GIS-stöd för prioritering av parasitkällor i ytvattentäkter

Transkript

1 GIS-stöd för prioritering av parasitkällor i ytvattentäkter Johanna Samuelsson, Trollhättan Energi AB Projektledare: Johan Åström, Tyréns AB

2 Bakgrund Cryptosporidium och Giardia resulterar i dricksvattenburen smitta Avloppsvatten, ett stort antal djurslag och fåglar Efter Cryptosporidium-utbrotten i Sverige lyder uppmaningen: Känn ditt råvatten Bestämmelser för Vattenskyddsområden beaktar sällan parasitrisken Mikrobiell riskanalys (MRA, GDP) fordrar information om patogenhalt och variation Etablerade spridningsmodeller för näringsämnen och indikatorbakterier Nyligen publicerade GIS-baserade spridningsmodeller för patogener Användbarhet och nytta för riskvärdering i Sverige?

3 Syfte Granska och jämföra vetenskapligt publicerade GIS-modeller avseende indata, egenskaper och resultat Användbarheten av påträffade GIS-modeller för svenska kommuner Klargöra hur svenska kommuner kan använda GIS-data för att prioritera parasitkällor i avrinningsområdet Tyréns AB, Trollhättan och Östersund, med finansiering från Svenskt Vatten Utveckling och Tyréns stiftelse Oslo!(! Östersund Karlstad!(!( Stockholm Helsinki!( Trollhättan Copenhagen!( Aktuella avrinningsområden

4 Konceptuell modell för patogenspridning

5 Prevalensstudier i Norden, Cryptosporidium spp. Giardia spp. Djurslag Ålder Antal studier % positiva Antal studier % positiva Nötkreatur Kalvar Ungdjur Vuna Hästar Årsgammal Grisar Avvanda smågrisar Grisar Smågrisar Grisar Suggor Får Lamm Får Tackor Getter Killingar Getter Vuna Kronhjort Kalvar, ettåringar och vuna Ren Kalvar, ettåringar och vuna Rådjur Kalvar, ettåringar och vuna Rödräv Unga och vuna Älg Kalvar, ettåringar och vuna Hundar (Unga hundar)

6 Geografiska informationssystem (GIS) och GIS-modeller Geografisk information användes av John Snow för utredning av kolera i London 1854 GIS möjliggör inmatning, lagring, bearbetning och presentation av geografiska data I GIS-modeller nyttjas geografisk information i matematiska modeller att bedöma patogenspridning Möjlighet att beskriva tillskottet från både punktkällor och diffusa källor Modellresultat blir aldrig bättre än en kombination av indata och antaganden!

7 Jämförelse av GIS-modeller för patogenspridning (1) Modell A Modell B Modell C Modell D Modell E Modell F Coffey et al. (2010) Ferguson et al. (2007) Dorner et al. (2004, 2006) Medema et al. (2001) Samadder et al. (2010) Walker & Stedinger (1999) Modellegenskaper Mikroorganismer E. coli/indikatorbakterie Cryptosporidium spp. Giardia spp. Campylobacter spp. E. coli O157:H7 Justerbart i modellen Patogen-egenskaper Prevalens Utsöndringshalt Möjlighet att ta hänsyn till zoonotisk potential

8 Jämförelse av GIS-modeller för patogenspridning (2) Modellegenskaper Modell A Modell B Modell C Modell D Modell E Modell F Coffey et al. (2010) Ferguson et al. (2007) Dorner et al. (2004, 2006) Medema et al. (2001) Samadder et al. (2010) Walker & Stedinger (1999) Spridningskällor Avloppsreningsverk Bräddavlopp Nödavlopp Enskilda avlopp () Nötkreatur Får och annan boskap Vilda djur Fåglar/höns Stallgödselspridning Justerbart i modellen?

9 Jämförelse av GIS-modeller för patogenspridning (3) Modell A Modell B Modell C Modell D Modell E Modell F Dorner et al. (2004, 2006) Walker & Stedinger (1999) Coffey et al. Ferguson et Medema et Samadder Modellegenskaper (2010) al. (2007) al. (2001) et al. (2010) Områdesbeskrivning Delavrinningsområden Regioner/distrikt Topografi, höjdmodell Jordarter Markanvändning Jordbruksområden Djurslag per område Hydrologisk modellering Använder befintlig modell () Flödeskalibrering

10 Jämförelse av GIS-modeller för riskfaktorer (4) Modell A Modell B Modell C Modell D Modell E Modell F Coffey et al. (2010) Ferguson et al. (2007) Dorner et al. (2004, 2006) Modellegenskaper Riskfaktorer Antal spridningskällor Andel enskilda avlopp (EA) Medema et al. (2001) Samadder et al. (2010) Walker & Stedinger (1999) EA undermålig avskiljning EA utsläpp direkt vattendrag Inbindning till fekalier/jord () Andel som lösgörs från gödsel Gödselålderns betydelse Direktsläpp i vatten Marklutning Avstånd till vattendrag () () Transport ovan mark Transport under mark Transport i vatten Sedimentering i vatten () Inaktivering i fekalier/jord Inaktivering i gödselupplag Inaktivering under mark Inaktivering i sediment Inaktivering i vatten Inaktiveringens temp.beroende

11 Jämförelse av GIS-modeller för patogenspridning (5) Modell A Modell B Modell C Modell D Modell E Modell F Dorner et al. (2004, 2006) Walker & Stedinger (1999) Coffey et al. Ferguson et Medema et Samadder Modellegenskaper (2010) al. (2007) al. (2001) et al. (2010) Typ av modellresultat Belastning per område Torrväder/våtväder/etremväder Patogenhalt i råvattnet Variation över tid Belastning per år Känslighetsanalys redovisad Programvara ArcGIS-applikation Webb GIS-applikation Fortran-baserad Processbaserad matematisk Probabilistisk () ()

12 Arbetsmöte i Trollhättans kommun, jan Aktuella frågeställningar vid Trollhättans vattenverk QMRA på gång Utökat antal barriärer på vattenverket Driftsoptimering utifrån varierande patogenhalter Tillgång till GIS-data för 11 områden Digital höjdmodell Markanvändning Jordarter Djurbesättningar, jordbruk Avloppsutsläpp Geodata-samverkan Eamensarbete med tillämpning av Modell A (SWAT; Coffey et al. 2010) Trollhättan! Vänersborg Mjörn Vänern - Dalbosjön Huvudavrinningsområden Delavrinningsområden Trollhättan

13 Arbetsmöte i Östersund, feb Aktuella frågeställningar för tillsynsmyndigheten Miljö och Hälsa Erfarenheter från det vattenburna utbrottet, UV-steg Önskan att bedriva riskmässigt adekvat tillsyn på jordbruk etc. Stort avrinningsområde och snabb reglering av Storsjön Åre som epansiv kommun med säsongsboende Tillgång till GIS-data Digital höjdmodell (?) Markanvändning Jordarter (ej detaljerat) Djurhållare inom kommunen Avloppsutsläpp Geodata-samverkan

14 Sammanfattning av projektet hittills En rad komplea mekanismer styr uppkomst och spridning av parasiter i ett avrinningsområde GIS-modellering är ett lovande angreppssätt (åtgärdsunderlag) Stor skillnad mellan GIS-modeller: indata, processer, programvara osv. Prevalensdata för Cryptosporidium och Giardia finns tillgängligt främst för boskapsdjur i Norden, för ett fåtal vilda djur och saknas för fåglar I Trollhättan finns god tillgång på GIS-data för Modell A, data krävs från kommun stra uppströms Geodata-samverkan, resultat av ett EU-direktiv (Inspire) som gynnar tillgång på GIS-data för svenska kommuner Användbarhet och validerbarhet?

15 Projektledare: Johan Åström,