| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Afgivelse af organisk stof fra polymere materialer - mikrobiel vækst

1 Indledning

1.1 Baggrund

Langt størstedelen af den danske vandforsyning er baseret på grundvand af høj kvalitet, der kun gennemgår en begrænset behandling uden desinfektion, inden det ledes ud i distributionsnettet. Der er relativt få mikroorganismer i det færdigtbehandlede vand, men indholdet af mikroorganismer vil kunne stige undervejs til forbrugeren. Denne stigning i koncentrationen af bakterier fra vandværk til forbruger kaldes mikrobiel eftervækst.

Mikrobiel eftervækst er uønsket, da en øget biomasse i distributionsnettet kan øge risikoen for overlevelse af patogener og samtidig forringe vandkvaliteten med hensyn til lugt, smag og farve. Da størstedelen af biomassen vil sidde på de indvendige flader som en biofilm, vil der desuden være risiko for nedbrydning af installationsmaterialerne.

Mængden af tilgængeligt substrat, temperaturen og opholdstiden i distributionsnettet har indflydelse på antallet af mikroorganismer. Temperaturen og opholdstiden har i de seneste år været stigende som følge af det faldende vandforbrug (Figur 1), hvilket har øget risikoen for eftervækst. Langt størstedelen af mikroorganismerne i drikkevand er bakterier, som overvejende vil være heterotrofe. Heterotrofe bakterier kan generelt siges at behøve C, N og P i forholdet 100:10:1 /van der Kooij et al., 1982/, og indholdet af organisk kulstof er således oftest den begrænsede faktor for bakterievækst i drikkevand. Det er dog kun en mindre del af den totale mængde organiske kulstof (Total Organic Carbon, TOC) bakterierne kan optage og udnytte (assimilere). Den fraktion, som bakterierne kan assimilere (Assimilable Organic Carbon, AOC), vil normalt udgøre 0,1-10% af TOC /Hem et al., 1997/.

Figur 1:
Sammenhæng imellem opholdstid og temperatur i ledningsnettet i Københavns kommune /DVF, 1998/.

Første trin i en kontrol af eftervækst er at sikre, at det færdigtbehandlede vand har et lavt AOC-indhold, når det forlader vandværket. Van der Kooij et al. /1995/ anfører som tommelfingerregel, at vand med et AOC-indhold på under 10 mg C /L kan karakteriseres som biologisk stabilt, hvilket vil sige, at bakterietallet ikke øges i distributionsnettet. AOC kan blive tilført distributionsnettet ved brud på ledningsnettet og ved afgivelse fra anvendte materialer, hvorved der vil kunne forekomme eftervækst, selvom vandet fra vandværket er biologisk stabilt.

Tabel 1:
Materialefordeling i ledningsnettet. Tal er baseret på spørgeskemaundersøgelse på 44 af de største vandforsyninger repræsenterende ca. 45% af den samlede udpumpede vandmængde /DVF, 1995/. - : forventes ikke anvendt.

I Danmark udgøres ledningsnettet primært af rør af støbejern eller polymere materialer. Husinstallationer, fittings og andre smådele har hidtil været domineret af galvaniseret jern, kobber og messing, men vil i nyere installationer primært være af polymere materialer. I Tabel 1 er angivet den eksisterende og den fremtidige, forventede materialefordeling baseret på tal fra Danske Vandværkers Forening. Tabellen stemmer godt overens med 1993-tal fra Odense vandforsyning (PVC: 50,9%; PE: 3,5%; gråt støbejern: 24,1% /Lorenzen, 1993/) mens gråt støbejern udgør en større andel af Københavns vands eksisterende ledningsnet (PVC: ikke angivet; PE: 5,3%; gråt støbejern: 66% /Københavns Vand, 1998/). Gråt støbejern og eternit vil med tiden blive udskiftet med andre materialer, da der er stor risiko for brud, og erfaringsmæssigt giver de to materialer anledning til problemer med belægninger, der reducere trykket og giver snavset vand /Lorenzen, 1993/. Polymere materialer udgør således i stadig stigende grad en betydelig andel af det danske vandforsyningssystem.

Polymere materialer består sjældent af rene polymere, men indeholder en række additiver, som skal forbedre materialernes fysiske egenskaber eller lette fremstillingsprocessen. Additiver kan bla. være: fyldstoffer (f.eks. CaCO₃ i PVC), stabilisatorer (herunder antioxidanter, antiozonanter og UV absorbers), farvestoffer og smøremidler /Coulson, 1972 og Mascia, 1974/. Hver enkelt gruppe af additiver udgøres af et væld af forskellige organiske stoffer såvel som et mere begrænset antal uorganiske stoffer. Hvilke additiver, der tilsættes de enkelte produkter, varierer fra producent til producent, hvorfor en given materialetype fra forskellige producenter har forskellig sammensætning.

Når det polymere materiale er monteret i ledningsnettet eller i husinstallationer, kan monomerer, der ikke er blevet polymeriseret, og additiverne eller deres nedbrydningsprodukter blive afgivet (migrere) fra materialet til vandfasen. En del af disse stoffer vil kunne tjene som AOC-kilde for bakterierne. Den bakterievækst, som afgivelsen fra materialet medfører, angives som materialets eftervækstpotentiale.

1.2 Formål

Formålet med projektet var at undersøge, om afgivelsen af mikrobielt tilgængeligt organisk stof fra polymere materialer har betydning i forhold til generelle niveauer i dansk drikkevand. Det skulle undersøges, om en række polymere materialer kunne understøtte mikrobiologisk vækst ved bestemmelse af AOC afgivet til vand i kontakt med materialet. Dette nødvendiggjorde udviklingen af en metode til at bestemme polymere materialers eftervækstpotentiale.

Ved projektets start var der lagt op til, at hovedvægten af arbejdet skulle koncentreres om selve afprøvningen af en lang række materialer, der udover rørmaterialer skulle omfatte fittings og andre smådele anvendt i vandforsyningen. Desuden skulle en række materialer testes med to forskellige vandtyper repræsentativt for dansk vandforsyning. For materialer, der udviste gode vækstmuligheder, skulle det endvidere undersøges, om legionella kunne overleve/vokse på stoffer afgivet fra materialerne. Under projektets afvikling blev det imidlertid klart, at der skulle anvendes større ressourcer på udviklingen af metoden, hvorfor det blev valgt at prioritere dette arbejde, og efterfølgende kun teste et mindre antal materialer. Materialer blev således kun testet med én vandtype, og der blev ikke foretaget test med legionella.