Taavo Tenno: Kui reovette satuvad ohtlikud lagunematud ühendid

Tartu Ülikooli keskkonnakeemia kaasprofessor Taavo Tenno selgitas reovee saastumise ohtusid ja sellest mida saaksime teha, et vähendada nende uute inimtekkeliste saasteainete sattumist keskkonda. Artikkel on pärit UT ajakirjast.

Mida teha selleks, et me rauaajast fluoriaega jõudes oma keskkonda pöördumatult ei saastaks?

Teaduse ja tööstuse areng on meie igapäevast elu igal moel mõjutanud. Kõigile meeldivad otstarbekad, mugavad ja vastupidavad asjad. Kes ei tahaks olla spordis ja suusarajal naabrist kiirem, valmistada kodus 15 minutiga Michelini tärni väärilist toitu või pühkida hetkega ära diivanile läinud punaveini? Tulekahju puhkedes soovime, et käepärast oleks tõhus kustutusvaht, mis päästab meie vara hävingust; haiguse vastu aga tahame võimalikult tõhusat ravimit.

Ülikooli teadlased otsivad lahendusi mugavuskemikaalide eemaldamiseks reoveest

2023. aastal algas Interregi Läänemere piirkonna programmi rahastatud rahvusvaheline projekt EMPEREST, milles osaleb ka Tartu Ülikooli keskkonnakeemia labor.

Labori tehnoloogiauuring käsitleb püsivaid orgaanilisi saasteaineid, sealhulgas per- ja polüfluoreeritud alküülühendeid (PFAS). Koostöös osalevad ka Eesti suured vee-ettevõtted.

Projekti raames on ehitatud tööstuslikus mahus mobiilsed katseseadmed, millega saab Tartu, Tallinna ja ka teiste linnade reoveepuhastite väljavoolul katsetada püsivate saasteainete eemaldamist heitveest.

Projekti laiem eesmärk on välja selgitada nende konkreetsete reoveepuhastite tehnoloogiaga sobivad praktilised lahendused, mis on lähitulevikus, kui jõustuvad uued püsivate orgaaniliste saasteainete piirnormid, vee-ettevõtete jaoks möödapääsmatud.

Reoveepuhastites tehtavad ohtlike saasteainete eemaldamise uuringud ja tehnoloogia täiendamise investeeringute analüüs on vajalikud ka selleks, et vee-ettevõtted saaksid uute nõuete kehtimahakkamisel tulevikus pakkuda optimaalset veeteenuste hinda.

Lisaks tehnoloogiauuringutele on plaanis arendada Eestis välja võimekus määrata PFAS-e nii üksikühendite kui ka orgaanilise fluori kaudu summaarse parameetri alusel.

Selliste soovide täitmiseks võimaldavad teadlased ja töösturid inimestel kasutada materjale ja tooteid, mis panevad suusad libisema, tekitavad ülimalt kuumakindlad, vett ja mustust hülgavad pinnad või teevad meid terveks uue põlvkonna spetsiifilise ravimiga.

Ravimite tootmine ja tarvitamine on vältimatu ning tuleb pingutada, et nende käitlemine oleks võimalikult tõhus ja keskkonda säästev. Paraku on paljude ravimite toimeainete üks oluline omadus keemiline püsivus ja väga suur osa laialdaselt kasutatavatest raviainetest jõuab läbi meie organismi või ka otse WC-potti visatuna kanalisatsiooni. Reoveepuhastis tavapäraselt rakendatavad tehnoloogilised lahendused ei suuda aga neid aineid tõhusalt lagundada.

Paljude inimtekkeliste orgaaniliste saasteainete kohta suudame praegu ainult oletada, millised tagajärjed on isegi nende väikeste koguste sattumisel keskkonda. Näiteks rasestumisvastastes tablettides kasutatavad östrogeenid ja plasttoodetes laialdaselt kasutatav bisfenool A (BPA) põhjustavad inimesel vähki ja rasvumist ning looduskeskkonda jõudes mõjutavad need näiteks kalade paljunemist.

Oleme harjunud mugavusega

Mugavustooted, näiteks mittenakkuv pakend või vett ja mustust hülgav materjal, pole eluliselt vajalikud nagu ravimid, vaid on loodud lihtsama elu huvides. Nende kasutamine on nüüdisaja tarbijale aga samamoodi enesestmõistetav heaolu osa.

Stabiilsed, libedad ja vetthülgavad materjalid koosnevad sageli suurel määral fluori sisaldavatest keemilistest ainetest. Neid aineid tuntakse laiemalt per- ja polüfluoreeritud alküülühenditena (PFAS). PFAS-ide puhul on kas kõik orgaanilise aine vesinikuaatomid või osa neist asendatud fluoriga.

Ühest küljest annab fluor neile ainetele unikaalsed vetthülgavad omadused, mis võimaldavad toota spetsiifilises kasutusalas väga häid tooteid. Teisalt on fluori keemiline side süsinikuaatomiga tugevam kui tavapäraste orgaaniliste ühendite süsinik-süsinik- või süsinik-vesiniksidemed.

See asjaolu muudab need ühendid ülistabiilseks ja tavapärased keemilised või bioloogilised protsessid ei suuda neid lagundada. Seega on PFAS-id looduskeskkonnas peaaegu igavesed. Just seepärast kasutatakse nende iseloomustamiseks ka väljendit igavesed kemikaalid.

PFAS-ide sünteesi meetodid ja ainukordsed keemilised omadused avastati eelmise sajandi keskel ning siis algas nende laialdasem kasutus. Nüüdseks suudab keemiatööstus toota väga palju spetsiifiliste omadustega ühendeid: kui veel mõned aastad tagasi räägiti ligikaudu 4000-st, siis praeguseks on Ameerika Ühendriikide Keskkonnaagentuur (EPA) registreerinud üle 12 000 PFAS-i. EPA hinnangul toodetakse ainuüksi USA-s neid ligikaudu 85 000 tonni aastas.

Seega on tegemist väga suure inimtekkelise ühendite klassiga, mis on meie keskkonnas laialdaselt kasutusel olnud juba üle 60 aasta. PFAS-ide keskkonna- ja terviseriskide uuringud on tähelepanu alla jõudnud aga alles nüüd. Praeguseks on need uuringud näidanud, et paljusid levinud PFAS-e saab seostada mitmesuguste haigustega ja märkimisväärse mõjuga elusloodusele. PFAS-ide mitmekesisus ja levik on suuresti piiritlemata ning suurem osa selle keskkonnaprobleemi ulatusest veel selgusetu.

Veekogud reostuvad jäädavalt

Kõige laialdasemalt kasutatud ja ka uuritud PFAS-id, perfluorooktaanhape (PFOA) ja perfluorooktaansulfoonhape (PFOS), on oma patogeensuse ja ökotoksilisuse tõttu paljudes riikides juba keelatud. Ent neid ühendeid on leitud nii siseveekogudes kui ka meredes.

Võrreldes teiste, varem uuritud inimtekkeliste saasteainetega, mis vesikeskkonnast aja jooksul põhja settides kaovad või seal lagunevad, jäävad hästi lahustuvad PFAS-id loodusesse tuhandeteks aastateks. Kahetsusväärne tõsiasi on seegi, et tööstus on kaval: kui üks ühend keelustatakse, tuleb peagi asemele uus sarnaste omadustega kemikaal, mis võib olla vähemalt sama ohtlik.

On teada, et tulekustutusvahendite intensiivse kasutamise tõttu on ühed levinuimad PFAS-ide punktsaasteallikad päästeteenistuste õppeväljakud ja lennuväljad. Samuti leitakse väga palju erinevaid PFAS-e prügilate nõrgveest. Sellistes kohtades on ülioluline reostuse levikut piirata, et kaitsta looduslikke veevarusid.

Paraku on endiselt võimalik osta tooteid, mis sisaldavad tarbijale teadmata hulgal PFAS-e, ja nii jõuab neid majapidamistest kanalisatsiooni kaudu ikkagi looduskeskkonda. Selline hajutatud, väga väikeses koguses PFAS-ide levik on pidev protsess. Kui PFAS-id jõuavad põhjaveekihtidesse või pinnavette, on need veekogumid jäädavalt reostunud. Rootsis on näiteks prügila ja lennuväljaga seostatud PFAS-id põhjustanud Stockholmi piirkonnas asuva Mälareni järve reostuse. Sellest järvest on pärit rohkem kui kahe miljoni inimese joogivesi.

Seega kujutavad PFAS-id endast väga keerulist keskkonnaprobleemi. Nende ülimalt stabiilsete ühendite mitmekesisus on tohutu, kontsentratsioonid väikesed ja sageli ei teatagi, millist keemilist ühendit otsida.

Õnneks võimaldab tänapäevane analüüsitehnika määrata vesikeskkonnast üksikuid ühendeid isegi üliväikese kontsentratsiooni juures. See on teadlastel võimaldanud teha detektiivitööd nii erinevate PFAS-ide leviku ulatuse kui ka konkreetsete saasteallikate kohta. On leitud, et juba nanogramm PFAS-i ühes liitris vees on olulise keskkonnamõjuga. Suurusjärgu tajumiseks võib võrrelda seda ühe suhkrutüki suuruse ainekoguse leidmisega Viljandi järvest.

Kuidas saastumist ära hoida?

Iga konkreetse PFAS-i määramine vesikeskkonnast on väga töömahukas ja kallis. Keskkonnamõju seisukohast ei anna aga ühe ühendi määramine mingit teavet teiste potentsiaalselt ohtlike fluor-orgaaniliste ühendite kohta. Ka tavapärase orgaanilise aine reostuse kindlakstegemiseks ei kasutata üksikute ühendite (nt atsetaadi, fenooli või albumiini) tuvastamist, vaid sobivaid üldisi parameetreid, mille abil määratakse summaarselt kõiki orgaanilisi saasteaineid (nt keemiline hapnikutarve või üldsüsinik).

PFAS-ide ohtlikkust, levikut ja mõju peetakse sedavõrd akuutseks probleemiks, et uuringutega samal ajal on juba vaja kehtestada ka piirmäärad. Keskkonnaanalüüsi meetodid pole aga veel piisavalt välja arendatud ning puuduvad rahvusvahelised kokkulepped, kas ja millist summaarset PFAS-ide analüüsi meetodit saaks nende keskkonnamõju hindamiseks kasutada.

Euroopa Liit muudab lähiaastatel veepoliitikaga seonduvaid direktiive ja plaanis on muuta ka meie reoveepuhastite väljavoolule kehtestatavaid nõudeid. Lisaks mittelagunevatele orgaanilistele ühenditele nagu ravimijäägid ja hormoonid plaanitakse lisada nimistusse PFAS-ide piirmäärad.

Tavapärased inimtekkelised orgaanilised saasteained on keemikute ja keskkonnateadlaste huviorbiidis olnud juba pikemat aega ning meil on ka üsna palju kogemusi nende eemaldamisega reoveepuhastuse käigus. Kesk-Euroopa tiheasustusaladel on juba enam kui kümme aastat katsetatud erinevaid tehnoloogilisi lahendusi püsivate orgaaniliste saasteainete (POS) eemaldamiseks reoveepuhastis.

Kuna seni puudub otsene kohustus neid ülimalt väikese sisaldusega saasteaineid reoveest eemaldada, ei ole Eestis veel puhasteid, milles oleks rakendatud selleks sobivat spetsiifilist tehnoloogiat. Kuna PFAS-id on tavapärastest POS-idest keemiliste omaduste poolest väga erinevad, käituvad nad ka puhastustehnoloogias teistmoodi. Seega ei ole üheselt võimalik teiste riikide kogemusi ja tehnoloogilisi lahendusi üle võtta.

Vältigem vetthülgavaid tooteid

On mõistlik tulla samm saaste eemaldamise juurest tagasi ja vaadata, mida me saaksime teha, et vähendada nende uute inimtekkeliste saasteainete sattumist keskkonda.

Euroopa Kemikaaliamet on viimastel aastatel alustanud mitmeid ettevõtmisi, et reguleerida või keelata PFAS-ide kasutamist igapäevastes toodetes, näiteks tulekustutusvahtudes. PFAS-ide tarvitamise kiire lõpetamine tehnilistes valdkondades võib olla väga keeruline, aga tarbijatena saame nii mõndagi ära teha. Tasub vältida selliseid tooteid nagu fluori sisaldav suusamääre, teflonpann, Gore-Tex-kangas või vetthülgav tekstiilitöötlusvahend.

Me oleme rauaajast jõudnud fluoriaega – uute püsivate ainete aega. Neid inimtekkelisi ühendeid võib meie planeedilt leida ka tuhande aasta pärast.