Fate of artificial sweeteners and perfluoroalkyl acids in aquatic environment

Show simple item record

dc.contributor Helsingin yliopisto, bio- ja ympäristötieteellinen tiedekunta, ympäristötieteiden laitos fi
dc.contributor Helsingfors universitet, bio- och miljövetenskapliga fakulteten, miljövetenskapliga institutionen sv
dc.contributor University of Helsinki, Faculty of Biological and Environmental Sciences, Department of Environmental Sciences en
dc.contributor Suomen ympäristökeskus en
dc.contributor.author Perkola, Noora fi
dc.date.accessioned 2014-11-06T06:38:34Z
dc.date.available 2014-12-02 fi
dc.date.available 2014-11-06T06:38:34Z
dc.date.issued 2014-12-12 fi
dc.identifier.uri URN:ISBN:978-951-51-0480-9 fi
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10138/136494
dc.description.abstract The newly detected chemicals, the environmental distribution, fate, and effects in the environment of which are not well known, are called emerging compounds. Artificial sweeteners are one group of emerging compounds. The consumption of artificial sweeteners is high, and because they do not significantly metabolise, all that is consumed finds its way to wastewater treatment plants. Two artificial sweeteners, acesulfame and sucralose, do not degrade in wastewater treatment either, leading to elevated concentrations in the receiving water bodies. Another group of emerging compounds is perfluoroalkyl acids. They have been used both in industry and consumer products since the 1950s. The fluorine-carbon chain of perfluoroalkyl acids makes them extremely resistant to biological, chemical and physical degradation. They are ubiquitous in the environment and are suspected to be carsinogenic, immunotoxic and to interfere with reproduction. The aim of this study was to add to knowledge about the environmental distribution, fate and effects of artificial sweeteners and perfluoroalkyl acids. The occurrence of artificial sweeteners and perfluoroalkyl compounds was surveyed in surface waters. Wastewater effluents and sludge, storm water, and landfill leachate were analysed to evaluate the fluxes of perfluoroalkyl acids into the aquatic environment. Artificial sweeteners and perfluorooctanoic acid were irradiated under artificial sun to investigate their potential to transform via direct and indirect photochemical reactions in surface waters and ultraviolet radiation and during germicidal ultraviolet water treatment. Furthermore, Daphnia magna were exposed to artificial sweeteners to evaluate the ecotoxicological effects. It was discovered that artificial sweeteners and perfluoroalkyl acids are ubiquitous in the Finnish aquatic environment. Of the studied emission sources, wastewater effluents were the most important source of perfluoroalkyl acids in environmental waters. Based on the irradiation of perfluorooctanoic acid with a solar simulator, perfluorocarboxylic acids do not transform via direct or indirect photochemical reactions in the environment. Although a decrease in acesulfame was observed under irradiation with artificial sun, the photolytic half-life in surface water is at least one year. The photolytic half-lives of the other sweeteners were estimated to be 3 to 6 years. The ecotoxicological tests suggest that cyclamic acid might hinder the reproduction of Daphnia magna. Perfluorocarboxylic acids, sucralose and acesulfame are persistent and ubiquitous in surface waters. en
dc.description.abstract Kemikaalien määrä on lisääntynyt merkittävästi viime vuosikymmeninä, ja ympäristöstä löydetään jatkuvasti kemikaaleja, joita ei ole aikaisemmin havaittu. Näitä kemikaaleja, joiden levinneisyydestä, kohtalosta ja vaikutuksista ympäristössä tiedetään hyvin vähän tai ei lainkaan, kutsutaan nouseviksi aineiksi. Tällaisia yhdisteitä ovat muun muassa keinotekoiset makeutusaineet ja perfluoratut alkyylihapot. Kalorittomat makeutusaineet asesulfaami, sukraloosi, syklaamihappo ja sakariini eivät juurikaan metaboloidu elimistössä. Asesulfaami ja sukraloosi eivät myöskään hajoa jätevedenpuhdistamoilla. Koska makeutusaineiden käyttömäärät ovat suuria, niitä päätyy puhdistettujen jätevesien mukana merkittäviä määriä vastaanottaviin vesistöihin. Perfluorattuja alkyylihappoja on käytetty teollisuudessa ja kuluttajatuotteissa 1950-luvulta lähtien. Perfluoratut yhdisteet ovat erittäin pysyviä vahvan fluori-hiilisidoksen ansiosta. Reagoimattomuudestaan huolimatta niiden epäillään olevan muun muassa karsinogeenisia, immunotoksisia ja lisääntymistervettä häiritseviä aineita. Tämän väitöskirjan tarkoitus oli selvittää keinotekoisten makeutusaineiden ja perfluorattujen alkyylihappojen esiintymistä, pysyvyyttä ja vaikutuksia vesiympäristössä. Yhdisteiden levinneisyydestä Suomessa on hyvin vähän tietoa, minkä vuoksi työssä kartoitettiin niiden pitoisuuksia pintavesissä. Lisäksi selvitettiin jätevesien, lietteen, kaatopaikan suotoveden ja huleveden merkitystä perfluorattujen alkyyliyhdisteiden päästölähteinä. Auringonvalon kykyä hajottaa pintavesiin päätyneitä perfluorattuja karboksyylihappoja ja keinotekoisia makeutusaineita tutkittiin keinoauringon avulla. Tutkittavat yhdisteet altistettiin myös ultraviolettisäteilylle, jotta saatiin tietoa niiden käyttäytymisestä vedenpuhdistuksessa. Lisäksi arvioitiin keinotekoisten makeutusaineiden vaikutuksia vesikirpuille ekotoksikologisten kokeiden avulla. Keinotekoisia makeutusaineita ja perfluorattuja alkyylihappoja esiintyy laajalti pintavesissä. Perfluorattujen alkyylihappojen merkittävimmät päästöt tulevat Suomessa yhdyskuntajätevedenpuhdistamoilta. Keinoauringolla tehtyjen kokeiden perusteella perfluoratut karboksyylihapot ja makeutusaineista sukraloosi, syklaamihappo ja sakariini eivät hajoa suoran tai epäsuoran valokemiallisen reaktion avulla ympäristössä. Asesulfaamin valokemialliseksi puoliintumisajaksi pintavedessä arvioitiin vähintään yksi vuosi. Ekotoksisuustestien perusteella keinotekoisista makeutusaineista syklaamihappo saattaa haitata vesikirppujen lisääntymistä. fi
dc.format.mimetype application/pdf fi
dc.language.iso en fi
dc.publisher Helsingin yliopisto fi
dc.publisher Helsingfors universitet sv
dc.publisher University of Helsinki en
dc.relation.isformatof URN:ISBN:978-951-51-0479-3 fi
dc.relation.isformatof Unigrafia: Helsingin yliopisto, 2014, Reports from the department of environmental sciences, Lahti. 1799-0580 fi
dc.rights Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty. fi
dc.rights This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited. en
dc.rights Publikationen är skyddad av upphovsrätten. Den får läsas och skrivas ut för personligt bruk. Användning i kommersiellt syfte är förbjuden. sv
dc.subject ympäristötiede fi
dc.title Fate of artificial sweeteners and perfluoroalkyl acids in aquatic environment en
dc.title.alternative Keinotekoiset makeutusaineet ja perfluoratut alkyylihapot vesiympäristössä fi
dc.type.ontasot Väitöskirja (artikkeli) fi
dc.type.ontasot Doctoral dissertation (article-based) en
dc.type.ontasot Doktorsavhandling (sammanläggning) sv
dc.ths Sainio, Pirjo fi
dc.ths Rantalainen, Anna-Lea fi
dc.ths Vuori, Kari-Matti fi
dc.opn Sillanpää, Mika fi
dc.type.dcmitype Text fi

Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
fateofar.pdf 1.009Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record