Dricksvatten

Från råvatten till konsument - mikrobiologiska risker

Dricksvattenproduktion

Det ligger ett stort ansvar på dricksvattenproducenter, ägare av distributionsnät för dricksvatten och fastighetsägare att säkerställa att det dricksvatten som distribueras till konsument är ”hälsosamt och rent” vilket definieras som att dricksvattnet måste uppfylla angivna gränsvärden och inte innehålla mikroorganismer eller ämnen i sådant antal eller sådana halter att de kan utgöra en risk för människors hälsa (§7 LIVSFS 2017:2).

Ladda ner infoblad om analyser för vattenverk här.

Micans laboratorium kan erbjuda ett antal unika mikrobiologiska analyser och tjänster som viktiga komplement till de analyser Livsmedelsverkets regelverk ställer krav på, d.v.s. odlingsbara bakterier och indikatorbakterier för fekal förorening.

Råvatten innehåller ofta stora mängder bakterier och virus som måste reduceras, eller helst helt elimineras innan dricksvatten distribueras till konsumenter. Micans kan analysera totalantal bakterier (TNC) (ackrediterad analys) och viruslika partiklar (VLP) i olika steg i vattnets väg genom ett vattenverk och vidare ut på distributionsnät. VLP visar mängd viruslika partiklar, huvudsakligen bakteriofager. En hög halt bakteriofager visar på en hög bakteriell tillväxt eftersom bakteriofager bara kan föröka sig i levande och växande bakterier. Om halten VLP t.ex. är högre på utgående vatten från ett kolfilter jämfört med ingående vatten visar det att bakterier växer och förökar sig i kolfiltret. Efter ett ultrafiltreringsteg brukar halten VLP var mycket låg, eller under detektionsgräns.

Mängd assimilerbart organiskt material, mätt som organiskt kol, kan bestämmas med en väl etablerad, känslig och reproducerbar metod kallad assimilerbart organiskt kol (AOC) (Kooij 1992). Micans erbjuder analys av AOC. Historiska mätdata visar att endast en liten del av total mängd organiskt kol är assimilerbart av bakterier i dricksvatten, oftast i halter mellan 5 och 100 µg C per liter vatten. Det är väl känt att ozonering och även UV-behandling kan skapa höga halter AOC i utgående dricksvatten (se exempel i grafen nedan). Det byggs många nya vattenverk nu och många använder ozon och/eller UV som ett led i desinfektion, luktreduktion mm av dricksvatten innan det går ut på nätet. En viktig del i dricksvattenproduktion är därför att undersöka vilka halter av AOC ett vattenverk släpper ut på ledningsnäten i förhållande till behandlingsmetoder och hur det påverkar vattnets biostabilitet och biofilmtillväxt.

Halt av AOC och antal odlingsbara mikroorganismer i ett dricksvattensystem
före och efter avstängning av ett överdimensionerat UV-aggregat

Biostabilitet och biofilmer

Livsmedelsverkets författningssamling LIVSFS 2017:2 (omtryck) anger gränsvärden för odlingsbara mikroorganismer samt indikatorbakterier för fekal förorening: Esherichia coli, koliforma bakterier och intestinala enterokocker. De sistnämnda är kontaminanter som indikerar tekniska fel, t.ex. genombrott av råvatten eller inläckage av avloppsvatten, och har ingen direkt koppling till biostabilitet. Antalet odlingsbara bakterier, främst långsamväxande bakterier, kan däremot tas som ett mått på dricksvattnets biostabilitet eftersom ett biostabilt dricksvatten ska ha låg tillväxtpotential. Tillväxt av mikroorganismer i ledningsnät för dricksvatten, kolonisatörer, sker främst i biofilmer (Pedersen 1990) och dessa är beroende av tillförsel av organiskt material i sådan form att det kan assimileras av förekommande mikrober, d.v.s. AOC.

Micans har under många år utvecklat en forskningsmetodik för undersökning av biofilmer, arbetet tog sin början på åttiotalet (Pedersen 1990). Micans biofilmreaktorer har ett hölje av syrafast rostfritt stål. På insidan finns en insats av PVDF-plast, ett mycket inert plastmaterial (se bild). En bra biofilmreaktor måste ha god kontroll på hydrodynamiken eftersom tillväxt av biofilmer är starkt beroende av flödeshastighet, särskilt när det gäller laminära flöden. Micans reaktorer är utvecklade och testade med full kontroll av alla laminära flödeshastigheter. Reaktorerna kan laddas med plana ytor av valfri typ, t.ex. vanliga rörledningsmaterial, eller med porösa material, t.ex. aktivt kol för att simulera granulerat aktivt kolfilter eller filter med andra material. Se bild för exempel på några olika konfigurationer. Reaktorerna är testade med vattentryck upp till 50 kg/cm2. De installeras lämpligast genom att dränera en provpunkt med önskad flödeshastighet till ett avlopp, via en mekanisk mottryckskontroll. Mängd biofilm kan enklast bestämmas genom analys av ATP som är ett mått på aktiv biomassa.

Normalt desinficeras dricksvatten innan det släpps ut på nätet men de opportunistiska kolonisatörerna är motståndskraftiga och kan överleva tills de koloniserar en biofilm och där förökar sig. Biofilmer med aktiva och levande opportunistister och andra mikrober på ledningsytor mm i ledningssystem förekommer därför trots desinfektion. Ett dricksvatten med betydande mängder AOC kan således gynna tillväxt av biofilmer på ytor där desinfektionsmedel har svårt att nå fram. Den ojämförligt största och allvarligaste hälsorisken med (dricks)vatten idag, ur ett mikrobiologiskt perspektiv, är att drabbas av, och i värsta fall avlida, i Legionellosis. Sjukhus, övriga vårdinrättningar och äldreboenden ligger främst i riskzonen.

Vänster: Biofilmreaktor för studier av biofilmtillväxt. Fullt monterad enhet visas till höger. Flödesspridarsystem som utjämna flödet över det fasta materialet i mitten och hållare för glaspärlor och granatkorn till vänster. Höger: Monterad tryckbeständig biofilmreaktor med glasytor. Tre flödesspridare fördelar flödet jämnt över alla testytor i reaktorn. Stålet är inte i kontakt med vattnet. (Bilder från rapport Eriksson et al. 2016 kan laddas ner från www.skb.se)

Referenser

Kooij, D.v.d., 1992. Assimilable Organic Carbon as an Indicator of Bacterial Regrowth. Journal - American Water Works Association 84, 57-65.

Pedersen, K., 1990. Biofilm development on stainless steel and pvc surfaces in drinking water. Water Res. 24, 239-243. DOI: 10.1016/0043-1354(90)90109-J

Opportunistiska patogener

Europaparlamentets och Europarådets direktiv om kvaliteten på dricksvatten, EU 2020/2184 från den 16 december 2020, lyfter fram tydliga krav på analys Legionella, vilken enligt WHO är den vattenburna patogen som orsakar störst hälsoproblem i unionen. Sjukdomen orsakar varje år dödsfall och svår sjukdom både i Sverige och i övriga världen. Infektioner av Legionella är en objektburen sjukdom som enligt smittskyddslagen är anmälningspliktig och smittspårningspliktig. Legionella är en opportunistisk patogen som koloniserar och lever i biofilmer i ledningsnät där den förökar sig i encelliga djur (protozooer) (Falkinham et al. 2015; Lau and Ashbolt 2009). Andra opportunistiska patogener i dricksvatten är bland andra Pseudomonas aruginosa och Mycobacterium avium som precis som Legionella kan tillväxa i protozooer i biofilmer (Falkinham 2020). Alla tre invaderar och infekterar lungor via aerosoler hos främst immunsupprimerade personer. Ingen av dessa patogener detekteras med analys av odlingsbara bakterier, de måste analyseras med specifika metoder. Observera att dessa bakterier tillsammans med en hel del andra opportunister i biofilmerna är ”kolonisatörer” som kan växa i ledningssystem för dricksvatten till skillnad från ”kontaminanter”, t.ex. koliformer och humanvirus som inte kan föröka sig i dricksvattensystem. Dessa opportunister är dessutom ofta mycket tåliga för kemiska desinfektionsmedel; de kan selekteras fram av desinfektionsmedel. Till exempel är Mycobacterium avium 1000 gånger tåligare än E. coli mot klor.

Micans erbjuder ackrediterad analys av Legionella i många olika provtyper inklusive biofilmer. Vi kan också analysera för Pseudomonas aruginosa och Mycobacterium avium om behov finns.

Referenser

Falkinham, J.O., 3rd, 2020. Living with Legionella and Other Waterborne Pathogens. Microorganisms 8. DOI: 10.3390/microorganisms8122026

Falkinham, J.O., 3rd, Hilborn, E.D., Arduino, M.J., Pruden, A., Edwards, M.A., 2015. Epidemiology and Ecology of Opportunistic Premise Plumbing Pathogens: Legionella pneumophila, Mycobacterium avium, and Pseudomonas aeruginosa. Environ. Health Perspect. 123, 749-758. DOI: 10.3390/pathogens4020373 

Lau, H.Y., Ashbolt, N.J., 2009. The role of biofilms and protozoa in Legionella pathogenesis: implications for drinking water. J. Appl. Microbiol. 107, 368-378. DOI: 10.1111/j.1365-2672.2009.04208.x