Vannkilden som hygienisk barriere

Transkript

1 Vannkilden som hygienisk barriere Dr.ing. Lars J. Hem Aquateam AS

2 NORVAR-prosjektet Vannkilden som hygienisk barriere Hvilke krav bør stilles for at råvannskilden bør kunne utgjøre en hygienisk barriere mot mikrobiologisk forurensning Hvordan bør en dokumentere eller sannsynliggjøre at barrieren er effektiv Kobling mot prosjektet "Optimal desinfeksjonspraksis" Kun sykdomsfremkallende mikroorganismer, ikke kjemisk forurensning Kun overflatevann, og i hovedsak råvann fra innsjøer

3 Innhold Hygieniske barrierer Tiltak mot forurensning Hygienisk vannkvalitet i norsk overflatevann Modell for vurdering av vannkilden som hygienisk barriere

4 Hva er en hygienisk barriere (1)? Drikkevannsforskriften 14. Her kreves at det til sammen finnes minimum to hygieniske barrierer i vannforsyningssystemet, hvorav den ene skal sørge for at drikkevann blir desinfisert eller behandlet på annen måte for å fjerne, uskadeliggjøre eller drepe smittestoffer. Hygienisk barriere (def.) En naturlig eller tillaget fysisk eller kjemisk hindring, herunder tiltak for å fjerne, uskadeliggjøre eller drepe bakterier, virus, parasitter mv., og/eller fortynne, nedbryte eller fjerne kjemiske eller fysiske stoffer til et nivå hvor de aktuelle stoffene ikke lenger representerer noen helsemessig risiko.

5 Hva er en hygienisk barriere (2)? Beskyttelse av kilde og nedbørfelt Helsemessig betryggende drikkevann Drift og vedlikehold av vannforsyningssystemet Behandlingsprosesser Distribusjonssystem Prøvetaking og rapportering Opplæring/ utdannelse av personell

6 Hva er en hygienisk barriere (3)? Momenter en må ta hensyn til ved vurdering av i hvilken grad en vannkilde utgjør en hygienisk barriere er: Nødvendig barrierehøyde Tilsigsområdets karakteristika Vannkildekarakteristika Erfaringer Det er et viktig prinsipp i norsk vannforsyning, at man så langt som mulig velger vannkilder og beskytter disse mot forurensning, slik at de kan fungere som hygienisk barriere. Dette gir bedre sikkerhet enn å måtte fjerne eller uskadeliggjøre slike komponenter gjennom omfattende vannbehandling.

7 Hygieniske barrierer Store dype innsjøer (i drikkevannssammenheng, innsjøer med tilstrekkelig volum under temperatursprangsjiktet til min. et halvt års vannforbruk) Barrierevirkningen må vurderes/dokumenteres i hvert enkelt tilfelle (vannverksstørrelse, lokale forhold) (Vannforsyningens ABC, Stabil vannkvalitet Innsjøene har stort volum og dermed er fortynningseffekten betydelig ved utslipp av uønskede stoffer. Det skjer også en «selvrensning» der vannet har lang oppholdstid i innsjøbassenget.

8 Hygieniske barrierer Grunne innsjøer (innsjøer og tjern grunnere enn meter) kan ikke regnes som en hygienisk barriere (Vannforsyningens ABC, Innsjøer med lite overflateareal vil kunne være termisk sjiktet om sommeren, mens større vindeksponerte innsjøer vil kunne være uten stabil temperatursjiktning Innsjøer som er uten stabil temperatursjiktning, er generelt dårligere sikret mot at forurensninger skal nå vanninntaket, enn større, dype sjøer. Volumet er mindre slik at forurensninger lettere vil komme fram til forbrukerne

9 Forurensningstrusler i nedbørfelt (I) Bosetning - Separate avløp fra hus/hytter - Lekkasje/overløp fra avløpsnett, oljetanker og annet - Generell aktivitet Trafikk -Uhellsutslipp fra jernbane, fartøyer eller kjøretøyer, herunder fra trafikkulykker - Eventuelle planlagte utslipp Jordbruk - Spredning av gjødsel/slam - Sprøyting med plantevernmidler - Avføring fra beitedyr - Avrenning fra planerte områder - Lekkasje fra gjødsellagre/siloer

10 Forurensningstrusler i nedbørfelt (II) Skogbruk - Uhellsutslipp av diesel/olje fra skogsmaskiner - Avrenning fra barkdeponier - Økt avrenning av komponenter fra jordsmonnet pga flatehogst Turisme - Avløp fra camping/hoteller m.m. - Toalettavfall fra bobiler/campingvogner - Annen forurensende virksomhet i eller nær vann Friluftsliv - Fekal forurensning fra mennesker og hunder - Annet

11 Forurensningstrusler i nedbørfelt (III) Industri/næringsvirksomhet -Lager av råvarer og produkter - Utslipp til luft og vann Fyllinger/deponier - Sigevann fra avfallsfyllinger/spesialdeponier - Ulovlig dumping Fiske -Fekal forurensning fra mennesker - Uhellsutslipp av drivstoff fra båter Dyre og fugleliv -- Ekskrementer fra dyr og fugler - Kadavre Masseuttak - Erosjon - Avrenning fra områder der det er foretatt terrenginngrep - Uhellsutslipp av diesel/olje fra anleggsmaskiner

12 Beskyttelse av overflatekilder Beskyttelsen av vannkilden vil differensieres etter: Vannkildetype Størrelse på vannkilden, fortynningseffekt Nedbørfeltet, aktivitet, trafikk friluftsliv etc. Dyreliv Dybde på vanninntak Type vannbehandling For store innsjøer og elver vil det ofte være praktisk umulig å beskytte hele kilden og nedbørfeltet, men området rundt vanninntaket bør beskyttes

13 Restriksjoner i nedbørfeltet Restriksjoner i nedbørfeltet innføres for å redusere faren for forurensning av menneskeskapt aktivitet!! Hensikten med slike restriksjoner er: å hindre tilførsel av mulige sykdomsfremkallende mikroorganismer som parasitter, bakterier og virus, og helseskadelige kjemiske stoffer å beskytte vannkilden mot tilførsel av plantenæringsstoffer og organisk stoff som kan føre til en kvalitetsforringelse (algeoppblomstringer, oksygensvikt med mer). Hovedtyper av områder hvor det er aktuelt å innføre restriksjoner Bebyggelse og innretninger Avløp Avfall Industri Landbruk Lagring av kjemikalier Fiskeoppdrett Trafikk Rekreasjon

14 Hygienisk vannkvalitet i norsk overflatevann (1) En stor takk til VREG Screening av data for innsjøer To vannkilder er sjelden direkte sammenlignbare; multivariat analyse med mer blir vanskelig

15 Hygienisk vannkvalitet i norsk overflatevann (2) Forhold som ble vurdert: Volum av vannkilden Gjennomstrømning og teoretisk oppholdstid Etablering av temperatursprangsjikt Geografisk beliggenhet og meteorologiske forhold Forholdet mellom vannuttak og volum under temperatursprangsjiktet Klausulering Bebyggelse og jordbruk

16 Liten sammenheng mellom råvannskvalitet og vurderte forhold 1000 Samsvar mellom inntaksdyp og E.coli 100 E.coli (ant/100 ml) ,1 0,01 0, Hovedinntaksdyp (m)

17 Hvorfor ser vi ikke sammenhenger som har vært ansett som sannheter Vannkildene og inntakene er i utgangspunktet valgt ut fra ønsket om god råvannskvalitet Råvannskildene er ulike Kilder til forurensning er av ulik karakter Konklusjon: Beskyttelse av kilder er viktig, men effektene av ulike tiltak er vanskelig å generalisere og kvantifisere

18 Effekten av dypinntak, forurenset innsjø TKB (ant./100 ml) gj.sn. median 90 persentil Gjersjøen 0-10 m Gjersjøelva Gjersjøen 36 m

19 Fortynning/fordrøyning reduserer bakterietallene Termotolerante koliforme bakterier Gjersjøen. Gjennomsnittlig vannkvalitet TKB (ant./100 ml) gj.sn. median 90 persentil Gjersjøen 0-10 m Gjersjøelva Elvevann

20 Eksempel 1; Holsfjorden 20 E.coli/termotol koliforme pr.100 ml Uke.nr

21 Eksempel 2: Maridalsvannet 90 Termotolerante koliforme pr. 100 ml Uke nr.

22 Foreløpig forslag til kriteriesett Følgende forhold er tatt hensyn til: Historisk mikrobiologisk vannkvalitet Tiltak i kilden, nedslagsfeltet og vanninntak som kan redusere risiko for forverring av vannkvalitet Overvåkning av råvannskvalitet og respons ved avvik Vannverkets størrelse Alle de tre førstnevnte forholdene må være tilfredsstillende for at en kilde skal kunne bli vurdert som en hygienisk barriere.

23 Kriterium Verdi 1.1 Termotolerante koliforme Ikke påvist i mer enn 3 % av prøvene 10 bakterier > 1/100 ml påvist i mer enn 30 % av prøvene 0 >10/100 ml påvist i mer enn 3 % av prøvene 0 Påvist i < 30 % av prøvene og >1/100 ml ikke påvist 8 Påvist i < 30 % av prøvene og 1-3/100 ml påvist i mer enn 3 % av prøvene 7 Påvist i < 30 % av prøvene og 3-10/100 ml påvist i mer enn Sum av Giardia og Cryptosporidium Kriterium 1 er: K1= kriterium 1.1 for bakterier og virus K1= kriterium 1.2 for parasitter % av prøvene Ikke påvist i mer enn 3 % av prøvene eller dokumentert 10 fravær av forurensningskilder 1 Påvist i mer enn 30 % av prøvene 0 >3/10 l påvist i mer enn 3 % av prøvene 0 Påvist i < 30 % av prøvene og >1/10 l ikke påvist i mer enn 3 % av prøvene Påvist i < 30 % av prøvene og 1-3/10 l påvist i mer enn 3 % av prøvene 7 3

24 Kriterium Verdi 2.1 Ikke beitedyr ved kilden eller utslipp av avløpsvann direkte til kilden 10 Forurensningstilførsel Hydrologiske undersøkelser har dokumentert at utslipp av avløpsvann 8 til kilden eller avføring fra beitedyr vil bli tilstrekkelig tilbakeholdt og fortynnet Hydrologisk dokumentasjon mangler, men innsjøens størrelse og avstand til forurensningskilder tilsier en betydelig grad av tilbakeholdelse og fortynning. 5 Utslipp av avløpsvann eller avføring fra beitedyr kan raskt nå inntaket ved uheldige værforhold Forhold i Ikke beitedyr eller utslipp av avløpsvann 10 nedslagsfeltet Restriksjoner som hindrer at beitedyr kommer nær kilden og som sikrer at avløpsvann ledes bort eller behandles til en vannkvalitet minst like god som ikke forurensede tilløpsbekker 5 Utslipp i nedslagsfelt eller ingen restriksjoner på beitedyr Fortynning Vannuttaket utgjør < 10 % av tørrværsavrenning 10 Vannuttaket utgjør % av tørrværsavrenning 5 Vannuttaket utgjør > 50 % av tørrværsavrenning Inntak Inntak i innsjø på dyp minst 30 m og der sprangsjiktet aldri når ned til 10 inntaket utenom under høst- og vårsirkulasjon Inntak i innsjø under sprangsjiktet under normale værforhold 5 Inntak over sprangsjikt, inntak i elv eller bekk 0 Kriterium 2 = (kriterium kriterium kriterium kriterium 2.4)/4

25 Kriterium Verdi 3.1 Turbidimeter for overvåking Montert, alarm ved unormale verdier 10 av råvannskvalitet Montert, uten alarm 5 Ikke montert Prøvetaking og analyse av Ja 10 termotolerante koliforme bakterier med hyppighet minst som for nettkontroll Nei Respons ved avvik i Automatisk avstengning av uttak av vann fra kilden 10 råvannskvalitet (turbiditet og Manuell avstengning 8 termotolerante koliforme Økt vannbehandling (økt dosering i desinfeksjonstrinnet 5 bakterier) eller supplering med nødklorering) Ingen respons 0 Turbiditet er tatt med som et eksempel, men temperatur kan være mer relevant ved enkelte vannverk Kriterium 3 = (kriterium kriterium kriterium 3.3)/3

26 Vannverkets størrelse: Kriterium 4 beregnes ved formelen: K 4 = 1 log( antallabonnenter)

27 Grad av barriere Grad av barriere = K1*K2*K3*K4/100 verdier 1 tilsier en full barriere 0 tilsier ingen barriere Deler av modellen skal innarbeides i log-kreditt-modellen fra prosjektet Optimal desinfeksjonspraksis

28 Dokumentasjon av barriereeffekt Minstekrav 4 ganger pr år ved vannverk som forsyner < personer 8 ganger pr år ved vannverk som forsyner personer 12 ganger pr år ved vannverk som forsyner > personer Dersom én prøve skal utgjøre < 3 % kreves >11 prøver pr år i 3 år Hvor mange norske vannverk kan dokumentere fravær av parasitter?

29 Konklusjon Etablerte oppfatninger om hva som skal til for å ha en hygienisk barriere i vannkilden kan være feil Effektene av ulike tiltak er ikke universelle, men må vurderes for hver enkelt vannkilde En hygienisk barriere må overvåkes og dokumenteres, og dette gjelder også vannkilden Vannverkene bør ha en plan for hvordan de skal ivareta den hygieniske sikkerheten dersom hendelser i kilde/nedslagsfelt gjør at vannkilden ikke lenger utgjør noen barriere

30 Eksempel 1; Holsfjorden 20 E.coli/termotol koliforme pr.100 ml Uke.nr

31 Kriterium Verdi 1.1 Termotolerante koliforme Påvist i < 30 % av prøvene og 1-3/100 ml 7 bakterier påvist i mer enn 3 % av prøvene 1.2 Sum av Giardia og Påvist i < 30 % av prøvene og >1/10 l 7 Cryptosporidium ikke påvist i mer enn 3 % av prøvene 2.1 Forurensningstilførsel til kilden Hydrologisk dokumentasjon mangler, men 5 innsjøens størrelse og avstand til forurensningskilder tilsier en betydelig grad av tilbakeholdelse og fortynning. 2.2 Forhold i nedslagsfeltet Utslipp i nedslagsfelt eller ingen 0 restriksjoner på beitedyr 2.3 Fortynning Vannuttaket utgjør < 10 % av 10 tørrværsavrenning 2.4 Inntak Inntak i innsjø under sprangsjiktet under 5 normale værforhold 3.1 Turbidimeter for overvåking av Ikke montert 0 råvannskvalitet 3.2 Prøvetaking og analyse av Ja 10 termotolerante koliforme bakterier med hyppighet minst som for nettkontroll 3.3 Respons ved avvik i Økt vannbehandling (økt dosering i 5 råvannskvalitet (turbiditet og desinfeksjonstrinnet eller supplering med termotolerante koliforme bakterier) nødklorering)

32 Vannverket forsyner ca personer. Kriterium 4 blir da 1/5. Grad av barriere = 7*5*5/5/100=0,35 Et vannverk med samme inntak som forsyner 50 personer vil ha følgende grad av barriere: 7*5*5/1,7/100 = 1,0

33 Eksempel 2: Maridalsvannet 90 Termotolerante koliforme pr. 100 ml Uke nr.

34 E.coli/termotolerante koliforme bakterier er: påvist i 30 % av prøvene > 3/100 ml er påvist i 11 % av prøvene > 10/100 ml er påvist i 4 % av prøvene Kriterium 1.1 blir lik 0, og dermed blir også graden av barriere mot bakterier og virus 0. Effekten av nye tiltak i kilde/nedbørfelt må dokumenteres før kilden kan vurderes som en hel eller delvis barriere.