Jätevesilietteen haitta- ja lääkeaineiden kertymisestä tarvitaan lisätutkimuksia

Kasvintuotannossa käytettävä lannoitus vaikuttaa sekä viljelyn taloudellisuuteen että mahdollisiin ympäristöhaittoihin. Kasvien tarpeen ylittävä typpi- ja fosforilannoitus heikentävät viljelyn taloudellisuutta ja aiheuttavat samalla ravinnehuuhtoumia vesistöihin. Lannoitus vaikuttaa sekä tuotetun sadon laatuun että maahan ja kasveihin mahdollisesti kertyviin haitta-ainepitoisuuksiin.

Merkittävät kotimaiset elintarviketeollisuuden toimijat ovat kieltäytyneet ostamasta jätevesilietepohjaisilla lannoitevalmisteilla lannoitettua satoa, koska tällaiset lannoitevalmisteet sisältävät yleisesti haitallisia aineita, joihin liittyy runsaasti epävarmuuksia sekä mahdollisia imago-, ympäristö- ja terveysriskejä.

Maa- ja metsätalousministeriön sekä useiden jätevedenpuhdistamoiden rahoittamassa PProduct -hankkeessa tutkittiin vuosina 2015−2018 jätevesilietepohjaisten lannoitevalmisteiden sisältämän fosforin lannoitusvaikutusta sekä orgaanisten haitta-aineiden ja raskasmetallien pitoisuuksia. Työssä tutkittiin myös haitta-aineiden päätymistä satotuotteisiin (Kuva) sekä arvioitiin haitta-aineiden mahdollisesti aiheuttamia ympäristöriskejä. Tutkimushankkeesta vastasivat Luonnonvarakeskus (Luke), Suomen ympäristökeskus SYKE ja Elintarviketurvallisuusvirasto (Evira).

Jätevesilietefosforin käyttökelpoisuutta kasveille tutkittiin kasvihuoneessa kolmevuotisilla kasvatuskokeilla koekasveina raiheinä ja ohra. Ensimmäisenä kasvukautena lietefosforin käyttökelpoisuus suhteessa väkilannoitefosforiin oli vain noin kymmenen prosenttia, mutta pidemmällä ajanjaksolla lannoitusarvo parani ja oli enimmillään jopa 40 prosenttia. Lietefosforin käyttökelpoisuus oli sitä heikompi, mitä enemmän lietteessä oli saostuskemikaalina käytettävää rautaa suhteessa fosforiin.

Raskasmetallipitoisuus alle raja-arvojen

Tutkituissa jätevesilietteissä raskasmetallipitoisuudet olivat alle väkilannoitefosforille asetettujen raja-arvojen. Kadmiumpitoisuus fosforikiloa kohti laskettuna vaihteli välillä 16–28 mg, kun se väkilannoitteessa oli 14 mg. Suurin sallittu määrä Suomessa on 50 mg. Jätevesilietteet eivät myöskään nostaneet ohran tai raiheinän raskasmetallipitoisuuksia, ja ne olivat samalla tasolla kuin käytettäessä tavanomaista väkilannoitefosforia.

Hankkeessa tarkasteltiin muun muassa palonestoaineina käytettyjen polybromattujen difenyylieetterien (PBDE-yhdisteet), polyaromaattisten hiilivetyjen (PAH-yhdisteet), esimerkiksi pintakäsittelyaineina käytettyjen perfluorialkyyliyhdisteiden (PFAS) sekä tiettyjen lääkeaineiden esiintymistä eri tavoin käsitellyissä lietepohjaisissa lannoitevalmisteissa. Lisäksi tutkittiin PBDE-yhdisteiden ja lääkeaineiden mahdollista kertymistä maasta raiheinään ja kauraan.

PBDE-yhdisteet pidättyvät tehokkaasti jätevedenpuhdistamolla muodostuvaan lietteeseen ja ovat ympäristössä pitkäikäisiä. Lisäksi PBDE-yhdisteiden on osoitettu kertyvän joihinkin elintarvikkeena käytettäviin kasveihin. Lääkeaineista esimerkiksi fluorikinoloniantibiootit sekä biosidinäkin käytetty triklosaani esiintyvät lietteissä hyvin yleisesti, ja ne ovat maaperässä pitkäikäisiä.

Eräillä lääkeaineilla kuten karbamatsepiinilla on taipumus kertyä kasveihin, mitä kautta se saattaa päätyä elintarvikkeisiin. PAH-yhdisteitä puolestaan muodostuu erityisesti epätäydellisessä palamisessa. Niiden arveltiin olevan erityisen mielenkiintoisia, koska hankkeessa tarkasteltiin lietteen pyrolysoinnin vaikutuksia haitta-ainepitoisuuksiin.

Haitta-aineita yleisesti lietetuotteissa

Tarkasteltuja haitta-aineita löytyi yleisesti kaikista lietetuotteista. Yleisesti käytetty mädätys–kompostointi-ketju ei poistanut tarkasteltuja haitta-aineita lopputuotteesta, mutta lietteen pyrolysointi laski useimpien yhdisteiden pitoisuuksia huomattavasti. Muutamien yhdisteiden, kuten ibuprofeenin pitoisuus pysyi käsittelyssä muuttumattomana ja parasetamolin pitoisuus kasvoi moninkertaiseksi. Syynä saattaa olla parasetamolin metaboliatuotteiden muuntuminen takaisin lähtöaineeksi pyrolyysilämpötilassa.

Kasvatuskokeissa PBDE-yhdisteitä havaittiin kauranjyvistä satunnaisesti, mutta pitoisuudet olivat pääsääntöisesti alle määritysrajan. Lietetuotteiden lisäämisen kasvualustaan ei havaittu kohottavan PBDE-pitoisuuksia kauranjyvissä suhteessa kontrollikäsittelyyn. Lääkeaineiden kertyminen raiheinään ja kauranjyviin oli vähäistä, ja ainoastaan karbamatsepiinin pitoisuus kasveissa kasvoi vähäisesti muutamissa tapauksissa suurimmalla lietelisäyksellä.

Kasvatuskokeissa lietetuotteita lisättiin koeastioihin määrä, joka vastasi laskennallisesti enimmillään jopa 300 tonnin hehtaarilisäystä, mikä on moninkertaisesti peltomittakaavassa sallittuja lisäysmääriä suurempi.

Hankkeen edetessä toteutettiin myös maantieteellisesti poikkeuksellisen kattava kartoitus PBDE-yhdisteiden esiintymisestä 19 lietepohjaisessa maanparannusaineessa, jotka oli hankittu jätevedenpuhdistamoilta ympäri Suomea. Tarkastelussa kävi ilmi, että pitoisuushajonta on oletettua suurempaa, mutta selkeää maantieteellistä eroa aineiden pitoisuuksissa ei havaittu.

Toistuva käyttö nostaa ympäristöriskiä

Hankkeessa pyrittiin arvioimaan myös lietteen toistuvasta käytöstä seuraavan maaperän haitta-aineiden pitoisuuden kasvun aiheuttamaa ympäristöriskiä. Kirjallisuustietojen mukaan kierrätyslannoitteiden käytön aiheuttama PBDE-kuormitus maaperään voi olla jopa 400–1000-kertainen ilmalaskeumaan verrattuna. Ympäristöriskinarvioinnissa arvioitiin laskennallisesti toistuvien lietelevitysten jälkeistä haitta-ainepitoisuutta maatalousmaassa, ja näin johdettua pitoisuutta verrattiin haitattomaksi oletettuihin pitoisuuksiin.

Tulosten perusteella vaikuttaa siltä, että PBDE-yhdisteet kertyvät viljelymaahan, jos PBDE-yhdisteitä sisältäviä lannoitevalmisteita käytetään toistuvasti. Tulokset antavat viitteitä siitä, että muutamat lietevalmisteiden yleisesti sisältämät lääkeaineet (triklosaani, diklofenaakki, 17β-estradioli, karbamatsepiini, fluorikinoloniantibiootit) voisivat ylittää maaperässä haitattomiksi oletetut pitoisuustasot, erityisesti jos lietevalmisteita käytetään samalla alueella toistuvasti useiden vuosien ajan.

Tutkimuksessa toteutettu suoraviivainen maaperäriskeihin keskittyvä ympäristöriskitarkastelu voi aliarvioida joidenkin haitta-aineiden todellisia riskejä, kuten huuhtoutumisriski pinta- ja pohjavesiin. Erityisesti PFAS- ja PBDE-yhdisteet sekä fluorikinoloniantibiootit ovat ympäristössä hyvin pitkäikäisiä, ja ne voivat kierrätyslannoitteiden toistuvan käytön myötä kertyä maaperään.

Vesiliukoisuutensa vuoksi PFAS-yhdisteet ovat varsin helposti kulkeutuvia, ja ne saattavat päätyä pinta- tai pohjavesiin. Tästä syystä myös muita ympäristöriskejä on syytä tarkastella. Työssä tutkittiin vain aineiden kertymistä maaperään, kauraan ja raiheinään. Haitta- ja lääkeaineiden kertymispotentiaali eri kasveihin vaihtelee, ja aineiden mahdollisesta kertymisestä muihin elintarvikkeena käytettäviin kasveihin tarvitaan lisää tietoa.