Scenariobaserad kvantitativ mikrobiologisk riskanalys – ett verktyg för att utvärdera ett vattenverks robusthet.
Av: Ann Elfström Broo
Kvantitativ mikrobiologisk riskanalys (QMRA) används allt oftare vid vattenverk för att bedöma hur säker dricksvattenproduktionen är i relation till mikrobiologisk smitta. I den aktuella artikeln har författarna utnyttjat ett modellverktyg och kompletterat detta med att också innefatta en scenariobaserad riskanalys för att kunna förutsäga inverkan av olika händelser på den förväntade risken. Modellen har tillämpats på ett vattenverk i Kanada och ett stort antal scenarier har undersökts. Resultaten visar att tillvägagångssättet kan vara till stor hjälp i arbetet med att skapa en säker dricksvattenberedning.
I arbetet har ett modellverktyg anpassat för kanadensiska förhållanden utnyttjats, ”Health Canada QMRA” och analysen har utförts på ett ytvattenverk i sydvästra Ontario som utnyttjar Grand River som råvatten, Holmedale Water Treatment Plant. Vattenverket är dimensionerat för en produktion om ca 4 200 m3/tim, men en normalproduktion om knappt 1 700 m3/tim.
Beredningsprocessen innefattar flockning i en fluidiserad sandbädd (Actifloprocess), ozonering, biolfiltrering, UV-behandling samt en avslutande klorering.
Enligt principerna för QMRA delas arbetet upp i fyra steg; analys av exponeringsrisk, dos-responssamband och riskkarakterisering. I riskanalysen beskrivs förutsättningarna vad gäller råvattnets kvalitet och identifiering av potentiella föroreningskällor i tillrinningsområdet, beredningsprocessens utformning, val av representativa (referens) patogena mikroorganismer, samt potentiella faror och möjliga svagheter i råvattenkvalitet eller beredningsprocess.
Exponeringsrisken bestämmer medeldosen av patogener som intas per capita och dag. Vid denna bedömning utnyttjas vanligen förekomsten av patogener i råvattnet och hur effektiv beredningsprocessen är att avlägsna dessa tillsammans med statistik över hur mycket vatten en person får i sig per dag. För detta krävs tillförlitlig data över förekomsten av de olika patogena mikroorganismerna som utnyttjas som referens, samt undersökning av barriärverkan över de aktuella avskiljande / inaktiverande stegen i beredningsprocessen. Dos-responssamband beskriver hur en person reagerar på en given förekomst av patogener och bygger på sannolikhetsberäkningar och utnyttjar data från litteraturen.
Riskkarakteriseringen sammanfogar de data som samlats vad gäller exponering för patogener, dos-respons, sannolikheten att bli smittad och hur allvarlig sjukdomen är. I det aktuella fallet beräknas DALY (disability adjusted life years), funktionsjusterade levnadsår.
Ett antal scenarier undersöktes med modellverktyget för en varierande råvattenkvalitet och förhållanden i beredningsprocessen. Medianvärden för förekomsten av patogener i råvattnet utnyttjades för att beräkna risken, dels under normala driftsbetingelser, dels vid störningar i de olika beredningsstegen. Vidare utfördes QMRA analys under mer extrema förhållande med förhöjda halter av patogena mikroorganismer i råvattnet till följd av exempelvis utsläpp från uppströms liggande avloppsreningsverk. Detta kombinerades med vinterförhållanden då den låga temperaturen ställer stora krav på bland annat flockningsprocessen och kloreringen, med förhöjda halter av ammonium i råvattnet, vilket också påverkar effekten av kloreringen, liksom med allvarliga störningar i de olika processtegen.
Resultaten visar att under normala förhållanden producerar det aktuella vattenverket ett mikrobiologiskt säkert vatten och beredningsprocessen är robust. Risken för att drabbas av sjukdom till följd av patogener i dricksvattnet ligger långt under de av WHO och den kanadensiska hälsomyndigheten uppsatta gränserna.
UV-behandlingen är av stor vikt i relation till säkerhet och robusthet, trots att den aktuella dosen är 200 J/m2 och inte 400 J/m2, vilket numera är den vanliga rekommendationen i Sverige, men även en tillfredställande drift av flockningsprocessen är av stor betydelse.
Av de olika undersökta scenarierna kunde bara ett identifieras där avskiljning av virus och bakterier kunde äventyras. Detta inträffade då förekomsten av patogener i råvattnet var förhöjd liksom ammoniumjonhalten, vilket påverkar kloreringen, samtidigt som sedimentationen var otillräcklig.
Undersökningen visar att scenariobaserad QMRA är användbar för att demonstrera vilka av de hypotetiska driftsstörningarna som är mest kritiska. Författarna noterar också att det kanske största värdet med att utföra denna typ av analys inte nödvändigtvis är resultatet i form av en kalkylerad risk för smitta utan själva arbetsprocessen i sig. Genom att beskriva och definiera problemen, diskutera med alla inblandade ökar också kunskapen om råvattnet och förståelsen av beredningsprocessen, så att mer välgrundade beslut kan tas.
Källa: M.A. Hamouda, W. B. Anderson, M. I. Van Dyke, I. P. Douglas, S. D. McFadyen, P. M. Huck. Scenario-based quantitative microbial risk assessment to evaluate the robustness of a drinking water treatment plant. Water Quality Research Journal of Canada, 51 (2), 81-96, 2016.
