FYRTÅRNSPROJEKT FREMTIDENS DRIKKEVANDSFORSYNING: ONLINE MIKROBIEL OVERVÅGNING

Transkript

1 FYRTÅRNSPROJEKT FREMTIDENS DRIKKEVANDSFORSYNING: ONLINE MIKROBIEL OVERVÅGNING Gør tanke til handling VIA University College DITTE A. SØBORG, FORSKERGRUPPEN FOR ENERGI OG MILJØ, VIA UNIVERSITY COLLEGE NOVEMBER 2015 STØTTET AF VTU-FONDEN OG MILJØMINISTERIETS PULJE FOR GRØN TEKNOL OGI

2 KAN MAN UDVIKLE EN BEDRE MÅDE AT OVERVÅGE BAKTERIER I DRIKKEVANDET? for sjælden for langsom

3 KRAV TIL DEN PERFEKTE SENSOR - Hurtig (in-line/at-line) - Automatisk (måling og rengøring) - Følsom (detektionsgrænse under kvalitetskriterier) - Specifik (fortæller hvilken mikroorganisme, der er tale om) - Minimal vedligeholdelse - Nem at tolke resultat - Kommunikation (kunne fjernstyres, pågå resultater via internet) - Billig

4 SYSTEMLØSNING 1) Alarm (via online mikrobiologisk sensor) 2) Automatisk prøvetagning (samtidig vandprøve) 3) Karakterisering af forurening (laboratoriearbejde) Én komponent skal ikke overholde alle krav 1 2 3

5

6 ONLINE MIKROBIEL OVERVÅGNING Turbiditet - Turbiditetsmåler Billedanalyse - BACMON Enzymatisk - Pansi 1000 Enzymatisk - BactiQuant (BactiLine) Aktivitet - ATP

7 FORURENINGER TIL SPIKEFORSØG - Realistiske scenarier - Forureningstyper - bakterier vs partikler - snigende vs pludselige vs periodiske

8 FORSØGSOPSTILLINGEN Omrører Kontaminering 600 L 1) Returskyllevand 2) Jord 3) Overfladevand 4) Duelort 5) Spildevand Prøveudtag Turbiditetsmåler BACMON Pansi 1000 Bactiquant ATP

9 BAGGRUNDSMÅLINGER Vandet i tanken overholdt drikkevandskriterier ved start af hvert spikeforsøg Parameter Målt (gn.snit) Kvalitetskrav (forbruger) Fe 0.07 ± 0.02 mg/l 0.2 mg/l (max) Mn 0.04 ± 0.04 mg/l 0.05 mg/l (max) NH ± 0.00 mg/l 0.05 mg/l (max) O ± 0.2 mg/l > 5 mg/l (indgang ejendom) ph 7.5 ± (interval) Vandtemp. (tank) 15.6 ± 0.6 C 12 C (tilstræbes)

10 RESULTATER AF SPIKEFORSØG Spike Sensor (i 600 L drikkevand) Fortynding A B C D E Returskyllevand * Jord 0,4 mgl -1 4,0 mgl -1 40,0 mgl -1 Overfladevand/vandpyt 2*10 6 2*10 5 2*10 4 Duelort 2 mgl mgl -1 0,2 gl -1 2 gl gl -1 Spildevand < gennemsnit + 1 standardafvigelse > gennemsnit + 1 standardafvigelse < gennemsnit + 2 standardafvigelser > gennemsnit + 2 standardafvigelser

11 RESULTATER AF SPIKEFORSØG Spike Sensor (i 600 L drikkevand) Fortynding A B C D E Returskyllevand * Jord 0,4 mgl -1 4,0 mgl -1 40,0 mgl -1 Overfladevand/vandpyt 2*10 6 2*10 5 2*10 4 Duelort 2 mgl mgl -1 0,2 gl -1 2 gl gl -1 Spildevand < gennemsnit + 1 standardafvigelse > gennemsnit + 1 standardafvigelse < gennemsnit + 2 standardafvigelser > gennemsnit + 2 standardafvigelser

12 KONKLUSIONER PÅ SPIKEFORSØG 1) De forskellige sensorer har forskellige styrker og svagheder 2) En kombination af 2-3 sensorer kan give en alarm på relevante forureninger i drikkevand 3) Nogle af de hurtige teknologier er optimale for alarm på pludselige, høje forureninger mens nogle af de lidt langsommere teknologier er optimale for alarm på lave, snigende forureninger 4) Nogle sensorer er mere specifikke end andre 5) Sensorerne er generelt nemme at aflæse og håndtere, men har forskellige krav til rengøring og vedligehold, og har forskellig pris

13 AUTOMATISK PRØVETAGNING Alonda

14 KARAKTERISERING AF KONTAMINERING 1. Dyrkning 2. Enzymatisk 3. qpcr (mtdna, 16S rdna) 4. FISH 5. ATP 6. Immunologisk 7. DNA sekvensering

15 DNA-METODER TIL KARAKTERISERING AF FORURENING OG KILDESPORING qpcr 16S rdna (totale antal bakterier, totale E. coli) qpcr mtdna (mennesker, fugle) Amphi-Bac I dette setup brugt som kontrol af - forureninger i spikeforsøg - prøver fra de automatiske prøvetagere

16 DEMONSTRATION PÅ AQUATARIUM

17 DEMONSTRATION PÅ AQUATARIUM Demonstration under opstart af biofiltre for at fange situationer med forringet vandkvalitet, hvor - sensorer kan give alarm - prøvetager kan aktiveres 1) Alarm BACMON (Grundfos) Turbiditetsmåler (Hach) 2) Automatisk prøvetagning Alonda (Amphi-Bac) 3) Karakterisering af forurening dyrkning, qpcr, ATP mm.

18 DEMONSTRATION PÅ AQUATARIUM

19 KAN MAN UDVIKLE EN BEDRE MÅDE AT OVERVÅGE BAKTERIER I DRIKKEVANDET? 1) En kombination af 2-3 sensorer kunne give en alarm på relevante forureninger - returskyllevand, jord, overfladevand, duelort, spildevand - bakterier og andre partikler (jern) - pludselige, snigende og periodiske forureninger 2) Automatiske prøvetagere kunne udtage samtidig vandprøve 3) Det var muligt at karakterisere forureningen i vand- og filterprøver (enzymatisk, ATP, qpcr) Ja, i dag kan bakterier i drikkevandet overvåges ved en systemløsning

20 Tak for opmærksomhed og finansieringen fra: 1) 2) 3) Egenfinansiering Gør tanke til handling VIA University College