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