Förekomst och årstidsvariationer av tarmvirus i grundvatten har kartlagts i en nyligen publicerad artikel. Förekomst av dessa virus i vatten orsakar ett stort antal sjukdomsfall världen över. Undersökningen har gjorts under en hydrologisk cykel för att mikrobiologiska risker varierar med årstid. Ett eventuellt samband mellan förekomst av virus och indikatorbakterier har också kartlagts.
Av: Thor Wahlberg
Virus koncentrerades på plats genom filtrering av grundvatten. Extraherad viral nukleinsyra analyserades med qPCR eller RT- qPCR**. Vattenprover togs från åtta olika akvifärer. I sju av dem påträffades viral nukleinsyra. De mest förekommande var Hepatit A virus, Norovirus och Hepatit E. Att virus kan överleva långa tider i den mättade delen av grundvattenmagasin är välbekant i andra studier där till exempel adenovirus kunde överleva under mer än ett års tid. Ökad naturlig eller inducerad infiltration kunde kopplas till ökade virushalter i grundvattnet snarare än att virus kan överleva långa tider i den mättade grundvattenzonen. Studien redogör för den relativt höga förekomsten i några av Englands största akvifärer. Författarna menar och har stöd i andra studier att förhållandena är likartade i motsvarande miljöer i Europa.
Metoder
Åtta olika platser valdes ut vid tre olika typer av akvifärer. Den första var i en kritkalksten vilken med sin storlek gör den till det största magasinet för grundvatten i nordvästra Europa. Den har en porositet och horisontella sprickor. Den andra var i en sandsten med högre primär porositet och sekundär porositet. Grundvatten följer preliminärt den porösa sandstenen och till en mindre del sprickor i sandstenen. Den tredje platsen valdes ut i en kalksten. Det större grundvattenflödet går där i spricksystem vilket förväntas ge korta uppehållstider. Totalt två naturliga källor och sex brunnar nyttjades för provtagning. Grundvattennivån låg genomgående ca 10 m under markytan. Överliggande lager bestod av grus/sand eller silt/lera. Omkring provtagningsplatserna var det antingen lantlig miljö med jordbruksmark eller urbana områden med förmodade läckande avloppsledningar som den primära källan till virus. Platserna numrerades 1 till 8 efter förekomsten av E. coli och totala Koliforma bakterier, från plats med högsta cfu/ml till lägst.
Provtagningsplats 1 hade högst förekomst. Provtagning utfördes vid fyra tillfällen som representerade olika hydrologiska situationer och med varierande mikrobiella risker. Första tillfället på våren med sjunkande grundvattennivåer och låg mikrobiell risk. Andra tillfället mitt i sommaren med kortvarig kraftig nederbörd. Tredje provtagningstillfället i början av oktober när påfyllnad av akvifärer sker med ihållande nederbörd. Fjärde och sista provtagningen gjorde i januari när grundvattennivåer är höga och utflödet högt. Extraktion, koncentration och analys av virus gjordes med en validerad metod. Vid varje provtagning filtrerades i snitt 886 liter grundvatten. Filtren togs till ett laboratorium där viral nukleinsyra löstes ut ur filtren. Analys av viral nukleinsyra utfördes med qPCR eller omvänd RT-qPCR. Sju virus analyserades det specifikt för och det var Hepatit A, Norovirus GI och GII, Hepatit E, Adenovirus, Rotavirus och Enterovirus. Samtidigt om prover för analyser av virus togs så provtogs och analyseras E. coli och Koliforma bakterier. Förutom dessa analyser så inhämtades alla mikrobiella analyser som togs av respektive vattenproducent. Deras ordinarie provtagning var omfattande under perioden och hjälpte till att underbygga den statistiska bearbetningen.
Resultat och diskussion
Virus detekterades i sju av åtta provtagningsplatser och i 31 % av de totala analyser som gjordes. I 7 % av analyserna detekterades flera olika virus. Det mest förekommande var Hepatit A (17 % av proverna) och därefter Norovirus GI (14 % av proverna). Norovirus GI var det enda virus som detekterades vid flera provtagningstillfällen vid samma plats. Antalet detekterade virus ökade markant från provtagningstillfälle i oktober och januari jämfört med vår- och sommarprover. I både urban och lantlig omgivning förekom virus, dvs i samtliga typer av akvifärer. Positiva prover, dvs med viral nukleinsyra, var alla kopplade till stigande grundvattennivåer och utökat utflöde från de källor som provtogs. Varken E. coli eller Koliforma bakterier hade en hög positiv korrelation med förekomst av virus. Det är därmed osäkert att använda indikator organismer för att tydligt förutsäga förekomst av virus i grundvattnet.
Hepatit A är globalt en vattenburen sjukdom. I England är det en förhållandevis liten förekomst bland befolkningen men ändå det mest frekventa virus i denna studie. Det finns andra studier som tyder på att Hepatit A är underrapporterad. Hepatit E är en sakta växande virusinfektion bland befolkningen i höginkomstländer. I världen totalt smittas ca 20 miljoner årligen. Källor för virus i grundvatten är avrinning från åkrar med svingödsel- och infiltrerat avloppsvatten. Konsumtion av dricksvatten kan vara en källa till Hepatit E. Norovirus är orsaken till ca 20 % av alla insjuknanden i akut magsjuka och är den mest förekommande orsaken till utbrott relaterad till konsumtion av grundvatten. I England insjuknar ca 3 miljoner per år och de allra flesta under perioden november till april. I denna undersökning är det under denna period som antalet prover med Norovirus GI är som flest. Det är begränsat med belägg för att Norovirus överlever under långa perioder i grundvattenmagasin. i denna studie och likande i USA så sammanfaller dess förekomst med ökad infiltration av ytvatten. I studien påträffades virus på 60 meters djup i sandstensakvifären och kan ha transporterats genom porerna i sandstenen.
Slutsatser
Den periodiska förekomsten av viral nukleinsyra i merparten av de akvifärer som används för dricksvattenförsörjning och en rad mikrobiologiska risker i på urbana områden och landsbygd visar på en omfattande säsongsmässig risk för virus i grundvatten vilket används för dricksvattenförsörjning. De större publika vattenverken har beredningssteg för att klara av att producera och distribuera ett tjänligt dricksvatten. Däremot i mindre anläggning och privata brunnar finns det hälsorisker med virus. För att kunna minska dessa risker används WSP (Water Safety Plans) vilka kräver en kartläggning av till exempel källor för virus och var och när grundvatten infiltreras, transporten i akvifärer, virusöverlevnad och livskraft.
Egna reflexioner
Grundvatten ses ofta som mikrobiologiskt säkert. Denna studie visar på förekomst av virus och därmed behovet av fungerande mikrobiologiska barriärer i all beredning av dricskvatten.
*) Enteriska virus är den vanligaste orsaken till infektiös gastroenterit (infektion i magtarmkanalen) hos såväl barn som vuxna. De sprids via kontaminerat livsmedel och vatten.
**) RT-qPCR är PCR med omvänd transkription. Tekniken är vanlig för att undersöka genuttryck på RNA-nivå.
Källa: James P.R. Sorensen, Phil Aldous, Sarah Y. Bunting, Susan McCally, Barry R. Townsend, Megan J. Barnett, Tessa Harding. Seasonality of enteric viruses in groundwater-derived public water resources. Water Research 207 (2021). Open access.
