ympäristönsuojelun- ja
terveydensuojelun kanssa, sekä terveyshaitat, jotka voivat aiheutua veden välityksellä talousveden tuotannon tai
viljelytilojen käyttöveden kautta.
Terveysriskinarvioinnissa hyödynnetään avointa riskinarviointimallia (http://fi.opasnet.org/fi/Vesiopas) sekä
Kokemäenjoen vesistön alueelle kehitettyä kvantitatiivista mikrobiologista riskinarviointimallia (Quantitative microbial
risk assessment, QMRA-menetelmä), jossa yhdistetään sekä työpaketin 2. taudinaiheuttajamikrobien lukumäärätietoja
altistuksen arviointiin että mikrobikohtaisia annosvastemalleja terveysriskien laskentaan. Lisäksi työpaketti 2.
perusteella arvioidaan eri riskinhallintaskenaarioiden vaikutusta terveysvaikutuksiin aluetasolla.

Lopputuotteena
työpaketista on avoin riskinarviointityökalu (a) sekä raportti altistumisen arvioinnista ja terveysriskien hallinnasta (b),
jossa huomioidaan eri vedenkäyttö- ja ikäryhmien altistutuminen taudinaiheuttajamikrobeille.

Työpaketti 3. Ratkaisut vesivälitteisten infektioriskien pienentämiseksi

Työpaketissa etsitään ratkaisuja vesivälitteisten infektioriskien minimoimiseen testaamalla kolmea uutta lupaavaa menetelmää: kosteikon ekosysteemipalvelut, biohiilen ja/tai muun biomateriaalin käyttö eläintiloilla, UV-Led valon käyttö talous- ja jäteveden desinfioinnissa.

Rakennetut kosteikot puhdistamoilla tai hulevesialueilla toimivat ravinteiden pidättäjinä ja alustavien selvitystemme
mukaan myös taudinaiheuttajamikrobien vähentajinä. Tarvitaan kuitenkin lisätietoa vuodenaikaisesta vaihtelusta ja
veden ominaisuuksien vaikutuksesta.

Rakennettuja kosteikkoja on hyödynnetty jätevesien puhdistamisessa kasvavassa määrin 1990-luvulta asti etenkin eteläisemmillä leveysasteilla. Pohjoisessa niiden käyttö on ollut vähäistä,
koska oletuksen mukaan talviaikaiset alhaiset lämpötilat vähentävät puhdistustehoa kosteikoissa.
Jätevedenpuhdistamolta tuleva vesi on kuitenkin talvella ilmaa lämpimämpää, jolloin sedimentin ja veden
mikrobiologiset prosessit jatkuvat.

Lammin puhdistamon alapuolinen kosteikko toimii erittäin tehokkaasti ravinteiden poistossa (Uusheimo et al. 2018). Aikaisemmassa yhteishankkeessa (Maakunnan kehittämisraha, AIKO) saadut
alustavat tulokset viittaavat siihen, että se vähentää myös taudinaiheuttajamikrobien määriä merkittävästi. Koska
kosteikko on matala, myös auringon UV-valo todennäköisesti tuhoaa vedessä olevia haitallisia mikrobeja. Tässä
hankkeessa selvitetään ihmisille vesivälitteisiä infektioita aiheuttavien taudinaiheuttajamikrobien esiintymistä jäte- ja valumavesissä sekä kosteikon tehoa puhdistaa jäteveden sisältämiä haitallisia mikrobeja.

Yhteistyössä UV-LED
tekniikaa käyttävän yrityksen kanssa jatketaan luonnonvesien ja jätevesien desinfiointimentelmien kehittelyä ja
testataan niiden tehokkuutta eri tyyppisistä kohteissa.

Biohiilen käyttöä taudinaiheuttajamikrobien poistajana testataan laboratoriossa ja eläintilojen valumavesissä.
Eläintiloilla laidunten, tarhojen ja pesupaikkojen huuhtoumat sisältävät kiinteän ulosteen ja virtsan lisäksi myös
taudinaiheuttajamikrobeja. Alueiden rakenteiden ja materiaalinen suunnittelulla voidaan vähentää kuormitusta ja
ympäristöriskejä. Biohiilen käyttö voi tarjota yhden ratkaisun, mutta asiasta tarvitaan tietoa etenkin suurten huuhtomien
aikaan keväällä ja runsaiden sateiden jälkeen.

Kosteikko- ja UV-LED ratkaisujen testauksessa päätoteuttajana on LBA yhteistyössä yritysten kanssa (HS-Vesi,
LedFuture oy) ja THL hoitaa mikrobiologiset määritykset. Biohiilen ja muun biomateriaalin, kuten puulastujen käytön mahdollisuudet testataan ensin laboratoriossa ja myöhemmin käytännössä hevostilalla.
Testauksen vastuu on LBA:lla ja HAMK:lla yhteistyössä yritysten ja Luken (Ypäjän hevosopiston alue) kanssa.

Työpaketti 4. Maakunnallisen osaamisen kehittäminen vesivälitteisten infektioriskien hallinnassa

Työpaketissa luonnonvara-alan verkostoa vahvistetaan mm. osatoteuttajien välisissä hankekokouksissa. Lisäksi vuoden 2020 syksyllä järjestetään hankkeen tuloksiin perustuva, haitallisten mikrobien riskejä ja niiden torjuntaa käsittelevä asiantuntijatilaisuus, joka on suunnattu eri kohderyhmille kuten ympäristö- ja terveysviranomaisille ja
vesihuollon ja maatalouden toimijoille. Järjestelyissä käytetään uusia viestinvälityskeinoja (videot, You tube tms)
mahdollisuuksien mukaan.

Hankkeen viimeisenä vuonna järjestetään kattava asiantuntijaseminaari haitallisten mikrobien merkityksestä ihmisten
terveyden ja ympäristön kannalta. Tilaisuuteen kutsutaan myös ulkomaisia asiantuntijoita. Seminaarissa käsitellään
mm. seuraavia aiheita: Mihin suuntaan tutkimusta ja tuotekehitystä kannattaa viedä? Kuinka paljon veden käsittelyn
tehostamiseen kannattaa investoida – verrattuna saatuun hyötyyn? Mitä tuloksia hanke on tuottanut? Miten
terveysriskiarvioinnin pohjalta ympäristön seurantaa tulisi kehittää?

HAMK on päävastuussa asiantuntijatilaisuuksien järjestämisestä v. 2020 ja 2021. Hankkeen tuloksia esitellään myös muissa kansallisissa asiantuntijakokouksissa. Lisäksi kv-yhteistyötä edistetään EU:n vesialan platformilla (wsstp.eu).

Työpaketti 5. Vesistöriskeihin liittyvän yhteistyön ja koulutuksen kehittäminen

Hankkeen aikana järjestetään osatoteuttajien kesken suunnittelupäivät, jossa käsitellään hankkeen tuloksia ja
vesiväitteisten infektioriskien hallintaan liittyvän yritys- ja koulutustoiminnan sekä tutkimuksen haasteita.

Lisäksi hankkeessa suunnitellaan taudinaiheuttajamikrobien aiheuttamien riskien ja niiden hallintaan liittyvää opintomateriaalia ja koulutusta. Näitä voidaan hyödyntää yliopiston ja ammattikorkeakoulun opetuksessa. Myös hankkeessa toteutettavat testikohteet, kuten rakennetut kosteikot ja eläintilojen ratkaisut, ovat hyödynnettävissä koulutuskohteina.

Hanke tuottaa 1-3 yliopisto- tai amk-opinnäytetyötä. Kaikkien projektin osapuolten yhteistyönä laaditaan artikkeli ammattijulkaisuun (esim. Vesitalous tai Ympäristö & Terveys lehteen).

Hankkeen kuluessa selvitetään mahdollisuudet käynnistää aihepiirin pohjalta laaja kansainvälinen yhteistyö. Vastuu työpaketin toteutumisesta Lukella, koulutukseen liittyvissä asioissa HAMK/LBA.