VA - F O R S K R A P P O R T Nr Partikelmätning. ett nytt sätt att kontrollera vattenkvalitet. Sudhir Chowdhury. VA-Forsk

VA - F O R S K R A P P O R T Nr 2003-48 Partikelmätning ett nytt sätt att kontrollera vattenkvalitet Sudhir Chowdhury VA-Forsk

VA-Forsk VA-Forsk är kommunernas eget FoU-program om kommunal VA-teknik. Programmet finansieras i sin helhet av kommunerna, vilket är unikt på så sätt att statliga medel tidigare alltid använts för denna typ av verksamhet. FoU-avgiften är för närvarande,05 kronor per kommuninnevånare och år. Avgiften är frivillig. Nästan alla kommuner är med i programmet, vilket innebär att budgeten årligen omfattar drygt åtta miljoner kronor. VA-Forsk initierades gemensamt av Kommunförbundet och Svenskt Vatten. Verksamheten påbörjades år 990. Programmet lägger tonvikten på tillämpad forskning och utveckling inom det kommunala VAområdet. Projekt bedrivs inom hela det VA-tekniska fältet under huvudrubrikerna: Dricksvatten Ledningsnät Avloppsvattenrening Ekonomi och organisation Utbildning och information VA-Forsk styrs av en kommitté, som utses av styrelsen för Svenskt Vatten AB. För närvarande har kommittén följande sammansättning: Ola Burström, ordförande Olof Bergstedt Roger Bergström Stefan Marklund Mikael Medelberg Peter Stahre Jan Söderström Göran Tägtström Agneta Åkerberg Steinar Nybruket, adjungerad Thomas Hellström, sekreterare Skellefteå Göteborgs VA-verk Svenskt Vatten AB Luleå Roslagsvatten AB VA-verket Malmö Sv kommunförbundet Borlänge Falkenberg NORVAR, Norge Svenskt Vatten AB Författaren är ensam ansvarig för rapportens innehåll, varför detta ej kan åberopas såsom representerande Svenskt Vattens ståndpunkt. VA-Forsk Svenskt Vatten AB Box 47607 7 94 Stockholm Tfn 08-506 002 00 Fax 08-506 002 E-post svensktvatten@svensktvatten.se www.svensktvatten.se Svenskt Vatten AB är servicebolag till föreningen Svenskt Vatten.

VA-Forsk Bibliografiska uppgifter för nr 2003-48 Rapportens titel: Title of the report: Partikelmätning ett nytt sätt att kontrollera vattenkvalitet Particle counting a new method to evaluate the drinking water quality Rapportens beteckning Nr i VA-Forsk-serien: 2003-48 ISSN-nummer: 2-5638 ISBN-nummer: 9-8559-4-X Författare: Sudhir Chowdhury, OzonDes VA-Forsk projekt nr: 22-2 Projektets namn: Projektets finansiering: Mikroskopiska partiklar i dricksvatten VA-Forsk Rapportens omfattning Sidantal: 38 Format: A4 Sökord: Keywords: Sammandrag: Abstract: Målgrupper: Omslagsbild: Rapporten beställs från: Partikelräknare, Cryptosporidium, Giardia, konstgjord infiltration, grundvatten, kemisk fällning, logreduktion, backspolning Particle counter, Cryptosporidium, Giardia, artificial recharge, ground water, chemical precipitation, log reduction, back wash Partiklar -20 µm har undersökts på råvattnet, dricksvattnet och på ledningsnät genom att använda partikelräknare. Resultaten visar skarpa gränsdragningar mellan olika behandlingssätt. Det ger också information om verkningsgraden på partikelreduktion för olika vattenverk. Particles -20 µm have been investigated in raw water, drinking water and at the water distribution lines by using particle counters. The result gives a very sharp boundary between different treatment methods. This also gives the information about the efficiency of the reduction for individual water works. Vattentekniker, beslutsfattare inom VA-branschen, konsulter, forskare, myndigheter, branschorganisationer En mätuppställning på råvatten och dricksvatten från ett vattenverk. Foto: Ulla Chowdhury Finns att hämta hem som PDF-fil från Svenskt Vattens hemsida www.svensktvatten.se Utgivningsår: 2003 Utgivare: Svenskt Vatten AB Svenskt Vatten AB 2

FÖRORD Avsikten med att genomföra detta orienterande projekt var att undersöka fördelning och koncentration av mikroskopiska partiklar ( 20 mikrometer) i dricksvatten. Ingen sådan orienterande undersökning i den storleksfördelningen har tidigare gjorts på svenskt dricksvatten. Undersökningen genomfördes på 7 vattenverk. Dessa vattenverk har antingen grund-vatten, ytvatten eller konstgjord infiltration och behandlingsprocesserna har varierat från ingenting till mer omfattande behandling. Projektet har genomförts med finansiellt stöd från VA-Forsk och deltagande kommuner. Vi som har genomfört detta projekt är: Sudhir Chowdhury (projektledare), Ulla Chowdhury och Jonatan Jacobsson, Uppsala Universitet som har gjort sitt examensarbete på detta projekt. En referensgrupp har knutits till projektet bestående av: Christer Berg, Stockholm Vatten Olof Bergstedt, Göteborgs VA-verk Håkan Danielsson, WSP Christer Johansson, Livsmedelsverket Vi vill tacka: Alla deltagande vattenverk för finansiellt stöd och för den hjälp vi har fått för att praktiskt genomföra denna undersökning. Referensgruppen för deras synpunkter. Clemens Barth, FSP, Tyskland för hjälp med olika frågor rörande partikelräknare. Gullvy Hedenberg för hjälp med seminariet den 3 september 2003. VA-Forsk för finansiellt stöd. Jonatan Jacobsson, Uppsala Universitet som har lagt ner ett stort engagemang och rest runt tillsammans projektledaren till vattenverken. September 2003 Sudhir Chowdhury 3

4

INNEHÅLLSFÖRTECKNING FÖRORD... 3 SAMMANFATTNING... 7 SUMMARY... 8 BAKGRUND... 9 SYFTE... Deltagande vattenverk... Vattenverkens process... 2 CRYPTOSPORIDIUM OCH GIARDIA I DRICKSVATTEN... 3 PARTIKELRÄKNARE... 4 Kalibrering... 5 MÄTPRINCIP FÖR PARTIKELRÄKNARE... 5 Light extinction (ljusblockering)... 5 Light scattering (ljusspridning)... 6 FÖRSÖKSUPPLÄGG VATTENVERK... 6 Mätresultat... 8 Kommentarer vattenverk... 24 Analys av diagram...24 UV-ljus (desinfektion)...25 Turbiditet...25 FÖRSÖKSUPPLÄGG LEDNINGSNÄT... 25 Mätresultat... 26 Kommentarer ledningsnät... 36 SLUTSATS... 36 REFERENSER... 37 INTRESSANTA ARTIKLAR... 38 5

6

SAMMANFATTNING I ett utvecklingsprojekt finansierat av VA-Forsk och deltagande kommuner har dricksvattenkvaliteten med hänsyn till mikroskopiska partiklar undersökts. Intresset har varit att undersöka storlek och fördelning hos partiklar mellan 20 mikrometer eftersom det är inom denna storleksintervall som parasitära protozoer såsom Cryptosporidium och Giardia kan förekomma. Dessa parasiter förekommer i de flesta ytvattentäkter och är en vanlig orsak till vattenburna sjukdomar. Grävda brunnar samt brunnar med dålig tätning är i riskzonen vid stora nederbördsmängder och översvämningar. Som en orienterande undersökning har mikroskopiska partiklar 20 µm undersökts. I undersökningen har 7 vattenverk från Karlskrona i söder till Luleå i norr deltagit. Syftet med undersökningen har varit att ta reda på:. Vattenkvaliteten med avseende på partikelkoncentration och storleksfördelning inom intervallet 20 µm. 2. Om dricksvattenkvaliteten (partiklar/ml) är samma ute hos konsumenten som i vattenverket. 3. Vilken vattenbehandlingsteknik som är mest effektiv för att reducera partiklar. För att göra denna undersökning har vi använt partikelräknare med mätprincip light extinction (ljusblockering), kalibrerad enligt Japansk Industri Standard JIS B 9925 (vatten). I undersökningen mättes partikelhalterna kontinuerligt on-line under 48 timmar, både på råvattnet och på utgående dricksvatten. Mätning gjordes även under en kortare period on-line på två ställen på ledningsnätet på respektive vattenverk. Mätpunkterna valdes med tanke på att undvika störningar från tillsatser av olika kemikalier och yttre påverkan. Undersökningen visar: A. Ytvatten utan någon behandling i kombination med ett filter ger den sämsta avskiljningen av mikroskopiska partiklar inom intervall 20 µm. B. Ytvatten behandlat med kemisk fällning i kombination med två filter ger högre avskiljning av mikroskopiska partiklar inom intervall 20 µm än motsvarande process med ett filter. C. Koncentrationen av mikroskopiska partiklar i grundvatten inom intervall 20 µm varierar kraftigt beroende på från vilken brunn vattnet tas. D. Information om tydliga gränsdragningar mellan olika vattenbehandlingsmetoder. 7

E. Trots att undersökningarna endast utfördes under en kortare period så framkom värdefull information för bedömning av barriärverkan av olika behandlingsmetoder. Logreduktion ger en värdefull första hands information om avskiljning av partiklar från olika vattenbehandlingsprocesser och därmed verkningsgraden i varje vattenverk, men det absoluta talet av mikroskopiska partiklar/ml borde vara en riktlinje för en viss vattenkvalitet i varje vattenverk. F. Av de partiklar som finns i dricksvattnet som går ut från vattenverken är över 80 % i storleken 2 µm och koncentrationen varierar mellan 33 3059 partiklar/ml. Partiklar > 20 µm är i minoritet. G. Genom att analysera mätdata t.ex. i boxplot diagram kan man få information om stabiliteten av processen i vattenverket. H. Vattenkvaliteten, vad gäller mikroskopiska partiklar, är inte densamma i ledningsnätet som det vatten som går ut från vattenverket. De mikroskopiska partiklarna både ökar och minskar i antal/ml. SUMMARY The drinking water quality in respect to microscopic particles 20 µm have been studied as a VA-Forsk project. The project was financed by both VA-Forsk and the water works that participated in this investigation. The interest have been to gather information about the size distribution and the concentration of the particles within the range of 20 µm because it is within this size range that Cryptosporidium and Giardia can be found. These parasites are found in most surface waters and are a common cause to waterborne diseases. Ground water wells, especially with low depth and not properly sealed are in the risk area of external contamination due to floods and heavy rain. As a background investigation microscopic particles of 20 µm have been investigated in 7 municipality water works from Karlskrona in the south to Luleå in the north of Sweden. The aim of the project has been to investigate:. The water quality in regard to the particle concentration and the size range within the interval 20 µm. 2. If the drinking water quality (particles/ml) is the same at the consumer s tap as that in the water works. 3. Which water treatment process gives the most effective reduction of microscopic particles. For this investigation we have used particle counters with measuring principle light extinction and the instruments were calibrated according to the Japanese Industry Standard JIS B 9925 (water). Measurements were performed at the water works both on the raw water and on the drinking water continuously for 48 hours. The measurements were also performed during a shorter period on two points at the distribution pipelines from the respective water works. The sampling points were selected such as to avoid influence from chemicals and other additives. 8

The investigation gives the information that: A. Surface water without any treatment in combination with only one filter gives the lowest reduction of microscopic particles within the size intervals of 20 µm. B. Surface water treated with chemical precipitation in combination with two filters gives a better removal of microscopic particles within the size intervals of 20 µm than the corresponding process with only one filter. C. The concentration of microscopic particles in ground water within the size intervals of 20 µm varies very much depending on from which well the water is measured. D. Information of a clear boundary between the different water treatment methods. E. Despite the investigations were only performed during a short period valuable information about the barriers from different water treating processes were achieved. Logreduction gives a vital information about the efficiency of particle removal of the water treatment process as well as the efficiency of respective water works but the absolute values of microscopic particles/ml should be a guideline for the water works. F. Over 80% of those particles that exist in the drinking water that leaves the water works are in the size of 2 µm and the concentration varies between 33 3038 particles/ml. The particles > 20 µm are in minority. G. By analysing the measuring data for example by boxplot diagrams one can get information about the stability of the water treatment process in the water works. H. The water quality, in respect to microscopic particles, are not the same in the pipe lines as in the drinking water leaving from the water works. The particle concentration both increases and decreases in numbers/ml. BAKGRUND Kanske ett av de viktigaste målen med dricksvattenframställning är att avlägsna suspended solids och partiklar från råvattnet. För att kontrollera effektiviteten av avlägsnandet (reduktionen) av suspended solids och partiklar används idag turbiditetsmätare i de flesta vattenverk. Information som fås är både grov och inte specifik vad gäller partikelstorlek och koncentration. Mikroskopiska partiklar förekommer i vårt dricksvatten. De är intressanta att kartlägga eftersom mikroorganismer t.ex. bakterier och patogena parasiter har stor inverkan på vattenkvaliteten. Sådana mikroorganismer kan gömma sig bakom mikroskopiska partiklar och följa med via distributionsnätet ut till konsumenten och orsaka magsjukdomar. Intresset har varit att undersöka partiklar mellan 20 µm eftersom parasitära protozoer såsom Cryptosporidium och Giardia förekommer inom detta storleksintervall. (anonym, www.biosci.ohio-state.edu/~parasite/giardia.html) (anonym, www.biosci.ohio-state.edu/~parasite/cryptosporidium.html) 9

Det är plötsliga förändringar i mikroskopiska partikelhalter som kan vara förrädiska för dricksvattenkvaliteten eftersom de patogena parasiterna Cryptosporidium och Giardia kan passera igenom vattenverkens barriärer utan upptäckt. Förekomsten av Cryptosporidium och Giardia i svenskt dricksvatten är inte så väl undersökt. Det rapporteras då och då om sjukdomar orsakade av dessa parasiter, men mörkertalet bedöms vara stort. De traditionella indikatorerna/analyserna som används idag är inte tillräckliga. Dessutom har det vanligaste desinfektionsmedlet som används i dag mycket begränsad effekt på Cryptosporidium och Giardia. 998 utgav Smittskyddsinstitutet en Kartläggning av Cryptosporidium och Giardia i svenska ytvattentäkter (Thor-Axel Stenström, Anette Hansen). Denna rapport beskriver en kartläggning som gjordes i 26 vattenverk i 2 kommuner i Sverige. I 38 % av de undersökta råvattentäkterna upptäcktes Cryptosporidium och Giardia. Mätningar av partiklar började efter det största kända sjukdomsutbrottet orsakat av Cryptosporidium i Milwaukee, USA 993 då över 400 000 människor insjuknade (American Water Works Association, Fact Sheets, www.awwa.org). Vattenverken strävar efter att reducera mängden mikroskopiska partiklar i dricksvatten genom behandling med olika metoder. Beroende på råvattnets kvalitet och de olika behandlingsstegens effektivitet varierar reduktionen. Målet är ju naturligtvis att ha så låga och jämna halter av mikroskopiska partiklar som möjligt i dricksvatten. Vattenverken har olika barriärer mot bakteriell tillväxt, men effektiviteten av dessa barriärer är beroende på antalet mikroskopiska partiklar i vattnet. Det finns ingen enkel och billig analysmetod idag att identifiera parasitära protozoer. De traditionella indikatorerna som används t.ex. förekomsten av Heterotrofa-, E.coli- och Koliforma bakterier ger ingen specifik information om närvaron av parasitära protozoer. Genom on-line monitoring av variationer i koncentrationen av mikroskopiska partiklar i vattenverk kan man bättre följa förändringar i vattenreningsprocessen och därmed öka dricksvattenkvaliteten. SYFTE Syftet med denna orienterande undersökning har varit att som ett första steg kartlägga:. Dricksvattenkvaliteten från vattenverk med olika behandlingsprocesser avseende partikelkoncentration och dess storlek inom intervallet 20 µm. 2. Om dricksvattenkvaliteten (partiklar/ml) är samma ute hos konsumenten som i vattenverket. 3. Vilken vattenbehandlingsteknik som är mest effektiv för att reducera partiklar.

Deltagande vattenverk: Gäddvik Minnesgärdet Grönsta Grängesberg Skråmsta Arboga Almunge Lovö Nynäshamn Rossnäs Gränna Häggeberg Dösebacka Alelyckan Rävlanda Sjöudden Lyckeby Fig.. Deltagande vattenverk (http://www.lib.utexas.edu/maps/map.sites/country.sites.html) Dessa vattenverk har antingen grundvatten, ytvatten eller konstgjord infiltration (artificial recharge) och behandlingsprocesserna har varierat från ingenting till mer omfattande behandling.

Vattenverkens process A X Sand X X B X Kol X X C X X X X 67-77 µm G X Sand X X X L X Kol X X I 2 X Sand X K 2 X Kol X X Q 2 X Kol X D 3 X Sand X O 3 Sand X X X P 3 Sand X E 4 Sand X X H 4 Sand X X N 4 Sand X X F 5 X X 5 µm J 6 Vid behov M 6 X Kemisk fällning och två filter Kemisk fällning och ett filter Konstgjord infiltration Ett snabbfilter Ett långsamfilter Grundvatten Anm. Backspolning görs med renvatten Fig. 2. Gruppindelningar av vattenverken Grupp : A, B, C, G, L (grön) Grupp 2: I, K, Q (gul) Grupp 3: D, O, P (röd) Grupp 4: E, H, N (turkos, lodräta ränder) Grupp 5: F (limegrön) Grupp 6: J, M (lavendel) 2

CRYPTOSPORIDIUM OCH GIARDIA I DRICKSVATTEN Cryptosporidium och Giardia är mikroskopiska parasiter och förekommer i nästan alla ytvattentäkter. Deras storlek varierar; Cryptosporidium 2 7 µm och Giardia 8 5 µm. Ett stort bekymmer och oro bland vattentekniker världen över är att Cryptosporidium och Giardia skall komma in i dricksvattnets distributionsnät och orsaka sjukdomar. Tyvärr, ger även dagens modernaste vattenbehandlingsteknik inte ett fullgott skydd mot dessa parasiter. Eftersom de är så små kan de slinka igenom vattenverkens olika barriärer. De traditionella desinfektionsmedlen som används inom dricksvattenbehandling har mycket begränsad effekt på dessa parasiter. Om ett processhaveri eller filterläckage sker i ett vattenverk kan stora mängder av mikroskopiska partiklar obemärkt komma ut i distributionsnätet. Om detta sker finns det stora risker att Cryptosporidium och Giardia kan komma med ut till konsumentens vattenkran och orsaka diarré, magsmärtor, kräkningar, feber osv. (Environmental Science & Engineering, www.esemag.com). Personer med sämre immunförsvar är mer benägna att drabbas. Det bästa sättet att undvika att Cryptosporidium och Giardia kommer in i dricksvattnet är att ha effektiva filterbarriärer och on-line processbevakning av vattenkvaliteten för att vattenverken i tid skall kunna upptäcka förändringar i reningsprocessen. Som tidigare nämnts har en undersökning gjorts av Statens Smittskyddsinstitut (SMI) där man fann Cryptosporidium och/eller Giardia i 38 % av de undersökta råvattentäkterna. I ett av sex undersökta dricksvatten fann man Cryptosporidium. Vid liknande undersökningar i USA har man i 26 43 % av ytvattnet funnit cystor av Giardia (http://www.waterandhealth.org/drinkingwater/2749.html). Att det förekommer Cryptosporidium och Giardia i svenska och norska ytvatten har konstaterats av SMI (Seminarium på SMI: Parasitära protozoer i vatten). Studier pågår även i Danmark och Finland. Dessa studier har visat att både Cryptosporidium och Giardia är vanligt förekommande i nordiska ytvatten. Misstankar finns att strandnära beten nära dricksvattentäkter ökar risken för att få in framför allt Cryptosporidium i vattenverken (Lars Rosén, Joanna Friberg). Tamboskap och speciellt unga nötdjur har uppvisat en hög halt av Cryptosporidium i sin avföring. 3

Sjukdom orsakat av Cryptosporidium kallas Cryptosporidiosis och av Giardia Giardiasis. Båda parasiterna producerar cystor vilka är resistenta mot vanliga desinfektionsmedel. För att titta på dessa parasiters livscykel hänvisar jag till: http://www.biosci.ohio-tate.edu/~parasite/lifecycles/cryptosporidium_lifecycle.html http://www.biosci.ohio-tate.edu/~parasite/lifecycles/giardia_lifecycle.html Fram till 993 kände få människor till denna parasit. Som tidigare nämnts insjuknade 400 000 människor i Milwaukee, USA, efter att ha druckit kommunalt dricksvatten som var kontaminerat med Cryptosporidium. I dag vet vi mer om dessa parasiter och dess smittvägar. Myndigheter, miljöorganisationer och vattenverkens personal är mer observanta med att förhindra/ förebygga ett liknande utbrott som det i Milwaukee. Efter detta utbrott har partikelräknare blivit mer och mer accepterad av vattentekniker och vattenkonsulter framför allt i USA, Australien, Tyskland, England och Frankrike etc. att användas inom vattenverken för optimering och bevakning av t.ex. filterprocessen. I Sverige är det ett relativt nytt begrepp att kontrollera sin vattenverksprocess/vattenkvalitet på detta sätt. PARTIKELRÄKNARE Partikelräknare har ett stort användningsområde inom dricksvattenbehandling. Det är ett avancerat analysinstrument med hög känslighet och enkel att använda. Med hjälp av laserljus analyserar den enskilda mikroskopiska partiklars storlek och ger snabbt information till processoperatören om någon förändring i partikelhalt sker i processen. Detta är ett nytt sätt att on-line kunna bevaka vattenverkens reningsprocess och därmed vattenkvaliteten. Partikelräknare har länge använts inom processindustrier som ställer mycket höga krav på sin vattenkvalitet för att öka säkerheten och minska produktionsbortfall t.ex. inom halvledar- och farmaceutiska industrier liksom inom clean room technology. Att använda den inom vattenbehandling är den senaste utvecklingen. Det finns olika mätprinciper, men den vanligaste är light extinction (ljusblockering) som tillämpas inom dricksvattensammanhang. Erfarenhet finns från användning av partikelräknare i USA där man främst använder dessa instrument för att optimera filterspolning och kemikalietillsatser och processövervakning (Hargesheimer, Lewis), (J. Guerra). Det är främst två typer av sensorer som används för partikelräkning i vatten, light extinction sensor (ljusblockering) och light scattering sensor (ljusspridning). Båda typerna består av följande baskomponenter: - en ljuskälla (idag laser, tidigare vitt ljus) - en flödescell (kvarts) - en ljusdetektionsoptik med fotodiod - signalbearbetningselektronik - programvara för utvärdering och rapportering 4

Undersökningar som har gjorts (Dr. Rolf Kleine, Clemens Barth) visar att partikelräknare uppfattar Cryptosporidium som något mindre än den i verkligheten. Det är därför viktigt att mäta partiklar från µm och uppåt. I vår undersökning har vi också fått bekräftat att den största andelen partiklar i dricksvatten finns i storleksordningen 2 µm. Kalibrering Det är viktigt att en partikelräknare periodiskt kan kalibreras enligt standard JIS B 9925 (Japansk Industri Standard) för dricksvatten. (ASTM F658-80), (ISO 7:999). 000 Calibration with PSL-spheres Signal [mv] 00 0 LS2 H 2 O LS2 5606 LB 20 H 2 O LB20 5606 LB 0 H 2 O LB0 5606 0. 0 00 Size [µm] Fig. 3. En typisk kalibreringskurva för partikelräknare Clemens Barth, FSP, Germany MÄTPRINCIP FÖR PARTIKELRÄKNARE Light extinction (ljusblockering) En laserstråle skickas genom en smal öppning till en flödescell där vattnet passerar med en konstant hastighet. En fotodiod är placerad som mottagare av laserljuset. När en partikel passerar genom flödescellen bryts laserljusets stråle och blockeringen genererar en spänningspuls som ger information om partikelstorlek. (JIS B 9925:997). 5

Denna typ av sensor används för att mäta partiklar > mikrometer. Fig. 4. Ljusblockering Clemens Barth FSP, Germany Light scattering (ljusspridning) En fotodiod är placerad i en vinkel mot laserstrålen, ljuset bryts och sprids av partikeln. Det spridda ljuset detekteras med hjälp av fotodetektion. Ljuset sprids genom reflektion, refraktion och diffraktion. Spridningen beror på många olika faktorer. Denna typ av sensor används för att mäta partiklar < mikrometer. Reflection Particle Diffraction Absorption Refraction Internal Scattering Fig. 5. Ljusspridning Clemens Barth, FSP, Germany I detta sammanhang kan nämnas att det förekommer andra metoder för att mäta partiklar nämligen Coulter-metoden (ren laboratoriemetod) och flödescytometri (används för celler och andra biologiska partiklar) (Palmér Rivera). Båda metoderna används inom forskning och för laboratorieändamål. FÖRSÖKSUPPLÄGG VATTENVERK För att kartlägga partikelhalter i vattenverken har vi använt två stycken partikelräknare från ARTI Instrument, modell WPC-00. En placerades för att mäta partikelfördelning på råvatten och den andra för att mäta på utgående dricksvatten. WPC-00 mäter i området > µm med ett konstant flöde på 50 ml/min 6

Instrumenten hade kalibrerats enligt Japansk Industri Standard för vatten JIS B 9925. Inställningen för partikelräknaren både på råvattnet och på dricksvattnet var följande: 2 µm, 2 7 µm, 7 µm och 20 µm. Foto: Ulla Chowdhury Fig. 6. Uppställning av partikelräknare för mätning av både råvatten och renvatten i ett vattenverk Instrumenten anslöts till en flödesregulator, bestående av en ca en meter hög vattenpelare, med en diameter på 4 cm. Den förser partikelräknaren med ett konstant vattenflöde. Vi försökte ta hänsyn till placeringen av partikelräknarna så att inte tillsats av desinfektionsmedel, kalk osv. skulle påverka mätvärdena. Före provpunkten på råvattnet anslöts ett grovfilter för att ta bort stora partiklar. Ingen förändring har gjorts i vattenverkens process. Samma instrument har använts på alla vattenverk. Efter varje vattenverk har provslang och mätcell rengjorts med rent vatten. All data som registrerats har bearbetats i Excel. På samtliga mätningar har de första tjugo minuterna raderats för att undvika felkällor. Detta eftersom vattnet oftast hade varit avstängt där vi anslöt instrumentet och för att undvika luftbubblor. Dessa data har alltså inte tagits med i beräkningarna. 7

Mätresultat 0000 000 00 0 39663 3203 2609 40836 29438 6769 2877 2877 5956 7378 762 865 8475 9942 69 5 67 90 35 85 85 725 970 449 672 2265 3059 76 785 989 278 26 74 283 33 27 A B C G L I K Q D O P P2 E H N F J M Vattenverk Fig. 7. Reduktion av partiklar mellan råvatten och dricksvatten ( 2µm) i vattenverk. Fig. 7 visar en sammanställning av halterna av mikroskopiska partiklar i både råvatten och dricksvatten inom intervallet 20 µm. De brunprickiga staplarna är råvatten i respektive vattenverk och de andra färgerna är respektive verks partikelhalt i dricksvatten. Vattenverken är indelade i 6 grupper beroende på deras behandlingssteg (se Fig. 2). Värdena är medelvärden av 48 timmars mätning och visade i logskala. Fig. 8. Boxplot 90-percentil dricksvatten (-20 µm) Antal/ml 4000 3500 3000 2500 2000 500 00 500 0 3890 3784 3447 3223 252 239 887 598 39 29 779 294 369 47 228 2 45 A B C G L I K Q D O P P2 E H N F J J2 M Vattenverk -percentil min median max 90-percentil Diagrammet i fig. 8 är en analys av dricksvattnet från Fig. 7 och visar hur varje vattenverks processtabilitet förhöll sig under de 48 timmar som vi mätte. Boxplot diagrammet visar max-, minimi- och medianvärden av respektive vattenverk indelat i grupper enl. Fig. 2. Grupp 4 har mer variationer än Grupp där de flesta värdena ligger vid medianen. 8

60000 5777 5936 5799 50000 48238 47833 40000 30000 20000 000 0 37590 32459 304 29359 3943 738 2962 2254 9294 6435 225 A B C G L I K Q D O P E H N F M Vattenverk -percentil min median max 90-percentil Fig. 9. Boxplot 90-percentil råvatten ( 20 µm) Detta boxplot diagram visar råvattnets variationer på ett samma sätt som i Fig. 8. Här syns skillnaderna i råvattenkvaliteten. Grupp har större variation än Grupp 4. 3 2,77 2,68 Logreduktion 2,5 2,5 0,5 2,39 2,25 2,8,99,89,59,42,46,45,09 0,58 0,49 0,67,06 0 A B C G L I K Q D O P P2 E H N F Fig.. Logreduktion 20 µm Vattenverk Fig. visar att grupp (A, B, C, G, L) ger den bästa reduktionen av partiklar och grupp 4 (E, H, N) ger sämst reduktion av de undersökta verken. Det följer teorin att vattenverken med många filtreringsbarriärer får en bättre reduktion av partiklar. Att använda logreduktion som ett kvalitetsmått på vatten är helt nytt. Det är ett bra och enkelt sätt att utläsa vattenverkets verkningsgrad och beskriver reduktionen av partiklar före och efter behandling i logaritmisk skala. Definition: Logreduktion = log (Dricksvattenhalt / Råvattenhalt) Grupp har den högsta logreduktionen på omkring 2,5 log och grupp 4 har ett lägsta värde på omkring 0,5 log. 9

Anm. I detta diagram har vi inte tagit med tidsförskjutningen som finns inom vattenverket. 3,5 3,05 3, 3, 3 2,74 2,53 2,33 Logreduktion 2,5 2,5 2,06,76,84 2,63,26,4,43,09,2 0,5 0 A B C G L I K Q D O P P2 E H N F Vattenverk Fig.. Boxplot logreduktion 20 µm -percentil min median max 90-percentil Fig., samma diagram som Fig. men i boxplotformat. Den bekräftar att Grupp (kemisk fällning med två filter) har den bästa reduktionen av partiklar. Verk A och C ligger klart högst där båda verken har en logreduktion på över 2,5 under mer än 90 % av tiden som undersökningen genomfördes. Vattenverk C har ett ganska dåligt minimivärde. Diagrammet visar tydligt att grupp 4 är den klart sämsta att reducera partiklar. Inget av verken i denna grupp orkar med en logreduktion på,5. Inte ens som maxvärde utan har sina värden samlade strax över 0,5 med undantag för verk F som når lite högre. Mest partiklar i råvattnet har grupp men de har också många barriärer som gör att reduktionen är, relativt de andra verken, väldigt bra. 20

0% 90% 80% 70% Procent 60% 50% 40% 30% 20% % 0% A B C G L I K Q D O P P2 E H N F M Vattenverk Fig. 2. Fraktioner råvatten -2 µm 2-7 µm 7- µm -20 µm Fig. 2 visar fördelning av olika fraktioner i råvatten. Största andelen av partiklar ca 80 % finns inom intervallet 2 µm. Fraktioner (%) 0% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% % 0% A B C G L I K Q D O P P2 E H N F J J 2 M Vattenverk -2 µm 2-7 µm 7- µm -20 µm Fig. 3. Fraktioner dricksvatten Figuren visar att av de partiklar som återstår efter behandling i vattenverket så utgör andelen partiklar 2 µm ca 90 %. D.v.s. något högre än för råvattnet, Fig. 2. Här kan vi se att behandlingen av råvattnet gör att halten av mikroskopiska partiklar ökar och partiklar i storlek 2 µm är svårast att avlägsna. De slinker igenom de olika barriärerna. 2

Varianskoefficient % 20,0 0,0 80,0 60,0 60,9 49,3 40,0 29,0 29,3 20,0 9,6,6 0,0 99,3 63,7 65,9 48,7 25,7 4,5 7,8 4,3 7,3 7,2,8,0 6,9 6,8,2 3,5,7 3,9 3,9 2,4 5,,,3 A B C G L I K Q D O P P2 E H N F Fig. 4. Varianskoefficient (STDAV/Medel)*0 Diagrammet visar varianskoefficienten som beskriver den relativa variationen mellan vattenverken. Det är tydligt att dricksvattnet generellt sett varierar mera än råvattnet och en av anledningarna är att reningsprocesserna bidrar till ganska höga fluktuationer. Även här är det viktigt att komma ihåg att vi endast gjort mätningar under 48 timmar på respektive verk men det är ändå indikationer på att det är stora variationer mellan vattenverken. Exempel på faktorer som påverkar variationen är filterspolningar och lossning av biofilm i ledningar. Det medför att i vissa fall kan reningsprocesser göra att koncentrationen av partiklar ökar kraftigt under vissa perioder medan det i andra perioder håller låga halter. Det innebär att kvaliteten på dricksvattnet varierar ganska kraftigt och att det under den tiden finns en ökad risk för kontaminering. 42,5 Vattenverk 54,8 Turbiditet NTU 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,5 0, 0,05 0 A B C G L I K Q D O P P2 E H N F J M Vattenverk 4000,0 3500,0 3000,0 2500,0 2000,0 500,0 00,0 500,0 0,0 Partiklar/ml Fig. 5. Turbiditet / Partiklar 20 µm Partiklar/ml Turbiditet NTU Fig. 5 visar medelvärden från partikelräknare på dricksvatten under de 48 timmar som undersökningen gjordes. Från respektive vattenverk fick vi värdena från deras turbiditetsmätare. Det är svårt att göra en jämförelse mellan turbiditet och partikelräknare. 22

2000,00 800,00 600,00 400,00 200,00 00,00 800,00 600,00 400,00 200,00 0,00 4:47:00 6:00:00 7:3:00 8:26:00 9:39:00 20:52:00 22:05:00 23:8:00 00:3:00 0:44:00 02:57:00 04::00 05:23:00 06:36:00 07:49:00 09:02:00 :5:00-2 µm 2-7 µm 7- µm Fig. 6. Variation av partikelhalt i vattenverk P Fig. 6 visar en on-line profil av variation av partikelhalt i utgående dricksvatten för vattenverk P. 2000,00 500,00 00,00 500,00 0,00 30 5 2:23:00 4:27:00 6:3:00 8:35:00 20:39:00 22:43:00 00:47:00 02:5:00 04:55:00 06:59:00 09:03:00 :07:00 3:2:00 5:6:00 7:20:00 9:24:00 2:28:00 23:32:00 0:36:00 03:40:00 05:44:00 07:48:00-2 µm 2-7 µm 7- µm Fig. 7. Variation av partikelhalt i vattenverk Q Diagrammet visar variation av partikelhalt i vattenverk Q. Enligt tekniker på vattenverket så hade de gjort ett försök med att biofilm och slam skall lossna från vattenledningen. Detta syns tydligt i våra mätningar enligt diagrammet. 23

800,00 700,00 703 600,00 500,00 400,00 300,00 200,00-2 µm 2-7 µm 7- µm 0,00 62 0,00 5 07:00:00 07:37:00 08:4:00 08:5:00 09:28:00 :05:00 :42:00 :9:00 :56:00 2:33:00 3::00 3:47:00 4:24:00 5:0:00 5:38:00 6:5:00 6:52:00 7:29:00 8:06:00 8:43:00 Fig. 8. Misstänkt filterläckage vattenverk L Under våra pågående mätningar av partiklar upptäckte partikelräknaren en kraftig förhöjd halt av partiklar 2 µm och 2 7 µm i vattenverk L i utgående dricksvatten. Det visade sig att detta härstammade från en filterspolning. Kommentarer vattenverk Analys av diagram Logreduktion kan användas som ett mått på verkningsgraden av en behandlingsmetod, men absoluta tal partiklar/ml borde användas som en barriär information. På detta sätt visas klara och tydliga skillnader mellan olika reningsprocesser av råvattnet vad gäller partikelreduktion. Ur parasitsynpunkt så är minimivärdena på logreduktionen väldigt intressanta eftersom det räcker med några få cystor för att bli sjuk. Minimivärdena på logreduktionen uppkommer oftast vid filterspolningar på verken. Vid dessa har vi sett tydliga förhöjda värden. Filtrering är en viktig del i reduceringen av partiklar. Grupp 4 som enbart har filtrering visar att detta inte räcker utan att kemisk fällning också är betydelsefullt för reduktionen. Det visar klart och tydligt (Fig. 8) att filterspolning är mycket känslig och kan medföra risker för bakteriell och parasitär kontamination av dricksvattnet. Noggrann kontroll on-line av mikroskopiska partiklar för att avgöra när påsläpp av vatten till distributionsnätet efter filterspolning skall göras. 24

UV-ljus (desinfektion) Vattenverk M är ett grundvattenverk. Halterna av partiklar 20 µm är ganska låga, 27 partiklar/ml. Vattnet desinficeras med UV-ljus (lågt tryck). En observation är dock att vi kan se en svag ökning av partikelhalten efter behandlingen till 33 partiklar/ml. Detta utgör en misstanke att det bildas biprodukter från UV-ljuset. Denna information syns tydligt eftersom partikelräknaren analyserar individuella partiklar och små förändringar upptäcks snabbt. Turbiditet Enligt uppgifter från vattenverken så förändrades inte turbiditetsvärdena utan låg konstant under de 48 timmar som våra mätningar pågick. Det visar att de turbiditetsmätare som används idag inte har förmåga att upptäcka förändringar i vattenkvaliteten för mikroskopiska partiklar 20 µm. FÖRSÖKSUPPLÄGG LEDNINGSNÄT För att kartlägga partikelhalter i ledningsnäten har vi använt en partikelräknare från ARTI Instrument. modell WPC-2000. WPC-2000 mäter > 2 µm med ett konstant flöde på 0 ml/min. Instrumentet hade kalibrerats enligt Japansk Industri Standard för vatten JIS B 9925. Foto: Ulla Chowdhury Fig. 9. Uppställning i en pumpstation på ett ledningsnät På ledningsnätet mätte vi partikelfördelning och koncentration inom intervall: 2 7µm, 7 µm och 20µm. De 2 mätpunkterna valdes så långt som möjligt från vattenverket och i olika riktningar. Minsta avstånd från vattenverket har varit ca 3 km och längsta ca 5 km. De två mätpunkterna på ledningsnätet kallar vi för P och P2. 25

Mätresultat 0000 2609 000 6755 00 0 725 80 29 Råvatten -20 Dricksvatten -20 Råvatten 2-20 Dricksvatten 2-20 P 2-20 Fig. 20. Partiklar i vattenverk Q och ledningsnät (P) i µm Värdena i Y-axeln visas som ett medelvärde i logskala. I detta vattenverk har endast ett ställe på ledningsnätet uppmätts. Diagrammet visar att 80 partiklar/ml (2 20 µm) går ut från vattenverket och i ledningsnätet uppmättes en svag ökning av partikelhalten till 29 partiklar/ml (2 20 µm). 0000 000 970 00 0 26 2239 89 48 46 Råvatten - 20 Dricksvatten -20 Råvatten 2-20 Dricksvatten 2-20 P 2-20 P2 2-20 Fig. 2. Partikelhalt i vattenverk F och ledningsnät (P, P2) i µm Värdena i Y-axeln visas som ett medelvärde i logskala. Diagrammet visar att 89 partiklar/ml (2 20 µm) går ut från vattenverket och på det ena ledningsnätet uppmättes en ökning av partikelhalten till 48 partiklar/ml (2 20 µm). På det andra ledningsnätet uppmättes en minskning av partikelhalten. 26

000 8475 2265 2034 00 0 445 6 30 Råvatten - 20 µm Dricksvatten -20 µm Råvatten 2-20 µm Dricksvatten 2-20 µm P 2-20 µm P2 2-20 µm Fig. 22. Partikelhalt i vattenverk E och ledningsnät (P, P2) Värdena i Y-axeln visas som ett medelvärde i logskala. Diagrammet visar att 445 partiklar/ml (2 20 µm) går ut från vattenverket. På det ena ledningsnätet uppmättes en minskning av partikelhalten till 6 partiklar/ml (2 20 µm) och på det andra ledningsnätet en minskning av partikelhalten till 30 partiklar/ml (2 20 µm). 000 9942 3059 2252 00 0 358 222 397 Råvatten - Dricksvatten Råvatten 2- Dricksvatten 20-20 20 2-20 Fig. 23. Partikelhalt i vattenverk H och ledningsnät (P, P2) i µm P 2-20 P2 2-20 Värdena i Y-axeln i fig. 23 visas som ett medelvärde i logskala. Diagrammet visar att 358 partiklar/ml (2 20 µm) går ut från vattenverket och på det ena ledningsnätet uppmättes en reduktion av partikelhalten till 222 partiklar/ml (2 20 µm). På det andra ledningsnätet uppmättes en ökning till 397 partiklar/ml. 27

000 449 00 0 989 627 52 9 84 Råvatten -20 Dricksvatten - Råvatten 2-20 Dricksvatten 2-20 20 Fig. 24. Partikelhalt i vattenverk N och ledningsnät (P, P2) i µm P 2-20 P2 2-20 Värdena i Y-axeln visas som ett medelvärde i logskala. Diagrammet visar att 52 partiklar/ml (2 20 µm) går ut från vattenverket och på det ena ledningsnätet uppmättes en ökning av partikelhalten till 9 partiklar/ml (2 20 µm). På det andra ledningsnätet uppmättes en svag ökning till 84 partiklar/ml. 0000 39662 000 780 00 0 69 26 25 Råvatten -20 Dricksvatten - 20 Råvatten 2-20 Dricksvatten 2-20 Fig. 25. Partikelhalt i vattenverk A och ledningsnät (P, P2) i µm P 2-20 P2 2-20 Värdena i Y-axeln i fig. 25 visas som ett medelvärde i logskala. Diagrammet visar att partiklar/ml (2 20 µm) går ut från vattenverket och på båda mätpunkterna på ledningsnäten uppmättes en svag ökning av partikelhalten till 25 26 partiklar/ml (2 20 µm). 28

0000 29439 000 4498 00 0 5 8 7 25 Råvatten -20 Dricksvatten Råvatten 2-20 Dricksvatten -20 2-20 Fig. 26. Partikelhalt i vattenverk B och ledningsnät (P, P2) i µm P 2-20 P2 2-20 Värdena i Y-axeln visas som ett medelvärde i logskala. Diagrammet visar att 8 partiklar/ml (2 20 µm) går ut från vattenverket och på det ena ledningsnätet uppmättes en svag ökning av partikelhalten till 7 partiklar/ml (2 20 µm). På det andra ledningsnätet uppmättes en ökning till 25 partiklar/ml. 0000 3203 000 994 00 0 67 9 5 Råvatten - Dricksvatten Råvatten 2- Dricksvatten 20-20 20 2-20 Fig. 27. Partikelhalt i vattenverk C och ledningsnät (P, P2) i µm P 2-20 P2 2-20 Värdena i Y-axeln visas som ett medelvärde i logskala. Diagrammet visar att 5 partiklar/ml (2 20 µm) går ut från vattenverket och på det ena ledningsnätet uppmättes en svag ökning av partikelhalten till partiklar/ml (2 20 µm). På det andra ledningsnätet uppmättes en ökning till 9 partiklar/ml. 29

0000 5956 000 00 0 90 955 237 29 6 Råvatten -20 Dricksvatten Råvatten 2-20 Dricksvatten -20 2-20 Fig. 28. Partikelhalt i vattenverk G och ledningsnät (P, P2) i µm P 2-20 P2 2-20 Värdena i Y-axeln visas som ett medelvärde i logskala. Diagrammet visar att 6 partiklar/ml (2 20 µm) går ut från vattenverket och på det ena ledningsnätet uppmättes en ökning av partikelhalten till 237 partiklar/ml (2 20 µm). På det andra ledningsnätet uppmättes en svag ökning till 29 partiklar/ml. 0000 6769 000 332 00 0 35 58 2 9 Råvatten -20 Dricksvatten Råvatten 2-20 Dricksvatten -20 2-20 Fig. 29. Partikelhalt i vattenverk L och ledningsnät (P, P2) i µm P 2-20 P2 2-20 Värdena i Y-axeln visas som ett medelvärde i logskala. Diagrammet visar att 9 partiklar/ml (2 20 µm) går ut från vattenverket och på det ena ledningsnätet uppmättes en ökning av partikelhalten till 58 partiklar/ml (2 20 µm). På det andra ledningsnätet uppmättes en svag ökning till 2 partiklar/ml. 30

000 7378 00 606 0 85 38 75 92 Råvatten -20 Dricksvatten Råvatten 2-20 Dricksvatten -20 2-20 Fig. 30. Partikelhalt i vattenverk I och ledningsnät (P, P2) i µm P 2-20 P2 2-20 Värdena i Y-axeln visas som ett medelvärde i logskala. Diagrammet visar att 38 partiklar/ml (2 20 µm) går ut från vattenverket och på det ena ledningsnätet uppmättes en ökning av partikelhalten till 75 partiklar/ml (2 20 µm). På det andra ledningsnätet uppmättes en ökning till 92 partiklar/ml. 000 762 00 27 0 85 33 33 3 Råvatten - 20 Dricksvatten -20 Råvatten 2-20 Dricksvatten 2-20 Fig. 3. Partikelhalt i vattenverk K och ledningsnät (P, P2) i µm P 2-20 P2 2-20 Värdena i Y-axeln visas som ett medelvärde i logskala. Diagrammet visar att 3 partiklar/ml (2 20 µm) går ut från vattenverket och på båda mätpunkterna uppmättes en ökning av partikelhalten till 33 partiklar/ml (2 20 µm). 3

0000 40836 000 860 00 0 2202 672 237 95 73 Råvatten -20 µm Efter kemsteg -20 µm Dricksvatten -20 µm Råvatten 2-20 µm Dricksvatten 2-20 µm Fig. 32. Partikelhalt i vattenverk D och ledningsnät (P, P2) i µm P 2-20 µm P2 2-20 µm Värdena i Y-axeln visas som ett medelvärde i logskala. På det här vattenverket används kemisk fällning och efter det skickas vattnet till konstgjord infiltration. Vattnet som går till konstgjord infiltration har 2202 partiklar/ml 20 µm (orange stapel). När vattnet tas upp efter konstgjord infiltration finns 672 partiklar/ml 20 µm. Detta tyder på att reduktionen av partiklar är minimal i infiltrationen. Vattnet som går ut från vattenverket har 237 partiklar/ml (2 20 µm) och på det ena ledningsnätet uppmättes minskning av partikelhalten till 95 partiklar/ml (2 20 µm). På det andra ledningsnätet uppmättes en minskning till 73 partiklar/ml. En indikation kan vara att åsen som används för den konstgjorda infiltrationen är mättad. Något som bör beaktas är dock att tidsförskjutningen är stor. Det vatten vi mätte på efter kemsteg under 48 timmar naturligtvis inte är detsamma som efter den konstgjorda infiltrationen, men det är ändå en indikation eftersom halten av partiklar är hög. 32

000 865 672 00 0 278 34 40 Råvatten -20 Dricksvatten - 20 Råvatten 2-20 Dricksvatten 2-20 Fig. 33. Partikelhalt i vattenverk O och ledningsnät (P, P2) i µm P 2-20 P2 2-20 Värdena i Y-axeln visas som ett medelvärde i logskala. Diagrammet visar att partiklar/ml (2 20 µm) går ut från vattenverket och på det ena ledningsnätet uppmättes en ökning av partikelhalten till 34 partiklar/ml (2 20 µm). På det andra ledningsnätet uppmättes en ökning till 40 partiklar/ml. 0000 2877 000 00 0 785 76 4693 56 95 79 Råvatten - Dricksvatten Dricksvatten Råvatten 2- Dricksvatten 20 S -20 N -20 20 S 2-20 Fig. 34. Partikelhalt i vattenverk P och ledningsnät (P) i µm Dricksvatten N 2-20 P 2-20 Värdena i Y-axeln visas som ett medelvärde i logskala. Ytvatten omvandlas till konstgjort grundvatten i olika brunnar. Dessa brunnar benämns med norra (N) och södra (S). Vattnet som tas från de olika brunnarna i södra delen visar ett värde på 785 partiklar/ml 20 µm när det går ut från vattenverket. Vattnet som kommer från de olika brunnarna i norra delen har ett värde på 76 partiklar/ml 20 µm på utgående dricksvatten. På ledningsnätet uppmättes 79 partiklar/ml 2 20 µm. På detta vattenverk kunde vi mäta enbart på ett ledningsnät och vattnet i ledningsnätet är ett blandvatten av norra och södra brunnarna. 33

00 283 0 76 5 26 36 Dricksvatten S -20 Dricksvatten S2-20 Dricksvatten S 2-20 Dricksvatten S2 2-20 Fig. 35. Partikelhalt i vattenverk J och ledningsnät (P, P2) i µm P 2-20 P2 2-20 Detta är ett grundvattenverk och de uppmätta värdena är från två olika brunnar. Det visar hur partikelhalten varierar i olika brunnar. De första två staplarna visar partikelhalter 20 µm. De andra två staplarna visar partikelhalter 2 20 µm. P och P2 visar värdena på ledningsnätet inom intervallet 2 20 µm. Partikelhalterna har stigit från 5 partiklar/ml till 36 resp. partiklar/ml 2 20 µm. Det vatten som går ut i ledningsnätet är ett blandvatten mellan de två olika brunnarna S och S2. 0 27 33 3 7 3 2 Råvatten -20 Dricksvatten - Råvatten 2-20 Dricksvatten 2-20 20 Fig. 36. Partikelhalt i vattenverk M och ledningsnät (P, P2) i µm P 2-20 P2 2-20 Detta vattenverk har grundvatten som behandlas med UV-ljus och distribueras till konsumenten. Vi ser en svag ökning av partikelhalten efter UV-behandling. På ledningsnäten är partikelhalten 3 resp. 7 partiklar/ml 2 20 µm. 34

00 900 800 700 600 500 400 300 200 0 0 27,3 3 47,7 24,6 284,8 748,5 28,9 83,7 95, 268,2 228,2 256,6 70,4 500 347,5 256,3 83,5 49,5 527,4 587,3 60 938,7 877,2 P P2 P P2 P P2 P P2 P P2 P P2 P P2 P P P P2 P P P2 P P2 P P2 P P2 P P2 P P2 A A B B C C G G L L I I K K Q D O O P E E F F H H N N J J M M 58,4 507,7 34,5 233,9 5,7 -percentil min median max 90-percentil Fig. 37. Partikelhalt på ledningsnät (2 20 µm) Boxplotdiagrammet visar partikelhalter i ledningsnäten på undersökta vattenverk. Det visar att grupp (A, B, C, G och L) ligger lågt även här med undantag för P på vattenverk G och det höga maxvärde som noterats på P för vattenverk C. Vissa av de höga maxvärdena i ledningsnäten har uppstått då förbrukningen varit hög t.ex. på vardagsmorgnar och kvällar och med ökad turbulens i nätet. 900,00 800,00 700,00 600,00 500,00 400,00 300,00 200,00 2-7 µm 7- µm -20 µm 20-25 µm 25-30 µm 30-35 µm 35-50 µm >50 µm 0,00 0,00 3:46:00 3:50:00 3:54:00 3:58:00 4:02:00 4:06:00 4::00 4:4:00 4:8:00 4:22:00 4:26:00 4:30:00 4:34:00 4:38:00 4:42:00 4:46:00 4:50:00 4:54:00 4:58:00 Fig. 38. Profil från ledningsnät vattenverk G En intressant profil från en mätpunkt på ledningsnätet från vattenverk G. En förklaring till topparna kan vara att det under denna period lossnade biofilm, avlagringar osv. p.g.a. plötsliga flödesvariationer och tryckstötar. Det som är intressant att notera är att vi även ser mycket stora partiklar som följer med ut till konsumenten under denna tidpunkt. 35

Kommentarer ledningsnät Att dra några slutsatser om vad som händer i ledningsnätet är svårare än inne på vattenverken. Anledningen är att det finns fler felkällor på ledningsnätet. Allt från rostavlagringar, ledningsnätets material, tryckskillnader, flödesvariationer, bildandet av biofilmer o s v. Trenden visar att vattenkvaliteten, vad gäller mikroskopiska partiklar, inte är densamma i ledningsnätet som det vatten som går ut från vattenverket. SLUTSATS Den orienterande undersökningen ger värdefull information om barriärverkan av olika behandlingsmetoder. Att avskilja partiklar i storleksintervall 2 µm borde var en riktlinje för att optimera processteg och därmed öka barriärverkan. Det är vår förhoppning att logreduktion i framtiden kan användas som ett mått på vattenverkens verkningsgrad. Målet borde vara minst en 3 logs reduktion av mikroskopiska partiklar. Logreduktionen kan användas som värdefull information vid riskbedömning av sannolik mikrobiell och parasitär sannolik kontaminering av dricksvatten. Ytvattenverk med en enkel vattenbehandlings metod är mycket utsatta för risker för mikrobiell och parasitär kontamination. Filterspolningens första filtrat utgör den största risken för kontaminering därför bör filterspolningens start och stop mycket noga bevakas. På ledningsnätet är risken stor vid plötsliga tryck- och flödesvariationer, att biofilm osv. lossnar och följer med ut till konsumenten. Därför bör även dricksvattnet på ledningsnätet kontrolleras on-line för att uppnå en säker vattenkvalitet. Oavsett om vattenverken har grundvatten, ytvatten eller konstgjord infiltration och oberoende av behandlingssteg bör on-line bevakning av vattenkvaliteten ske. 36

REFERENSER American Water Works Association, 2003. Fact Sheets, www.awwa.org/advocacy/pressroom/crypto.cfm. Anonym, 2003. www.biosci.ohio-state.edu/~parasite/giardia.html. Anonym, 2003. www.biosci.ohio-state.edu/~parasite/cryptosporidium.html. ASTM International, USA. Jan. 2000. ASTM F658-80. Standard Particle for Determining Counting and Size Accuracy of Liquid borne Particle Counter Using Near-Monodisperse Spherical Particulate Materials. Environmental Science & Engineering, 997. www.esemag.com/097/giardia.html. Guerra, Joe. 200. Plant Fine Tunes Filtration Performance with On-Line Water Particle Counter. San Francisco Water Department. Hansen, Anette, Stenström, Thor-Axel. 200. Seminarium om Parasitära Protozoer i Vatten. Anordnat av Anette Hansen, Thor-Axel Stenström, SMI. Hargesheimer, Erika E., Lewis, Carrie M. 995. A Practical Guide to On-Line Particle Counting. Project No #835. The City of Calgary Waterworks Division. http://www.awwarf.com/research/topicsandprojects/execsum/835.aspx. ISO 7:999. 999. Hydrolic Fluid Power Calibration of Liquid Particle Counters. www.iso.ch. International Organization for Standardization, Schweiz. JIS B 9925:997 (E). okt. 998. Light Scattering Automatic Counting for Liquid. Japanese Industrial Standard. Japanese Standards Association, first English edition. Kleine, Rolf, Barth, Clemens. 2000. Particle Counters for Drinking Water Treatment Counting Accuracy and Calibration Methods. Föredrag på IFW, Berlin. s.. Palmér Rivera, Marika. Juni 2000. Partikelräkning en litteraturstudie, rapport nr. 22, s. 2. Stockholm Vatten. Putnam, Susan W., Wiener, Jonathan Baert. 995. http://www.waterandhealth.org/drinkingwater/2749.html. Harvard University Press, Cambridge, London, England. Rosén, Lars, Friberg, Joanna. 2003. Påverkan på säkerheten i vattenförsörjningen från standbetande nötkreatur fallstudie Göta Älv. VA-Forsk rapport nr. 2003-36. 37

Stenström, Thor-Axel, Hansen, Anette. 998. Kartläggning av Cryptosporidium och Giardia i svenska ytvattentäkter. Smittskyddsinstitutet och Livsmedelsverket. INTRESSANTA ARTIKLAR Assessment of On-line Particle Counters for Routine Control of Microbial Pathogens at Water Treatment Plants, Report No WSAA 53. October 999. http://www.fwr.org/wsaa/wsaa53.htm. Broadwell, Mike. 200. A Practical Guide to Particle Counting for Drinking Water Treatment. Lewis Publishers, Boca Raton, London, New York, Washington D.C. EPA Proposes Drinking Water Rules to Reduce Illness, Cancer Risks. July, 2003. U.S. Environmental Protection Agency. http://www.epa.gov/newsroom/headline2_073.htm. Hall, Tom, Croll, Brian. 997. Particle counters as tools for managing Cryptosporidium risk in water treatment. Water Science and Technology Vol. 36, No. 4, s. 43 49. IWA Publishing 997. McTigue, Nancy E., Cornwell, David A. The Use of Particle Counting for the Evaluation of Filter Performance. Environmental Engineering & Technology, Inc. http://www.spectrex.com/a_use_particle.htm. MMWR Weekly. August 2, 994/43 (3); 56-563. Cryptosporidium Infections Associated with Swimming Pools -- Dane County, Wisconsin, 993. http://www.cdc.gov/epo/mmwr/preview/mmwrhtml/00032242.htm. Okänd. How particle counting can improve water quality. Research Applications: Research in Use. January 2000. AWWA Research Foundation. http://www.awwarf.com/newsandevents/publications/researchapps/particle.aspx. Zeilig, Nancy. 999. Particle counter useful tools despite imperfections. Journal AWWA. American Waterworks Association. http://www.awwa.org/communications/archives/999/may/ms5part.cfm. 38