NVOC og kimtal i drikkevand

NVOC og kimtal i drikkevand Vibeke Ernstsen & Anders Risbjerg Johnsen Danmarks og Grønlands Geologiske Undersøgelse 2008

Indhold FORORD 5 SAMMENFATNING OG KONKLUSIONER 7 SUMMARY AND CONCLUSIONS 9 1 INDLEDNING 11 2 UNDERSØGELSESBORINGER 12 21 FANØ VANDVÆRK 13 22 OKSBY-HO VANDVÆRK 14 22 BORINGER VED ASTRUP 15 23 SEKÆR KILDEPLADS 16 24 STORE DARUM VANDVÆRK 17 25 VEJBY - MULTIFILTERBORING 18 3 NVOC, JERN OG MANGAN I GRUNDVAND 20 4 MIKROBIELLE UNDERSØGELSER 22 41 FORSØGSOPSTILLING 22 42 KIMTAL 23 43 KIMTAL OG NVOC 27 44 KIMTAL UDBYTTEBEREGNINGER 30 45 KIMTAL OG JERNINDHOLD 31 5 KONKLUSION 33 6 REFERENCER 35 BILAG 1 BOREBESKRIVELSER 37 BILAG 2 GRUNDVANDETS KEMISKE SAMMENSÆTNING 59 BILAG 3 UDVIKLINGER I KIMTAL (CFU) OVER TID 75 3

4

Forord Formålet med nærværende projekt har været at belyse om der foreligger en sammenhæng mellem indholdet af non-volatile organic carbon (NVOC) i grundvand og potentialet for mikrobiel vækst Resultaterne tænkes at indgå i en vurdering af de fremtidige krav til NVOC indholdet i drikkevand, herunder mulighederne for tillade et højere indhold end det gældende jf tilsynsbekendtgørelsen 1 En tak til Jens Bruun-Petersen, Ribe Amt, der har bidraget med meget værdifulde oplysninger om brunt vand, dets kvalitet samt udbredelse i Ribe Amt Ligeledes rettes en stor tak til Poul Erik Jensen og Svend Warre, begge Fanø Vandværk, Kaj Sørensen, Oksby-Ho Vandværk, Peter Madsen, Esbjerg Kommune - Forsyningen, Jørgen K Nielsen, Store Darum Vandværk, samt Arne Mogensen og Tina Larsen, begge Frederiksborg Amt, for deres medvirken i forbindelse med tilvejebringelse af vandprøver til brug for projektet Rapporten er udarbejdet for midler fra Miljøstyrelsen og er under udarbejdelsen blevet behandlet i en arbejdsgruppe bestående af: Susanne Rasmussen, Miljøstyrelsen Linda Bagge, Miljøstyrelsen Jens Bruun-Petersen, Ribe Amt Anders Risbjerg Johnsen, GEUS Vibeke Ernstsen, GEUS 1 Miljøministeriets bekendtgørelse nr 1449 af 11 december 2007 om vandkvalitet og tilsyn med vandforsyningsanlæg 5

6

Sammenfatning og konklusioner Med udgangspunkt i eksisterende analyseresultater for non-volatile organic carbon (NVOC) og COD (Mn) (også benævnt permanganattallet) i grundvandprøver blev en række boringer inden for Ribe Amt valgt ud med henblik på en eventuel senere prøvetagning Der blev lagt vægt på, at de i projektet anvendte prøver repræsenterede et spænd i koncentrationer af NVOC, hvor de højeste værdier lå betydeligt over det i dag gældende kvalitetskrav på 4 mg NVOC pr liter En nærmere gennemgang af analyseresultater fra Ribe Amt viste imidlertid at en væsentlig del af analyseresultaterne stammede fra boringer, der ikke var blevet filtersat og hvorfra det ikke længere var muligt at udtage vandprøver Blandt de resterende boringer blev det besluttet at udtage vandprøver fra boringer tilhørende Fanø Vandværk, Oksby-Ho Vandværk og Store Darum Vandværk samt fra boringer på kildepladserne Forum-Astrup og Sekær under Esbjerg Kommune Forsyningen, der tilsammen repræsenterede forskellige magasintyper karakteriseret ved varierende indhold af NVOC og permanganattal På baggrund af analyseresultaterne fra disse 20 boringer viste det sig imidlertid vanskeligt, at tilgodese ønsket om en undersøgelse omfattende vandprøver med markant højere koncentrationer af NVOC end den grænseværdien dikterer i dag Således viste eksempelvis markant forhøjede permanganattal i nogle af de udvalgte vandprøver at være knyttet til høje koncentrationer af ferrojern og ikke til høje indhold af NVOC Det blev derfor besluttet at inddrage vandprøver fra en multifilterboring ved Vejby i Frederiksborg Amt Boringen indgår i det nationale program for overvågning af vandmiljøet (NOVANA), og herfra viste de eksisterende analysedata varierende indhold og i udvalgte filtre endog meget høje indhold af NVOC Undersøgelsen omfatter således 29 vandprøver med NVOC koncentrationer spændende fra 0,7 til 22 mg/l Vandprøverne er udtaget i dybder fra 14,4 meter til 184 meter under terræn og repræsenterer grundvand med betydelige forskelle i den kemiske sammensætning givet ved eksempelvis ph, alkalinitet, sulfat samt ferrojern På baggrund af det foreliggende datamateriale kan det konstateres, at den totale koncentration af NVOC ikke synes at være afgørende for kimtallet, men derimod at det er sammensætningen - og dermed biotilgængeligheden - af det opløste kulstof, der er afgørende for kimtallet Graden af biotilgængelighed varierede i de undersøgte vandprøver Biotilgængeligheden forventes ligeledes knyttet til sammensætningen af vandets mikrobielle samfund, idet forskellige bakterier udnytter forskellige kulstofkilder Den mikrobielle vækst synes hæmmet af forholdsvis høje koncentrationer af opløst ferrojern, der i forbindelse med iltningen tilsyneladende binder det opløste kulstof, hvorefter det ikke længere forekommer på en biotilgængelig form 7

8 Undersøgelsen har imidlertid vist, at der i mange af vandprøverne findes et stort potentiale for eftervækst Undersøgelsen viser ikke, hvorvidt dette potentiale faktisk kommer til udtryk i vandværkerne, idet bla vandbehandlingen (feks oxidation af ferrojern) og biofilm i distributionssystemet kan indvirke på den faktiske koncentration af NVOC og dermed også den mikrobielle vækst i det til forbrugerne distribuerede vand

Summary and conclusions Based on existing data on non-volatile organic carbon (NVOC) content and chemical oxygen demand (COD(Mn) or permanganate number) of ground water, a number of wells located in Ribe County were chosen for potential use in a study of the relationship between NVOC and microbial growth Most data were obtained from borings now closed and therefore not accessible for water sampling The following waterworks were chosen from the remaining wells from where samples of ground water could be collected: Fanø Vandværk, Oksby-Ho Vandværk, Store Darum Vandværk and Esbjerg Kommune Forsyningen These waterworks extract ground water from aquifers with different geological settings, characterized by differences in concentrations of NVOC and COD(Mn)/permanganate number Samples of ground water from 20 wells were analyzed and showed concentrations of NVOC in the lower range of what the study planned to include To cover the higher range of NVOC concentrations, samples of ground water from a multi-screen well were collected in Vejby, Frederiksborg county The study of NVOC and microbial growth included 29 samples of ground water with NVOC concentrations in the range of 07 mg/l to 22 mg/l The water samples were collected from depths of 144 meters down to 184 meters, and included ground water of very different composition given by the parameters, eg, ph, alkalinity, sulfate, and ferrous iron The results obtained indicated no correlation between microbial growth (colony forming units) at 22 ºC or 37 ºC and the concentration of NVOC Rather, the microbial potential for growth seemed to be related to the bioavailability of the organic matter The amount of available carbon may to some degree be determined by the composition of the microbial community in the ground water, as different bacteria may utilize different carbon sources Microbial growth was strongly reduced in the presence of high concentrations of ferrous iron, most likely because oxidation and precipitation of ferrous iron made the organic compounds non-bioavailable The study demonstrated a high potential for microbial growth However, the study did not demonstrate that microbial growth actually takes place in the water pipes, as the treatment of the ground water in the water works (eg oxidation of ferrous iron) and biofilms within the distribution system may reduce the concentration of NVOC, leading to a reduction in microbial growth in the drinking water 9

10

1 Indledning Der er i tilsynsbekendtgørelsen (nr1664 af 14 december 2006 om vandkvalitet og tilsyn med vandforsyningsanlæg) fastsat et kvalitetskrav til NVOC (non-volatile organic carbon) på 4 mg/l til drikkevand Dette krav erstatter kravet til permanganattal i den tidligere bekendtgørelse fra 1988 Kravet til permanganattallet var højst tilladt 12 mg KMnO 4 pr liter, men højere værdi kunne fastsættes med særlig godkendelse EU's drikkevandsdirektiv fra 1998 fastsætter ikke krav til NVOC, men alene et krav om, at der ikke må være unormale ændringer i indholdet af TOC (total organic carbon) Der har i perioden 1 oktober 2004-1 juli 2005 været foretaget en undersøgelse af data fra boringskontrollen og fra drikkevandskontrollen med det formål at finde sammenhænge mellem vandets indhold af NVOC og dets indhold af udvalgte parametre (farvetal, turbiditet, jern, mangan) samt vandets mikrobiologiske kvalitet karakteriseret ved kimtal bestemt ved henholdsvis 22 C og 37 C (Ernstsen et al, 2004) Undersøgelsen gav imidlertid ikke et klart billede af sammenhængen mellem indholdet af NVOC og de udvalgte parametre Et tilhørende litteraturstudiet peger på, at grundvand med et højt indhold af NVOC ofte kan relateres til grundvandsmagasiner i eller med afsmitning fra marine tertiære og kvartære aflejringer Desuden er der typisk tale om vand fra artesiske grundvandsmagasiner med ringe gennemstrømning og lange opholdstider, samt helt eller delvist hydraulisk afsnøret, således at udvaskninger af det opløste organiske kulstof ikke er mulig Men hvorvidt det organiske kulstof kan medvirke til mikrobiologisk eftervækst i ledningsnettet kunne ikke vurderes på det foreliggende grundlag Miljøprojekt nr 719 Undersøgelse af bakterieantal og eftervækstpotentiale i vandværksvand (Jørgensen et al, 2002) viste, at der er et potentiale for eftervækst i det danske drikkevand, og at der var en sammenhæng mellem eftervæksten og højt indhold af AOC (assimilerbart organisk carbon) Formålet med nærværende projekt har været på baggrund af laboratorieanalyser at belyse om der er en sammenhæng mellem indholdet af NVOC og mikrobiel vækst Resultaterne vil indgå i en vurdering af om det er muligt at lempe kravet til NVOC i drikkevand 11

2 Undersøgelsesboringer Projektet var planlagt til at omfatte en undersøgelse af grundvand indsamlet fra magasiner der repræsenterede et spænd i NVOC, med de laveste værdier og de højeste værdier henholdsvis under og over den i dag anvendte værdi på 4 mg NVOC pr liter Tidligere undersøgelser havde vist hyppige forekomster af grundvand med forholdsvis høje koncentrationer af NVOC indenfor Ribe Amt (Bruun- Petersen, 1990) og derfor blev undersøgelsen planlagt til at omfatte prøver af grundvand fra dette område Til brug for planlægningen af prøvetagningen stillede Ribe Amt oplysninger til rådighed om boringer hvorfra der var udtaget vandprøver med mere end 4 mg/l NVOC eller COD (Mn) (også benævnt permanganattallet) over 12 En nærmere gennemgang af analyseresultater viste imidlertid, at en betydelig del af analyserne stammede fra boringer hvorfra det ikke længere var muligt at udtage vandprøver idet boringerne aldrig var blevet filtersat som følge af høje koncentrationer af NVOC eller høje permanganattal i de første analyser Boringerne var derfor ikke fundet egnet som vandforsyningsboring Blandt restgruppen af boringer blev det herefter besluttet, at udtage vandprøver fra boringer tilhørende Fanø Vandværk, Oksby-Ho Vandværk og Store Darum Vandværk samt fra boringer på kildepladserne Forum-Astrup og Sekær tilhørende Esbjerg Kommune Forsyningen, der tilsammen repræsenterede forskellige magasintyper karakteriseret ved varierende indhold af NVOC og permanganattal Der blev udtaget grundvandprøver fra i alt 20 boringer udstyret med 6 til 8 meter lange filtre Den mest overfladenære grundvandsprøve blev udtaget fra et filter etableret i en dybde af 22,5-28,5 meter under terræn og den dybeste grundvandsprøve blev udtaget fra et filter placeret i dybden 184-202 meter under terræn, tabel 1 Analyseresultaterne fra disse boringer viste imidlertid at det var vanskeligt at tilgodese ønsket om en undersøgelsen af vandprøver med markant højere koncentrationer af NVOC end det gældende kvalitetskrav på 4 mg/l Således viste eksempelvis markant forhøjede permanganattal i nogle af de udvalgte vandprøver sig at være knyttet til høje koncentrationer af ferrojern og ikke til høje indhold af NVOC En enkelt filtersat boring med højt indhold af NVOC, hvorfra vandet blev anvendt til vanding af en golfbane, kunne af forskellige tekniske årsager ikke prøvetages på det tidspunkt undersøgelsen var planlagt og dermed syntes mulighederne udtømt for at indsamle de nødvendige vandprøver indenfor Ribe Amt Det blev derfor besluttet, at inddrage vandprøver fra en multifilterboring ved Vejby i Frederiksborg Amt, tabel 1 Boringen indgår i det nationale program for overvågning af vandmiljøet (NOVANA) og de indledende analyser af grundvand udtaget herfra viste varierende indhold, og i udvalgte filtre endog 12

meget høje indhold af NVOC Vandprøver fra denne boring er udtaget fra 10 cm lange filtre, hvor den øverste er placeret i 14,39-14,49 meter og den dybeste vandprøve blev udtaget i dybden 29,52-29,62 meter under terræn Tabel 1 Vandværker og boringer med den i projektet anvendte benævnelse, DGU arkivnumre samt dybde for filterindtag Vandværk/boring Projektnavn DGU arkivnr Filterindtag (m) Fanø Fanø 1 1301044 24-30 Fanø 2 1301045 25-31 Fanø 3 1301046 22,5-28,5 Fanø 4 1301047 27-33 Fanø 5 1301048 27-33 Fanø 6 1301049 24-30 Fanø 7 1301157 24-30 Fanø 8 1301159 22,5-28,5 Fanø 9 1301159 24-30 Fanø 10 1301160 23-29 Oksby-Ho Ho 1 12057 52,2-57,6 Ho 2 12064 51,5-59 Esbjerg Vandforsyning St Darum Vejby Ho 3 120133 50-60 Astrup 1 1211084 92-110 Astrup 2 1211085 93-117 Sekær 1 1231045 100-130 Sekær 2 1231046 184-202 Darum 1 131925 146-152 Darum 2 131931 51-57 Darum 3 131932 46-60 Vejby 1 186854 29,52-29,62 Vejby 2 186854 27,50-27,60 Vejby 3 186854 25,49-25,59 Vejby 5 186854 21,46-21,56 Vejby 6 186854 19,44-19,54 Vejby 8 186854 17,42-17,52 Vejby 9 186854 16,41-16,51 Vejby 10 186854 15,40-15,50 Vejby 11 186854 14,39-15,49 21 Fanø Vandværk I forbindelse med Fanø vandforsyning er der udtaget vandprøver fra i alt 10 boringer, der er placeret langs en ca 1 kilometer, stort set øst-vest orienteret, linie umiddelbart nord for Sandflod Hede, figur 1 Området henligger udyrket med hede iblandet lav trævegetation, figur 1 Området fremstår som en jævnt hældende flade, hvor boringerne Fanø1-6 ligge i kote 7,5 meter hvorefter koten aftager jævnt og når ned i kote 4,5 meter for den østligste boring Fanø 10 Den dominerende jordart i området er postglacialt flyvesand, figur 1 Den geologiske beskrivelse af hver af de 10 boringer til Fanø Vandværk fremgår af bilag 1, figur A-J Borebeskrivelsen for boringen Fanø 1 viser, at der under det øverste 0,3 meter tykke muldlag følger æoliske, postglaciale sandaflejringer ned til 11 meter under terræn, hvorefter følger postglaciale aflejringer af saltvandssand ned til bunden af boringen i 31 meter under terræn, bilag 1, figur A Boringen her er filtersat i det kalkholdige postglaciale saltvandsand, i en dybde af 24-31 meter under terræn For boringerne Fanø 2 13

til og med Fanø 8 er den geologiske opbygning i hovedtrækkende som beskrevet for boring Fanø 1, idet det øverste æoliske lag dog ses at variere i tykkelse (3 til 11 meter), efterfulgt af postglacial, kalkholdig saltvandssand, hvori filtersætningen er foretaget, bilag 1, figur B-H I boring Fanø 9 findes øverst 4 meter æolisk sand der følges af et par meter postglacial saltvandssand og dernæst smeltevandssand, bilag 1, figur I Filtersætningen i denne boring er foretaget i kalkholdig smeltevandssand I boring Fanø 10 er filtersætningen ligeledes foretaget i kalkholdig smeltevandssand, der findes under et ca 17 meter tykt lag postglacial marint saltvandssand, bilag 1, figur J 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Figur 1 Boringer ved Fanø Vandværk (Fanø 1- Fanø 10) Øverst til venstre: 4 cm kort med boringer fra Jupiter databasen (orange cirkler) samt de i projektet undersøgte boringer markeret med 1-10 DGU arkivnumre for disse boringer findes i tabel 1 Øverst til højre: Orthofoto fra 1999 med boringerne Nederst til venstre: Højdekort over området med boringer Nederst til højre: Jordartskort med boringer Alle undersøgelsesboringer er placeret i et område domineret af postglacialt flyvesand, her vist med gul farve 22 Oksby-Ho Vandværk Undersøgelsesboringerne ved Oksby-Ho Vandværk ligger i Oksby Klitplantage, der er karakterieret ved spredte træer, figur 2 Boringer er placeret med nogle få hundrede meters afstand i et forholdsvis fladt flyvesandspårvirket område med flyvesand som den dominerende jordart Koten for boringerne varierer mellem 10 og 11 meter Den geologiske beskrivelse af alle tre boringer viser tilstedeværelse af øverst postglacial sand, der i boringerne Ho1 og Ho 2 efterfølges af et lag (0,6-2,1 meter) postglacial ferskvandstørv, bilag 1, figur K, L og M Under tørven ved Ho 1 findes postglacialt saltvandsgrus ned til 31 meter under terræn, hvorefter følger saltvandssilt ned til 39,5 meter under terræn, hvor smeltevandssand 14

bliver dominerende ned til bunden af boringen i 58 meter under terræn Boringen er filtersat fra 50,2 til 58 meter under terræn i smeltevandssand, bilag 1, figur K Beskrivelsen af boring Ho 2 rummer færre detaljer, men det fremgår dog af den geologiske beskrivelse, at der under tørvelaget findes sand og grus, antagelig i form af postglacial saltvandsaflejringer, der efterfølges af et lerlag fra 31,2 til 39,5 meter, og hvor sand og grusede aflejringer antagelig smeltevandsaflejringer atter bliver almindelige ned til bunden af boringen svarende til 59 meter under terræn Boringen er filtersat i nogenlunde den samme dybde som for boring Ho 1, bilag 1, figur L Ved Ho 3 findes flyvesandet ovenpå postglacialt saltvandssand, der afløses af interglacialt saltvandssand og ler, der i 24 meter under terræn følges af smeltevandssand ned til bunden af boringen i 67,8 meter under terræn, bilag 1, figur M Boringen er filtersat fra 50 til 62 meter under terræn 120133 12064 12057 120133 12064 12057 120133 12064 12057 120133 12064 12057 Figur 2 Boringerne ved Oksby-Ho vandværk (Ho 1- Ho 3) Øverst til venstre: 4 cm kort med boringer fra Jupiter databasen (orange cirkler) samt de i projektet anvendte boringer markeret med DGU arkivnumre Øverst til højre: Orthofoto fra 1999 med boringerne Nederst til venstre: Højdekort over området med boringer Nederst til højre: Jordartskort med boringer Alle boringer er placeret i et område domineret af postglacialt flyvesand vist med gul farve 22 Boringer ved Astrup Boringerne Astrup 1 og Astrup 2 er beliggende på Esbjerg bakkeø, ca 10 km nord for Esbjerg Boringerne, der hører under Esbjerg kommune - Forsyningen, ligger mellem Forum og Astrup på en svagt hældende flade med sand som den mest almindelige jordart 15

Den geologiske beskrivelse af boringerne Astrup 1 og Astrup 2 fremgår af bilag 1, figur N og O Begge boringer er domineret af smeltevandsand, hvori der forekommer tynde lag af ler og silt Boringen Astrup 1 er filtersat fra 92-110 meter under terræn og Astrup 2 er filtersat fra 93-117 meter under terræn 1211084 1211085 1211084 1211085 1211084 1211085 1211084 1211085 Figur 3 Boringerne mellem Forum og Astrup (Astrup 1 og Astrup 2) Øverst til venstre: 4 cm kort med boringer fra Jupiter databasen (orange cirkler) samt de i projektet anvendte boringer markeret med DGU arkivnumre Øverst til højre: Orthofoto fra 1999 med boringer Nederst til venstre: Højdekort over området med boringer Nederst til højre: Jordartskort med boringer Begge boringer er placeret i et område domineret af sand (smeltevandssand) der er vist med rød farve 23 Sekær kildeplads Boringerne Sekær 1 og Sekær 2 ligger nordøst for Sekær på en forholdsvis jævn flade på Holsted bakkeø i et område med sand som den dominerende jordart, figur 4 De geologiske beskrivelser af boringerne viser tilstedeværelse af smeltevandssand, der afbrydes med lag af varierende tykkelse bestående af smeltevandsler, bilag 1, figur P og Q 16

1231046 1231045 1231046 1231045 1231046 1231045 1231046 1231045 Figur 4 Boringerne ved Sekær kildefelt (Sekær 1 og Sekær 2) Øverst til venstre: 4 cm kort med boringer fra Jupiter databasen (orange cirkler) samt de i projektet anvendte boringer markeret med DGU arkivnumre Øverst til højre: Orthofoto fra 1999 med boringer Nederst til venstre: Højdekort over området med boringer Nederst til højre: Jordartskort med boringer Begge boringer er placeret i et område domineret af sand (smeltevandssand) vist med rød farve 24 Store Darum Vandværk De tre boringerne, Darum 1, Darum 2 og Darum 3, ved Store Darum Vandværk ligger langs en ca 500 meter lang, øst-vest orienteret linie, figur 5 Området hælder svagt mod øst, idet koten aftager fra 10 meter ved Darum 1 og Darum 2 til kote 7,5 meter ved Darum 3 Den dominerende jordart ved Darum 1 og Darum 2 er morænesand mens området omkring Darum 3 er beskrevet som flyvesand Den geologiske beskrivelse for boringerne fremgår af bilag 1, figur R, S, og T Ved Darum 1 består de øveste 16 meter af vekslende lag af sand og silt fra sidste istid hvorefter følger ældre sedimenter der veksler i sammensætning ned til bunden af boringen i 200 meter under terræn, bilag 1, figur R Denne boring er filtersat fra 146 til 152 meter under terræn i Arnum formationen Ved Darum 2 og Darum 3 er filtersætningen foretaget i henholdsvis 51-57 meter under terræn og 46-60 meter under terræn i smeltevandssand, bilag 1, figur S og T 17

131925 131931 131932 131925 131931 131932 131925 131931 131932 131925 131931 131932 Figur 5 Boringerne ved Store Darum vandværk (Darum 1-3) Øverst til venstre: 4 cm kort med boringer fra Jupiter databasen (orange cirkler) samt de i projektet anvendte boringer markeret med DGU arkivnumre Øverst til højre: Orthofoto fra 1999 med boringer Nederst til venstre: Højdekort over området med boringer Nederst til højre: Jordartskort med boringer To af boringerne placeret i sand (smeltevandssand) vist med rød frave, mens den tredje boring er placeret i flyvesand markeret med gul farve 25 Vejby - multifilterboring Boringen er beliggende sydvest for Vejby på en svagt hældende flade, i kote 18,3 meter, der mod syd og sydøst støder op til området med Maglemosen, Holløse Dam og Askemosen, figur 6 Boringen ligger i et område med moræneler som den dominerende jordart iblandet spredte forekomster af smeltevandsand Området omkranses af bla moseområderne med fersksvandstørv som den dominerende jordart Den geologiske beskrivelse af boringen viser tilstedeværelse af moræneler fra overfladen og ned til 26 meter under terræn Herefter følger smeltevandssand ned til 30 meter under terræn, kun afbrudt af et 0,6 meter lerlag fra 11,0 til 11,6 meter under terræn, bilag 1, figur U 18

Figur 6 Boringen ved Vejby, hvorfra der er udtaget vandprøver fra 9 filtre (Vejby 1-3, 5-6 og 8-11) Øverst til venstre: 4 cm kort med boringer fra Jupiter databasen (orange cirkler) samt den i projektet anvendte boring markeret med DGU arkivnummer (DGU arkivnr 186854) Øverst til højre: Orthofoto fra 1999 med boringer Nederst til venstre: Højdekort over området med boringer Nederst til højre: Jordartskort med boringer Boringen er placeret på en svagt hældende flade, der er domineret af moræneler, vist med brun farve I området forekommer spredte forekomster af smeltevandssand, vist med rød farve samt udbredte lavere liggende områder med ferskvandstørv, vist med grøn farve 19

3 NVOC, jern og mangan i grundvand Samtidig med at der blev udtaget vandprøver til mikrobielle undersøgelser, blev der udtaget vandprøver til analyse af grundvandets hovedbestanddele Resultaterne af vandanalyserne fremgår af bilag 2, tabel 1-7 hvor også analyseresultater fra Jupiter databasen er inddraget for derigennem, at belyse i hvor høj grad de i projektet anvendte vandprøver var repræsentative for vandkvaliteten i undersøgelsesboringerne I dette afsnit bringes udvalgte analyseresultater for NVOC, jern (filtreret gennem et 0,45 µm filter) og mangan, tabel 2 Jern og mangan er redoxfølsomme og kan ved udfældning påvirke bio-tilgængeligheden af det organiske stof Indholdet af NVOC varierer betydeligt for de undersøgte vandprøver, fra under 1 mg/l ved Astrup til 21,6 mg i Vejby, tabel 2 I 18 ud af de 29 vandprøver overstiger koncentrationen det gældende kvalitetskrav for NVOC på 4 mg/l Ved Fanø vandværk ligger niveauet for NVOC på omkring 4 mg/l, med den laveste koncentration på 3,5 mg/l i den vestlige boring (Fanø 1) og den højeste koncentration på 5,5 mg/l i den østligste boring (Fanø 10) Samme niveau for NVOC er målt i de tre boringerne ved Oksby-Ho vandværk, med koncentrationer af NVOC på 4,7-4,8 mg/l I de ni dybe boringer ved Astrup, Sekær og Darum er indholdet af NVOC markant lavere og er målt til under 2 mg/l I multifilterboringen ved Vejby spænder koncentrationen af NVOC, inden for et interval på ca 11 meter, fra 3,7 mg/l målt i det øverste filter (14,39 meter under terræn) til 21,6 mg/l målt i filteret i 25,49 meter under terræn Indholdet af jern, bestemt i vand filtreret gennem et 0,45 µm filter, varierer ligeledes betydeligt i de undersøgte vandprøver og findes indenfor intervallet af 0,1-19 mg/l I boringerne, der forsyner Fanø vandværk er indholdet af jern under 2 mg/l i boringer med filter placeret i postglaciale marine aflejringer (Fanø 1-8) og stiger til 3-4,6 mg/l i de to boringer ( Fanø 9-10) med filtre i smeltevandssand Ved Sekær og Darum er koncentrationen af jern målt til maximalt 2,0 mg/l Ved boringerne Ho 1-3 er koncentrationen af jern mellem 2,2 og 2,5 mg/l De laveste indhold er målt i de øvre filtre i multifilterboringen ved Vejby og de højeste koncentrationer af jern er ligeledes målt i de dybere filtre i samme boring eller ved Astrup, hvor de maximale målte koncentrationer er henholdsvis 21,6 og 19 mg/l Koncentrationen af mangan er typisk under 1 mg/l Ved St Darum er koncentrationen målt til under 0,20 mg/l og i de kystnære vandværker (Fanø og Oksby-Ho) varierer koncentrationen mellem 0,20 og 0,32 mg/l Nogenlunde samme niveau findes ved Sekær (0,24-0,34 mg/l) I de meget jernholdige vandprøver fra Astrup og Vejby er koncentrationen af mangan 20

typisk højere, og varierer mellem 0,6 og 0,7 mg, men er stadig langt under de målte koncentrationer af jern For de undersøgte prøver bidrager mangan således i langt mindre grad end opløst jern til at nedsætte biotilgængeligheden af NVOC Tabel 2 Vandværker og boringer med den i projektet anvendte benævnelse, filterdybde samt indhold af NVOC, jern og mangan Vandværk/boring Boring Filterindtag (dybde i m) NVOC (mg/l) Jern (mg/l) Mangan (mg/l) Fanø Fanø 1 24-30 3,5 1,4 0,24 Fanø 2 25-31 3,9 1,8 0,25 Fanø 3 22,5-28,5 4,4 1,2 0,20 Fanø 4 27-33 4,8 1,4 0,23 Fanø 5 27-33 4,1 1,3 0,19 Fanø 6 24-30 3,9 1,1 0,22 Fanø 7 24-30 4,7 1,9 0,22 Fanø 8 22,5-28,5 4,3 1,5 0,27 Fanø 9 24-30 4,6 3,0 0,25 Fanø 10 23-29 5,5 4,6 0,28 Oksby-Ho Ho 1 52,2-57,6 4,7 2,5 0,28 Ho 2 51,5-59 4,8 2,9 0,28 Esbjerg Vandforsyning St Darum Vejby Ho 3 50-60 4,7 2,2 0,32 Astrup 1 92-110 0,7 15 0,68 Astrup 2 93-117 0,8 19 0,60 Sekær 1 100-130 1,4 0,7 0,34 Sekær 2 184-202 0,9 0,4 0,24 Darum 1 146-152 1,8 1,4 0,15 Darum 2 51-57 1,4 1,9 0,18 Darum 3 46-60 1,6 2,0 0,19 Vejby 1 29,52-29,62 14,0 17 0,59 Vejby 2 27,50-27,60 19,2 4,7 0,70 Vejby 3 25,49-25,59 21,6 15 0,64 Vejby 5 21,46-21,56 14,0 10 0,67 Vejby 6 19,44-19,54 12,4 9,4 0,60 Vejby 8 17,42-17,52 8,7 0,4 1,19 Vejby 9 16,41-16,51 8,0 0,1 0,75 Vejby 10 15,40-15,50 5,0 0,1 0,62 Vejby 11 14,39-15,49 3,7 1,1 0,40 21

4 Mikrobielle undersøgelser 41 Forsøgsopstilling Prøveudtagningen blev foretaget som enkeltbestemmelse, idet enkeltbestemmelser på flere uafhængige vandprøver giver et bedre statistisk grundlag end dobbeltbestemmelser på halvt så mange prøver Indholdet af NVOC varierede mellem 0,5 og 22 mg/l i de undersøgte vandprøver Vækstforsøg, der skulle bestemme potentialet for mikrobiel vækst i vandprøverne, udførtes som rystekulturer med 50 ml vand i 100 ml sterile, syrevaskede Erlenmeyerkolber med Erlenmeyercaps, rystet ved 100 rpm, ved 15 grader Der blev udtaget delprøver til kimtælling umiddelbart efter vandprøvernes ankomst til laboratoriet og efter 1, 2, 5, 12 og 28 dages inkubation af vandprøverne Ifølge DS/EN ISO 6222:2000 vedrørende Vandundersøgelse Bestemmelse af antal mikroorganismer i gærekstraktagar ved 22 C og 36 C må vandprøverne opbevares ved 2-5 C i højest 12 timer, før analysen påbegyndes I nærværende forsøg var dette ikke praktisk muligt på grund af lang transporttid, og DS/EN ISO 6222:2000 blev derfor justeret, således at opbevaringstiden ved 5 C blev maksimalt 19 timer Denne justering kan betyde, at de første målinger er svagt forhøjede, hvis der har været vækst allerede under transporten af vandprøven frem til laboratoriet Denne ændring i forsøgsproceduren anses dog for værende af mindre betydning for nærværende undersøgelse, hvor det maksimale kimtal ønskes bestemt Kimtallet er bestemt som dybdeudsæd ved henholdsvis 22 og 36ºC som beskrevet i DS/EN ISO 6222:2000 Vandundersøgelse Bestemmelse af antal mikroorganismer i gærekstraktagar ved 22 C og 36 C Efter anbefaling fra Miljøstyrelsen blev vækstforsøgene tilrettelagt efter retningslinerne for henstandsforsøg som beskrevet i miljøprojekt 719 (Jørgensen et al, 2002) I det nævnte miljøprojekt findes imidlertid ingen beskrivelse af, hvorledes fortyndingsrækkerne til kimtællingerne blev udført I nærværende forsøg blev den i DS/EN ISO 6222:2000 beskrevne fremgangsmåde med en peptone salt opløsning (DS/EN ISO 6887-1:1999) anvendt I miljøprojekt 719 (Jørgensen et al, 2002) blev kimtallene desuden bestemt ved 21 og 37ºC og ikke som i nærværende undersøgelse ved 22 og 36ºC, som det ligeledes findes foreskrevet i DS/EN ISO 6222:2000 ISOprotokollen har en temperaturtolerance på ±2 C, og begge fremgangsmåder opfylder derfor protokollens betingelser 22 Det er vores vurdering, at henstandsforsøg som beskrevet i Miljøprojekt 719 (Jørgensen et al, 2002) i denne sammenhæng kan give et for lavt estimat for eftervækstpotentialet i vandprøverne Ved henstandsforsøg vil en del bakterieceller sedimentere og efterfølgende danne biofilm på kolbens bund Ved udtag af delprøver fra kolben er der derfor risiko for at undervurdere kimtallet, idet noget af biomassen findes som biofilm på kolbens bund og ikke som planktoniske celler i suspension Desuden har bakterier i miljøprøver en udpræget tendens til at aggregere (flokkulering) i stillestående medier, hvilket

vil give en undervurdering af kimtallet, når de talte kolonier kan være startet af flere celler i et aggregat og ikke af en enkelt celle Inkubationerne er derfor gennemført som rystekulturer, hvorved hovedparten af cellerne holdes i suspension og graden af aggregering minimeres Forskellen i kimtal for henstandskulturer og rystekulturer fremgår af figur 7, hvor vandprøver fra samme boring blev inkuberet henholdsvis med og uden omrystning Som det ses af figur 7, udgjorde kimtallene i henstandskulturen mod slutningen af inkubationen kun omkring 20 % af kimtallene bestemt i rystekulturen Figur 7 Sammenligning af kimtal i rystekulturer og henstandskulturer inkuberet ved 15 C Tællingerne er angivet logaritmisk ±1 standardafvigelse 42 Kimtal Tendensen i den tidslige udvikling i kimtallene var meget forskellig i de undersøgte vandprøver, og udvalgte eksempler fremgår af figur 8 Alle prøver, med undtagelse af Astrup 1, Astrup 2 og Darum 3, viste en hurtig, eksponentiel vækst i det totale kimtal (22 C) i de første 5 til 7 dage For nogle prøver, som eksempelvis Fanø 6 og Fanø 9, blev denne vækstfase afløst af en stagnation med svagt faldende totale kimtal For vandprøver fra andre boringer, eksempelvis Fanø 2 og Fanø 4, blev den initielle hurtige vækst efterfulgt af endnu en eksponentiel vækstfase, men med længere fordoblingstider Disse prøver nåede ikke op i stationærfasen i løbet af en måneds inkubation, og det har derfor ikke været muligt at estimere det maksimale kimtal præcist for disse prøver Samtlige tidslige udviklinger i kimtal for alle vandprøver fremgår af bilag 3 23

Figur 8 Tidslig udvikling i kimtal for grundvandsprøver inkuberet ved 15 C Kimtal er opgjort ved både 22 og 36 C og angivet logaritmisk ±1 standard afvigelse 24 Kimtallet ved 36 C varierende meget i de undersøgte vandprøver, og således var der i 21 ud af 29 prøver vækst af kim ved 36 C Kimtallet ved 36 C varierede i disse vandprøver fra 8 10 2 til 2 10 6 CFU/ml (log 10 =2,9-5,6) og udgjorde således mellem 0,4% og 60 % af kimtallet ved 22 C, tabel 3 I nogle vandprøver var forløbet af den tidslige populationsudvikling i kim ved 36 C stort set identisk med forløbet af kimtal ved 22 grader, som eksempelvis for Fanø 6, figur 8, hvorimod det i andre vandprøver viste et helt andet forløb, som eksempelvis Fanø 4, figur 8 Vejby-prøverne adskilte sig fra de øvrige prøver, idet kimtallet ved 36 C i starten var højere end kimtallet ved 22 C Dette skyldtes sandsynligvis, at nogle bakterier voksede hurtigt ved høje temperaturer, således at de udviklede synlige kolonier på agarplader der blev

inkuberet 44 timer ved 36 C, mens de samme bakterier voksede langsomt ved lavere temperatur, således at de ikke udviklede synlige kolonier i løbet af 68 timers inkubering ved 21 C Tabel 3 Indhold af NVOC og maksimale kimtal for grundvandsprøver inkuberet ved 15 C Kimtal 22 C Kimtal 36 C Prøve NVOC mg/ml CFU/ml Standard afvigelse CFU/ml Standard afvigelse Fanø 1 3,5 4,91 10 5 6,7 10 4 1,25 10 5 1,1 10 4 Fanø 2 3,9 9,91 10 5 9,5 10 4 0,00 10 0 0,0 10 0 Fanø 3 4,4 5,45 10 6 7,0 10 5 1,83 10 6 1,3 10 5 Fanø 4 4,8 1,79 10 6 1,3 10 5 1,99 10 5 1,4 10 4 Fanø 5 4,1 1,52 10 6 1,2 10 5 1,95 10 5 1,3 10 4 Fanø 6 3,9 5,10 10 5 7,1 10 4 2,85 10 5 1,7 10 4 Fanø 7 4,7 2,66 10 6 1,6 10 5 1,29 10 5 1,1 10 4 Fanø 8 4,3 5,73 10 6 7,2 10 5 0,00 10 0 0,0 10 0 Fanø 9 4,6 8,30 10 5 9,1 10 4 0,00 10 0 0,0 10 0 Fanø 10 5,5 3,36 10 5 5,5 10 4 7,82 10 4 8,4 10 3 Sekær 1 1,4 1,09 10 6 1,0 10 5 1,27 10 5 1,1 10 4 Sekær 2 0,9 4,45 10 5 6,4 10 4 2,86 10 5 1,6 10 4 Astrup 1 0,7 2,00 10 1 1,4 10 1 0,00 10 0 0,0 10 0 Astrup 2 0,8 5,00 10 1 2,2 10 1 0,00 10 0 0,0 10 0 Ho 1 4,7 9,64 10 4 9,4 10 3 2,00 10 0 1,4 10 0 Ho 2 4,8 1,89 10 5 1,3 10 4 8,00 10 2 2,8 10 2 Ho 3 4,7 6,40 10 6 8,0 10 5 1,82 10 0 1,3 10 0 Darum 1 1,8 2,02 10 5 1,4 10 4 1,06 10 5 9,8 10 3 Darum 2 1,4 3,40 10 5 5,8 10 4 7,27 10 4 8,1 10 3 Darum 3 1,6 3,00 10 3 1,7 10 3 0,00 10 0 0,0 10 0 Vejby1 14,0 1,27 10 6 1,1 10 5 2,75 10 5 1,6 10 4 Vejby2 19,2 5,27 10 5 6,9 10 4 4,09 10 5 6,1 10 4 Vejby3 21,6 8,91 10 5 9,0 10 4 2,82 10 5 1,6 10 4 Vejby5 14,0 1,08 10 6 1,0 10 5 5,27 10 5 6,9 10 4 Vejby6 12,4 3,45 10 5 5,6 10 4 4,09 10 5 6,1 10 4 Vejby8 8,7 5,10 10 5 7,1 10 4 5,09 10 4 6,8 10 3 Vejby9 8,0 7,40 10 5 8,6 10 4 2,64 10 4 4,9 10 3 Vejby10 5,0 5,70 10 5 7,5 10 4 1,45 10 5 1,1 10 4 Vejby11 3,7 8,30 10 5 9,1 10 4 4,00 10 4 6,0 10 3 I figur 9 er det maksimale antal kim ved 36 C plottet det maksimale kimtal ved 22 C Det fremgår heraf, at enten voksede der en stor population frem af bakterier, der kunne gro ved 36 C, eller også var de fuldstændig fraværende I 8 ud af 29 vandprøver kunne kim ved 36 C ikke påvises, det vil sige at indholdet var under detektionsgrænsen på 1 CFU/ml 25

Figur 9 Sammenhæng mellem de maksimale kimtal ved 36 C og maksimale kimtal ved 22 C for grundvandsprøver inkuberet ved 15 C Tællingerne er angivet logaritmisk ±1 standard afvigelse Ved eksponentiel vækst udkonkurrerer de celler, der tilfældigvis er til stede og som klarer sig godt under de givne vækstbetingelse, de andre celler, således at populationerne hurtig domineres af nogle få celletyper Hvis de dominerende celletyper tilfældigvis kan gro ved 36 C, vil de derfor udgøre en betragtelig del af de totale populationer Dette bekræftedes af en lille variation i kolonimorfologi og farve på de talte plader Det kan derfor ikke konkluderes, at vandprøverne med kim ved 36 C også ville udvise en tilsvarende vækst i vandforsyningen, idet vækstbetingelserne her er anderledes end i kolber, og kan selektere for andre celletyper Reproducerbarheden i forsøgene blev undersøgt ved at gentage udtagningen af vandprøver fra boringerne Fanø 1 og Fanø 3, hvor det første udtag blev foretaget den 1 november 2005 og det andet udtag den 13 december 2005 Vandprøverne udtaget på de to datoer havde stort set samme kemiske sammensætning som tidligere vist i tabel 2 Udviklingen i kimtal fremgår af figur 10 Udviklingen i kim talt ved 22 C forløb stort set ens i Fanø3 vandprøverne udtaget med 6 ugers mellemrum, mens forløbet i Fanø 1 prøverne var mindre ensartet Udviklingen i kim ved 36 C viste sig at være meget forskellig, hvad angår såvel andelen af kim der kunne vokse ved 36 C som kurvernes forløb Vandprøverne indeholdt i starten af inkubationen kun 20-300 kim/ml, hvorefter antallet af kim i løbet af inkubationen steg op til 100000 gange De observerede variationer skyldes sandsynligvis, at en sådan eksponentiel vækst af små konkurrerende bakteriepopulationer er et ikkelineært system, hvor slutresultatet er meget påvirkeligt af små forskelle i begyndelsesbetingelserne, feks forskelle i sammensætningen af bakterier eller tilstedeværelse af protozoer og bakteriofager 26

Figur 10 Test af reproducerbarhed Vækstpotentialet er testet for vandprøver udtaget fra boringerne Fanø 1 og Fanø 3, hvor det første udtag fandt sted den 1 november 2005 og det andet udtag den 13 december 2005 Kimtal er opgjort ved både 22 og 36 C og angivet logaritmisk ±1 standard afvigelse De undersøgte vandprøver udviste generelt høje kimtal, men det er tvivlsomt om ligeså høje kimtal vil kunne findes i stillestående vand i vandforsyningernes rørsystemer, da en del af det opløste kulstof må forventes at blive fjernet under vandbehandlingen i forbindelse med bla iltning og filtrering Det må desuden forventes, at biofilm i vandforsyningernes rørsystemer opnår en ligevægt, hvor den tilgængelige mængde NVOC hovedsageligt forbruges til biofilm-cellernes basalrespiration Hovedparten af NVOC i rørsystemerne må derfor forventes ikke at føre til de kraftige stigninger i kimtal, som er observeret i kolberne, men derimod forbruges til at opretholde en mere eller mindre konstant mængde biofilm i distributionssystemet Kolbeforsøgene siger derfor noget om de relative forskelle mellem vandprøverne, men ikke noget om de absolutte kimtal i drikkevandet 43 Kimtal og NVOC Data for indhold af NVOC, det maksimale kimtal ved 22 C samt det maksimale antal kim ved 36 C fremgår af tabel 3 For at afgøre om kimtallene afhænger af vandprøvernes indhold af NVOC, er de maksimalt målte kimtal (22 C) plottet mod koncentrationen af NVOC, figur 11 Det fremgår af figuren, at der på grundlag af det foreliggende datamateriale ikke kan påvises nogen direkte sammenhæng mellem indholdet af NVOC og det maksimale kimtal (R 2 = 0,001) Kimtallene for Ho 3, Fanø 3 og Fanø 8 var betydeligt højere end de andre kimtal (Ho 3 = 6,4±0,8 10 6, Fanø 3 = 5,5±0,3 10 6, Fanø 8 = 5,7±0,7 10 6 ) Medtages disse tre prøver ikke i korrelationsanalysen, stiger korrelationskoefficienten (R 2 ) en anelse til 0,032, hvilket stadig er meget lavt, figur 11 Dette er ikke overraskende, når man tager vækstforløbene som vist i figur 8 i betragtning Da ikke alle prøver havde nået stationærfasen efter en måneds inkubation, må det forventes at kimtallet for nogle prøver ville blive højere ved forlænget inkubation, før alt assimilerbart NVOC ville være forbrugt til vækst Da det ikke vides, hvor stor en andel af det målte NVOC der er assimilerbart, er det ikke muligt på det 27 nuværende datagrundlag at påvise en sammenhæng mellem det maksimale

kimtal og NVOC Figur 11 Maksimale kimtal (CFU/ml ved 22 C) plottet mod koncentrationen af NVOC Korrelationsanalyse med alle prøver (til venstre) samt korrelationsanalyse uden prøverne Ho 3, Fanø 3 og Fanø 8 (til højre) Tællingerne er angivet ±1 standard afvigelse Data for NVOC-indhold, kimtal talt ved 22 grader efter 12 dage, samt kimtal ved 36 efter 12 dage fremgår af tabel 4 For bedre at kunne sammenligne kimtal for vækstkurver med forskelligt forløb er kimtal for dag 12 (22 C), det vil sige efter den første vækst er overstået, plottet mod koncentrationen af NVOC, figur 12 28

Tabel 4 Indhold af NVOC og kimtal for grundvandsprøver inkuberet i 12 dage ved 15 C Kimtal 22 C Kimtal 36 C Prøve NVOC mg/ml CFU/ml Standard afvigelse CFU/ml Standard afvigelse Fanø 1 3,5 4,91 10 5 6,7 10 4 3,64 10 4 5,7 10 3 Fanø 2 3,9 5,27 10 5 6,9 10 4 0,00 10 0 0,0 10 0 Fanø 3 4,4 1,66 10 6 1,2 10 5 2,09 10 4 4,4 10 3 Fanø 4 4,8 3,27 10 5 5,5 10 4 1,13 10 5 1,0 10 4 Fanø 5 4,1 3,45 10 5 5,6 10 4 1,13 10 5 1,0 10 4 Fanø 6 3,9 4,27 10 5 6,2 10 4 2,28 10 5 1,4 10 4 Fanø 7 4,7 5,45 10 5 7,0 10 4 1,29 10 5 1,1 10 4 Fanø 8 4,3 3,27 10 5 5,5 10 4 0,00 10 0 0,0 10 0 Fanø 9 4,6 8,00 10 5 8,5 10 4 0,00 10 0 0,0 10 0 Fanø 10 5,5 3,36 10 5 5,5 10 4 1,73 10 4 4,0 10 3 Sekær 1 1,4 3,00 10 5 5,5 10 4 1,22 10 5 1,1 10 4 Sekær 2 0,9 2,90 10 5 5,4 10 4 4,64 10 4 6,5 10 3 Astrup 1 0,7 0,00 10 0 0,0 10 0 0,00 10 0 0,0 10 0 Astrup 2 0,8 5,00 10 1 2,2 10 1 0,00 10 0 0,0 10 0 Ho 1 4,7 9,09 10 4 2,9 10 4 0,00 10 0 0,0 10 0 Ho 2 4,8 1,89 10 5 1,3 10 4 8,00 10 2 2,8 10 2 Ho 3 4,7 6,40 10 6 8,0 10 5 0,00 10 0 0,0 10 0 Darum 1 1,8 2,02 10 5 1,4 10 4 1,05 10 5 9,7 10 3 Darum 2 1,4 3,40 10 5 5,8 10 4 7,27 10 4 8,1 10 3 Darum 3 1,6 1,38 10 2 1,1 10 1 0,00 10 0 0,0 10 0 Vejby1 14,0 1,27 10 6 1,1 10 5 2,45 10 4 4,7 10 0 Vejby2 19,2 5,27 10 5 6,9 10 4 1,95 10 5 1,3 10 4 Vejby3 21,6 8,91 10 5 9,0 10 4 1,55 10 4 3,7 10 3 Vejby5 14,0 3,27 10 5 5,5 10 4 1,30 10 5 1,1 10 4 Vejby6 12,4 3,45 10 5 5,6 10 4 2,08 10 5 1,4 10 4 Vejby8 8,7 4,27 10 5 6,2 10 4 4,82 10 4 6,6 10 3 Vejby9 8,0 5,45 10 5 7,0 10 4 2,36 10 4 4,6 10 3 Vejby10 5,0 3,27 10 5 5,5 10 4 1,13 10 5 1,0 10 4 Vejby11 3,7 8,00 10 5 8,5 10 4 2,82 10 4 5,1 10 3 Som det fremgår af figur 12 er der på baggrund af de foreliggende data ingen umiddelbar sammenhæng mellem kimtal efter 12 dage og koncentrationen af NVOC (R 2 = 0,006) Kimtallet for Ho 3 efter 12 dage var usædvanligt højt (Ho 3 = 6,4±0,8 10 6 ) Medtages denne prøve ikke i korrelationsanalysen stiger korrelationskoefficienten (R 2 ) til 0,146, hvilket stadig er meget lavt Figur 12 Kimtal (CFU ved 22 C) efter 12 dages inkubation plottet mod koncentrationen af NVOC Korrelationsanalyse med alle prøver (til venstre) samt korrelationsanalyse uden prøven Ho 3 (til højre) Tællingerne er 29 angivet ±1 standard afvigelse

44 Kimtal udbytteberegninger Ved udbytteberegninger kan man anslå, hvor stor en del af NVOC, der er forbrugt til fremvækst af kim Dette er samtidig en kontrol af kimtællingerne, idet kulstofforbruget til fremvækst af kim ikke må overstige 100% af NVOCindholdet Vækstudbyttet, målt som antal kim/mg kulstof, er til en vis grad afhængig af hvilke bakteriearter der omsætter kulstoffet idet nogle arter har større celler end andre og derfor giver lavere udbytte målt som kimtal Desuden indeholder ikke alt kulstof den samme mængde energi, således indeholder aromatiske forbindelser mere energi end for eksempel sukkerstoffer Det er tidligere påvist at vækstudbyttet for Sphingomonas splh128, der gror på polycykliske aromatiske hydrocarboner (PAH), er 1,3±0,1 10 9 CFU per milligram PAH (Johnsen et al, 2006) Refraktært organisk kulstof som NVOC har ofte et højt indhold af cykliske forbindelser i form af humusstoffer, og det er derfor rimeligt at bruge vækstudbyttet på PAH til at estimere den omsatte mængde NVOC ud fra vandprøvernes maksimale kimtal Resultatet af disse beregninger fremgår af tabel 5 Vækstudbyttet varierende meget i de forskellige vandprøver Udbytter på under 5% omsat NVOC blev fundet i prøverne Astrup 1, Astrup 2, Darum 3, Fanø 10, Ho 1, Ho 2, Vejby 2, Vejby 3 og Vejby 6, hvorimod udbyttet var omkring 100% i prøverne Fanø 3, Fanø 8 og Ho 3 Vækstudbyttet kan være undervurderet i enkelte prøver, hvis der var protozoer i vandet, idet protozoer er en-cellede rovdyr der lever af bakterier En anden faktor, der kan føre til underestimering af kimtallet samt introducere variation mellem replikate forsøg, er bakteriofager Bakteriofager er vira der nedbryder bakterieceller De kan enten forekomme som frie fag-partikler eller de kan findes som hvilende pro-fager i bakteriecellerne Disse pro-fager aktiveres fra tid til anden, og kan nedbryde delpopulationer af bakterier Tabel 5 Udbytteberegninger Teoretisk forbrugt mængde NVOC beregnet ud fra de maksimalt observerede kimtal Beregningerne er baseret på en antagelse om at der til fremvækst af 1,3 10 9 kim forbruges 1 mg NVOC 30 Prøve Målt NVOC (mg/l) Beregnet NVOC-forbrug (mg/l) Beregnet NVOC-forbrug i pct af målt NVOC Fanø 1 3,5 0,38 11% Fanø 2 3,9 0,76 20% Fanø 3 4,4 4,19 96% Fanø 4 4,8 1,38 29% Fanø 5 4,1 1,17 29% Fanø 6 3,9 0,39 10% Fanø 7 4,7 2,05 43% Fanø 8 4,3 4,41 102% Fanø 9 4,6 0,64 14% Fanø 10 5,5 0,26 5% Sekær 1 1,4 0,84 59% Sekær 2 0,9 0,34 36% Astrup 1 0,7 0,00 0% Astrup 2 0,8 0,00 0% Ho 1 4,7 0,07 2% Ho 2 4,8 0,15 3% Ho 3 4,7 4,92 105% Darum 1 1,8 0,16 8%

Darum 2 1,4 0,26 19% Darum 3 1,6 0,00 0% Vejby1 14,0 0,98 7% Vejby2 19,2 0,41 2% Vejby3 21,6 0,69 3% Vejby5 14,0 0,83 6% Vejby6 12,4 0,27 2% Vejby8 8,7 0,39 4% Vejby9 8,0 0,57 7% Vejby10 5,0 0,44 9% Vejby11 3,7 0,64 17% Det er en forudsætning i ovenstående udbytteberegninger at bakterierne fortrinsvis gror på NVOC Men bakterier i grundvand kan også forbruge andre kulstof- og energikilder I anoxisk grundvand kan der være svovlbrinte, der er en god energikilde for bakterierne, når vandet iltes En del af denne svovlbrinte blæses ud af vandet ved beluftning i vandværkerne vandbehandling, men da vores vandprøver ikke har været gennem denne vandbehandling, kan det ikke udelukkes at nogle kim kan skyldes vækst på svovlbrinte Ligeledes kan metanoxiderende bakterier vokse med grundvandets metanindhold som kulstofkilde Vandet fra boringerne indeholdt methan fra under detektionsgrænsen og op til 3 mg/l, bilag 2 Hvis denne mængde metan blev oxideret mikrobielt, ville kimtallet for mange af vandprøverne således for en stor part kunne udgøres af metanoxiderende bakterier Dette er dog mindre sandsynligt da vækstpotentialerne er bestemt i Erlenmeyerkolber, hvor gasser frit kan udveksles med den omgivende luft Vi forventer derfor at metanen er afdampet fra vandprøverne I vandbehandlingen på vandværkerne må man ligeledes forvente at en stor del af methanen blæses ud af vandet ved beluftning Det ses af tabel 5, at de beregnede mængder forbrugt NVOC ikke væsentligt overstiger 100%, hvilket indikerer at svovlbrinte og metan var af mindre betydning for kimtallene Tabel 11 viser desuden at andelen af NVOC, der kunne udnyttes af bakterierne til fremvækst af kim, var varierende og i nogle tilfælde meget lav 45 Kimtal og jernindhold To vandprøver, Astrup 1 og Astrup 2 afveg fra de generelle tendenser I disse prøver var der var nærmest intet potentiale for vækst (figur 8) Vandprøverne fra disse to boringer var karakteriseret ved et ekstremt højt indhold af opløst jern (15-19 mg/l) som tidligere vist i tabel 2 Dette tyder på, at jern har en indflydelse på hvor meget NVOC der kan omdannes til kim I figur 13 er de maksimale kimtal ved 22 C derfor plottet mod koncentrationen af opløst jern 31

Figur 13 Maksimale kimtal (CFU ved 22 C) plottet mod koncentrationen af opløst jern (til venstre), samt beregnet andel af NVOC forbrugt til vækst plottet mod koncentrationen af opløst jern (til højre) Det ses at de højeste kimtal ved 22 C findes i vandprøver med lavt jernindhold Denne tendens bliver tydeligere hvis man i stedet for kimtal ved 22 C plotter procentdelen af NVOC der forbruges til kim (tabel 5) mod jernindholdet (figur 12) Det foreliggende datamateriale indikerer at hvis jernindholdet overstiger 4 mg/l udnyttes under 10% af NVOC til fremvækst af kim Det ser således ud til, at jernindholdet bestemmer hvor stor en procentdel af NVOC der kan omdannes til biomasse, snarere end hvor mange kim der totalt vokser frem I forbindelse med at det opløste jern blev iltet, kan det tænkes at NVOC fældede ud sammen med det oxiderede jern, hvorved dette NVOC ikke længere var tilgængeligt for cellerne Ved jernkoncentrationer under 4 mg/l ser det ud til, at være andre faktorer der styrer fremvæksten af kim feks sammensætningen af NVOC og de bakterielle samfund som beskrevet ovenfor 32

5 Konklusion På baggrund af det foreliggende datamateriale, der er fremkommet ved undersøgelser af grundvand fra forskellige dybder og magasintyper, ser det ud til at det ikke er den totale koncentration af NVOC der er afgørende for kimtallet, men derimod indholdet af opløst jern, sammensætningen af kulstoffet og sammensætningen af de mikrobielle samfund Kulstoffets assimilerbarhed varierede i de forskellige vandprøver, hvilket må forventes at afhænge både af sammensætningen af NVOC og sammensætningen af vandets mikrobielle samfund, idet forskellige bakterier kan udnytte forskellige kulstofkilder Lave kimtal kan desuden skyldes at nogle bakterielle delpopulationer er ædt af protozoer Ved jern-koncentrationer over 4 mg/l synes jern at være den kontrollerende faktor, der bestemmer hvor stor en procentdel af NVOC der kan forbruges til fremvækst af kim Undersøgelsen har imidlertid vist, at der i mange af vandprøverne fandtes et stort potentiale for eftervækst, men undersøgelsen viser ikke hvorvidt dette potentiale faktisk kommer til udtryk i vandforsyningen, hvor bla vandbehandlingen kan indvirke på den faktiske koncentration af NVOC i det til forbrugerne distribuerede vand Da der ikke er påvist nogen direkte sammenhæng mellem totalt indhold af NVOC og eftervækst målt som kimtal, kan det ikke afgøres hvorvidt et totalt NVOC-indhold større end 4 mg/l generelt vil medføre forøget vækst i vandforsyningernes ledningsnet 33

34

6 Referencer Bruun-Petersen, J 1990 Det brune grundvand i Ribe amt Dansk Geologisk Forening, Årsskrift for 1987-89: 103-107 Ernstsen, V, C Langtofte Larsen og L Tovgaard 2005 NVOC krav til drikkevand Arbejdsrapport fra Miljøstyrelsen, nr 18 Jensen, L 2006 Frederiksborg Amt Mulitfilterboring Vejby 1, DGU nr 186854 Rapport udarbejdet af Geo-Log Aps, Jørgensen, C, H-J Albrechtsen, E Arvin og B B Corfitzen 2002 Undersøgelse af bakterieantal og eftervækstpotentiale i vandværksvand Miljøprojekt 719 Miljøstyrelsen Johnsen, A R, J R de Lipthay, S Sørensen, F Ekelund, P Christensen, O Andersen, U Karlson og C S Jacobsen 2006 Microbial degradation of street dust PAHs in microcosms simulating diffuse pollution of urban soil Environmental Microbiology 8:535-545 35