Biostabiliteten hos ett vatten kan inte bestämmas genom att enbart mäta en parameter, utan det krävs flera för att erhålla ett tillförlitligt mått på biostabiliteten. Olika parametrar korrelerar till biostabiliteten beroende på om det är grund- eller ytvatten. Vatten från grundvattenverk visar generellt en högre biostabilitet jämfört med vatten från ytvattenverk.
Av: Ann Elfström Broo
Vid beredning av dricksvatten är det av stor vikt att så långt möjligt producera ett biologiskt stabilt vatten för att undvika återväxt under distribution, vilken i sin tur kan leda till betydande kvalitetsproblem hos konsumenten. I artikeln beskrivs hur nya biologiska parametrar kan utnyttjas för att bedöma hur stabilt dricksvattnet är i relation till återväxt på distributionsnätet.
De nya parametrarna har analyserats på dricksvatten från ett stort antal nederländska vattenverk. Av vikt är att inget av verken klorerar sitt vatten före distribution. Resultaten visar tydligt att biostabiliteten hos ett vatten inte kan bestämmas genom att enbart mäta en parameter, utan flera krävs för att erhålla ett tillförlitligt mått på biostabiliteten. Det visade sig också att olika parametrar korrelerar till biostabiliteten beroende på om det är grund- eller ytvatten. Icke förvånande uppvisade vatten från grundvattenverk generellt en högre biostabilitet jämfört med vatten från ytvattenverk. I artikeln ges även vägledande gränsvärden för de parametrar som korrelerar till biostabiliteten. Dessa värden kan även utnyttjas för vattenverk som idag klorerar sitt vatten, men som funderar på att ta bort denna behandling.
Introduktion
I Nederländerna distribueras dricksvatten utan avslutande klorering och för att säkerställa att den mikrobiologiska återväxten och påväxten (biofouling) begränsas under distribution finns gränsvärden för förekomsten av antal heterotrofa bakterier 22°C, 3 dygn (HPC22) och Aeromonas på distributionsnätet. I relation till detta finns även vägledande gränsvärden för förekomsten av assimilerbart organiskt kol (AOC) om 10 µg C och för hastigheten med vilken biofilm bildas, biofilm formation rate (BFR) om 10 pg ATP/cm2, dygn. Det har dock visat sig att dessa mått inte är tillräckliga, då återväxt konstaterats på distributionsnät från flera vattenverk, trots att halter lägre än dessa gränsvärden uppmätts. Av denna anledning har ett antal nya biologiska parametrar undersökts i flera olika dricksvatten.
Metod och underlag
Färdigberett dricksvatten från 34 vattenverk i Nederländerna har utnyttjats i undersökningen, där prov uttagits vid ett antal tillfällen under en tremånadersperiod. Vattenverken omfattar både yt- som grundvattenverk och representerar vatten med såväl högt som lågt innehåll av AOC och BFR, som hög till låg förekomst av heterotrofa bakterier och Aeromonas. Värden för de sistnämnda parametrarna erhölls från ordinarie provtagning enligt egenkontrollprogrammen för respektive vattenverk. För de vattenverk som utnyttjar ytvatten utfördes provtagningen under sommar/höst, då den mikrobiologiska aktiviteten är som högst, medan provtagning vid grundvattenverken gjordes över hela året.
De nya parametrar som undersökts kan delas upp i tester för att mäta tillväxtpotential och för att undersöka potentialen för påväxt (biofouling). I den första kategorin undersöktes potentialen för produktion av biomassa (BPP), där den maximala koncentrationen av biomassa under 7 dagar (MBC7), den maximala tillväxten av biomassa under 7 dagar (MBG7) och den kumulativa produktionen av biomassa under 14 dagar (CBP14) bestämdes genom inkubationsförsök. Värdena anges i koncentration av ATP per tidsenhet. I den andra kategorin utnyttjades en typ av flödescell för kontinuerlig mätning av hur biofilm bildas på ytor av glas. De parametrar som undersöktes var hastigheten med vilken biomassa ackumuleras (biomass accumulation rate, BAR), vilken anges som ATP cm2, dygn och hastigheten med vilken järn ackumuleras i biomassan (FeAR), angiven i halt Fe/cm2, dygn.
Även olika analyser av förekomsten av kol analyserades, såsom TOC, DOC, partikulärt och/eller högmolekylärt kol (PHMOC) och partikulärt och/eller högmolekylärt kol från kolhydrater (PHMCHC).
Undersökning av heterotrofa bakterier och Aeromonas utfördes på prov uttagna hos konsumenter från de olika vattenverkens distributionsområden och ingick i ordinarie kontrollprogram.
Resultat och diskussion
De parametrar som erhölls från försöken där potential för bildning av biofilm undersöktes var lägre för de dricksvatten som beretts från grundvatten. Detta gäller även för de flesta parametrar som undersökts, såsom förekomsten av assimilerbart organiskt kol och partikulärt och/eller högmolekylärt organiskt kol och kol från kolhydrater, samt hastigheten med vilken biomassa ackumuleras. Resultaten visar med tydlighet att dricksvatten berett från grundvatten generellt ger ett mer biostabilt vatten. Det påpekas dock att undantag finns, varför även noggrann undersökning av grundvatten i relation till återväxt bör göras.
Från vattenverkens kontrollprogram erhölls mått på den aktuella återväxten och påväxten i respektive distributionsnät genom bestämning av heterotrofa bakterier och Aeromonas. I relation till heterotrofa bakterier var samtliga prover under gränsvärdet enligt gällande lagstiftning, < 100 cfu/ml. Förekomsten av Aeromonas uppvisade en större spridning, med värden från <1 till 3720 cfu/100 ml, att jämföra med gränsvärde om 1000 cfu/100 ml, där de högsta värdena härrör från vatten distribuerat från ytvattenverk.
Parvisa korrelationsanalyser utfördes för de olika parametrarna för att utröna om de gav unika eller gemensamma egenskaper i relation till tillväxtpotentialen. Generellt fann man inga tydliga samband, med undantag för parametrarna MBC7 och CBP14, som uppvisade en mycket god korrelation för såväl vatten från grund- som ytvattenverk. Detta innebär att endast en av dessa parametrar behöver mätas för att få ett mått på biostabiliteten. För ytvattenverken erhölls även god korrelation mellan parametrarna PHMOC och PHMCHC.
De parametrar som bäst korrelerade med biostabliteten för dricksvatten producerat från grundvatten var tillväxtpotentialparametrar, såsom TOC, koncentration av biomassa och kumulativ produktion av biomassa. För ytvattenverken visar resultaten att även potentialen för påväxt, eller biofouling, var av betydelse, där parametrar såsom förekomst av partikulärt och eller högmolekylärt organisk kol och kol från kolhydrater var av betydelse, liksom hur fort järn ackumulerades i biofilmen.
Flertalet av de biologiska stabilitetparametrarna uppvisade en bättre korrelation med Aeromonas än med heterotrofa bakterier i distribuerat vatten, varför återväxt av Aeromonas tycks ge ett bättre mått på biostabiliteten. Denna parameter undersöks vanligtvis inte inom det ordinarie kontrollprogrammen i Sverige.
Slutsatser
Den biologiska stabiliteten hos ett icke klorerat dricksvatten kan inte bestämmas genom att mäta enbart en parameter. För att erhålla tillförlitligt underlag för att förutse om återväxt och påväxt kommer att ske på distributionsnätet krävs att flera parametrar undersöks.
Generellt uppvisar grundvatten högre biologisk biostabilitet och lägre förekomst av bakterien Aeromonas i distributionsnätet jämfört med dricksvatten producerat från ytvatten. Beroende på typ av råvatten fann man även olika samband mellan olika parametrar och förhöjd tillväxt på distributionsnätet. För grundvatten erhölls god korrelation mellan parametrar kopplade till återväxt, såsom totalt organiskt kol (TOC), maximal koncentration av biomassa (MBC7) och kumulativ produktion av biomassa (CBP14,), och förekomsten av heterotrofa bakterier och Aeromonas. För ytvattenverken erhölls istället bäst korrelation med parametrar relaterade både till återväxt (MBC7) och påväxt, såsom partikulärt och/eller högmolekylärt organiskt kol (PHMOC) och ackumulationen av järn i biomassan (FeAR).
För dessa parametrar anges vägledande värden vilka inte bör överskridas för att undvika återväxt och påväxt under distribution. För oklorerade dricksvatten beredda från ytvatten anges följande värden: MBC7< 4,5 ng ATP/l, PHMOC < 47 µg/l, FeAR < 0,35 mg Fe/m2, dygn. Motsvarande gränsvärden för ett dricksvatten producerat från grundvatten är: TOC < 4,1 mg C/l, MBC7< 8,6 ng ATP/l, CBP14< 110 dygn ng ATP/l.
Författarna anser att ovanstående gränsvärden kan implementeras direkt i länder där oklorerat dricksvatten distribueras och att de kan används som hjälp och guidning i länder som funderar på att börja distribuera ett vatten utan kloröverskott. Genom att mäta dessa parametrar erhålls ett bra underlag för beslut om beredningen är tillräcklig för att producera ett biostabilt vatten och på så sätt undvika återväxt och påväxt på distributionsnätet, även utan en avslutande klorering.
Källa: Science of the Total Environment 871 (2023) 161930, Initiating guidance values for novel biological parameters in drinking water to control regrowth in the drinking water system. P.W.J.J. van der Wielen, A. Brouwer-Hanzens, R. Italiaander, W.A.M. Hijnen.
