I Göteborg byggs en extra barriär på Lackarbäcksverket mot smittspridning genom virus i dricksvatten. Beredningen kompletteras med ultrafiltering för att avskilja virus fysikaliskt. Virus är 10-30 nm stora och omständliga att detektera med gängse metoder. Hur väl fungerar ultrafilter (UF) som barriär? Hur säkert är UF och hur kan effektiviteten dokumentera för driftpersonalen? UF är en ganska ny teknik som förutsätter att membranen är hela och utan hål för att säkerheten skall upprätthållas. Ingen vill ha ett system som ger falsk säkerhet. Men vad gör man för att säkerställa säkerheten?
Av: Kenneth M Persson
En undersökning av hur tre olika bakteriofager avskiljs med ultrafilter redovisas av Boudaud och medarbetare (2012). Man hade hypotesen att bakteriofagernas ytegenskaper påverkade hur väl de avskiljs i UF. Särskilt deras elektrostatiska laddning och grad av hydrofobicitet antogs kunna orsaka variationer i UF-retentionen. De använda bakteriofagerna var MS2, Qβ och GA, vilka alla tre är tämligen små F-specifika RNA-bakteriofager som kan passa som surrogat för patogena vattenburna virus. Undersökningen gjordes i liten pilotskala med tre UF-membran nedströms en pilotanläggning för traditionell ytvattenrening (koagulering-flockning-sedimentering-sandfiltrering). Syftet med deras arbete var att utveckla en standard för att kunna bedöma just virusavskiljningen i olika designer för dricksvattenberedning och mera specifikt avskiljningen av MS2, Qβ och GA-bakteriofager. UF-membranens karaktäristika redovisas i tabell 1 nedan. De hade valts ut som representativa för de UF-membran som förekommer på marknaden för ultrafiltrering av dricksvatten.
Tabell 1: Undersökta UF-membran
Illustration ej längre tillgänglig
Virusavskiljningen i de tre UF-membranen mättes genom att matarvatten till UF-stegen spetsades med bakteriofager. MS2 och Qβ reducerades med mer än 4,8 log i den konventionella ytvattenreningen, medan GA endast reducerades med 1,2 log genom traditionell beredning. Den specifika virusavskiljningen över de tre UF-membranen varierade mycket mellan de olika använda bakteriofagerna. Författarna undrar om det är rätt att använda den vanligt brukade MS2 som modell för virusavskiljning. Det är vanligt både i Europa och USA att MS2-reduktion undersöks för att mäta barriäreffekt mot virus. De förordar istället GA-bakteriofagen som lämpligare för att simulera sämst tänkbara förhållanden, eftersom GA är svårare att flocka och svårare att avskilja vid neutralt pH. MSA och Qβ är 20-30 nm stora och har isoelektrisk punkt lägre än 3,9, varför de är kraftigt negativt laddade vid neutralt pH. GA har snarlika egenskaper men är betydligt mera hydrofobt, så flockningen påverkar virusaggregeringen mindre.
Tabell 2: Viruskoncentrationer som plackbildande kolonier (PFU) per milliliter vatten
Illustration ej längre tillgänglig
Undersökningen gjordes i pilotskala 1:100 med 100 liter råvatten och 18 l/h flöde. Koagulering med PAX-XL 7 gjordes med 4,25 mg / L Al2O3 i drygt 3 minuter. Efter koagulering flockades vattnet under drygt 16 minuter, sedimenterades i lameller under drygt 16 minuter och filtrerades i ett öppet sandfilter vid filterhastigheten 2,3 m/h. Filtratet samlades upp i en mellantank före UF. Transmembrantrycket var 0,3 bar och flödet genom membranen 0,64 l/h.
I tabell 2 redovisas den logaritmiska reduktionen av de olika bakteriofagerna i försöket
Resultaten tyder på att GA-bakteriofagen skulle vara en lämpligare modell för att bedöma barriäreffekten i ett vattenverk mot virus. Ytterligare forskning pågår (i) för att utvärdera effektiviteten i att avskilja GA-bakteriofager med andra vanligt förekommande vattenreningsmetoder och (ii) för att förbättra kunskapen om bakteriofagernas ytegenskaper i förhållande till olika UF-membrans egenskaper. Barriäreffekten är god för de två virusindikatorerna MS2 och Qβ men sämre för GA. Genom att komplettera desinfektionen med klorering som sista steg kan dock också GA avskiljas. I artikeln redovisas att 0,3 mg/l fritt klor i 1 timme ger en tillräcklig inaktivering också av GA.
UF är tänkt att ge en extra barriär mot vattenburen smitta från virus. Resultaten från Boudaud och medarbetares studie tyder på att flera virus avskiljs väl, men inte alla, med UF. Att använda GA eller andra svårflockade virus som indikator kan vara ett värdefullt komplement till MS2. Förvisso behövs betydligt fler praktiska studier och långtidsutvärderingar från flera UF-anläggningar för att verifiera resultaten. Man skall inte övertolka pilotförsök.
Källa: Nicolas Boudaud, Claire Machinal, Fabienne David, Armelle Fréval-Le Bourdonnec, Jérôme Jossent, Fanny Bakanga, Charlotte Arnal, Marie Pierre Jaffrezic, Sandrine Oberti, Christophe Gantzer (2012) Removal of MS2, Qβ and GA bacteriophages during drinking water treatment at pilot scale. Water Research 46 2651-2664
Artikeln i Water Research finns att köpa här.
