Nordvand A/S UV-behandling på Sjælsø Vandværks Baggrundsnotat COWI A/S Parallelvej 2 2800 Kongens Lyngby Telefon 45 97 22 11 Telefax 45 97 22 12 wwwcowidk Indholdsfortegnelse 1 Indledning 1 2 Påvirkning af vandkvalitet fra UV-behandling 2 21 Sundhedsrisici 2 22 Påvirkning af smag 3 23 Andre biologiske vandkvalitetsparametre 3 24 Påvirkning af krav til vandkvalitet fra industrier 4 3 Krav til UV-anlæg 4 31 Krav til installationen 4 32 Krav til drift af UV-anlæg 4 33 Krav til drift af hele vandbehandlingsanlægget 5 4 Prøvetagning 5 5 Referencer 7 Bilagsfortegnelse Bilag 1 Udleveret materiale 8 Bilag 2 Notat om muligheder for eftervækst af smitstoffer og andre mikroorganismer i UV-behandlet drikkevand ved Sjælsø vandværk 9 1 Indledning Nordvand har i april 2010 sendt en ansøgning til Gentofte Kommune om etablering af UV-behandling af afgangsvandet på Sjælsø Vandværk Ansøgningen indeholder en beskrivelse af anlægget samt et litteraturstudie, udført af DTU som grundlag for ansøgningen I bilag 1 findes en liste over det materiale, som er udleveret af Gentofte Kommune til brug for sagsbehandlingen, inklusive ansøgningsmaterialet Efter et indledende møde mellem Gentofte Kommune og COWI den 9 december 2010 blev det klart, at det er Rudersdal Kommune der skal behandle sagen, og ansøgningen er derfor videresendt hertil Efter aftale med kommunen har Nordvand bedt COWI om at udarbejde en udredning, som kan udgøre grundla- Dokumentnr 1 Version 3 Udgivelsesdato 14marts 2011 Udarbejdet Kontrolleret Godkendt JCK BEVI BEVI
2 / 11 get for kommunens sagsbehandling, herunder forslag til fastsættelse af vilkår Når der er behov for en udredning, skyldes det at dette er første gang der i Danmark etableres UV-behandling som sikkerhedsbarriere ved afgang vandværk Der er således ikke nogen præcedens for sagsbehandlingen, og den aktuelle tilladelse kan komme til at fungere som paradigme for kommende tilladelser andre steder UV-anlægget etableres på afgangsvandet fra vandværket som en sikkerhedsbarriere, som skal give en ekstra sikring af, at det vand der udpumpes fra vandværket, er hygiejnisk Ønsket er fremkommet på baggrund af en risikovurdering, som peger på, at vandbehandlingen med omfattende kontakt med atmosfærisk luft indebærer en risiko for forurening Det er således ikke hensigten, at anlægget under normale driftsvilkår skal have hygiejnisk effekt på vandet Sikkerhedsbarrieren vil kun have betydning i det øjeblik, der opstår en mikrobiologisk forurening på vandværket Her vil sikkerhedsbarrieren betyde, at forurenet vand ikke når frem til forbrugerne i den kritiske periode, der går indtil en given forurening bliver opdaget Sikkerhedsbarrieren vil desuden i en situationer med en mindre forurening kunne opretholde den mikrobiologiske kvalitet af drikkevandet i den periode der går, inden kilden til forureningen er opsporet og fjernet Formålet med dette notat er at skabe den faglige baggrund for, at Rudersdal Kommune kan give tilladelse til etablering af UV-anlægget Notatet skal dels besvare de spørgsmål, der er rejst i de drøftelser, der har været mellem vandforsyningen og aftagerkommunerne, dels skabe grundlag for at opstille vilkår i en tilladelse Som grundlag for de faglige vurderinger er dels anvendt det materiale, som er udleveret til brug for sagsbehandlingen, dels erfaringer fra andre danske anlæg samt vejledninger og retningslinjer fra Norge og Sverige UV-behandling af drikkevand er meget udbredt i de nordiske lande Finland, Norge og Sverige, hvor det hovedsagelig bruges til overfladevand Alene i Sverige findes der over 1000 anlæg med UV-behandling Derudover har professor Anders Dalsgaard ved Københavns Universitet til brug for dette notat foretaget en vurdering af eventuelle problemer vedrørende eftervækstpotentiale og smitstoffer i UVbehandlet drikkevand 2 Påvirkning af vandkvalitet fra UV-behandling 21 Sundhedsrisici Problemet vedrørende eftervækstpotentiale og smitstoffer er belyst af professor Anders Dalsgaard, Københavns Universitet, der konkluderer: at der ikke kan forventes vækst af vandbårne smitstoffer i UV-behandlet drikkevand Notat fra Anders Dalsgaard er vedlagt i Bilag 2
3 / 11 22 Påvirkning af smag Fotooxidation af organiske komponenter kan medføre, at der dannes nye stoffer, hvoraf enkelte kan være uønskede I princippet er det ikke umuligt, at der dannes stoffer, som giver uønsket lugt eller smag, men ifølge Norsk Vann er dette kun rapporteret i ganske få tilfælde Der er indikationer på, at dannelse af uønsket lugt og smag er knyttet til høje UV-doser, mellemtrykslamper og bredspektret lys Der er således ikke fundet problemer for lavtryks-lamper (Norsk Vann 2009) UV er i øvrigt et udbredt middel til bekæmpelse af lugt, feks i forbindelse med emissioner fra industrier eller spildevandsrenseanlæg 23 Andre mikrobiologiske vandkvalitetsparametre Det har været diskuteret, om UV-behandling på grund af delvis nedbrydning af større organiske stoffer kan øge deres biotilgængelighed for mikroorganismer Dette vil i givet fald give risiko for eftervækst, som ikke er direkte sundhedsskadelig, men kan føre til forhøjede kimtal Da vandet fra Sjælsø Vandværk har et forholdsvis højt indhold af NVOC, er denne overvejelse relevant her Det gennemførte litteraturstudium fra DTU viser, at der ikke er indikationer for at eftervækstpotentialet forøges væsentligt ved anvendelse af et UV-anlæg som det ansøgte (DTU 2009) En undersøgelse af effekten af UV-belysning i Vand- Center Syd A/S's ledningsnet konkluderede tilsvarende i 2010, at der ikke kunne konstateres negative effekter af UV-belysningen på vandkvaliteten på en række parametre, herunder kim-22 og kim-37 (DTU 2010) I Norge og Sverige anvendes UV-behandling oftest på overfladevand, som har et væsentligt højere indhold af organisk stof end normalt i grundvand Der er ikke rapporteret problemer med forekomsten af biotilgængeligt materiale i den forbindelse Da sammensætningen af NVOC varierer fra det ene grundvandsmagasin til det andet, anbefales det, at det ved udtagning af prøver dokumenteres, at eftervækstpotentialet ikke forøges ved UV-behandlingen Prøvetagningen skal ligeledes dokumentere, om blandingen med vand fra andre værker påvirker eftervæksten Inaktivering af bakteriesporer kræver højere doser UV end bakterier Med henvisning til litteraturstudiet gennemført af DTU, kræver Bacillus anthracis og Bacillus subtilis sporer højere doser for en 4-log inaktivering end de 400 J/m 2 der installeres på Sjælsø Vandværk Bakteriespoerer er dog ikke relevante i forbindelse med behandling af grundvand, men kan være aktuelle i vandværker der behandler overfladevand og er særligt aktuelle i forbindelse med hospitalsdesinfektion og i fødevareindustrien
4 / 11 24 Påvirkning af krav til vandkvalitet fra industrier Vi har i litteraturen ikke fundet påvirkninger af drikkevand fra UV-behandling, der skulle forringe vandkvaliteten for en industri Derimod kan den forøgede sikkerhed for en god vandkvalitet opfattes som en fordel Hverken Nordvand A/S eller COWI har i øvrigt kendskab til forekomsten af industri inden for forsyningsområdet, som stiller krav til vandkvaliteten ud over overholdelse af drikkevandsbekendtgørelsens krav 3 Krav til UV-anlæg Ansøgningen skal som minimum indeholde nedenstående oplysninger om installationen og driften Det meste findes i den eksisterende ansøgning, men det hele medtages som tjekliste 31 Krav til installationen På baggrund af den norske vejledning (Norsk Vann, 2008) anbefales det, at der ved ansøgningen skal foreligge oplysninger om følgende: Emne Værdi I nuværende materiale Flow 400 m3/t ja Vandtemperatur max 25 C 0 ja UV type (lavtryk/mellemtryk) Lav-tryk UV dosering i J/m2 400 ja Certificering Princip for styresystem Placering ÖNORM (Østrigsk) DVGW (Tysk) USEPA Umiddelbart inden afgang fra værket ja ja nej ja 32 Krav til drift af UV-anlæg På baggrund af den norske vejledning (Norsk Vann, 2008) anbefales det, at der ved ansøgningen skal foreligge oplysninger om følgende: Emne Værdi I nuværende materiale Levetid for lamper* Min 10000 timer ja Princip for alarmsystem og sensorer nej
5 / 11 Rengøring af kvartsglas Automatisk ja Elforbrug kwh (0,0075) ja Strømudfald nej * hvis en lampe sprænger inden 5000 timers levetid skal den skiftes uden beregning 33 Prøvetagning I forbindelse med indkøring af anlægget etableres et udvidet analyseprogram, som skal vise om forudsætningerne for tilladelsen holder Efter evaluering af resultaterne kan prøvetagningsfrekvensen nedsættes og kontrolprogrammet reduceres, forudsat at resultaterne af indkøringsprogrammet ikke har givet anledning til at træffe beslutning om yderligere overvågning Driftskontrol Driftskontrolprogrammet igangsættes straks, løber i hele tilladelsesperioden og omfatter ugentlige analyser før og efter UV-anlægget samt ved indgang til de enkelte kommuner (leverance): Før UV-anlæg Efter UV-anlæg Hørsholm tårn syd, indgang Hørsholm Kommune Forbrændingen i Hørsholm, indgang Fredensborg Kommune Lundtofte pumpestation, indgang Lyngby-Taarbæk Kommune Hjortekær, afgang, indgang Gentofte Kommune Vesterbyvej pumpestation, indgang Gladsaxe Kommune Driftskontrollen omfatter følgende analyser: Parameter Frekvens Før UVanlæg Efter UV-anlæg (afgang vandværk) Ledningsnet (leverance) Temperatur ved prøveudtagning Hver uge x x x Udseende/lugt Hver uge x x x Kim ved 22º C Hver uge x x x Kim ved 37º C Hver uge x x x
6 / 11 Coliforme bakterier Hver uge x x x E coli Hver uge x x x NVOC Hver måned x x Supplerende prøvetagning under indkøring (8 uger) Under indkøring tages supplerende prøver med henblik på at kontrollere, at eftervækstpotentialet ikke øges Dette kontrolleres ved afgang vandværk, hvor eftervækstpotentialet er størst Eftervækstpotentialet måles ved parameteren AOC (Assimilerbart organisk carbon) Desuden skal der til brug for indkøringsprogrammet udvælges sårbare ledningsstrækninger i samarbejde med kommunerne Der udpeges 2-3 punkter i hver kommune ud fra kommunens kendskab til ledningsnettet, specielt som stagnationspunkter, hvor vandet fra Sjælsø Vandværk møder vand fra andre forsyninger I disse punkter måles bakteriologi for at kontrollere, at der ikke sker uønsket vækst Indkøringsprogrammet består af følgende prøver, som tages ugentligt: Parameter Før UVanlæg Efter UV-anlæg (afgang vandværk) Ledningsnet (leverance) Ledningsnet (sårbare punkter) Temperatur ved prøveudtagning x x x x Udseende/lugt x x x x Kim ved 22º C x x x x Kim ved 37º C x x x x Coliforme bakterier x x x x E coli x x x x NVOC x x AOC x x Prøver der også indgår i driftkontrollen er nedtonet (grå) 34 Øvrige krav i tilladelsen Det fremgår af ansøgningsmaterialet, at Nordvand arbejder hen imod at øge forbrugernes drikkevandssikkerhed ved at implementere et system til risikostyring, såkaldt Dokumenteret Drikkevandssikkerhed (DDS)
7 / 11 Vandforsyningen arbejder systematisk med tilsyn, vedligehold og renholdelse (hygiejne) af vandforsyningsanlæggene, hvilket bidrager til at forebygge bakteriologisk forurening af drikkevandet Etableringen af UV-anlægget må ikke føre til mindre opmærksomhed omkring dette Det foreslås, at dette sikres igennem et vilkår i tilladelsen om, at bekendtgørelsens krav til vand ved afgang vandværk skal være opfyldt før UV-behandling I tilfælde af en overskridelse her skal tilsynsmyndigheden kontaktes, og der skal udarbejdes en opfølgningsplan, fuldstændig som før installation af UV-behandlingen Dette vil sikre, at vandforsyningen vil fortsætte arbejdet med at forebygge bakteriologisk forurening som hidtil Det bemærkes i øvrigt, at vandværkets investeringsplan indgår i vandforsyningsplanen for Gentofte Kommune og godkendes hvert år i Fællesudvalget Aftagerkommunerne har herved mulighed for at holde øje med, at der ikke slækkes på vedligehold og renovering Af hensyn til muligheden for at revidere vilkårene i tilladelsen anbefales det, at tilladelsen gøres tidsbegrænset, feks foreløbig for tre år Det bør dog signaleres tydeligt, at det er hensigten, at tilladelsen herefter skal fornyes på baggrund af erfaringerne med anlægget 4 Referencer Svensk vatten Råd och riktlinjer för UV-ljus vid vattenverk 2009 Norsk Vann Rapport 164: Veiledning for UV-desinfeksjon av drikkevann 2008 Charlotte B Corfitzen og Hans-Jørgen Albrechtsen Litteraturstudie UVbehandlings påvirkning af eftervækstpotentiale Notat udarbejdet for Gentofte Vandforsyning, DTU januar 2009 Charlotte B Corfitzen og Hans-Jørgen Albrechtsen Mikrobiologiske undersøgelser af effekten af UV-belysning i VandCenter Syd A/S's ledningsnet Fase 2 DTU september 2010
8 / 11 Bilag 1 Udleveret materiale Fra Gentofte Kommune er modtaget følgende: Ansøgning af 7 april 2010 fra Nordvand, med følgende bilag: - Bilag 1 Etablering af UV-anlæg på Sjælsø Vandværk - Bilag 2 Skitseprojekt af UV-anlæg på Sjælsø Vandværk - Bilag 3 Litteraturstudie UV-behandlings påvirkning af eftervækstpotentiale Notat udarbejdet for Gentofte Vandforsyning, DTU januar 2009 Referat af drøftelse om UV-ansøgning med Nordvand (fra samarbejdsmøde den 13 september 2010) Referat af møde den 27 oktober vedr myndighedsanliggender omkring vandindvinding ved Sjælsø Vandværk Udtalelse fra Lyngby-Taarbæk Kommune af 12 november 2010 Mikrobiologiske undersøgelser af effekten af UV-belysning i VandCenter Syd A/S's ledningsnet Fase 2 DTU, september 2010
9 / 11 Bilag 2 Notat om muligheder for eftervækst af smitstoffer og andre mikroorganismer i UV-behandlet drikkevand ved Sjælsø vandværk Baggrund og problemstilling Nordvand A/S planlægger at indføre UV-behandling af drikkevand ved afgang fra Sjælsø vandværk Der ønskes derfor en vurdering af, i hvilket omfang UVbehandling giver muligheder for eftervækst af mikroorganismer, her især smitstoffer, i det behandlede vand Definitioner og effekter af UV-behandling, herunder forhold omkring desinfektion, dannelse af nitrit og eftervækst potentiale ved tilstedeværelse af organisk materiale, er beskrevet i et andet notat med specifik reference til forholdene ved Sjælsø vandværk /1/ Notatet /1/ er baseret på et litteraturstudium, hvor gennemgangen af litteraturen har haft fokus på eftervækstpotentiale ved anvendelse af lavtryk- og mellemtryklamper ved UV doser relevante for drikkevandsdesinfektion Notatet henviser og giver især eksempler på en række undersøgelser, hvor potentialet for bakteriel eftervækst efter UV behandling er vurderet ud fra stofsammensætningen af organisk stof i UV-behandlet drikkevand og overfladevand Muligheder for bakteriel eftervækst er således vurderet i forhold til målte koncentrationer af BDOC (Biodegradable Dissolved Organic Carbon (bionedbrydeligt organisk kulstof)), som bakterier kan nedbryde og af AOC (Assimilable Organic Carbon (assimilerbart organisk kulstof), som bakterier kan anvende til vækst Gennemgangen af litteraturen viser, at der ikke er indikationer for at lavtrykslamper ved UV-doser of til 10 4 J/m 2, eg indenfor UV-dosis områder relevante for behandling af drikkevand, påvirker vandets eftervækstpotentiale /1/ Kun få af de referede undersøgelser af muligheder for bakteriel eftervækst efter UVbehandling er baseret på egentlige kimtalsbestemmelser Litteraturstudiet laver ikke en egentlig vurdering af mulighedene for vækst af smitstoffer i UVbehandlet drikkevand /1/ I det efterfølgende beskrives en række smitstoffer, som alle er velbeskrevne årsager til vandbårne infektioner /2/, og deres muligheder for eftervækst i UVbehandlet drikkevand vurderes Smitstoffer Smitstoffer, som kan være årsager til vandbårne infektioner, kan inddeles i bakterielle, virale og parasitære smitstoffer De bakterielle smitstoffer kan igen inddeles i de bakterier, som kommer fra mave-tarmen hos varmblodede dyr, og hvor forekomsten derfor skyldes en fækalforurening Andre bakterielle smitstoffer har vandmiljøer, som deres naturlige habitat 1 Mave-tarm smitstoffer omfatter kendte bakterier som Salmonella spp, Campylobacter spp, forskellige typer af sygdomsfremkaldende E coli, men også Shigella spp (dysenteribakterie), hvor sidstnævnte forekommer sjældent i Danmark Forekomst af disse bakterier i drikkevand skyldes fækalforurening og deres eventuelle tilstedeværelse indikeres ved påvisning af E coli og enterokokker, som begge er fækale indikatorbakterier Overlevelsen af de nævnte smitstoffer i drikkevand er øget ved biofilm-
10 / 11 dannelse, samt det forhold at bakterierne kan indgå i et såkaldt levendemen-ikke-dyrkbart ( viable-but-non-culturable ) stadie Bakterierne vil således under forskellige forhold kunne have en øget overlevelse, der vil kunne nedsætte hastigheden i deres henfald Der er ikke dokumenteret en egentlig vækst af disse bakterielle smitstoffer i drikkevand, herunder eftervækst i UV-behandlet drikkevand 2 En række bakterielle smitstoffer, eksempelvis Legionella spp, Aeromonas spp, Pseudomonas aeruginosa og Mycobacterium avium, har vand og jord som deres naturlige reservoir Disse bakterier introduceres i drikkevand gennem overfaldevand, normalt i lave antal Bakterierne kan overleve og også udvise vækst i biofilmen i distributionssystemer for drikkevand Der er generelt ikke fundet postive korrelationer mellem antallet af de nævnte bakterielle smitstoffer og total antal dyrkbare bakterier, hvor sidstnævnte anvendes som mikrobiologisk kvalitetsparameter i drikkevand Der er ikke dokumenteret en øget vækst af disse bakterielle smitstoffer i UV-behandlet drikkevand Det skal bemærkes, at drikkevandsbårne sygdomstilfælde med de nævnte smitstoffer er yderst sjældne i Danmark Smittevej for Legionella spp er via luftvejene (aerosol) og Pseudomonas spp er primært forbundet med øre- og sårinfektioner i forbindelse med rekreativ anvendelse af vand, herunder svømmebade 3 Der forekommer mere end 15 forskellige grupper af virus, inkluderende 140 distinkte typer, i mave-tarmkanalen hos mennesker Virus kan introduceres i drikkevand gennem fækalforurening, typisk gennem overfladevand Disse virus er også i Danmark vigtige årsager til sygdom, eksempelvis norovirus ( Roskildevirus ) Mennesker bliver typisk syge af norovirus efter indtagelse af forurende fødevarer For disse virus og andre virus gælder det generelle forhold, at virus ikke kan opformeres udenfor værten (her mennesker) Virus kan derfor ikke opformeres i drikkevand, herunder som eftervækst i UV-behandlet drikkevand 4 Indenfor gruppen af parasitter, som kan overføres med drikkevand, er det især protozoerne, dvs Giardia lamblia og Cryptosporidium parvum, som er velbeskrevne årsager til sygdomsudbrud hos mennesker Dette skyldes især, at infektionsdosis er lav og at parasitternes (ocyster/oocyster) levedygtighed i ringe grad påvirkes af desinfektionsmidler som klor Som for virus kan parasitter heller ikke opformeres i drikkevand, herunder ved eftervækst i UV-behandlet drikkevand Konklusion Det kan derfor konkluderes, at der ikke kan forventes vækst af vandbårne smitstoffer i UV-behandlet drikkevand For gruppen af bakterielle smitstoffer nævnt i punkt 2, vil der ikke forventes en øget vækst i UV-behandlet drikkevand sammenlignet med drikkevand, som ikke er UV-behandlet Dette notat, som har fokus på smitstoffer, understøtter således tidligere notat i, at der ikke er indikationer for at lavtryks-lamper ved UV-doser op til 10 4 J/m 2, eg indenfor UVdosis områder relevante for behandling af drikkevand, påvirker vandets potentiale for eftervækst af mikroorganismer, herunder smitstoffer /1/
11 / 11 Anders Dalsgaard, DanVet Consult Østerbro, København 2 Februar, 2011 (Anders Dalsgaard er Professor MSO ved Institut for Veterinær Sygdomsbiologi/Mikrobiologi, Københavns Universitet) /1/ Corfitzen, CB, og H-J Albrechtsen 2009 Litteraturstudie UVbehandlings påvirkning af eftervækstpotentiale Notat udarbejdet for Gentofte Vandforsyning DTU, januar 2009 /2/ World Health Organization (WHO) 2003 Heterotrophic plate counts and drinking water safety Relationships between common water bacteria and pathogens in drinking water (pp 81-118) Edited by J Bartram, J Cotruvo, M Exner, C Fricker, A Glasmacher Published by IWA Publishing, London, UK, ISBB: 1 843390256