MIKROBIELL KILDESPORING AV FEKAL VANNFORURENSING SAMMEN MED DETEKSJON AV LEGEMIDLER OG PERSONLIG PLEIEPRODUKTER Fagtreff i Norsk vannforening Forurensningskilder og fordeling 12. oktober 2015, Adam M. Paruch
BAKGRUNNSINFORMASJON Fekal forurensing betyr at forurensingen kommer fra mennesker eller dyrs avføring (f. eks. husdyr, vilt eller fugler) Forurensingen skjer hovedsakelig via lekkasje fra avløpsledninger, mangelfulle renseanlegg for spredt bosetting og avløpsslam (human fekal opprinnelse) husdyrgjødsel og avføring (animalsk fekal opprinnelse) Fra disse kildene kan fekale smittestoff forurense vannkilder direkte (drikkevann, vanning og bading) eller indirekte fra jord og vegetasjon (via jordbruksavrenning, vanning og organisk gjødsling) særlig etter kraftig nedbør med påfølgende avrenning. 3
FEKAL FORURENSING - Det er viktig å benytte gode indikatororganismer. En av de mest anvendte indikatorer for fekal forurensing er Escherichia coli (E. coli) 4
KILDER TIL FEKAL FORURENSING - Det finnes flere mikrobielle metoder for å påvise fekal forurensing, særlig E. coli, men de ikke kan skille på om den faktiske forurensningskilden er mennesker eller dyr Foto: A.M. Paruch 5
KONSEPT FOR FEKALKILDESPORING - Bioforsk/NIBIO har testet ut molekylærbiologiske metoder for sporing av fekale forurensningskilder - Metoden kan spore om forurensninger kommer fra mennesker og/eller dyr (f.eks. beitedyr) Metoden består av to steg: 1 mikrobiell påvisning av fekal forurensing gjennom analyser av E. coli (gjennomføres med hurtigmetoden Colilert -18 som i tillegg påviser koliforme bakterier) og 2 molekylærbiologiske DNA tester baserte på kvantitativ real-time PCR analyser ved anvendelse av såkalte vertsspesifikke genetiske markører for sporing av fekale forurensningskilder Foto: A.M. Paruch Foto: A.M. Paruch 6
DNA TESTER Vertsspesifikke markører for mennesker (BacH) og utvalgte dyr, særlig drøvtyggere (BacR) og hester (BacHor) ble benyttet. Verifiseringstest av vertsspesifikke genetiske markører fra Bacteroidetes 16S rrna Foto: L. Paruch 7
8
9
http://www.eeagrants.com/ http://www.ng-aquarius.org/ 10
Gjersjøen ligger i Oppegård og Ås kommuner. Store deler av nedbørsfeltet ligger i tillegg i Ski kommune, samt en liten del i kommune. Gjersjøen får tilrenning fra: Kantorbekken, Greverudbekken, Tussebekken, Dalsbekken, Fåleslora 11
Ibuprofen: 31 ng/l Gabapentin: 48 ng/l Paracetamol: 20 ng/l Ibuprofen: 980 ng/l Caffein: 140 ng/l Metoprolol: 11.8ng/l Gabapentin: 130 ng/l Paracetamol: 130 ng/l Caffein: 240 ng/l Metoprolol: 12.9ng/l Gabapentin: 23 ng/l 12
Ibuprofen: 96 ng/l Paracetamol: 65 ng/l Ibuprofen: 150 ng/l Caffein: 260 ng/l Saccharin: 53 ng/l Gabapentin: 27 ng/l Paracetamol: 280 ng/l Caffein: 650 ng/l Paracetamol: 17 ng/l 13
Foto: A.M. Paruch Ibuprofen: 100 ng/l Paracetamol: 65 ng/l Ibuprofen: 390 ng/l Caffein: 120 ng/l Gabapentin: 15 ng/l Paracetamol: 16 ng/l Foto: A.M. Paruch 14
Ibuprofen: 450 ng/l Ibuprofen: 31 ng/l Caffein: 170 ng/l Paracetamol: 82 ng/l Sulfamethoxazole: 11 ng/l Caffein: 550 ng/l 15
Ibuprofen: 140 ng/l Caffein: 110 ng/l Paracetamol: 48 ng/l Ibuprofen: 27 ng/l Paracetamol: 38 ng/l Caffein: 150 ng/l Gabapentin: 14 ng/l Paracetamol: 42 ng/l 16
System purifying the mixture of runoff and sewage leakage from Hebekk, the Northwest side of Ski city. This site has been selected deliberately, as it perfectly represents a system treating pollution from various sources that affects water quality in a small creak named Blåveisbekken (Blaavei stream), which ends in a stream named Dalsbekken (Dal stream), which is one of the tributaries of the Lake Gjersjøen being the drinking water reservoir for approx. 45 000 people of two Norwegian municipalities, Aas and Oppegaard. 17
Ibuprofen: 170 ng/l Caffein: 170 ng/l Gabapentin: 10 ng/l Paracetamol: 90 ng/l Ibuprofen: 130 ng/l Caffein: 680 ng/l Naproxen: 160 ng/l Saccharin: 110 ng/l Gabapentin: 71 ng/l Paracetamol: 520 ng/l Carbamazepine: 130 ng/l Caffein: 580 ng/l Saccharin: 62 ng/l Gabapentin: 67 ng/l Paracetamol: 88 ng/l 18
OPPSUMMERING Vi må få til et skifte i tenkning om at fekal forurensning kun kommer fra avløpsvann. Forurensningen kan stamme fra så mye mer enn det, og for at de riktige tiltakene skal kunne settes inn, er det vesentlig å finne ut hva som er forurensningskilden Resultatene viser en tendens, dvs. hvor dominerende kilde av fekalforurensing er fra mennesker der også dominerer legemidler og personlig pleieprodukter Ved å implementere de vertsspesifikke genetiske markørene fra for eksempel drøvtyggere og hester i standardtester kan vi bruke disse metodene for å sette inn tiltak som begrenser utslipp fra der den fekale forurensningen har oppstått i utgangspunktet 19
TAKK FOR OPPMERKSOMHETEN adam.paruch@nibio.no NIBIO Norsk institutt for bioøkonomi / Norwegian Institute of Bioeconomy Research Pb 115, NO-1431 Ås www.nibio.no