VÍZGAZDÁLKODÁS ÉS SZENNYVIZEK 3.4 Az ivóvíz arzénkoncentrációjának csökkentése költségek és hatások Tárgyszavak: arzén; határkoncentráció; rákkeltő hatás; költség; megnyert évek ára; házi arzénmentesítés; fordított ozmózis. Az USA környezetvédelmi hatósága, az USEPA 2000-ben azt javasolta, hogy az ivóvíz megengedett 50 g/l-es maximális koncentrációját 10 µg/l-re, a későbbiekben 5 vagy 3 µg/lre csökkentsék. Ez az intézkedés számos olyan vízellátó rendszerben, amely most kielégíti a követelményeket, további beavatkozást tenne szükségessé, és ennek jelentős gazdasági következményei lennének. Ezért maga az USEPA, és egy másik intézmény az Amerikai Vízművek Szövetségének Kutatási Alapítványa (American Water Works Association research Foundation, AWWARF) is vizsgálta ennek az intézkedésnek az indokoltságát és költségeit. Az ellenvélemények ellenére mégis valószínű, hogy bevezetik az új határkoncentrációt. Ezrét nagy erőkkel keresik azokat a megoldásokat, amelyek a lehető legkisebb költséggel tehetnek eleget az új előírásoknak. Az USA-ban is vannak Isten háta mögötti települések és nagyobb helyektől távoli magányos háztartások, ahova nem jut el a központi vízművekben előállított ivóvíz. Ilyen háztartások számára is kifejlesztettek megbízható és takarékos eszközt az arzénmentesítéshez. Az arzénkoncentráció csökkentésének motivációi Az USEPA az arzén megengedett határkoncentrációjának csökkentésére tett javaslatát az Országos Kutatási Tanács (National Research Council, NRC) 1999-es és 2001-es jelentésére alapozza, amely szerint tajvani, chilei és argentínai vizsgálatok egyértelműen bizonyítják, hogy a magas arzéntartalmú ivóvíz fogyasztása hosszabb időn át jelentősen növeli a vese-, tüdő- és bőrrák kockázatát. Maga a NRC jelentés is utal arra, hogy a megfigyelt megbetegedések számának növekedése olyan területeken következett be, ahol a népesség akár több száz µg/l arzént tartalmazó vizet fogyaszt évek vagy évtizedek óta. Az USA-ban és Európában, ahol az ivóvíz megengedett maximális arzén-
koncentrációja már régóta 50 µg/l, nem tudták igazolni az arzénkoncentráció és a rákos megbetegedések közötti közvetlen összefüggést. Az USEPA egyenes arányosságot (linearitást) feltételezve az arzénkoncentráció és a rákos megbetegedések kockázata között feltételezi, hogy ha az ivóvíz arzéntartamlának határkoncentárcióját 50 µg/l-ről 10 µg/l-re csökkentik, évente 6 9 emberrel kevesebb hal meg veserákban és 33-mal kevesebb tüdőrákban. Mivel az észak-amerikai és az európai lakosság körében azonban nem tapasztalták az alacsony arzéntartalmú ivóvíz rákkeltő hatását, feltételezhető, hogy az ilyen ivóvizek fogyasztásának jóval kisebb a kockázata, és ezt egy ún. szublineáris modellel lehetne reálisan megbecsülni. Az eddigi becslések bizonytalanságát növeli a tajvani megfigyelések bizonytalansága. Ott ugyanis nem az egyes személyek által elfogyasztott ivóvíz arzénkoncentrációját vették figyelembe, hanem egy-egy területen néhány kút vizének arzéntartalmát átlagolták, és feltételezték, hogy a kutak körzetének lakossága egységesen a mediánértéknek megfelelő koncentrációjú vizet fogyasztott éveken át, ami természetesen nem igaz. Nem elképzelhetetlen, hogy egy-egy veserákban elhunyt személy jóval magasabb arzénkoncentrációjú vizet fogyasztott rendszeresen, mint amilyet területen vizsgált bármelyik kútban találtak. A tajvani eredmények alapján végzett kockázatbecslés azért is félrevezető lehet, mert az USA lakosságának életszínvonala, táplálkozási szokásai is teljesen eltérőek. Vizsgálatok az USA-ban és Európában Az USA-ban 1999-ben fejeztek be egy 4045 személyre kiterjedő vizsgálatot, akik valamennyien Utah állam egy megyéjében éltek, a mormon egyház tagjai voltak és 14 166 µg/l arzént tartalmazó vizet ittak. Közülük 2203 személy korábban meghalt. A rájuk vonatkozó adatokat az egyházi feljegyzésekből ki lehetett keresni, többek között haláluk okát is. Személyre lebontva igyekeztek megállapítani, hogy az érintett ember milyen arzéntartalmú vizet és azt mennyi ideig fogyasztott. Megállapították a vizsgált mormon közösségen belül elhunytak standardizált halálozási arányszámát (standardized mortality ratio SMR), amely a közösségen belüli és az UTAH államban várható átlagos halálozási arányszám hányadosa. Ha ez a hányados 1,00, az elhaltak száma azonos az átlagosan várhatóval. Ha a hányados >1, a várhatónál (a kontrollcsoporténál) többen, ha <1, a várhatónál kevesebben haltak meg. Az elemzések nem mutattak összefüggést a fogyasztott víz arzéntartalma és a halálozási arány között. A veserákban elhalálozott férfiak és nők SMR értéke mind a legnagyobb, mind pedig a legkisebb arzénkoncentrácójú vizet fogyasztók körében is 1,00 körül volt, a tüdőrákban elhunyt, magasabb arzénkoncentrációjú vizet fogyasztó férfiaké 0,44, a nőké 0,22. A jó eredményhez hozzájárulhat a mormon közösségben ritkán előforduló dohány is.
Egy belgiumi vizsgálat (20 500 µg/l arzén az ivóvízben, 0,3 µg/m 3 arzén a levegőben), és egy finnországi vizsgálat sem tudott kimutatni összefüggést az ivóvíz arzéntartalma és a rákos megbetegedések között, de határozott kockázatnövekedést észleltek a dohányzók között. Jelenleg az USA-ban a lakosság 23%-a dohányzik. A vizsgálatok nem igazoltál az USEPA azon feltételezését sem, hogy az ivóvíz arzéntartalmának csökkentése révén csökkenne a szív- és érrendszeri megbetegedések, továbbá a magas vérnyomástól szenvedők száma. Az ivóvízben megengedett arzénkoncentráció csökkentésének ára Az USEPA és az AWWARF külön-külön becsléseket végzett arra vonatkozóan, hogy milyen költségei volnának az ivóvíz megengedett arzénkoncentrációja különböző mértékű csökkentésének, és mennyibe kerülne egy-egy ezáltal elkerült haláleset. Becsléseik eredményét az 1. táblázat foglalja össze. 1. táblázat Az ivóvíz megengedhető arzénkoncentrációjának csökkentése révén megelőzhető halálesetek száma és ennek várható költségei két különböző becslés szerint As határérték változása, µg/l A határérték-csökkentés által pótlólagosan megelőzőtt halálesetek száma* veserák tüdőrák vese+ tüdőrák A határérték-csökkentés pótlólagos országos költségei, M USD/év Egy-egy megelőzött haláleset költsége M USD USEPA AWWARF USEPA AWWARF 50 20 1,0 3,0 2,0 15,0 3,0 18,0 63 55 3,5 21,0 3,1 18,3 20 10 1,3 2,5 2,6 12,5 3,9 12,5 102 550 6,8 26,1 36,7 141,8 10 5 1,9 3,9 3,8 19,5 5,7 23,4 142 855 9,1 37,5 36,5 150,0 5 3 1,5 3,0 7,5 4,5 9,0 266 1370 29,6 59,1 152 304,4 *USEPA eredeti becslése Az AWWARF megállapította, hogy a veserákban elhunytak átlagos életkora 77 év, a tüdőrákban elhunytaké 70 év; ebből következően a betegség megelőzése révén az előbbiek (ha más betegségük nincs) 11 évet, az utóbbiak 15 évet nyernek. Átlagosan 14 megnyert évet feltételezve az AWWARF kiszámította az USEPA és a saját becsléseiből következően a határértékcsökkentéssel feltételezetten megnyert életévek lehetséges számát és ezek éves költségeit.
Felmerült az a kérdés, hogy egyenértékűek-a különböző életkorokban az életévek? Egészségügyi szervezeteknek nem szokatlan, hogy másképpen értékelik az ún. aktív életkor és a 65 feletti életéveket. Kérdés, hogy az USA polgárai hajlandók-e minden megnyert évért 370 E USD-t fizetni akkor, ha a betegség csupán statisztikai valószínűség, és ha ezeket az éveket 70 80 éves koruk között kapják meg. Vajon mekkora anyagi áldozatot vállalna egy fiatalember az 50 év múlva vagy egy 40 éves ember a 37 év múlva megnyerhető évekért? 2. táblázat A határérték-csökkentéssel megelőzött halálesetek révén nyert életévek évenkénti ára az USEPA és az AWWARF becslései szerint As határérték változása, µg/l Orvosi beavatkozás költsége USEPA becslései alapján A vízkezelés az orvosi beavatkozás költségét levonva Megnyert pótlólagos életévek száma A határérték-csökkentés révén megnyert életévek évenkénti költsége, USD M USD M USD minimum* maximum** 50 20 6,4 56,6 42,0 252 214 603 1 347 619 20 10 5,4 96,6 54,6 210 460 000 1 769 231 10 5 8,4 205,6 79,8 328 628 746 2 576 411 5 3 3,2 262,8 63,0 126 2 085 714 4 171 429 AWWARF becslései alapján 50 20 6,4 48,6 42,0-252 192 857 1 157 143 20 10 5,4 544,6 54,6 210 2 593 333 9 974 359 10 5 8,4 846,6 79,8 328 2 588 991 10 609 023 5 3 3,2 1366,8 63,0 125 10 847 619 21 695 238 * A legtöbb megelőzött halálesettel számítva ** A legkevesebb megelőzött halálesettel számítva Az arzénkoncentráció-csökkentés óriási költségeinek van egy másik vetülete is. Többszörösen bizonyították a szegénység és a mortalitás közötti öszszefüggést. Ha a kormány elrendeli a koncentrációcsökkentést, kevesebb pénz jut a legszegényebb rétegek támogatására, és más, olcsóbb egészségügyi megelőző intézkedések végrehajtására, ami feltehetően jobban növeli a halálozások számát, mint amennyivel az arzénkoncentráció határértékének lejjebbvitele csökkenti azt. A szegény Új-Mexikó államban pl. legalább havi 50 100 USD-vel növekedne az ivóvíz ára, ha bevezetnék az új határértéket, és az évi 15 E USD jövedelemből tengődő férfilakosság körében csak a jövedelemcsökkenésből eredően 1000 ember 70 életévében 5,6 11,2-vel több halálesetre lehetne számítani.
A felhasználás helyén alkalmazható, házi arzénmentesítő berendezés A vízművekben különböző ipari eljárásokkal (vas-hidroxidos kicsapás, alumínium-oxid vagy aktív szén adszorber alkalmazása stb.) csökkentik az ivóvíz arzénkoncentrációját a törvényekben előírt határkoncentráció alá. Az USA-ban is vannak azonban olyan kis települések vagy településektől távoli magányos háztartások, ahova nem ér el a vezetékes ivóvíz, vagy ahol a központi víztisztítás túlságosan drága lenne (1. ábra). Ilyen helyekre fejlesztettek ki egy fordított ozmózis elvén működő berendezést, amely olcsón láthatná el ezeket a háztartásokat a törvényes határkoncentráció alatti arzéntartalmú vízzel. A felhasználás helyén működő (point-of-use, POU) berendezések ma még nincsenek hivatalos használatban, engedélyezésükhöz a szervizhálózat kiépítése és a karbantartás rendjének meghatározása szükséges. A kifejlesztők az alkatrészcserére és karbantartásra háromféle tervet készítettek, amely egyúttal meghatározza a berendezés használatának éves költségeit is (3. táblázat). A berendezés naponta 10 gallon (kb. 37 liter) ivóvizet mentesít az arzéntól. Számítások szerint a háztartásban 2,7 főként, irodai munkahelyeken 25 főként szükséges egy készülék. éves költség/háztartás, USD/év 600 500 400 300 200 100 különböző hagyományos eljárások különböző hagyományos eljárások az USEPA által ajánlott központi eljárás POU alapszolgáltatás 0 10 100 1 000 10 000 100 000 1 000 000 a szolgáltatást igénybe vevők száma 1. ábra Az egy háztartásra jutó költség különböző méretű településeken különböző víztisztítási eljárások alkalmazásakor
3. táblázat A POU berendezés alternatív karbantartási tervei és üzemeltetési költségei Esemény Alapszolgáltatás Emelt szintű szolgáltatás Költségtakarékos szolgáltatás POU berendezés beszerzése 3 lépcsős kezelés CTA membránnal, 230 USD Szűrőcsere évente, 29 USD/membrán 5 lépcsős kezelés, vékony kompozitmembránnal, 450 USD csak homokszűrőcsere, évente kétszer, 8,60 USD/év Membráncsere kétévente, 75 kétévente, a memb- háromévente, 75 USD/membrán rán+szűrő 120 USD USD/membrán Munkadíj a beszerelés 100 USD; a szűrő- és membráncsere évente 50 USD a beszerelés 120 USD; negyedévente 50 USD a szervizért a beszerelés 100 USD; a szűrő- és membráncsere évente 25 USD, ha a haszsaját nálók fele maga kezeli készülékét Be nem ütemezett szerviz Kommunikáció az ügyféllel Ellenőrzés Összes éves költség 7% kamattal 10 évente 100 USD alkatrész, 50 USD munkadíj 25 USD/év a beütemezett szerviz megbeszélése az ügyfelek kérdéseinek megválaszolása, a meghiúsult kiszállások miatt évente a készülékek harmada, 8,25 USD/év/készülék 50 USD/ év a telefonra nem válaszoló ügyfelek felhajtása, a meghiúsult kiszállások miatt valamennyi készülék negyedévente; 100 USD/év/készülék 189 USD 506 USD 151 USD CTA cellulóz-acetát/triacetát A berendezést San Ysidro-ban (New Mexico) már korábban is használták. A 170 µg/l arzént tartalmazó vezetékes vízből az arzén 90 85%-át lehetett segítségével eltávolítani. A jó hatásfok annak köszönhető, hogy a vezetékes vizet klórozzák, aminek következtében as As 3+ As 5+ -é oxidálódik, ami a fordí-
tott ozmózishoz előnyös. Feltételezések szerint az USA-ban már jelenleg is 500 E fordított ozmózison alapuló házi víztisztító berendezés működik. (Dr. Pál Károlyné) Frost, F. J.; Tollestrup, K. stb.: Evaluation of costs and benefits of a lower arsenic MCL. = Journal American Water Works Association, 94. k. 3. sz. 2002. p. 71 80. Gurian, P.; Small, M.: Point-of-use treatment and the revised arsenic MCL. = Journal American Water Works Association, 94. k. 3. sz. 2002. p. 101 108. Smith, A. H.; Lopipero, P. A. stb.: Arsenic epidemiology and drinking water standards. = Science, 296. k. 5576. sz. 2002. jún. 21. p. 2145 2150.