Faktorer som påverkar bakteriediversiteten och -sammansättningen i kommunalt dricksvatten i Ohioflodens avrinningsområde.
Av: Kenneth M Persson
Dricksvatten påverkas av mikroorganismer. Katharina Lührig disputerade i Lund i maj på en avhandling om hur biofilmens sammansättning ändras i ledningsnätet vid olika dricksvattenkvaliteter (Lührig, 2016). Hennes resultat visade att biofilmen å ena sidan var tämligen stabil men å andra sidan varierade i detaljsammansättning från plats till plats, beroende på lokala miljöfaktorer, som ledningsnätsmaterial, temperatur eller flödeshastigheter i ledningen. Biofilmen i de undersökta dricksvattenledningarna dominerades av några få grupper mikroorganismer, där färre än tio arter svarar för mer än 90% av biomassan. På lokal nivå skilde sig alltså biofilmen åt, så att Malmös nät hade en annan sammansättning än Lunds, som var annorlunda än Landskronas.
För att undersöka biofilmer behövs prover från insidan av röret, eftersom det är där som biofilmen växer. Men ett annat och mindre komplicerat sätt att mäta bakteriekvalitet är att göra som man alltid gjort och ta prover på själva vattnet. Stanish och medarbetare (2016) ville inventera vattenkemi och vattenmikrobiologi i kommunala dricksvattennät i ett område inom Ohioflodens övre avrinningsområde i östra USA i delstaterna Ohio, Pennsylvania, West Virginia och Kentucky. Inventeringen inriktades specifikt mot små och medelstora ledningsnät för 3000 till 50000 kunder. Dessa ledningsnät brukar inte vara föremål för fördjupade studier, men enligt författarna representerar dessa 98% av alla allmänna dricksvattennät i USA.
Studien
Studien omfattade 17 olika dricksvattennät i Ohioflodens område. Tidigare forskning har visat att många faktorer, inklusive anläggningens utformning och materialval, desinfektionsmetod och desinfektionsdos, råvatten och beredningstekniker i vattenverket, vattnets uppehållstid i ledningsnätet, ledningsnätets hydraulik och vattenkemi kan påverka den mikrobiella ekologin i vattenledningen. Med tanke på att ett så brett spektrum av externa faktorer har betydelse för vilken mikrobiell sammansättning ett vatten har, kanske det känns som överkurs att bestämma vilka mikroorganismer som finns in dricksvattnet. Men vägen framåt är ändå att utföra omfattande mätningar och sammanställa data från många olika slags ledningsnät för att därefter kunna utvärdera, bland annat med omfattande statistik bearbetning, vad som har stor och mindre stor betydelse för den mikrobiella ekologin i ledningen. Komplexa frågor kan ibland kräva jobb innan svaren kan formuleras.
Från varje ledningsnät av de 17 utvalda i studien valdes fem olika provplatser ut, men företrädelsevis från tappkranar som kunde nås av allmänheten. Alla prover togs efter att vattnet hade spolats så länge att vattentemperaturen som uppmättes var stabil under minst en minut. Totalt och fritt klor mättes på provtagningsplatsen, liksom vattentemperatur, löst syre, pH och konduktivitet. Övriga parametrar mättes i laboratorium. Från de 85 mikrobiella proven kunde 67 användas till efterföljande 16s RNA-sekvensering. De 18 prover som inte kunde användas förklarades delvis med att de hade höga restaluminiumhalter.
I femton av ledningsnäten användes bara klor för desinfektion, medan två nät också använde monokloramin för kompletterande desinfektion under mars – oktober.
Sammantaget dominerades vattenproverna av färre än 10 olika arter (taxa). Där fanns främst Mycobacterium spp. (Aktinobakterier), MLE1-12 (fylum Cyanobakterier), Metylobacterium spp. och sphingomonads. Cyanobakterien hade ingen fotosyntesförmåga kvar. Resultaten från undersökningen visade också att den bakteriella variationen ökade med stigande klordos. När klordosen ökade förändrades också den mikrobiella sammansättningen i vattnet, genom att de vanligaste Alfaproteobacteria och Betaproteobacteria minskade något i antal till förmån för Firmicutes och Gammaproteobacteria. Speciellt för kloraminbehandlade nät dominerade mikroorganismer som tar del av nitrifieringsprocesser och redox-reaktioner med järn. Forskarna diskuterar att ett högre omvandlingstryck från kraftig klorering ger oxidativ stress, som kan ge plats för flera olika arter. Men kraftigare klorering ger även en större bredd av mer eller mindre oxiderat kol i vattnet. Större mängd substrat av mycket skiftande sammansättning borde kunna gynna uppkomst av mera mikrobiell tillväxt också i dricksvattenledningar.
Slutsatser
Forskarnas resultat skiljer sig på så sätt inte särskilt från tidigare mätningar. Att kvävebalansen har betydelse för mikroorganismer är uppenbart och det verkar gå att identifiera specifika förändringar i förhållandet mellan ammonium, nitrit och nitrat i vattnet. Dessa förändringar drivs av ändrad mikrobiell aktivitet hos kvävekänsliga bakterier. Vi kanske kommer att kunna använda on-linemätare för att övervaka nitritproduktionen i vatten som en viktig indikator för hur ledningsnätets mikroflora mår? Mer forskning behövs men lita på att fortsättning följer!
Källa: Lee F. Stanish, Natalie M. Hull, Charles E. Robertson, J. Kirk Harris, Mark J. Stevens, John R. Spear, Norman R. Pace (2016): “Factors Influencing Bacterial Diversity and Community Composition in Municipal Drinking Waters in the Ohio River Basin, USA”. PLOS ONE, DOI:10.1371/journal.pone.0157966 June 30, 2016
