Hopp til innhold

Valgte elementer er lagt i handlekurven

Gå til handlekurv
Miljø og helse - en kunnskapsbase

Desinfeksjonsbiprodukter i vann

Desinfeksjon er avgjørende for å forebygge smitte via drikkevann, men kan også føre til at det dannes desinfeksjonsbiprodukter. Generelt påvises det svært lave mengder desinfeksjonsbiprodukter i norsk drikkevann. Det er likevel viktig at desinfeksjon skjer på en måte som begrenser dannelsen av helsebetenkelige biprodukter.

Hopp til innhold

Om desinfeksjonsbiprodukter i vann

Klorering har vært den viktigste metoden til å forhindre at drikkevann overfører sykdom til befolkningen. Intet annet enkeltkjemikalium har reddet flere menneskeliv.

Det har vist seg at klorering av humusholdig drikkevann kan medføre dannelse av uønskede biprodukter som trihalometaner, halogenerte eddiksyrer og MX. Epidemiologiske undersøkelser fra land med bruk av større klormengder antyder en svak til moderat økning i risiko for enkelte kreftformer i befolkningen i områder med sterkt klorert drikkevann.

Dette gir imidlertid ikke grunnlag for å fraråde bruk av klor til desinfisering av drikkevann. Når vannkvaliteten er god nok med lavt innhold av organiske stoffer, enten direkte fra vannkilden eller ved nødvendig forbehandling (f.eks. koagulering og filtrering), er det ikke betenkelig å bruke lave konsentrasjoner av klor eller andre desinfeksjonsmidler til sluttdesinfeksjon.

For å redusere dannelse av uønskede desinfeksjonsbiprodukter skal dosen av et kjemisk desinfeksjonsmiddel ikke være høyere enn nødvendig for å sikre et mikrobiologisk trygt drikkevann. Videre skal nivået av vannets innhold av organisk materiale være redusert så mye som mulig på forhånd gjennom egnede vannbehandlingsmetoder.

Drikkevannsbåren smitte forårsaket av udesinfisert eller dårlig desinfisert vann er godt dokumentert både i Norge og i andre land. Tiltak for å redusere konsentrasjonen av desinfeksjonsbiprodukter må aldri medføre at desinfeksjonseffektiviteten settes i fare.

Desinfeksjon av drikkevann er nødvendig for å uskadeliggjøre smittsomme agens som virus, bakterier o.a. Klor er per i dag det hyppigst brukte middel til desinfeksjon av drikkevann i hele verden, og det kan med rette sies at klor er det kjemikaliet som har reddet flest menneskeliv. Det har imidlertid vist seg at klorering ikke er effektivt når det gjelder uskadeliggjøring av sporeformende bakterier og protozoer. UV-bestråling virker derimot også mot enkelte mikrober som ikke blir inaktivert av klor, og i Norge er UV-bestråling av drikkevann blitt en utbredt desinfeksjonsmetode.

Desinfeksjon av drikkevann kan også medføre noen ulemper. De aktuelle kjemiske desinfeksjonsmidlene, som er kraftige oksidasjonsmidler, kan reagere med naturlig organisk materiale (NOM) i vannet, blant annet humus, og forårsake dannelse av en rekke desinfeksjonsbiprodukter, herunder lukt- og smakskomponenter. Noen av biproduktene kan ha helseskadelige effekter.

Eksponering for desinfeksjonsbiprodukter i vann

Klorering

Til klorering av drikkevann kan man bruke klorgass, natriumhypokloritt eller kalsium­hypokloritt, eller man kan produsere klor selv ved elektroklorering. I enkelte land brukes også klordioksid, men det har i liten grad funnet innpass i Norge. Kloramin kan benyttes til å hindre begroing og slamdannelse i ledningsnettet. Klorgass er på vei ut fordi bruk av klorgass krever strenge sikkerhetstiltak for at ikke gass skal lekke ut til omgivelsene ved lagring og transport.

Klor kan reagere med NOM i vannet og danne biprodukter. Det er i årenes løp påvist et stort antall forskjellige kloreringsbiprodukter i drikkevann. Den mest kjente stoffgruppen er trihalometaner eller haloformer, som er en betegnelse for stoffene kloroform, bromoform, bromdiklormetan og dibromklormetan.

Bromholdige kloreringsbiprodukter kan dannes hvis vannbehandlingskjemikaliene (eller vannet) inneholder bromid. Ved klorering kan bromid oksideres til hypobromitt, som så kan reagere med organisk stoff til bromerte desinfeksjonsbiprodukter. Bromerte desinfeksjonsbiprodukter er generelt mer cytotoksiske og gentoksiske enn sine klorerte analoger (1).  

Nyere undersøkelser (2) som er gjort av norsk drikkevann fra norske vannverk, viser generelt lave verdier av trihalometaner, årsgjennomsnittet for det enkelte vannverk lå i området 0,4-16,6 µg/l. Gjennomsnittsverdien for de 20 drikkevanns­typene som er analysert lå på 6,3 µg/l, og høyeste målte verdi var 26,2 µg/l.  I en tidligere undersøkelse av 21 norske drikkevannstyper ble gjennomsnittsverdien bestemt til 10 µg/l, mens høyeste målte verdi var 30 µg/l (3). Disse nivåene regnes som helsemessig helt ubetenkelige, og er langt under alle grenseverdier som benyttes rundt om i verden der man har slike grenser.

Av andre flyktige kloreringsbiprodukter som kan finnes i drikkevann, kan nevnes acetonitriler, ketoner, aldehyder, klorpikrin og klorcyan. Hoveddelen av organisk bundet klor utgjøres imidlertid av ikke-flyktige forbindelser som halogenerte organiske aminer, halogenerte eddiksyrer og høyere karbonsyrer samt større, komplekse molekyler. Undersøkelsen av vann fra 20 norske vannverk (2) viser at konsentrasjonen av halogenerte eddiksyrer ligger noe høyere enn, eller på samme nivå som, trihalometanene.

For noen år tilbake var det mye oppmerksomhet rundt et kloreringsbiprodukt som kalles MX og som har kjemisk betegnelse 3-klor-4-(diklormetyl)-5-hydroksi-2(5H)-furanon. Det er hittil ikke gjennomført analyser av MX i norsk drikkevann, men undersøkelser fra flere land (Finland, USA, Storbritannia, Canada, Kina, Japan) viser at den aller høyeste verdi for MX-konsentrasjon som er funnet, er 80 ng/l i prøver av kranvann ((4, 5). Dette nivået regnes som helsemessig ubetenkelig (6).

Klordioksid vil ikke danne haloformer ved desinfeksjon. Imidlertid vil en stor del av klordioksid tilbakedannes til kloritt. Kloramin gir opphav til samme biprodukter som klor, men i lavere konsentrasjoner.

Tidligere mente man at halogenerte organiske forbindelser bare var industriskapte forurensningsprodukter. I dag vet en at svært mange klorerte- og andre organo-halogener frigjøres i biosfæren av planter, dyr, sopp og bakterier. Enzymatiske og termiske prosesser skjer stadig i akvatisk miljø, i atmosfæren og i jord, og leder til dannelse av klorerte fenoler og en mengde andre klorerte forbindelser. Naturlige organohalogener forekommer over alt i miljøet (7).

UV-bestråling

UV-stråler har evne til å bryte kjemiske bindinger og kan derved forandre stoffers kjemiske strukturer. Det er gjennomført flere studier på dannelse av helseskadelige stoffer, men det er funnet få biprodukter i mengder som kan være helsemessig betenkelig. Nitritt kan dannes ved bestråling av nitratholdig vann, men norske drikkevannskilder har gjennomgående et lavt innhold av nitrat (8). Enkelte forsøk har vist at mutagene nedbrytningsprodukter kan dannes ved bestråling av pesticidholdig vann, mens andre undersøkelser ikke har kunnet avdekke mutagen aktivitet etter bestråling. Forsøk med UV-bestråling av humusholdig vann har medført redusert biofilmvekst i ledningsnettet, og dette forklares med dannelse av reaktive radikaler som virker toksisk for bakterier (9). Effekten av UV-bestrålingen vil være avhengig av hvilken del av UV-spekteret som brukes. Mellomtrykkslamper og høytrykkslamper sender ut et bredt UV-spekter, og ved bruk av slike lamper bør UV-stråler med lavere bølgelengde enn 240 nm være blendet av. UV-bestrålingen vil da produsere færre kjemiske endringer i vannet.

Ozonering

Ved ozonering av drikkevannet kan det dannes en lang rekke biprodukter ved nedbrytning av NOM, blant annet aldehyder, karbonylforbindelser og karbonsyrer. Dersom vannet inneholder forholdsvis mye bromid, kan det dannes bromerte forbindelser og bromat i relativt høye konsentrasjoner. Lavmolekylære nedbrytningsprodukter av NOM vil kunne tjene som næringsgrunnlag for mikroorganismer og føre til bakterievekst og slamdannelse i ledningsnettet.

I det etterfølgende vil det i hovedsak bli gjort vurderinger i forhold til kloreringsbiprodukter.

Helseeffekter av desinfeksjonsbiprodukter i vann

Kunnskap om hvilke helseeffekter de enkelte kloreringsbiprodukter kan utløse i ulike mengder, kan komme fra toksikologiske undersøkelser ved hjelp av tester på celler, bakterier og forsøksdyr eller registrerte virkninger på mennesker. Generelt er de fleste ekstrakter av klorert humusvann i mer eller mindre grad mutagene i bakterietester. Slike ekstrakter viser også genskadende egenskaper i en rekke andre testsystemer bl.a. med pattedyrceller, mens tester på forsøksdyr ikke har gitt entydige resultater.

Av de mange enkeltforbindelser som finnes i drikkevannsekstrakter, er bare et fåtall undersøkt for genskadende eller kreftfremkallende egenskaper i testsystemer eller ved dyreforsøk. IARC (International Agency for Research on Cancer) kategoriserer kloroform og bromdiklormetan som “mulige karsinogener for mennesker”, mens de øvrige trihalometanene er “ikke klassifisert i forhold til kreftfremkallende evne hos mennesker” (10).  USEPA (US Environmental Protection Agency) kaller kloroform, bromdiklormetan, bromoform, dikloreddiksyre, 2,4,6-triklorfenol og bromat “sannsynlig kreftfremkallende for mennesker, med tilstrekkelig bevis fra dyrestudier”.

Videre karakteriseres dibromklormetan, trikloreddiksyre, dikloracetonitril og dibromacetonitril som ”mulig kreftfremkallende, uten adekvate beviser” (11). MX er et av de sterkeste bakterielle mutagener man kjenner til, og det har også mutagen virkning i pattedyrceller dyrket i kulturer. I juni 1997 ble det publisert resultater fra en toårig karsinogenitetsstudie i rotter som fikk drikkevann tilsatt MX (3). MX ga flere ulike krefttyper i begge kjønn hos rotter ved lengre tids eksponering med høye doser. De konsentrasjonene det her var snakk om, ligger imidlertid svært langt over de konsentrasjoner som har vært funnet i drikkevann (6).

Det har også vært gjennomført en rekke epidemiologiske undersøkelser av ulik kvalitet og utsagnskraft. Flere undersøkelser i andre land tyder på en viss sammenheng mellom klorert drikkevann og en øket hyppighet av blærekreft, nyrekreft og/eller kreft i tykktarmen hos befolkningen i området, mens andre undersøkelser ikke har kunnet vise noen slik sammenheng. Svakheten i mange av de epidemiologiske studiene er mangel på kunnskap om hvor mye vann de enkelte personene har drukket (eksponeringsnivå for klorerings­biprodukter), hvordan pasientene har flyttet før de fikk kreft, eller hvordan andre risikofaktorer varierte personene imellom.

En norsk epidemiologisk studie fra 1992 (12) er basert på sammenlikning av krefttilfeller i norske kommuner med klorert drikkevann, kommuner hvor en del av drikkevannet var klorert, og kommuner uten klorert drikkevann. Resultatene viser en noe hyppigere forekomst av tykktarms- og endetarmskreft i kommuner hvor drikkevannet kloreres. Imidlertid er ikke eksponeringen for kloreringsbiprodukter kartlagt for det enkelte individ, slik at studien ikke gir bevis for en årsakssammenheng mellom klorering og kreft. Ved korrigeringer for visse sosioøkonomiske forhold forsvant korrelasjonen mellom klorering og krefthyppighet på kommunenivå, men ikke på fylkesnivå.

IARC har vurdert at det ikke finnes tilstrekkelige bevis for en sammenheng mellom klorert drikkevann og økt hyppighet av kreft hos mennesker.

Det ble for noen år siden gjennomført en studie ved Folkehelsa ( (13) der man så på sammenheng mellom klorering av drikkevann og misdannelser hos nyfødte barn ved å sammenholde opplysninger fra medisinsk fødselsregister og vannverksregisteret. Det ble funnet et høyere antall misdannelser ved fødsler i kommuner der drikkevannet kloreres. Det er imidlertid foreløpig ikke avklart om sammenhengen skyldes at klorering er hyppigst i sentrale strøk hvor også registreringen av misdannelser er best. Dermed er en årsakssammenheng mellom konsum av klorert drikkevann og misdannelser ved fødsel ikke avklart.

Ved en konferanse i Miami, USA i 1999 (14) ble det, etter en gjennomgang av alt som fram til da var blitt publisert vedrørende helseeffekter av kloreringsbiprodukter, konkludert med at man kan se en viss overhyppighet, men kun av blærekreft der drikkevannet kloreres.

Risikokarakterisering - desinfeksjonsbiprodukter i vann

I en undersøkelse av 20 drikkevannstyper gjennomført ved Folkehelseinstituttet (2) er det funnet lave konsentrasjoner av haloformer på gjennomsnittlig 6,3 µg/l, og høyeste målte enkeltverdi var 26,2 µg/l. WHO har gitt veiledende grenseverdier på 300 µg/l for kloroform og 60 µg/l for bromdiklormetan (15), basert på et tolerabelt daglig inntak som ikke skal gi mer enn en tilleggsrisiko på 1·10-5 etter en livslang eksponering, dvs. 1 ekstra krefttilfelle årlig per 100 000 personer dersom alle drikker to liter vann daglig gjennom 70 år.

Konsentrasjoner av trihalometaner i norske drikkevann målt så langt, ligger langt under WHOs grenseverdier, så det er lite sannsynlig at eksponering for trihalometaner fører til en reell økning i antall krefttilfeller i Norge. De lave nivåene av trihalometaner som observeres i Norge i forhold til i andre land, har sannsynligvis sammenheng med at man praktiserer en lavest mulig tilsetning av klor til det vannet som skal desinfiseres.

For di- og trikloreddiksyre, kloreringsbiprodukter som forekommer i samme konsentrasjonsområde som trihalometaner, har WHO gitt foreløpige veiledende grenseverdier på henholdsvis 50 og 200 µg/l (15). Forekomsten i 19 norske vannverk (2) ble funnet å være gjennomsnittlig lav (henholdsvis 4,7 og 2,1 µg/l), og de høyeste målte verdiene for di- og trikloreddiksyre var henholdsvis 12,5 og 6,6 µg/l. Også her ligger det norske nivået langt under WHOs foreløpige grenseverdier, noe som viser lav risiko.

Det er ikke gjort undersøkelser av MX i norsk drikkevann, men sammenliknet med vannets innhold av haloformer regner man med at også MX-konsentrasjoner i norsk drikkevann er lavere enn i andre land. En konsentrasjon av MX på 67 ng/l er beregnet å kunne gi en økt kreftrisiko på 2·10-6 ved en livslang eksponering (dvs. 2 ekstra krefttilfeller per år i en befolkning på 1 million, hvor alle har drukket slikt vann gjennom 70 år) (16). Risikonivået med hensyn til MX i norsk drikkevann ligger derfor ventelig godt under 10-6

Normer/grenseverdier/standarder for desinfeksjonsbiprodukter i vann

De haloformene det dannes mest av ved klorering av drikkevann er kloroform og bromdiklormetan. Disse stoffene er forholdsvis enkle å analysere, og de brukes derfor i mange land som en indikasjon på vannets totale innhold av kloreringsbiprodukter. Mange lands myndigheter har da også foreslått eller satt grenser for vannets innhold av disse to komponentene.

Som nevnt har WHO gitt en veiledende grenseverdi på 300 µg/l for kloroform og 60 µg/l for bromdiklormetan og 50 og 200 µg/l som foreløpig veiledende grenseverdi for henholdsvis di- og trikloreddiksyre (15). I den norske Forskrift om vannforsyning og drikkevann (drikkevannsforskriften), fastsatt 4. desember 2001 (17), er det satt en grense på 100 µg/l for summen av de 4 komponentene kloroform, bromoform, dibromklormetan og bromdiklormetan.

I USA er den største tillatte konsentrasjon 80 µg/l for summen av trihalometanene, og 60 µg/l for summen av de fem halogenerte eddiksyrene (11). EU har valgt å sette en grense på 100 µg/l for summen av haloformene (18). EU har også satt en grenseverdi for bromat på 10 µg/l (14), mens Norge har satt en grense på 10 µg/l (17).

Praktiske råd - desinfeksjonsbiprodukter i vann

Tiltak for å redusere konsentrasjonen av desinfeksjonsbiprodukter må aldri medføre at desinfeksjonseffektiviteten settes i fare. Fortsatt må hovedpolitikken i vannforsyningen være: Best mulig vannkilde, beskyttelse av vannkilden mot forurensning, filtrering og/eller annen adekvat vannbehandling, og til slutt desinfeksjon. For å redusere dannelse av uønskede desinfeksjonsbiprodukter skal dosen av et kjemisk desinfeksjonsmiddel ikke være høyere enn nødvendig for å sikre et mikrobiologisk trygt drikkevann. Videre skal nivået av vannets innhold av organisk materiale reduseres så mye som mulig på forhånd gjennom egnede rensemetoder. Det vises i den sammenheng til 10. Praktiske råd til kommunen om vann med hensyn til metoder for humusfjerning og desinfeksjon.

Referanser for desinfeksjonsbiprodukter i vann

  1. Zhai H, Zhang X. Formation and decomposition of new and unknown polar brominated disinfection byproducts during chlorination. Environ Sci Technol 2011; 45: 2194-201. DOI: 10.1021/es1034427
  2. Folkehelseinstituttet. Hva vet vi om plantevernmidler og kloreringsbiprodukter i norsk drikkevann? [internett]. 2002.
  3. Aune KT, Hofshagen T. Kloreringsbiprodukter i norsk drikkevann. Nytt fra miljø- og samfunnsmedisin. Folkehelsa, Oslo. 1997;3.
  4. Komulainen H, Kosma VM, Vaittinen SL, et al. Carcinogenicity of the drinking water mutagen 3-chloro-4-(dichloromethyl)-5-hydroxy-2(5H)-furanone in the rat. J Natl Cancer Inst 1997; 89: 848-56.
  5. Wright JM, Schwartz J, Vartiainen T, et al. 3-Chloro-4-(dichloromethyl)-5-hydroxy-2(5H)-furanone (MX) and mutagenic activity in Massachusetts drinking water. Environ Health Perspect 2002; 110: 157-64.
  6. World Health Organization. (2004). MX in Drinking-water - Background document for development of WHO Guidelines for Drinking-water Quality. [internett], WHO/SDE/WSH/03.04/108 (pdf).
  7. Gribble GW. The natural production of chlorinated compounds. Environ Sci Technol 1994; 28: 310a-9a. DOI: 10.1021/es00056a712
  8. Hongve D, et al. Landsoversikt - drikkevannskvalitet: spormetaller i vann fra norske vannverk. Oslo: Statens institutt for folkehelse,  1994; rapport: Vannrapport 92.
  9. Weideborg M. Vurdering av betydningen av dose, bestrålingsintensitet og eksponeringstid for desinfeksjonseffektiviteten av UV-anlegg. Rapportutkast fra Aquateam på oppdrag fra Folkehelsa.  1997.
  10. An assessment of the presence of trihalomethanes (THMs) in water intended for human consumption and the practical means to reduce their concentrations without compromising disinfection efficiency. Report to Directorate General for Environment, Nuclear Safety and Civil Protection (DG XI) of the European Commission. (Restricted). 1996; rapport.
  11. US EPA. (2001). Controlling Disinfection By-Products and Microbial Contaminants in Drinking Water. [internett], EPA/600/R-01/110 (pdf).
  12. Flaten TP. Chlorination of drinking water and cancer incidence in Norway. Int J Epidemiol 1992; 21: 6-15.
  13. Magnus P. Sluttrapport fra prosjektet “Water quality and pregnancy outcome”. Brev fra Folkehelsa til Norges forskningsråd. Oslo. 1997.
  14. The Safety of Water Disinfection: Balancing Chemical and Microbial Risks. Foredrag ved konferansen: Second International Conference, Miami, USA. 15. - 17. november. 1999.
  15. World Health Organization. (2011). Guidelines for Drinking-water Quality - Fourth edition. Geneva, Switzerland, 2011 (pdf).
  16. Melnick RL, Boorman GA, Dellarco V. Water chlorination, 3-chloro-4-(dichloromethyl)-5-hydroxy-2(5H)-furanone (MX), and potential cancer risk. J Natl Cancer Inst 1997; 89: 832-3.
  17. Helse- og omsorgsdepartementet. (2001). Forskrift om vannforsyning og drikkevann (Drikkevannsforskriften) 01.01.2017
  18. Council Directive 98/83/EC of 3 November 1998 on the quality of water intended for human consumption (1998).