Prest och medarbetare (2014) har i en studie undersökt hur bakteriesammansättningen i vattenprover ändrades i ett fullskaligt ledningsnät från vattenverket till olika provtagningspunkter ute i nätet. De tog 52 dricksvattenprover från vattenverk och ledningsnät och mätte dessa prover med flödescytometri och massekvensering.
Av: Kenneth M Persson
Det har traditionellt sett varit svårt att förstå i detalj hur den mikrobiella dricksvattenkvaliteten ser ut och hur den ändrar sig med tiden och längs med ledningsnätet. Dricksvattenkvaliteten mäts typiskt genom att ta vattenprover från fritt flytande vatten. Vad som finns på insidan av vattenledningsväggen varit okänt. Någon gång kan rost, kalk, eller mörkbruna rester av mangandioxid släppa, men hur kopplingen mellan dessa symptom och statusen på vattenledningen ser ut har varit svår att uttala sig om. Men forskningen går framåt.
Flödescytometri är en snabbmetod för att studera totalantalet celler i prover, till exempel från dricksvatten. Flödescytometri testas för fullt på svenska vattenverk och ett SVU-projekt kommer att redovisas snart (SVU 12-113, projektledare Johanna Samuelsson vid Trollhättan Energi). Varianter på 16S rRNA-pyrosekvensering, eller på svenska massekvensering, är ett sätt att antalsbestämma och artbestämma mikroorgansimer i mikrobiella prover. Ett massekvenseringsprojekt för skånska dricksvatten är redovisat i SVU-rapporten 2013-08 (Om mikrobiella förändringar i dricksvattenledningsnät) och ett annat är pågående med redovisning nästa år (SVU 12-121, projektledare Peter Rådström vid Lunds Universitet). Den senare undersöker relationen mellan biofilmens sammansättning i ledningsnätet och vattnets kemiska och mikrobiella kvalitet.
Studien
Teknikerna är dock knappast unikt svenska, snarare tvärtom är de högintressanta i den vetenskapliga världen globlat sett. Prest och medarbetare (2014) har i en mycket intressant studie undersökt hur bakteriesammansättningen i vattenprover ändrades i ett fullskaligt ledningsnät från vattenverket till olika provtagningspunkter ute i nätet. De tog 52 dricksvattenprover från vattenverk och ledningsnät och mätte dessa prover med de moderna metoderna. Samtidigt jämförde de med parallella mätningar där de använde traditionell teknik.
Studien utfördes på Kralingens vattenverk i Rotterdam, Nederländerna, och dess ledningsnät. Kralingen distribuerar årligen 40 M m3 dricksvatten. Råvattnet är ett ytvatten som bereds till dricksvatten genom koagulering, flockning och sedimentering följt av ozonbehandling, tvåmediefilterfiltrering och slutligen biologiskt aktivtkolfiltrering. Dricksvattnet desinficeras med en låg dos klordioxid (0,1 mg/L) med eftersom dricksvattnet samlas i en lågreservoar i vattenverket före distributionen, klingar restklorhalten av fullständigt innan vattnet distribueras på nätet. Prover togs på renat dricksvatten in till lågreservoaren samt ute på en plats i ledningsnätet. Prover samlades in från de två platser var femte minut under en timme. Denna procedur utfördes på morgonen från 8:00 till 9:00 och upprepade på eftermiddagen samma dag från 13:00 till 14:00, för att utvärdera förändringar av vattenkvaliteten i den korta tidsskalan (morgon eller eftermiddag). Uppehållstiden för vattnet i systemet från vattenverk till provtagningspunkt på nätet var ungefär två dagar, men man valde att inte ta hänsyn till detta vid provtagningen utan bara att jämföra prov från vattenverk med prov från ledningsnät. Vattnet fick rinna fritt i minst en timme före provtagning. Vattentemperaturen var 20,9 ± 0,1 ° C vid vattenverket och 22,7 ± 0,1 ° C i ledningsnätet. Vattenproven transporterades på is, lagrades vid 4 ° C fram till analys och bearbetas inom 24 timmar.
Med hjälp av de traditionella analysmetoderna för mikroorganismer (ATP-halt, som är en energirik förening cellerna använder i all sin metabolism och heterotrofa mikroorganismer odlade på agarplatta) verkade vattnet vara oförändrat från vattenverket till provtagningspunkten i ledningsnätet. Inga detekterbara förändringar i antal eller aktivitet gick att observera.
Men genom att kombinera flödescytometri (FCM) och 16S rRNA pyrosekvensering gick det att mäta hur den mikrobiella ekologin förändrades i distributionssystemet. FCM och pyrosekvensering visade tydligt att det skedde förändringar i den mikrobiella miljön i ledningsnätet. Med hjälp av FCM kunde de mäta en signifikant ökning av den totala bakteriecellkoncentrationen från 345 × 103 celler per milliliter till 425 × 103 celler per milliliter. De kunde också mäta den en ökning av andelen intakta bakterieceller från 39% till 53% från vattenverket till ledningsnätet. Det skedde en tydlig återväxt av bakterier i nätet, vilket visade sig i dricksvattenproverna.
Även den mikrobiella sammansättning ändrades. Vissa bakteriefamiljer (phyla) ökade tydligt, medan andra minskade. Proteobacteria ökade överlägset mest (75 000 celler per milliliter fler i nätet än i vattenverket) och Aktinobakterier minskade mest (15 000 celler färre per milliliter i nätet än i vattenverket). Dessa mätningar gick inte att storleksbestämma med de två metoderna var för sig. Men genom att kombinera antalsmätning med pyrosekvensering går det att följa den mikrobiella dricksvattenkvaliteten och ledningsnätets ekologi i realtid.
Slutsatser
Det är helt klart att flödescytometri och pyrosekvensering har potentialen att bli standardverktyg i framtiden för att övervaka dricksvattenkvalitet. Det arbete som utförs av Peter Rådström och medarbetare blir inte mindre intressant. Han berättar att han har köpt en flödescytometer som håller på att installeras i Lund på universitetet. Fortsättning följer.
Källa: E.I. Prest, J. El-Chakhtoura, F. Hammes, P.E. Saikaly, M.C.M. van Loosdrecht, J.S. Vrouwenvelder. Combining flow cytometry and 16S rRNA gene pyrosequencing: A promising approach for drinking water monitoring and characterization. Water Research 2014 (63) 179–189
