Mikrobiologisk tillväxt i distributionsnät för dricksvatten kan ge upphov till såväl lukt- och smakstörningar, som i värsta fall hälsomässiga risker. Till skillnad från de traditionella metoderna med odling och räkning av indikatororganismer, där resultat erhålls först efter flera dagar, ger kontinuerlig mätning med hjälp av flödescytometri en uppfattning av den totala bakteriefloran inom en timme. På detta vis kan man snabbt upptäcka förändringar i sammansättning och förekomst av de mikroorganismer som finns i distributionsnätet. Resultaten kan utnyttjas som ett tidigt varningssystem för instabila biologiska förhållanden i distributionsnätet.
Av: Ann Elfström Broo
I den aktuella studien undersöktes effekten på förekomst och sammansättning av mikroorganismer i utgående vatten från ett vattentorn som försörjs med dricksvatten från två olika vattenverk, ett yt- respektive ett grundvattenverk. Även det mikrobiella fingeravtrycket i de båda dricksvattnen undersöktes. Normalt försörjs det aktuella vattentornet med ett vatten som i huvudsak har sitt ursprung i ytvatten, men i studien undersöktes även effekten av att enbart försörja tornet med vatten från grundvattenverket. Det innebär att vattenkvaliteterna skiljer sig år, inte bara ur mikrobiologisk synvinkel, utan även med avseende på fysikaliska och kemiska parametrar, såsom förekomst av organiskt material, näringsämnen, konduktivitet och pH-värde. Båda vattenverken utnyttjar klorering för desinfektion och uppehållstiden i vattentornet var i medeltal 6-8 timmar. Vidare utfördes försöken dels i april, dels i augusti för att undersöka effekten av temperatur.
Genom att kombinera flödescytometri och olika typer av dataanalys erhölls ”fingeravtryck” av den mikrobiologiska sammansättningen i de olika vattnen. Flödescytometri är en DNA-baserad metod som möjliggör att hela bakteriefloran undersöks. Bakteriernas DNA färgas in med ett speciellt färgämne varefter de belyses med laserljus och såväl antal som dess specifika sammansättning av de aktuella vattnen ser ut erhålls. Fingeravtrycket varierar beroende på sammansättning då olika typer av bakterier har varierande mängd DNA. Som metod för att skilja på olika mikrobiella fingeravtrycken i proverna utnyttjades Bray-Curtis olikhet, en statistisk metod som används inom biologi för kvantifiering av olikheter i sammansättning.
Den flödescytometriska online mätningen visade en tydlig tillväxt i vattentornet, trots den relativt korta uppehållstiden. Förekomsten av mikroorganismer var som förväntat lägre i dricksvatten producerat från grundvatten, men antalet i utgående vatten från vattentornet var alltid högre än i inkommande. Tillväxten ökade dock inte under den varma perioden, trots att mycket höga temperaturer uppmättes till följd av extremt väder under sommaren, och att kloröverskottet var betydligt lägre under denna mätperiod. Däremot var det totala antalet mikroorganismer högre i samtliga vattnen, såväl utgående som inkommande från yt- respektive grundvattenverket.
Vad gäller det mikrobiella fingeravtrycket kunde det konstateras att vattnet som härrörde från grundvatten skiljde sig från såväl vattnet som har sitt ursprung från ytvatten, som utgående vatten från vattentornet under normal drift. Då tornet försörjdes enbart med vatten härrörande från grundvatten, kunde även en skillnad noteras i utgående vatten. Däremot kunde ingen förändring i den mikrobiella sammansättningen i utgående vatten till följd av högre temperatur och lägre kloröverskottet under den varma perioden verifieras förrän i slutet av mätperioden, trots att en tydlig förändring konstaterades i till vattentornet inkommande vatten. Detta tyder på en fördröjning, men att faktorer såsom temperatur och minskat kloröverskott ändrar den mikrobiologiska sammansättningen.
Författarna föreslår ett tillvägagångssätt där ett ”statiskt larm” baserat på flödescytometrisk online-mätning av totala antalet celler som indikation på kraftig tillväxt kombineras med ett ”dynamiskt larm” baserat på analys av Bray-Curtis olikhet som ger indikation på förändring av den mikrobiella sammansättningen. Genom detta tillvägagångssätt erhålls övergripande sätt att definiera den mikrobiella vattenkvaliteten.
Kommentar
I Sverige pågår ett antal forskningsprojekt där flödescytometriska metoder undersöks med ambitionen att förbättra möjligheten att ha kontroll över den mikrobiologiska aktiveten och dess förändringar till följd av olika faktorer.
Källa: J. Favere, B. Buysschaert, N. Boon, B. De Gausseme. Online microbial fingerprinting for quality management of drinking water: Full-scale event detection. Water Research vol. 170 (2020), 115353.
