Biofilmens funktion och korrelation med dricksvattenkvalitén betydelsen för vattenkonsumenterna i Varberg Alexander Keucken, Ph.D. Caroline Schleich Nationella dricksvattenkonferensen, Västerås 23.10.2018
Samarbetsprojekt Sandy Chan, Catherine J. Paul, Peter Rådström Moshe Habagil, Sven-Erik Eriksson, Ingemar Svensson Kristjan Pullerits, Kenneth M. Persson
Ledningsnätet före och efter UF Schematisk bild av ett ledningsrör före och efter UF: Grön färg visar biofilmen och (B) står för de mikroorganismer som frisätts från biofilmen. Blå pilar (A) representerar de mikroorganismer som passerat vattenverket. Efter UF: Enbart mikroorganismer från ledningsnätets biofilm Lågmolekylärt organiskt kol som passerar vattenverket
Sammanfattning Inga påtagliga kvalitetsförsämringar vid övergången till nytt vatten Inga indikationer på rubbning av biofilmen (lossning av biofilm) Observationer många olika faktorer påverkar bakterieantalet (t. ex. vattentemperatur, uppehållstider, ledningslängd )
Den mikrobiella floran Analysbegränsningar
Vad är flödescytometri? Flöde = flod Cyto = cell Metri = mätning Mätning av celler i en vätska Möjlighet att undersöka vattenprover snabbt och precis!
[bakterier/ml] Syfte 800000 Lofta 600000 Drinking water Kvarnagården 400000 Trönningenäs PST 5 Hoega Derom Getterön WWTP 200000 Bläshammar school Tofta 0 sep-16 dec-16 apr-17 jul-17 okt-17 jan-18 maj-18 Kvarnagården WTP TrPS5 BlaSc Tronn Masar Godst Kartläggning av basvärden m.h.a. flödescytometri (FCM) för alla strategisk intressanta punkter i ledningsnätet Övervakning av vattenkvalitén och early warning system Förkortning Provtagningspunkt GV_TU Bjork Björkäng TRS BlaSc Bläshammar skola Derom Derome TRS DWKva Drinking water Kvarnagården FeeUF Feed water UF Godst Gödestad TRS GV_TU Getterön WWTP, TU-kontor Himle Himle TRS Hunst Hunnestad TRS Lofta Löftaskog TRS Hoega Höga TRS Masar Måsarp TRS PerUF Permeate UF Roto1 Rolfstorp 1 TRS Tofta Tofta PST Tronn Trönninge utanför dagis TrPS5 Trönningenäs PST 5 Tvaak Tvååker TRS DWKva FeeUF PerUF Hunst Himle Tvaak Bjork Roto1
Ledningslängd 65.400 Längre avstånd från vattenverket = mer bakterier 5.500 6.200 Undantag: Höga, Derome och Tvååker 15.700 Lågt bakterieantal trots längre avstånd till vattenverket 2.900 1.600 3.000 2.300 300 24.400 34.700 76.100 48.900 bakterieantal 10.000 celler/ml Kvarnagården WTP 72.400 bakterieantal 10.000 50.000 celler/ml bakterieantal 50.000 celler/ml 11.800 113.200 Mätningar i slutet av april 18
Vattenålder 65.400 Derome, Höga och Tvååker: långt avstånd till vattenverket men kort uppehållstid Höga: Huvudledning till kärnkraftverket Ringhals 5.500 15.700 6.200 Derome och Tvååker: stamledningar till större tätorter med högre förbrukning 2.900 1.600 3.000 2.300 950..000 300 24.400 34.700 48.900 76.100 Längre uppehållstid = fler bakterier 72.400 Uppehållstid [h]: 11.800 0 24 24 48 48 168 113.200 Mätningar i slutet av april 18
Fingeravtryck av olika provpunkter Vattenålder 0 24 h LNA HNA Tänkbar korrelation mellan högre vattenålder och förekomsten av ett ytterligare kluster av bakterier 24 48 h 48 168 h LNA Low nucleic acid HNA High nucleic acid
Inverkan av vattentemperatur Lofta 8 Varierande bakteriell tillväxt Liknande temperaturökning medför inte samma tillväxt Hoega 3 Derom 5 Inte bara totalantal celler kan förändras utan även fingeravtrycket Ökning vattentemperatur [ C]: 3 4-7 8 Ökning bakterieantalet med faktor: 2 2 3 3 4 4 Förkortning Provtagningspunkt TrPS5 GV_TU Bjork Björkäng TRS BlaSc Bläshammar skola Derom Derome TRS DWKva Drinking water Kvarnagården FeeUF Feed water UF Godst Gödestad TRS GV_TU Getterön WWTP, TU-kontor Himle Himle TRS Hunst Hunnestad TRS Lofta Löftaskog TRS Hoega Höga TRS Masar Måsarp TRS PerUF Permeate UF Roto1 Rolfstorp 1 TRS Tofta Tofta PST Tronn Trönninge utanför dagis TrPS5 Trönningenäs PST 5 Tvaak Tvååker TRS 7 BlaSc Mätperiod: april augusti 18 3 Tofta 9 Tronn DWKva 9 Masar 7 1 Godst Hunst Himle Tvaak Bjork 10 8 10 8 6 6 Roto1 10
Provtagningspunkt: Måsarp 27.04.18 LNA Temp.: 5,3 HNA apr - 18 16.07.18 6,0 8,4 maj - 18 9,8 10,4 11,8 jun - 18 24.07.18 12,1 12,9 13,5 jul - 18 20.09.18 14,1 14,6 14,9 sep - 18 14,4 14,3
Online övervakning - BactoSense Online övervakning av vattenkvalitén på Kvarnagården VV (utgående vatten) Kompakt fältinstrument Mätning av TCC och andel HNA TCC = Total cell count
Nästa steg Fortsätta med systematiskt provtagningsprogram för kartläggning av basvärden (för olika årstider) Online övervakning i ledningsnätet (ev. implementering av kvalitetsmätningar) Kontrollerad utfasning av kloramin m.h.a. FCM
Praktisk FCM-implementering i Schweiz Förordning **TBDV Standard ISO Norm Schweiz Metodsamling *SVGW Sverige Praxis Metodbeskrivning Erfarenheter Bedömningskriterier Forskning *SVGW = Schweizerischer Verein des Gas- und Wasserfaches **TBDV = Verordnung des EDI über Trinkwasser sowie Wasser in öffentlich zugänglichen Bädern und Duschanlagen
Tack för uppmärksamheten!
Bakgrundsinfo
Flödescytometri Cellräknare Analysera en bakterie åt gången Räkna alla bakterier genom att färga DNA:et Ingen odling behövs Florans fingeravtryck Baserad på mängden DNA varje bakterie har
Intensiteten av rött ljus Intensiteten av rött ljus Mätning SYBR Green I: - absorbera blått ljus - emittera grönt ljus Propidium Iodide: - absorbera blått ljus - emittera rött ljus Intensiteten av grönt ljus Totalantalet bakterier Intensiteten av grönt ljus Antalet levande bakterier
[TCC/ml] [ C] Provtagningspunkt: Måsarp 120000 16 100000 14 12 80000 10 60000 8 40000 6 4 20000 2 0 2018-04-01 2018-05-01 2018-06-01 2018-07-01 2018-08-01 2018-09-01 2018-10-01 0 TCC Temperature
Mätjämförelse mellan olika instrument [TCC/ml] 800 700 600 500 400 BD Accuri BactoSense 300 200 100 0 jun-18 jun-18 jul-18 aug-18 aug-18 sep-18 okt-18 okt-18 Jämförelse resultat BD Accuri och BactoSense (Dricksvatten Kvarnagården) BactoSense Mätområde: TCC 1000 2 Million celler/ml Detektionsgräns: 100 5 Million celler/ml BD Accuri C6 Plus Mätområde: TCC 1000 10 Million celler/ml
Kvarnagårdens vattenverk före och efter UF Avskiljningen av mikroorganismer (>20 nm) och 50 % av naturligt, framförallt högmolekylärt organiskt kol