Helsemessig betydning av begroing i ledningsnettet. ved Kari Ormerod Nasjonalt folkehelseinstitutt, Oslo

Transkript

1 Helsemessig betydning av begroing i ledningsnettet ved Kari Ormerod Nasjonalt folkehelseinstitutt, Oslo

2 Begroing i ledningsnettet har ikke stor helsemessig betydning i Norge, hovedsakelig fordi vannet inneholder lite næringsstoffer for sykdomsbakterier, og fordi vannet størstedelen av året har lav temperatur. Andre hendelser enn begroing i ledningsnettet har større helsemessig betydning. Dette er illustrert i det etterfølgende.

3 Årsaker til sykdomsutbrudd fra drikkevannsforsyninger I Norden: Danmark, Finland, Island, Norge og Sverige i årene Rapport: Vattenburna infektioner i Norden. TemaNord 1994:585. Kan fås ved Folkehelseinstituttet I USA i årene Craun, G.F. and Calderon, R.L.(2001):Waterborne disease outbreaks caused by distribution system deficiencies. Journal AWWA 93:64-75

4 I tabellene som de to første illustrasjonen bygger på, står begroing som en årsak. Ved å kontrollere de inn-rapporterte sykdomsutbrudd, som også står i rapporten, står stagnerende vann som en mulig årsak i de fleste tilfellene, og i ett tilfelle står det at Aeromonas ble påvist i vannet. Det er rapportert at Aeromonas kan vokse i biofilm, og at den kan være årsak til diaré. Dette er antakelig grunnen til at en del usikre årsaker er gruppert under betegnelsen Begroing. Da har man også antatt at Aeromonas vokste i biofilmen, og ikke kom inn i ledningsnettet med vannet.

5 Norden Sykdomsutbrudd ved vannforsyning fra overflatevann Årsak til utbruddet Begroing? Ukjent Krysskopling og innsug på nettet 5% 20% 21% 20% 9% Dyr og fugler 25% Kommunalt avløpsvann, svikt i desinfeksjonen Kommunalt avløpsvann; uten desinfeksjon

6 Norden Vannforsyning fra grunnvann Årsak til utbruddene Krysskopling på nettet og begroing Tilstoppet kloakkledning, oppstuving i basseng eller vannuttak 18% 19% Ukjent 8% 55% Kommunalt avløpsvann i tilsigsområdet

7 USA Prosentvise årsaker til sykdomsutbrudd fra offentlige distribusjonsnett i USA i perioden Fra hovedledning etter nylegging eller reparasjon Forurenset basseng Brudd/ Lekkasje Intern forurensning innen husstander 5% 1% 11% 10% 14% 8% Korrosjon /Metall Ikke tilstrekkelig separasjon av vannog avløpsledning 51% Krysskopling og innsug

8 USA Hvilke agens som forårsaket sykdommene under utbruddene i USA i årene Ukjent 33 % 39 % 10 % 13 % 5 % Protozoer Bakterier Virus Kjemiske komponenter

9 Betingelser for formering av mikroorganismer i nettet De må finne egnet mat De må finne egnet voksested De må ha egnet temperatur for vekst

10 Temperatur Vannbakterier 0-5 o C Noen få Aeromonas 5-10 o C Noen fler o C Alle o C Mange Mycobacterium o C Noen få > 50 o C Spesialister (Legionella, Thermus) Tarmbakterier Koliforme Andre, patogene 0-5 o C Ingen? Yersinia 5-10 o C Enterobacter? o C Sakte o C Vokser Campylobacter o C Raskt o C Noen > 50 o C

11 Hvis vannbakterier skal kunne formere seg så mye i vannet at det fører til forhøyede kimtall, må vannet ha lang oppholdstid i distribusjonsnettet, og de må bli tilført lett fordøyelig næring, i det etterfølgende. Oppholdstider på mer enn ett døgn er nødvendig ved lav vanntemperatur.

12 I vannet, resultat høye kimtall. Avhengig av oppholdstid: Lang i basseng. Mindre lang i endeledninger. Relativt kort i vanlig distribusjonsnett. Kortest i hovedledninger. Voksested På fuktede flater, resultat begroing. Avhengig av skjærkraft/vannhastighet: Høy hastighet, få typer bakterier greier å sitte fast, tett biofilm. Lav hastighet, mange mikro-organismer får feste, løst-sittende biofilm, kimtall, slam.

13 Egnet mat for bakteriene Bare organisk stoff: Heterotrofe bakterier. Grenseverdier: TOC og COD-Mn: 5 mg/l Litt organisk stoff + oppløst jern og mangan: Spesielle jern- og manganbakterier Oppløst jern og CO 2 fra luften: Spesielle jernbakterier. Grenseverdier: Jern: 0,2 mg/l Mangan: 0,05 mg/l

14 Organisk stoff som grunnlag for vekst, kan deles inn i kategoriene: Assimilerbart organisk stoff, AOS Meget lett nedbrytbart: Sukkere, metanol, etanol, eddiksyre, glutamat. Analysemetode: AOC = Assimilerbart Organisk Carbon o. l. Kimtall Tot. bakt. Litt mindre lett nedbrytbart: Mer langkjedet organisk stoff, f.eks. produsert av alger i vannkilden. Metode:BDOC, BOD 28, o.l. Langsomt nedbrytbart Humusstoff

15 Noen spesielle bakterier har evnen til å feste seg og vokse på flater i kontakt med strømmende vann. De kan vokse der fordi de er spesialister i å ta til seg næring fra lave konsentrasjoner av organisk stoff. Selv om konsentrasjonen i vannet er lav, passerer jo store mengder organisk stoff dem per døgn. Slike bakterier framkommer ikke den normale vannanalysen for Kimtall.

16 Organisk stoff i vann har en tendens til å samle seg ved flater som står i kontakt med vannet, antakelig på grunn av elektriske ladninger i stoffene. Er det dannet biofilm på veggene, kan det organiske stoffet feste seg til biofilmen, og det dannes et belegg av biofilm + avsetninger. Her kan også andre bakterier og større mikroorganismer finne gode vekstbetingelser, og de får også tid til å førdøye mer tungt fordøyelig organisk stoff. Fra disse beleggene kan det løsne slike bakterier som vi analyserer som Kimtall.

17 Bakterier rekker å formere seg i vannet -Høyt kimtall- men noen fester seg.

18 Andre bakterier etablerer seg i opprinnelig biofilm, AOS fanges opp Merkbar biofilm, slam og bakterier kan løsne

19 På neste illustrasjon er det gitt en oversikt over hvilke typer organisk stoff som er tilbake i vannet etter diverse vannbehandlingsmetoder, relativt til vann etter ordinær kjemisk felling, så langt vi i dag har kjennskap til dette. Behandling med ozon er tatt med for å vise hvorfor det etter ozonering kreves biofilter. For felling med kitosan har vi foreløpig ikke sikre verdier, bare indikasjoner. De tyngre fordøyelige variantene av organisk stoff kan være problem ved klordesinfeksjon, mens hovedproblemet med lett fordøyelig stoff er høye kimtall.

20 BIOSTABILITET AOS i renvann etter fjerning av organisk stoff/humus Rensemetode Ozonering, dannelse fra Type organisk stoff Kjemisk felling, Fe-Al Felling med kitosan??? Ionebytting Membranfiltrering Dannelse av klororganiske stoffer ved klorering Høye kimtall i vannet

21 Neste illustrasjon viser temperaturens innflytelse på biofilm dannet ved bakterievekst, og belegg dannet ved at humusstoffer felles ut på veggene, her på veggene i plastledninger for drikkevann. Prosjektet startet i februar ett år og varte til og med oktober det etterfølgende år. Da temperaturen steg den første sommeren greidde bakterier som festet seg å produsere biofilm på grunnlag av maten i vannet etter ozonering av det mikrosilte vannet. I ledningen med mikrosilt vann var det også bakterier som startet biofilmen, men dette ga humusstoffene i vannet bedre mulighet til å bli sittende fast på rørveggen og danne belegg. I den etterfølgende perioden med kaldt vann stagnerte biofilmdannelsen som skyldtes bakterievekst, men beleggdannelsen fra humus fortsatte. I neste sommerperiode var det så mye belegg i begge ledningene at belegget begynte å bli løsrevet fra veggene.

22 emperaturens innvirkning på biofilmdannelse mg tørrstoff per m 2 innvendig flate Mikros. Temp. Ozon Grense? F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O o C

23 Hvordan kan mikroorganismer påvirke vannkvaliteten? Gråbrunt, rustbrunt og mørk brunt slam i vannet: Mikrobiologisk korrosjon av jernmateriale. Vekst av jernbakterier på overflaten i basseng. Biofilm av jern- og manganbakterier eller heterotrofe vannbakterier løsrives. Smådyr i vannet: Etablert i gammel biofilm, rengjør nettet! Vond lukt og smak: Nedbrytning av ansamlet organisk stoff på siler, i sandfiltre eller i stagnerende vann. Spesielt krepsdyr gir slike nedbrytningsprodukter.

24 Overvåkning av begroingen Den vanlige overvåkningsanalysen Kimtall ved 22 o C i 3 døgn er ment å skulle tjene til overvåkning av biofilmdannelsen i ledningsnettet. Gammel erfaring har ført til den erkjennelsen, at når denne typen av bakterie- og soppkim i vannet er lavt i renvannet ut fra behandlingsanlegget (B), men jevnlig overskrider 100 per ml ved prøvesteder (P) ute på nettet, betyr det at ledningsnettet har så mye belegg at bakterier løsrives og kommer ut i vannet, og at større mengder slam også kan løsne - det er tid for rengjøring. Vann som ut fra behandlingsanlegget inneholder lett fordøyelig bakteriemat, kan også føre til høye kimtall. Da vil høye kimtall kunne bli et permanent problem.

25 Vannbakteriologisk kimtallsanalyse Næringsgelé Resultat: 9 kim/ml 1 ml 22 o C 3 døgn Kimtall o C i 3 døgn

26 Overvåkning av begroing i ledningsnettet Kim/mL Måned nr. Renvann P1 P9 P5 P6 P2 Grense Mye begroing ved prøvested 6.