Mikrobiell ekosystemteknik för säkert och högkvalitativt dricksvatten

I projektet ”Mikrobiell ekosystemteknik för säkert och högkvalitativt dricksvatten” används moderna DNA-baserade analysmetoder för att studera olika mikrobiella ekosystem i våra dricksvattensystem. Målet är att öka förståelse för dessa komplexa mikrobiella ekosystem samt att utveckla metoder för snabbare upptäckt av mikrobiell förorening i dricksvatten.

I våra vattenverk och ledningsnät lever stora mängder av mikroorganismer i form av en biofilm. Biofilm kan bestå av flera hundra till tusentals olika sorters mikroorganismer, som inte är skadliga för oss människor. Dock interagerar de dagligen med vårt dricksvatten. Hittills har det inte funnits metoder för att studera dessa ekosystem, därför är kunskapen och förståelsen för dessa samhällen av mikroorganismer mycket begränsad. Projektet ska analysera olika system som innehåller biofilm, bland annat den goda biofilmen i långsamfilter och hur installation av ultrafiltrering kan påverkar biofilmen i våra ledningsnät. Målet är att öka förståelse för dessa komplexa mikrobiella ekosystem samt att utveckla metoder för snabbare upptäckt av mikrobiell förorening i dricksvatten.

Biologiska filter i våra vattenverk

Biologiska filter har används för rening av dricksvatten i över 200 år. Trots processens långa historik vet man fortfarande inte så mycket om dessa filter. Ett biologiskt filter fungerar genom att vatten pumpas in i filtret och sjunker därefter långsamt genom sandmaterialet. På varje sandkorn i dessa filter finns en så kallad biofilm. Biofilmen består av ett samhälle av mikroorganismer som tillsammans kan ta bort både organiska föroreningar och farliga mikrober (bakterier, protozoer och virus). Både infiltrationsdammar på Vombverket och långsamfilter på Ringsjöverket är så kallade biologiska filter. Syftet med detta projekt är att undersöka biofilmen i dessa två system. Med hjälp av storskalig DNA-sekvensering har exempelvis biofilmens sammansättning tagits fram från en infiltrationsdamm på Vombverket där vi har tittat på hur vattnets innehåll kan påverka biofilmen.

För att ytterligare öka förståelsen om hur de olika filtren fungerar har även ingående och utgående vatten studerats kring långsamfilter på Ringsjöverket med hjälp av DNA-baserad flödescytometri. Till skillnad från de traditionella metoderna för att studera bakterier i vatten, vilket involvera ett odlingssteg som tar tid samt selekterar ut endast några få grupper av bakterier, kan man med flödescytometri beräkna alla bakterier i vattnet samt om de är levande eller inte. Denna metod tillsammans med DNA-sekvensering ger oss möjligheten att följa olika långsamfilter samt studera floran som finns i dem. I framtiden hoppas man, genom ökad förståelse och bättre mätmetoder, kunna optimera och styra biofilmens funktion i biologiska filter för att skapa en effektivare och säkrare barriär.

Ultrafiltrerings påverkan av ledningsnätets mikrobiella biofilm

I samarbete med VIVAB undersöks biofilmen i ledningsnätet genom modern molekylärbiologisk analys samt avancerad kemisk analys. Installationen av ultrafiltrering (UF) med fällning på Kvarnagårdens dricksvattenverk i Varberg har möjliggjort en fullskalestudie om hur ett rikt (hög mängd av mikroorganismer samt organisk material) vatten till ett näringsfattigt vatten (efter UF) över tid kommer att påverka biofilmen i ledningsnätet. Det finns oro om att en sådan drastisk förändring på vattnet kan stressa biofilmen i nätet vilket kan orsaka problem, exempelvis att biofilmen släpper eller börjar påverka vattenkvalitén och säkerheten. I detta projekt kommer både vattenprover från olika punkter på ledningsnätet att tas tillsammans med biofilmen från ledningsrörens ytor för att ta fram sammansättningen av den mikrobiella floran med hjälp av DNA-sekvensering. Flödescytometri används för att möjliggöra närmre övervakning av vattenfasen för eventuell drastisk förändring av biofilmen i ledningsnätet samt demonstrera hur denna metod med precision kan användas för processoptimering och övervakning i våra dricksvattensystem.

  • Utveckla metoder för snabbare upptäckt av mikrobiell förorening i dricksvatten med hjälp av DNA-baserade analysmetoder.

Projektmedlemmar från Sweden Water Research

Partners i projektet