Occurrence of organic micropollutants and hormones in Swedish surface water

The occurrence and source distribution of organic micropollutants (OMPs) have been investigated in Swedish surface waters, in 23 rivers connected to the lakes Vänern, Vättern and Mälaren, 3 Wastewater treatment plants (WWTPs) and 3 Drinking water plants (DWTPs) located in the middle of Sweden was sampled. Compounds such as pharmaceuticals, industrial chemicals, pesticides, personal care products, hormones, Per- and polyflouroalkyl substances (PFASs), isoflavones, stimulants and parabens were selected. The analysis was done by using solid phase extraction (SPE) and Ultra-performance liquid chromatography tandem mass spectrometry (UPLC-MS/MS). Of the 121 studied compounds 91 was detected in concentration levels varying between a few ng/L up to 160 µg/L in wastewater effluent. The detected concentrations of 80 compounds in surface water from rivers varied from low ng L-1up to 3.3 µg/L, 43 OMPs within the range from low ng/L up to 370 ng/ L could be detected in the lakes and 35 OMPs could be found in levels from low ng/L up to 2.9 µg/L in the drinking water. The number of detected compounds and concentration levels clearly decreases from wastewater influent to effluent, rivers, lakes and lastly to drinking water. The concentration levels of OMPs in the surface water samples varied between sampling sites and the three lakes making it clear that Lake Mälaren is the most contaminated one out of these three. OMPs such as antibiotics, antidepressants and personal care products were most frequently detected in all samples. The highest total OMP concentration levels were found in Enköping river (79 µg/L), Lövsta river (33 µg/L), Ösan (16 µg/L) and Lillån (13 µg/L). A risk assessment for drinking water with regard to human health was conducted for two compounds by calculating the Benchmark Quotient (BQ) using drinking water equivalent levels (DWELs). Two compounds, carbamazepine and bezafibrate, was selected based on detection frequency and available toxicity data. While bezafibrate didn’t show any indications of risk to human health, carbamazepine had a BQ of 1.47 which indicates a risk to human health when humans are exposed to these concentration levels over a period of a lifetime. Genom att använda en målanalys har förekomsten och fördelningen av organiska mikroföroreningar i svenska ytvatten studerats. Vattenprover från 23 vattendrag som antingen mynnar ut i eller börjar i någon av sjöarna Vänern, Vättern eller Mälaren, tre avloppsreningsverk och tre dricksvattenverk i mellersta Sverige har samlats in. Ämnen så som läkemedel, industriella kemikalier, pesticider, hudvårdsprodukter, hormoner, högflorerade ämnen (PFAS), isoflavoner, stimulanter och parabener valdes ut och analyserades med hjälp av fastfasextraktion och vätskekromatografi kopplad till masspektrometer (UPLC-MS/MS).Av de 121 utvalda ämnena kunde 91 av dessa detekteras i koncentrationer som varierade mellan några få ng L-1upp till 160 µg/L i utgående avloppsvatten. I vattendragen kunde 80 av de organiska mikroföroreningarna detekteras i koncentrationer mellan låga ng/L upp till 3.3 µg/L medan endast 43 kunde detekteras i sjöarna inom koncentrationsintervallet låga ng/L till 370 ng/L. Slutligen detekterades 29 mikroföroreningar i dricksvattnet där koncentrationerna varierade mellan några få ng/L upp till 2.9 µg/L. Resultatet visar att antalet detekterade organiska mikroföroreningar och deras respektive koncentrationer tydligt minskar vid jämförelse av de olika matriserna från ingående avloppsvatten till utgående, vattendrag, sjöar och slutligen i dricksvattnet. I ytvattenproverna varierade koncentrationsnivåerna av organiska mikroföroreningar mellan de olika vattendragen och det var tydligt att Mälaren är mer kontaminerad än Vänern och Vättern. Det gick också att se tydliga trender i vilka ämnen som vanligen detekterades i de olika proverna, särskilt bland läkemedlen då ämnen som är antibiotika-klassade eller hör till gruppen antidepressiva var vanligast förekommande. De högsta totala koncentrationerna av organiska mikroföroreningar kunde hittas i Enköpingsån (79 µg/L), Lövstaån (33 µg/L), Ösan (16 µg/L) samt Lillån (13 µg/L). Dessa fyra vattendrag är därmed de mest förorenade i denna studie och kan därför ses som särskilt förorenade. En riskanalys med hänsyn till människors hälsa gjordes på dricksvattnet genom att beräkna en referenskvot (BQ) med hjälp av ekvivalenta dricksvatten-nivåer (DWELs). De två ämnena karbamazepin och bezafibrat valdes på grund av deras detektionsfrekvens (FD) och tillgänglighet av toxicitetsdata. Bezafibrat visade ingen potentiell risk medan karbamazepin hade ett BQ-värde på 1,47 vilket indikerar en potentiell risk till människors hälsa om man utsätts för de funna koncentrationerna under hela sin livstid