Environmental risk assessment associated with the occurrence of emerging organic micropollutants in Sewage Treatment Plants

Abstract

The term ‘Emerging Organic Contaminants’ (EOCs) includes a broad spectrum of chemicals that have not yet been regulated. Amongst others, they include pharmaceuticals (PhCs), illicit drugs (IDs), endocrine disrupting compounds (EDCs), perfluorinated compounds (PFCs), benzotriazoles (BTRs), benzothiazoles (BTHs), artificial sweeteners (ASs) and siloxanes (SLXs). These compounds are contained in everyday products and they are detected in domestic wastewater worldwide. The main objective of this PhD thesis is to develop and implement an environmental risk assessment methodology based on RQs calculation in two phases. Initially, among all substances for which data are available, the potential most hazardous ones are identified. In a second tier, a more intensive risk assessment is applied for these specific micropollutants, while the relative uncertainty is quantified.The classes of EOCs that present the greatest threat due to single or mixture toxicity were EDCs and SLXs, both in the aquatic and the terrestrial environment. The mixture of microcontaminants seems to pose a great ecological risk, even in rivers with DF higher than 2300. Amongst all EOCs, triclosan seems to pose the greatest risk to aquatic and terrestrial organisms.

Ο όρος ‘Αναδυόμενοι Οργανικοί Μικρορρύποι’ (ΑΟΜ) περιλαμβάνει ένα ευρύ φάσμα χημικών ενώσεων, οι οποίες δεν καλύπτονται από την υπάρχουσα νομοθεσία και μεταξύ άλλων περιλαμβάνουν φαρμακευτικές ουσίες, ναρκωτικά, ενδοκρινικούς διαταράκτες, υπερφθοριωμένες ενώσεις, βενζοτριαζόλια, βενζοθειαζόλια, συνθετικές γλυκαντικές ύλες και σιλοξάνια. Οι ενώσεις αυτές περιέχονται σε προϊόντα καθημερινής χρήσης και ανιχνεύονται σε αστικά απόβλητα σε όλο τον κόσμο. Κύριος στόχος της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η ανάπτυξη και η εφαρμογή μίας μεθοδολογίας εκτίμησης περιβαλλοντικού κινδύνου που βασίζεται στα πηλίκα επικινδυνότητας και περιλαμβάνει σε πρώτο στάδιο τον εντοπισμό των πιθανών πλέον επικίνδυνων ΑΟΜ από το σύνολο των ουσιών για τις οποίες υπάρχουν διαθέσιμα δεδομένα και σε δεύτερο στάδιο τη συστηματικότερη εκτίμηση κινδύνου συγκεκριμένων ρύπων, με παράλληλη ποσοτικοποίηση της σχετικής αβεβαιότητας που προκύπτει από τους εν λόγω υπολογισμούς. Οι κατηγορίες των ΑΟΜ που παρουσιάζουν μεγαλύτερη απειλή λόγω τοξικότητας των μεμονωμένων ουσιών ή των μειγμάτων είναι οι ενδοκρινικοί διαταράκτες και τα σιλοξάνια, τόσο στο υδάτινο, όσο και στο χερσαίο περιβάλλον. Το μείγμα των μικρορρύπων φαίνεται ότι αποτελεί σημαντικό οικολογικό κίνδυνο, ακόμα και σε ποτάμια με συντελεστή αραίωσης μεγαλύτερο του 2300. Μεταξύ του συνόλου των ΑΟΜ, η τρικλοζάνη φαίνεται να αποτελεί τον μεγαλύτερο κίνδυνο για τους υδρόβιους και χερσαίους οργανισμούς.