2 Eksisterende metoder til bestemmelse af eftervækstpotentiale, Miljøstyrelsen

Afgivelse af organisk stof fra polymere materialer - mikrobiel vækst

2 Eksisterende metoder til bestemmelse af eftervækstpotentiale

I forbindelse med transport af drikkevand foreligger der en CEN standard til bestemmelse af plastrørs migrationsværdier /DS/EN 852-1/. Ud fra denne standard kan migrationsværdier for lugt, smag, farve, TOC og specifikke stoffer, såsom phenol, bestemmes. Der findes ikke nogen international standard til bestemmelse af materialernes eftervækstpotentiale, men flere lande har nationale standarder. Dette betyder, at plastproducenterne skal bekoste afprøvninger nationalt i de lande, hvor de ønsker deres produkter godkendt. Dette er en stor udgift, som vil kunne mindskes betydeligt ved vedtagelse af en international/europæisk gældende standard. Vedtagelse af en sådan standard vil endvidere forenkle arbejdsgangen for brugerne af materialerne, da der ikke forud for brug skal undersøges, om det pågældende materiale er godkendt i det aktuelle land.

På nuværende tidspunkt er der et udviklingsarbejde i gang i CEN for at fastlægge en fælles europæisk standard til at bestemme eftervækstpotentiale for polymere materialer anvendt i vandforsyningssammenhæng. Fire metoder danner grundlag for dette arbejde:

BS 6920, der fungerer som engelsk standard.

DVGW W270, der fungerer som tysk standard.

KIWA metoden, der er udviklet på KIWA instituttet i Holland.

ÖKI metoden, der er udviklet på ÖKI instituttet i Østrig.

Tabel 2:
Opsummering af fire eksisterende metoder til bestemmelse af eftervækstpotentiale for polymere materialer anvendt i drikkevandsforsyningen / ÖKI, 2000/.

Parametre	BS 6920 Sec.2.4	DVGW W270	KIWA metode	ÖKI metode
Testperiode	7 uger	26 uger	16 uger	16 uger
Teststrategi	To vandskift per uge	To tretten ugers testperioder	Batch	Et vandskift per uge
Vandskifte	Semi-batch	Kontinuert	Batch	Semi-batch
Inokulum	Flodvand	Drikkevand	Flodvand	Drikkevand
Testvand	Afkloret drikkevand	Ukloret drikkevand	Ukloret drikkevand	Afkloret drikkevand
Inkuberings- temperatur	30° C	Rum- temperatur	25° C	23° C
Overfladeareal af test- materiale	150 cm²	800 cm²	12´ 8 cm²	1257 cm²(1 m rør med D_indre=4 cm)
Testvand volumen	1000 mL (S/V=0,15 cm^-1)	Kontinuert flow	600 mL (S/V=0,16 cm^-1)	1257 mL (S/V=1 cm^-1)
Mikrobiel parameter for testvand	Opløst oxygen	Ingen	ATP	ATP og HPC
Mikrobiel parameter for testmateriale	Ingen	Biomasse volumen	ATP	ATP
Kontrol materialer	Paraffin voks, glas og rustfrit stål	Paraffin voks, glas og rustfrit stål	PTFE, glas, PCVC-P og rustfrit stål	Glas og PVC-P

I Tabel 2 er de fire metoder opsummeret.

BS 6920 /prEN/

Testmaterialet inkuberes i glasbeholdere med testvand inokuleret med flodvand. Materialet inkuberes i 7 uger med 2 ugentlige vandskift. Inden vandskift i uge 5, 6 og 7 måles opløst oxygen i vandfasen. Gennemsnittet af forskellen imellem prøver og kontroller på de tre måletidspunkter: "Mean dissolved oxygen differens" anvendes som mål for materialets eftervækstpotentiale.

DVGW W270 /prEN/

Plader af testmaterialet anbringes i et kar, hvor testvandet tilføres i et kontinuert flow. Efter 13 ugers henstand optages pladerne, og den dannede biomasse skrabes af. Herefter sættes pladerne tilbage i karret, og proceduren gentages. Volumen af den dannede biomasse i de to inkuberingsperioder anvendes som mål for materialets eftervækstpotentiale.

KIWA metoden /prEN/

Stykker af testmateriale inkuberes 112 døgn i Erlenmeyerkolber i testvand inokuleret med flodvand. Dag 56, 84 og 112 bestemmes biomassekoncentrationer på testmaterialet og i vandfasen ved måling af ATP. Gennemsnitlige ATP-koncentrationer for de tre målinger anvendes som mål for materialets eftervækstpotentiale.

ÖKI metoden /Öki, 2000/

Rørstykker af testmaterialet fyldes med testvand. En gang hver uge skiftes vandet. Inden vandskift måles biomassekoncentrationen i vandfasen ved kimtalsbestemmelse og måling af ATP. Efter 3 måneders inkubering bestemmes biomassen på testmaterialets inderside ved måling af ATP. De løbende målinger på testvandet og den dannede biofilm anvendes som mål for eftervækstpotentialet.

I det indledende arbejde under CEN blev BS 6920, DVGW W270 og KIWA metoden afprøvet på en række materialer for at sammenholde pass/fail for de tre forskellige metoder (Tabel 3). Der blev ikke fundet fuldkommen overensstemmelse imellem metoderne, end ikke imellem forskellige laboratorier, der udførte BS6920-metoden.

Tabel 3:
Resultat af intern afprøvning i CEN sammenhæng af tre metoder til bestemmelse af polymere materialers eftervækstpotentiale. Resultatet er opgivet ud fra de enkelte tests pass/fail kriterier. NT: ikke målt. /CEN, 1993/

	BS6920				KIWA metoden	DVGW W270
Materiale	Lab. A	Lab. B	Lab. C	Lab. D
Gummi	Pass	Pass	Pass	Fail	Fail	Fail
Orange p-PVC	Fail	Pass	Fail	Fail	Fail	Fail
Sort PE	Pass	Pass	Pass	Pass	Pass	Pass
Voks	Fail	Fail	Fail	Fail	Fail	Fail
EP Washers	Pass	Pass	Fail	Pass	Fail	NT

Ingen af de fire metoder er designet med dansk vandforsyning for øje. Dansk vandforsyning adskiller sig fra det øvrige Europa ved, at mere end 99% af indvindingen er baseret på grundvand, der generelt ikke desinficeres. I udlandet er desinfektion ved brug af klorforbindelser langt mere udbredt og indholdet af N, P samt organisk stof (herunder også AOC) vil generelt være større end i dansk drikkevand. Det er derfor ikke repræsentativt for dansk drikkevand, at der i BS6920 og KIWA metoden inokuleres med flodvand, ligesom at forskellen i niveauet af næringssalte kan have indflydelse. Desuden er alle fire metoder meget tidskrævende i deres udførelse (7-26 uger), og kræver i større eller mindre grad specielt udstyr eller opstillinger.

I dette projekt er der anvendt en metode baseret på et andet princip end de ovenfor nævnte, idet hovedformålet har været at undersøge om afgivelsen af mikrobielt tilgængeligt substrat fra de polymere materialer er betydende i forhold til vandets indhold af substrat. Organisk mikrobielt tilgængeligt substrat i drikkevand bestemmes ofte som Assimilable Organic Carbon (AOC), og kvantificeringen af substrat afgivet fra materialer er derfor baseret på samme måleprincip.