Forurensingskilder og fordeling Fagtreff 12.oktober 2015 Vannforeningen Ingeniørenes Hus, OSLO 1
Agenda 1. Tradisjonelle metoder for kildesporing/forurensingskartlegging Husdyrgjødsel og avløpsvann som potensielle kilder til fosforforurensning fylkesvise forskjeller. v/ Ola S. Hanserud, NIBIO Spredt avløp i jordbrukslandskapet kildesporing, kartlegging og tiltak. v/anne- Grete Buseth Blankenberg, NIBIO Vurdering av fosfor og bakterier i overvannsutløp og renset avløpsvannsutslipp ved bruk av en todimensjonal hydrodynamisk modell (MIKE21). v/karen Brinchmann, DHI 2. Nye metoder for kildesporing Etablering av en bakteriell kildesporingmetode og tre eksempler på anvendelse i urban setting. v/aina C. Wennberg, NIVA Mikrobiell kildesporing av fekal vannforurensing sammen med deteksjon av legemidler og personlig pleieprodukter. v/adam M. Paruch, NIBIO 3. Sverige har fokus på kildesporing. Hva kan vi lære? En svensk verktygslåda för fekal källspårning. v/ Jakob Ottoson, Livsmedelsverket och Sveriges Lantbruksuniversitet Mikrobiell källspårning: tillämpning av metod för att kombinera expertbedömningar och Bacteroides qpcr-analyser. v/johan Åström, Tyréns AB 2
Etablering av en bakteriell kildesporingmetode og tre eksempler på anvendelse i urban setting Utviklet i prosjektet Water Quality Tools finansiert av Regionale Forskningsfond Hovedstaden 3
Hvorfor trenger vi nye metoder? Tradisjonelle indikatorer: E. coli og Enterokokker Enterokokker kan formere seg i miljøet E.coli kan formere seg under spesielle forhold Finnes i tarmen til alle varmblodige dyr skiller ikke mellom menneskeskapt forurensning, husdyr eller ville dyr Vanskelig å vurdere tiltak for å minke forurensing 4
Bakteroides som ny indikatororganisme Bakteroides/Bakteroidetes er strengt anaerobe tarmbakterier dør raskt i miljøet PCR Finnes i konsentrasjoner 10-100x flere enn E. coli Vertsspesifikke arter/genus Mange publiserte markører å velge mellom 5
Humanspesifikk markør HF183 HF183 testet i mange land, er spesifikk og sensitiv. Beskrevet/brukt i ca 70 artikler pr oktober 2015 Hvor godt gjør den det under norske forhold? 6
Spesifisitet Sensitivitet Forekomst Testet på typiske fekalkilder i urban setting: hunder (3 av 10 positive) måker (0 av 3 positive) gjess (1 av 10 positive) (sauer og kuer under analyse) 13 humanprøver 2 kloakk-prøver 7
Individuelle forskjeller i humane prøver E. coli [MPN/g] Intest. Enterokokker [CFU/gl] Bakteroides [GC/g] 1,E+12 1,E+11 1,E+10 1,E+09 1,E+08 1,E+07 1,E+06 1,E+05 1,E+04 1,E+03 1,E+02 1,E+01 1,E+00 GC/ MPN 1.1 1.2 2.1 2.2 2.3 3.1 3.2 4.1 4.2 5 6 7 8 WW1 WW2 5.1E+04 2.3E+02 9.4E+03 1.3E+04 1.8E+01 2.8E+02 1.2E+02 3.1E+04 5.9E+01 6.1E+07 1.2E+02 5.7E+03 Stor variasjon mellom enkeltprøver er en svakhet ved små utslipp ved analyse av både E.coli og bakteroides. 8
Eksempel 1: overvåking av Maridalsvannet Det er strenge restriksjoner i området rundt Maridalsvannet Noe bebyggelse og noe landbruk Finner av og til E.coli i bekker under/etter nedbør Skyldes det dyr eller lekasje fra private avløpssystemer? 9
Eksempel 1: overvåking av Maridalsvannet 10
Eksempel 1: overvåking av Maridalsvannet 350 300 E. Coli [MPN/100ml] 250 200 150 100 50 * 23.10.2013 28.04.2014 05.12.2014 0 Skjerven hovedbekk *# * Skjærsjøelva Lauterbekken Dausjøelva Grytebekken Movassbekken Skarselva Turterbekken Bakteroides kun detektert 3 ganger: ved Lauterbekken og Movassbekken. Første gang ble funnet bekreftet med samtidig deteksjon av koffein i prøven. 11
Eksempel 2: Høye E. coli tall i gråvann Campus Ås: E. coli konsentrasjon i gråvann samme størrelsesorden som total-kloakk Hva kan det skyldes? Hypotese: uvaner blant beboere? vekst i ledningsnettet? Test: forholdet mellom E. coli og HF183 i totalkloakk vs gråvann 12
Eksempel 2: Høye E. coli tall i gråvann 1,E+09 1,E+08 1,E+07 1,E+06 1,E+05 1,E+04 1,E+03 Bakteroides GC/ml E. coli MPN/100ml Enterokokker CFU/100ml 1,E+02 1,E+01 1,E+00 Antall GC HF183 per CFU E. coli Svartvann Total kloakk Gråvann 2200 3000 0,1 Konklusjon: Høye tall av E. coli i gråvann skylles ikke human avføring, men muligens vekst i gråvannsoppsamlingen. 13
Eksempel 3: Badevannskvalitet i Oslofjorden Strendene nær elveutløp i Oslo kan ha høye E.coli konsentrasjoner etter kraftig regn Av og til også høye konsentrasjoner under tørrvær Skyldes det kloakkoverløp? Kan store flokker med gjess på stranda påvirke badevannskvaliteten? 14
Resultat: effekt av regn 16 mm på en time Prøvetaking etter 3t Sollerudstranda 1,E+06 1,E+05 1,E+04 1,E+03 1,E+02 1,E+01 1,E+00 12.8.13 13.8.13 14.8.13 E. coli [MPN/100ml] HF183 [GC/100ml] 15
Resultat: kloakk eller fugler? Lett regn, mange fugler E. coli dag 1 E. coli dag 2 HF183 dag 1 HF183 dag 2 Konsentrasjon [GC/100ml, MPN/100ml] 1,E+04 1,E+03 1,E+02 1,E+01 1,E+00 Sandvikselva Kadettangen Kalvøya Lille badebukt GC/MPN Dag 1 Dag 2 5 9 3 3 11 10 16
Resultat: effekt av fugler og sediment 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 E.coli HF183 Før oppvirvling av sand/sediment Etter besøk av svaner og oppvirviling av sand/sediment 17
Konklusjoner Spesifisitet sammenlignbar med litteraturen egnet for norske forhold (NB få prøver) Stor variasjon mellom individer på alle fekalmarkører fungerer best på snitt (f.eks kloakkutslipp by) Mer sensitiv enn E.coli fordi den finnes i høyere konsentrasjoner Mer spesifikk enn E.coli til kartlegging av kilden til fekal forurensing Nyttig for vurdering av kilde til forurensing av drikkevannskilder, badevann, innputt/verifisering av modellering, problemløsning NB: ikke eksakt metode: resultatene må vurderes opp mot annen informasjon i hvert tilfelle 18