Vattenburna smittor hur kan vi hjälpas åt för att bedöma och hantera risker? Verktygslåda för fekal källspårning på laboratorium och i fält Avlopps? rening Vattentäkt
Bakgrund Förorenat råvatten är ofta en given omständighet vid dricksvattenburna sjukdomsutbrott Föroreningsbilden av råvattentäkter är oftast komplex Antal vattenverk 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Ja Nej Vet ej Inget svar Potentiell föroreningskälla
Bakgrund Befintliga indikatorer för fekal påverkan (koliformer, E. coli, Enterokocker, C. perfringens) är trubbiga och avslöjar inte vilken typ av förorening det rör sig om Befintliga mätmetoder är oftast långsamma och en indikation om förorening kan komma efter flera dagar Brist på kunskap om föroreningskällors påverkan leder till konflikter i vardagen (förebyggande arbete och vattenskydd) och vid kris (vem är den skyldige?)
Projektets syften Att identifiera metoder och markörer som, var för sig eller i kombination, med hög känslighet urskiljer och specificerar olika typer av fekala föroreningskällor Att verka för att dessa metoder och markörer ska kunna nyttjas som verktyg både proaktivt och vid kris
Målsättning Fekal förorening Ingen fekal förorening Kommunalt avlopp Enskilt avlopp Humanfekalier Orenat avlopp Slam Djurfekalier Tamdjur Dagvatten Vilda djur Nöt Får Svin Hund Kyckling Häst Fåglar Vildsvin Betesmark eller gödsel Gäss Duvor Måsar
Källspårningsstrategier Kemisk analys Fluorescencebaserad analys Mikrobiell källspårning Vattenprov Metagenomik Understödjande referensanalys av indikatorer och patogener
Kemisk analys Metod: Vattenprov Rening och koncentrering (1 l -> 100 µl) med Solid Phase Extraction (SPE) Masspektrometri för detektion och kvantifiering (LC-MS/MS) Målmarkörer: Djur- och humanspecifika läkemedel och hormoner samt ämnen som förekommer i foder/livsmedel, hygienprodukter, bekämpningsmedel mm
Kemisk analys Främsta fördelar: - Analysen är snabb och billig - Analysen har hög känslighet och är kvantitativ - Multipla parallella analyser medges Främsta begränsningar: - Svårt att finna substanser som härrör från en specifik typ av föroreningskälla - Svårt att finna substanser som alltid återfinns i en typ av föroreningskälla - Utrustningen är dyr och kan begränsa antalet analyslab
Fluorescencebaserad analys Metod: l e n g t h ( n m ) a v e E x c i t a t i o n W 440 420 400 380 360 340 320 300 4. 740E + 04 3. 580E + 04 2. 420E + 04 1. 260E + 04 1000 280 260 Vattenprov 20 ml t h ( n m ) l e n g a v e t i o n W i t a E x c 440 420 400 380 360 340 320 300 300 350 400 450 500 550 600 E m is s io n W a v e le n g t h ( n m ) 2. 380E + 05 1. 790E + 05 1. 200E + 05 6. 100E + 04 2000 Tillsats av fluorofor Analys med fluorescencespektrofotometer 280 260 300 350 400 450 500 550 600 E m is s io n W a v e le n g t h ( n m ) Fluorescencespektra Målmarkörer: Aminosyror, nukleinsyra, optical brightners
Fluorescencebaserad analys Främsta fördelar: - Analysen är snabb och billig - Små provvolymer krävs - Möjlighet att använda bärbar sond för mätning i fält Främsta begränsningar: - Analysen ger bara generellt svar angående mikrobiell förorening - Humusämnen kan ge hög bakgrundsfluorescence - Bärbar sond är begränsad till mätning av specifika våglängder
Mikrobiell källspårning Metod: Vattenprov 50-60 l Ultrafiltrering Odling och/eller qpcr Sekundärkoncentrering Målmarkörer: Bakterier, virus och bakteriofager som är specifika för tarmfloran hos olika djur och människor samt mitokondrie-dna
Mikrobiell källspårning Främsta fördelar: - Stort urval av välkaraktäriserade målmarkörer - Stor mängd referensdata och utarbetade metoder för att bedöma föroreningskällors relativa bidrag - Mikrobiologiska lab har kapacitet att hantera många av analyserna med befintlig utrustning Främsta begränsningar: - Metodiken relativt arbetsintensiv och i vissa fall tidskrävande - Begränsningar rörande känslighet och specificitet - Inhibitorer i vattnet
Metod: Metagenomik Vattenprov 50-60 l Ultrafiltrering Sekvensering Föramplifiering Profiler över genetiskt innehåll Målmarkörer: Bakterier, virus och bakteriofager som är specifika för tarmfloran hos olika djur och människor samt mitokondrie-dna
Metagenomik Främsta fördelar: - Ger överblick med avseende på total mikroflora eller sammansättning av genetiskt material i ett prov - Ger överblick av sammansättning inom en viss grupp av mikroorganismer eller typ av genetiskt material - Möjliggör identifiering av nya markörer Främsta begränsningar: - Kräver relativt dyr utrustning och specialistkompetens - Bearbetning av resultat är tidskrävande
Nuläge i projektet Test och optimering av metoder på råvatten och ultrafiltreringseluat Spikningsförsök med prover från fekaliebibliotek Urval av ytterligare provtagningsplatser för fortsatta analyser
Inblandade SLV: Rikard Dryselius, PL Caroline Dirks, PL Heidi Pekar Magnus Simonsson Karin Jacobsson FOI: Mats Forsman, PL Andreas Sjödin Anna Macellaro Edvin Karlsson SVA: Jacob Ottoson, PL Harri Ahola Josefine Elving Mats Isaksson Karin Troell UU: Dolly Kothawala, PL + en rad kompetenta personer från flera vattenverk