SVU-rapport 2020-02

Rapportnr: 2020-02
Tyngd: 4,1 MB
Publicerad: 2020-03-19
Totalt antal sidor: 54
Område: Dricksvatten & hälsa

Titel: Biofilmens funktion och korrelation med dricksvattnets kvalitet
Författare: Caroline Schleich, Sandy Chan, Kristjan Pullerits, Moshe Habagil, Jennie Lindgren, Catherine J. Paul, Alexander Keucken och Peter Rådström.

Sökord: Biofilm, biostabilitet, dricksvattendistributionssystem, dricksvattenkvalitet, flödescytometri, mikrobiom, massiv parallellsekvensering, ultrafiltrering
Keywords: Biofilm, biostability, drinking water distribution system, drinking water quality, flow cytometry, microbiome, massively parallel sequencing, ultrafiltration

Sammandrag: Kvarnagårdens vattenverk i Varberg har en ny beredningsprocess för dricksvattenproduktion: ultrafiltrering med fällning. Den har möjliggjort en unik biofilmsstudie i distributionssystemet, en studie som även visar att flödescytometri har den enkelhet och precision som krävs för att effektivt övervaka de mikrobiologiska processerna i ledningsnätet.

Sammanfattning: Ny kunskap om biofilmsbakterier kan säkra dricksvattnets kvalitet framöver. Nyckeln är en modern analysmetod: DNA-baserad flödescytometri (FCM). Metoden har använts i ett unikt treårigt projekt som har undersökt biofilmen i Varbergs ledningssystem före och efter det att vattenverket Kvarnagården införde ultrafiltrering (UF) i november 2016. Med hjälp av FCM har Lunds universitet och VIVAB kunnat kartlägga bakteriefloran i biofilmen och räkna bakterierna i ledningssystemet.

Projektet hade som syfte att leverera ny kunskap om biofilmens funktion och hur den hänger ihop med dricksvattnets kvalitet, samt att studera hur ultrafiltrering påverkar ledningsnätets biofilm över tid. Hur förändras biofilmsfloran till mängd och sammansättning i ett fullskalesystem efter UF-installation? Finns det något samband mellan dricksvattnets egenskaper och biofilmens funktion?

Varje dricksvattensystem har sin unika bakteriesammansättning hos biofilmen. Om man byter råvatten eller gör större förändringar av beredningen i vattenverket så kan det påverka biofilmen i ledningssystemet direkt. Biofilmen gör nytta eftersom den renar och tar bort skadliga ämnen ur dricksvattnet. Av bakterierna i filmen är de flesta okända och omöjliga att analysera med vanliga odlingsmetoder. Bara någon procent går att odla, och det tar mellan en och sju dagar att få resultatet. FCM ger resultat på knappt en timme och ger ett fingeravtryck av hela bakteriefloran. Med hjälp av massiv parallellsekvensering (MPS) har man visat att FCM-fingeravtrycket stämmer överens med den faktiska bakteriesammansättningen.

Vad händer då med biofilmen när ett vattenverk inför ultrafiltrering som gör att man går över från ett cellrikt och organiskt rikt vatten till ett färdigt dricksvatten utan mikroorganismerna och med endast 50 procent av det organiska materialet? Det fanns en viss oro att den stora förändringen i vattenkvaliteten i Varberg skulle stressa den gamla biofilmen i ledningsnätet och orsaka problem som till exempel större släpp av biofilmen. Det visade sig att bakterierna i biofilmen förändrades till både antal och sammansättning. Den gamla biofilmen lossnade inte, men antalet frisatta biofilmsbakterier ökade successivt från vattenverket till ledningsnätets ytterområden. Med längre uppehållstider frisattes alltmer biofilmsbakterier som en effekt av vattnets ökade kontakttid med biofilmen. Mängden frisatta biofilmsbakterier i vattnet hade också ett samband med ökad konduktivitet och fallande pH-värden i vattnet.

Varbergs distributionssystem uppvisar stor dynamik när det gäller biofilmen, men dricksvattnets kvalitet är relativt stabil. Och FCM-metoden har den enkelhet och precision som krävs för effektiv övervakning av förloppen i ledningsnätet. Vissa större vattenverk i Sverige har redan börjat använda denna innovativa metod.