Post on 19-Jan-2021
transcript
Biofilmens funktion och korrelation med
dricksvattenkvalitén– betydelsen för
vattenkonsumenterna i Varberg
Alexander Keucken, Ph.D.
Caroline SchleichNationella dricksvattenkonferensen, Västerås
23.10.2018
Samarbetsprojekt
Moshe Habagil, Sven-Erik Eriksson, Ingemar Svensson
Sandy Chan, Catherine J. Paul, Peter Rådström
Kristjan Pullerits, Kenneth M. Persson
Ledningsnätet före och efter UF
Efter UF: ▪ Enbart mikroorganismer från ledningsnätets biofilm▪ Lågmolekylärt organiskt kol som passerar
vattenverket
Grön färg visar biofilmen och (B) står för de mikroorganismer som frisätts från biofilmen.
Blå pilar (A) representerar de mikroorganismer som passerat vattenverket.
Schematisk bild av ett ledningsrör före och efter UF:
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 floranAnalysbegränsningar
Vad är flödescytometri?
▪ Flöde = flod
▪ Cyto = cell
▪ Metri = mätning
→Mätning av celler i en vätska
Möjlighet att undersöka vattenprover snabbt och precis!
Bjork
Tvaak
Himle
Hunst
Roto1
BlaSc
Masar
Derom
Lofta
GV_TU
TronnTrPS5
Tofta
DWKva
Hoega
Godst
▪ Kartläggning av basvärden m.h.a. flödescytometri (FCM) för alla strategisk intressanta punkter i ledningsnätet
▪ Övervakning av vattenkvalitén och early warning system
Syfte
Kvarnagården WTP
Förkortning Provtagningspunkt
Bjork Björkäng TRSBlaSc Bläshammar skola Derom Derome TRSDWKva Drinking water KvarnagårdenFeeUF Feed water UFGodst Gödestad TRSGV_TU Getterön WWTP, TU-kontorHimle Himle TRSHunst Hunnestad TRSLofta Löftaskog TRSHoega Höga TRSMasar Måsarp TRSPerUF Permeate UFRoto1 Rolfstorp 1 TRSTofta Tofta PSTTronn Trönninge utanför dagisTrPS5 Trönningenäs PST 5Tvaak Tvååker TRS
FeeUF
PerUF
0
200000
400000
600000
800000
sep-16 dec-16 apr-17 jul-17 okt-17 jan-18 maj-18
[bak
teri
er/m
l]
Drinking waterKvarnagården
TrönningenäsPST 5
Getterön WWTP
Bläshammarschool
113.200
11.800
72.400
48.900
76.100
3.000
24.400
6.200
65.400
1.600
2.900
15.700
300
5.500
34.700
▪ Längre avstånd från vattenverket = mer bakterier
▪ Undantag:
▪ Höga, Derome och Tvååker
▪ Lågt bakterieantal trotslängre avstånd tillvattenverket
Ledningslängd
bakterieantal ≤ 10.000 celler/ml
bakterieantal 10.000 –50.000 celler/ml
bakterieantal ≥ 50.000 celler/ml
Kvarnagården WTP
2.300
Mätningar i slutet av april 18
5.5006.200
11.800
113.200
11.800
72.400
48.900
76.100
24.400
6.200
65.400
1.600
2.3002.900
950..000
15.700
300
5.500
34.700
▪ Derome, Höga och Tvååker: långt avstånd till vattenverket men kort uppehållstid
▪ Höga: Huvudledning till kärnkraftverket Ringhals
▪ Derome och Tvååker: stamledningar till större tätorter med högre förbrukning
▪ Längre uppehållstid = fler bakterier
Vattenålder
3.000
Mätningar i slutet av april 18
Uppehållstid [h]:
0…2424…48
48…168
5.5006.200
11.800
Fingeravtryck av olika provpunkter
Tänkbar korrelation mellan högre vattenålder och förekomsten av ett ytterligare kluster av bakterier
Vattenålder
0 … 24 h
24 … 48 h
48 … 168 h
LNA HNA
LNA – Low nucleic acidHNA – High nucleic acid
Bjork
Tvaak
Himle
Hunst
Roto1
BlaSc
Masar
Derom
Lofta
GV_TU
TronnTrPS5
Tofta
DWKva
Hoega
Godst
Inverkan av vattentemperatur
Förkortning Provtagningspunkt
Bjork Björkäng TRSBlaSc Bläshammar skola Derom Derome TRSDWKva Drinking water KvarnagårdenFeeUF Feed water UFGodst Gödestad TRSGV_TU Getterön WWTP, TU-kontorHimle Himle TRSHunst Hunnestad TRSLofta Löftaskog TRSHoega Höga TRSMasar Måsarp TRSPerUF Permeate UFRoto1 Rolfstorp 1 TRSTofta Tofta PSTTronn Trönninge utanför dagisTrPS5 Trönningenäs PST 5Tvaak Tvååker TRS
8
10
9
53
87
9
1
3
7
8
10
10
6
6
Ökning bakterieantalet med faktor:
≤ 2
2 – 3
3 – 4
≥ 4
▪ Varierande bakteriell tillväxt
▪ Liknande temperaturökning medför inte samma tillväxt
▪ Inte bara totalantal celler kan förändras utan även fingeravtrycket
Ökning vattentemperatur [°C]:
≤ 3 ≥ 84 - 7
Mätperiod: april – augusti 18
Provtagningspunkt: Måsarp27.04.18
24.07.18
16.07.18
20.09.18
LNA HNA
apr - 18
maj - 18
jun - 18
jul - 18
sep - 18
5,3
6,0
8,4
9,8
10,4
11,8
13,5
12,9
12,1
14,4
14,3
14,1
14,6
14,9
Temp.:
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
Forskning
PraxisMetodbeskrivning
ErfarenheterBedömningskriterier
Metodsamling*SVGW
StandardISO Norm
Förordning**TBDV
Schweiz
Sverige
*SVGW = Schweizerischer Vereindes 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
Mätning
Totalantalet bakterier Antalet levande bakterier
SYBR Green I:- absorbera blått ljus - emittera grönt ljus
Intensiteten av grönt ljus
Propidium Iodide:- absorbera blått ljus - emittera rött ljus
Inte
nsi
tete
n a
v r
ött
lju
s
Intensiteten av grönt ljus
Inte
nsi
tete
n a
v r
ött
lju
s
Provtagningspunkt: Måsarp
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
2018-04-01 2018-05-01 2018-06-01 2018-07-01 2018-08-01 2018-09-01 2018-10-01
[°C
]
[TC
C/m
l]
TCC Temperature
0
100
200
300
400
500
600
700
800
jun-18 jun-18 jul-18 aug-18 aug-18 sep-18 okt-18 okt-18
[TC
C/m
l]
BD Accuri
BactoSense
Mätjämförelse mellan olika instrument
Jämförelse resultat BD Accuri och BactoSense (Dricksvatten Kvarnagården)
BactoSenseMätområde: TCC 1000 – 2 Million celler/mlDetektionsgräns: 100 – 5 Million celler/ml
BD Accuri C6 PlusMätområde: 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