Kun raakavettä desinfioidaan talousvedeksi, veteen syntyy
epäpuhtauksia, jos raakavesi sisältää epäpuhtauksien lähteeksi
sopivaa orgaanista ainesta. Pintavesi (joki- ja järvivesi) sisältää
eniten tällaisia aineita, kuten humusta. Pohjavedessä (kaivovesi)
niitä on vähiten. Mitä puhtaampaa raakavesi on, sitä vähemmän
syntyy epäpuhtauksia. Kun desinfiointiin käytetään tavallisinta
desinfiointitapaa, kloorausta, veteen syntyy erilaisia kloorattuja
yhdisteitä kloorin reagoidessa orgaanisen aineen kanssa.
Humuspitoisesta pintavedestä kloorattu juomavesi saattaa sisältää
pieniä määriä satoja erilaisia epäpuhtauksia. Jos vedessä on
bromidia, syntyy myös bromattuja epäpuhtauksia.
Talousvettä voidaan desinfioida myös muilla
menetelmillä, mm. otsonoimalla. Otsonointi saattaa myös tuottaa
haitallisia sivutuotteita. Bromipitoista vettä otsonoitaessa syntyy
mm. bromaattia.
Kloorauksen yhteydessä syntyvistä
epäpuhtauksista ehkä eniten on tietoa trihalometaaneista,
klooratuista furanoneista ja halogenoiduista etikkahapoista. Niiden
epäillään aiheuttavan terveyshaittoja, lähinnä vähäisen
syöpäriskin.
Juomavettä on kloorattu 1900-luvun alkupuolelta
lähtien ja sen uskottiin olevan täysin haitatonta käyttäjille,
kunnes 1974 klooratusta juomavedestä todettiin kloroformia. Kloroformi on koe-eläimille
syöpää aiheuttava aine (mm. maksa- ja munuaiskasvaimia), mutta
koska se ei ole mutageenista, on epätodennäköistä, että se ainakaan
yksinään olisi juomavedessä syöpää aiheuttava aine. Kloroformia
pidetään syövän promoottorina eli se edistää jo alkaneen kasvaimen
kehittymistä. Juomavedessä esiintyvien kloroformipitoisuuksien
promootiovaikutusta ei tiedetä.
Bromodikloorimetaani on
mutageenista ja aiheuttaa koe-eläimissä kasvaimia (munuais- ja
maksakasvaimia). Sitä pidetään mahdollisesti ihmiselle syöpää
aiheuttavana aineena. Myös klooridibromometaani on
mutageenista, mutta sen karsinogeenisuudesta edes koe-eläimissä ei
ole varmaa tietoa.
Klooratut furanonit ovat mutageenisia epäpuhtauksia. Eniten
tietoa on yhdisteestä, josta käytetään lyhennettä MX
(3-kloori-4-(diklorimetyyli)-5-hydroksidi-2(5H)-furanoni). MX on
hyvin mutageenista bakteereilla tehdyissä mutageenisuustesteissä
(Ames-testi), joilla juomaveden mutageenisuutta testataan. MX on
selittänyt enimmillään jopa 67 % juomaveden mutageenisuudesta.
Useat klooratut furanonit ovat kuitenkin yhtä mutageenisia, kun
mutageenisuutta tutkitaan nisäkkäiden soluilla.
MX on karsinogeenista rotalle, kasvaimia syntyy mm. maksaan ja
kilpirauhasiin. Muiden kloorattujen furanonien karsinogeenisuutta
ei ole tutkittu. Kloorattuja furanoneja pidetään yhtenä
mahdollisena ryhmänä aiheuttamaan kloorattuun juomaveteen liittyvää
syöpäriskiä. Kloorattujen furanonien pitoisuudet klooratussa
juomavedessä ovat alhaisia (1-100 nanogrammaa/l verrattuna
esimerkiksi trihalometaanipitoisuuksiin (1-100 mikrogrammaa/l). Ne
saattavat ryhmänä yhdessä edistää syövän syntyä.
Dikloorietikkahapon ja
trikloorietikkahapon
terveysvaikutuksista on eniten tietoa. Molemmat epäpuhtaudet
aiheuttavat koe-eläimissä kasvaimia eli ovat karsinogeenisia.
Molemmat aineet ovat myös mutageenisia, dikloorietikkahappo
voimakkaammin kuin trikloorietikkahappo. Niitä on pidetty ensi
sijassa syövän promoottoreina, mutta todellinen rooli
ihmiskarsinogeeneina on epäselvä. Halogenoitujen etikkahappojen
pitoisuus klooratussa vedessä on 1-150 mikrogrammaa/litra.
Klooratussa vedessä on myös bromattuja etikkahappojohdoksia, jos
raakavesi sisältää bromidia. Dibromi- ja tribromietikkahappo ovat
olleet mutageenisimpia aineita mutageenisuustesteissä kuin
vastaavat klooratut hapot, joten nekin voivat aiheuttaa
syöpäriskiä.
Sekä dikloorietikkahappo että trikloorietikkahappo aiheuttavat
koe-eläimille epämuodostumia kun niitä annetaan emoille raskauden
aikana. Dikloorietikkahappo aiheuttaa erityisesti sydämen
epämuodostumia. Sen sijaan ei tiedetä, aiheuttavatko klooratun
juomaveden halogenoidut etikkahapot epämuodostumisriskiä
ihmiselle.
Jos vedenvalmistuksessa käytetty raakavesi sisältää bromidia voi
desinfioinnissa muodostua bromisivutuotteita. Vaikka raakavesissä
oleva bromidi ei sellaisenaan ole terveydelle haitallista se voi
reagoida vedenvalmistuksessa käytettyjen hapettimien (kloori ja
otsoni) kanssa muodostaen terveydelle haitallisia
bromiyhdisteitä.
Otsonin käyttö talousveden valmistuksessa on lisääntynyt Suomessa
sen voimakkaan hapetuskyvyn vuoksi. Käyttämällä otsonia on voitu
vähentää kloorin käyttöä ja samalla kloorauksen sivutuotteiden
muodostumista. Monista eduista huolimatta sillä on myös
haittapuolensa. Ongelmallisinta otsonin käyttö on, jos raakavesi
sisältää bromidia, koska otsoni pystyy hapettamaan bromidin
bromaatiksi, joka on karsinogeeninen, eli syöpää aiheuttava aine.
Uuden talousvesiasetuksen mukaan epäorgaanisen bromaatin raja-arvo
on 10 µg/l.
Väestön tutkimukset ovat osoittaneet, että pitkäaikainen
pintavedestä tehdyn klooratun juomaveden käyttö aiheuttaa pienen
syöpäriskin lisääntymisen. Mm. virtsarakon ja peräsuolen syöpä
lisääntyvät (10-30 %). Syöpäriski on sitä suurempi mitä
mutageenisempaa juomavesi on. Juomaveden mutageenisuutta (kyky
vaurioittaa DNA:ta) voidaan käyttää syöpäriskin mittarina.
Mutageenista kloorattua juomavettä on todettu useissa maissa,
joissa raakavesi sisältää sopivaa orgaanista ainesta, Suomen
lisäksi mm. USA:ssa, Kiinassa, Venäjällä, Hollannissa, Japanissa ja
Englannissa.
Klooratun juomaveden mutageenisuus Suomessa on ollut korkeimmillaan
1970-luvulla (keskimäärin 3000 nettorevertanttia/l
pintavesilaitoksilla). Tämä on voitu arvioida takautuvasti
laskennallisesti vesilaitosten tiedoista. Sen jälkeen mutageenisuus
on vähentynyt ja on keskimäärin enää alle 1000 nettorevertanttia/l,
koska vesilaitokset ovat siirtyneet käyttämään pohjavettä (sisältää
vähän orgaanista ainesta) ja klooraustapaa on muutettu. Syöpäriski
lienee vähentynyt vastaavasti.
Koska syöpä tarvitsee kehittyäkseen pitkän ajan (10-20 vuotta),
1980-luvun vedenlaatu vaikuttaa tämän päivän syöpäriskiin ja
nykyinen vedenlaatu vielä 2010-luvulla. On arvioitu, että kloorattu
juomavesi on aiheuttanut Suomessa enimmillään 50-100 ylimääräistä
syöpää vuodessa, alle 0,5 % kaikista syövistä. Nykyisellä
juomaveden mutageenisuustasolla syöpiä ilmaantuu arviolta 10-20
vuodessa. Klooratun juomaveden aiheuttama syöpäriski ei ole siten
enää merkittävä terveysriski Suomessa. Välttämättömän kloorauksen
tuottamat edut ovat haittoja suuremmat.
Jos juomavesi saastuu mikrobeilla (vesiepidemiat), vettä saatetaan
joutua klooraamaan tilapäisesti tavallista enemmän
vesijohtoverkoston puhdistamiseksi. Näistä tilanteista kerrotaan
vesilaitoksilta ja vedenkäyttäjiä opastetaan veden käytössä.
Kysymyksessä on poikkeustilanne.
Epäpuhtauksia, jotka aiheuttavat kloorattuun juomaveteen liittyvän
syöpäriskin ei varmasti tiedetä. Juomavedessä olevia mutageenisia
aineita on epäilty ensimmäiseksi, koska ne pystyvät aiheuttamaan
syövän. On todennäköistä että syöpäriskiä lisäävät useat erilaiset
epäpuhtaudet yhdessä.