The occurrence of three polar organic chemicals in the Swedish aquatic environment and in waste water treatment plants have been investigated by means of a screening investigation.

The studied chemicals are:

􀁸 triphenylphosphineoxide (TPPO),

􀁸 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol (TMDD),

􀁸 tris(2-choroethyl)phosphate (TCEP).

Octylphenol, nonylphenol and their corresponding ethoxylates were used as reference substances. This investigation is part of the national environmental monitoring programme, run by the Swedish EPA, but also includes the participation of twelve county administrative boards. The investigation includes a number of subprogrammes that addresses certain key questions:

􀂉 Whether these chemicals are present in lakes and watersheds

􀂉 To what degree these chemicals are present in domestic incoming and outgoing waste waters

􀂉 If releases from municipal waste water treatment plants influence the occurrence in their recipients

􀂉 If diffuse emissions occur in urban areas

􀂉 If the chemicals are released from certain point sources: industries and landfills

In total 118 samples were analysed. The sampling medias were, listed in decreasing number of samples: sewage sludge, outgoing waste water, surface water, sediment, incoming waste water, stormwater, landfill leachate and industrial waste waters. This report aims at giving a general description of the results and provides a discussion in relation to the questions shown above.

TMDD and TCEP were commonly occurring in both incoming and outgoing municipal waste waters, whereas TPPO was detected less frequently. TMDD was the most abundant of these chemicals in the waste waters, and was also detected in a few of the sewage sludge samples; neither TCEP nor TPPO were detected in sludge. The rare occurrence in sludge is expected when considering the high water solubility and low K ow values of these chemicals. TCEP appears to pass the waste water treatment plant essentially unaffected whereas TMDD probably is degraded to a certain extent. These empirical observations are in agreement with model calculations performed.

Outgoing waste waters contained considerably higher concentrations of TMDD and TCEP than of nonylphenol. The concentrations of TCEP in waste waters were lower than in a former Swedish study, in agreement with the decreased use of this chemical.

In order to assess whether outgoing municipal waste waters influence their recipients with regard to these chemicals, surface waters and sediments from eight recipients were analysed. TMDD and TCEP were detected in surface waters from two of these recipients. Concentrations found in surface waters appear to be lower than what has previously been published from German rivers. This may be explained by a higher degree of waste water dilution in Swedish recipients, a consequence of the considerably lower population density in Sweden.

High concentrations of TMDD were also detected in landfill leachates; in one case also in the corresponding recipient. TMDD was also present at high levels in an industrial waste water. Both TMDD and TCEP were detected in one out of five urban stormwaters, and in one out of four urban surface waters. This suggests that urban stormwaters may be a source of TMDD and TCEP to urban recipients, but that waste water treatment plants probably are a more generally important source.

The concentrations found of TMDD and TCEP in surface waters are well below the  corresponding PNEC values, suggesting that they pose no immediate threat to the aquatic ecosystem.

Nevertheless, these and similar chemicals are cause for concern because they are persistent, highly soluble in water and only to a small degree reduced in conventional waste water treatment plants. Additionally, TCEP is classified as carcinogenic.

TMDD is suggested as the chemical of most concern in this study. This is motivated by the relatively high concentrations measured, the general occurrence and the fairly persistent properties. The abundance of TMDD in waste water treatment plants and the environment is in good agreement with the exposure index presented by the Swedish Chemicals Agency.

Förekomsten av tre polära organiska föroreningar i miljön har undersökts genom en screeningundersökning.

De studerade föroreningarna är:

􀁸 trifenylfosfinoxid (TPPO),

􀁸 2,4,7,9-tetrametyl-5-dekyn-4,7-diol (TMDD),

􀁸 tris(2-kloretyl)fosfat (TCEP).

Som referenssubstanser undersöktes oktyl- och nonylfenol samt motsvarande etoxilater. Uppdraget ingår i Naturvårdsverkets miljöövervakning men innefattar också deltagande av 12 länsstyrelser. Studien innefattar ett antal delprogram som alla är upprättade efter några huvudsakliga frågeställningar:

􀂉 Om dessa ämnen förekommer i sjöar och vattendrag

􀂉 I vilken mån ämnena sprids till och från kommunala reningsverk

􀂉 Om utsläpp från kommunala reningsverk påverkar halterna i recipienterna

􀂉 Om diffus spridning sker i urban miljö

􀂉 Om ämnena sprids till miljön från punktkällor: industrier och deponier

Totalt omfattade undersökningen 118 prov, fördelat på följande matriser i avtagande omfattning: slam, utgående avloppsvatten, ytvatten, sediment, inkommande avloppsvatten, dagvatten, lakvatten och slutligen industriella avloppsvatten. Denna rapport syftar till att ge en allmän beskrivning av resultaten samt att presentera övergripande tolkningar.

TMDD och TCEP förekom allmänt i både inkommande och utgående avloppsvatten från kommunala reningsverk, medan TPPO påträffades mer sparsamt. I slam påträffades TMDD sällan medan varken TPPO eller TCEP kunde detekteras alls. Det är rimligt med tanke på ämnenas höga vattenlöslighet och relativt låga KOW-värden. TCEP föreföll i stort sett passera reningsverken opåverkat, medan viss nedbrytning av TMDD troligen sker.

Resultaten överensstämmer väl med modellberäkningar som genomförts inom uppdraget. TMDD var det ämne som påträffades i högst halter i avloppsvatten; i utgående avloppsvatten var halterna av både TMDD och TCEP avsevärt högre än av referenssubstansen nonylfenol. Halter av TCEP i avloppsvatten är lägre än vad som uppmätts i Sverige för ca 8 år sedan, i överensstämmelse med minskad användning av denna kemikalie.

För att studera om utgående avloppsvatten påverkar förekomsten av dessa ämnen i recipienterna provtogs även ytvatten och sediment från recipienterna till åtta reningsverk.

TMDD och TCEP påträffades i ytvattnet från två recipienter. I övrigt kunde de undersökta föroreningarna inte detekteras i recipienterna. Halterna var lägre än vad som detekterats i motsvarande undersökningar från Tyskland. Troligen beror detta på att avloppsvattnets utspädning generellt är högre i Sverige än i Tyskland, till följd av den avsevärt lägre befolkningstätheten i Sverige.

Höga halter av framförallt TMDD påträffades i lakvatten från deponier, och i ett fall kunde även höga halter av TMDD uppmätas i motsvarande recipient. TMDD uppträdde också i mycket höga halter i ett industriellt avloppsvatten. Till följd av utspädning i avloppssystem och recipient gav detta inte något tydligt påslag i vare sig det kommunala reningsverket eller dess recipient. Både TMDD och TCEP detekterades också i ett av fem urbana dagvattenprov, och i ett av fyra urbana ytvatten, men inte i några urbana sediment.

Detta tyder på att TMDD och TCEP kan spridas diffust via dagvatten, även om spridning via reningsverk troligen är betydligt mer omfattande.

De uppmätta ytvattenhalterna av TMDD och TCEP förefaller inte vara direkt toxiska. Det kan ändå finnas anledning till att uppmärksamma dessa och liknande ämnen eftersom de är stabila och svårnedbrytbara, har hög vattenlöslighet och endast i liten till måttlig omfattning reduceras i konventionella reningsverk. Den sistnämnda aspekten indikerar även att biotillgängligheten i recipienten kan vara hög. TCEP är dessutom klassat som cancerogent.

Störst behov av fortsatt uppmärksamhet råder enligt vår bedömning för TMDD och därefter TCEP. Motiveringen är att TMDD uppträder i höga halter, uppträder allmänt och är tämligen stabil. Den omfattande förekomsten i reningverk och miljö stämmer väl överens med det exponeringsindex som Kemikalieinspektionen presenterat, och som bygger på förutsedd risk för spridning. Användning av TCEP förefaller minskat över längre tid, vilket indikerar att substitution eller andra åtgärder redan initierats.