Afgivelse af organisk stof fra polymere materialer - mikrobiel vækst

5 Desinfektion af testmateriale

5.1 Forsøgsgang
5.2 Resultater
5.3 Diskussion

Det kunne ikke på forhånd udelukkes, at pasteurisering af teststykkerne ved 60° C ville påvirke materialerne, så afgivelsen ville forløbe anderledes end i den virkelige brugssituation. Desuden var der risiko for, at en betydelig del af den mulige afgivelse fra materialerne ville foregå under opvarmningen, og derved ikke blive registreret ved den egentlige ekstraktion. Der blev derfor afprøvet en alternativ metode til desinfektion af teststykkerne.

Klorforbindelser anvendes ved desinfektion af distributionsnet, hvorfor teststykkerne alternativt kunne desinficeres ved henstand i en vandig kloropløsning. Klor kan dog også kunne påvirke materialerne, idet klorforbindelser generelt er kraftigt oxiderende.

For at kunne påvise en eventuel effekt af desinfektion blev der anvendt en kontrol i form af materiale, der ikke blev desinficeret. Dermed kunne undersøgelsen ikke udføres med en renkultur, og der blev i stedet anvendt testvandets naturlige population. Testvandet blev således ikke pasteuriseret inden anvendelse, og ekstraktion og væksten af den naturlige population forløb således samtidig.

5.1 Forsøgsgang

I forventning om at sikre et tydeligt respons blev der anvendt et S/V-forhold på 1,0 cm-1. Alle teststykker blev for-vasket efter proceduren angivet i afsnit 3.2.3, for efterfølgende at gennemgå én af følgende type videre behandling (jævnfør principskitsen af undersøgelsen på Figur 11):

Desinfektion af teststykker ved kloring:
Henstand et døgn i en vandig kloropløsning
Grundig skylning ved overhældning med upasteuriseret testvand

Desinfektion af teststykker ved pasteurisering:

For at forbehandle alle teststykker ens henstod teststykkerne i postevand indtil pasteuriseringen, dvs.:
Henstand i postevand i et døgn minus pasteuriseringstiden
Pasteurisering i postevand (60° C, 30 minutter)
Grundig skylning ved overhældning med upasteuriseret testvand

Ingen desinfektion af teststykker:

For at forbehandle alle teststykker ens henstod teststykkerne også her yderligere i postevand:
Henstand et døgn i postevand
Grundig skylning ved overhældning med upasteuriseret testvand

Efter skylningen i upasteuriseret testvand blev teststykkerne overført til testflasker med upasteuriseret testvand. Blindprøver omfattede ballastmateriale forbehandlet uden desinfektion, idet der blev antaget, at de forskellige typer desinfektion ikke havde indflydelse på ballastmaterialet. Undersøgelsen blev udført af to omgange med to forskellige materialer og klorkoncentrationer:

Lav klorkoncentration

Undersøgelsen blev udført med blåt PEM(1) materiale og med en 1 mg/L kloropløsning (vandig opløsning af Ca(OCl)2 indeholdende 35% aktivt klor), svarende til opløsning anvendt til desinfektion af testudstyr af Bellen et al. /1993/. Bakterieantallet blev fulgt over 20 dages ekstraktion ved 10° C i mørke, hvor flaskerne henstod uden omrystning.

Høj klorkoncentration

Undersøgelsen blev udført med sort PEM materiale og med en 22 mg/L kloropløsning (fortyndet natriumhypoklorit-opløsning indeholdende 1% aktivt chor), svarende til koncentration anvendt ved desinfektion af ledningsnet. Bakterieantallet blev fulgt over 55 døgns ekstraktion ved 10° C i mørke med omrystning (95 omdrejninger/min).

Kimtalsbestemmelser blev udført som ved en AOC-bestemmelse, og udstrygningerne blev inkuberet ved 25° C i 14 døgn.

Figur 11:
Principskitse af undersøgelsen af desinfektionsmetoder, jævnfør ovenstående tekst.

5.2 Resultater

Bakteriekoncentrationer for den naturlige population er angivet i Bilag H.

Figur 12:
Vækstkurver for en naturlig population i ekstrakter og blindprøver under ekstraktion af materiale. Ekstraktionen forløb ved 10° C ved et S/V-forhold på 1,0 cm-1, hvor materialet dels ikke var desinficeret og dels desinficeret ved pasteurisering eller ved henstand i en kloropløsning.
A: blåt PEM(1) materiale, 1 mg/L kloropløsning, ekstraktionen forløb uden omrystning.
B: sort PEM materiale, 22 mg/L kloropløsning, ekstraktionen forløb med omrystning.

Kloropløsningen på 1 mg/L var ikke tilstrækkelig til at desinficere teststykkerne, idet der ved en udpladning kunne konstateres aktive bakterier i kloropløsningen efter et døgns henstand (data ikke vist). Under ekstraktionen af blå PEM(1) i upasteuriseret testvand stagnerede vækstkurverne for den naturlige population ikke i løbet af testperioden (Figur 12A), og det kunne således ikke antages, at maksimale bakteriekoncentrationer blev opnået. Der var en mindre forskel på bakteriekoncentrationerne i ekstrakter og blindprøver. Dag 20 var der statistisk signifikant flere bakterier i ekstrakter end i blindprøver testet ved en ensidet variansanalyse på 5 % signifikansniveau.

Sammenlignes bakteriekoncentrationerne for dag 20 (Tabel 9), var der en vis gruppering efter typen af behandling, hvor ‘ingen desinfektion’ af teststykkerne gav de højeste bakteriekoncentrationer og ‘pasteurisering’ de laveste. Denne gruppering var dog ikke statistisk signifikant på 5% signifikansniveau ved en ensidet variansanalyse. Der var således ingen væsentlig effekt af desinfektion på bakteriekoncentrationerne.

Tabel 9:
Bakteriekoncentrationer af en naturlig population i ekstrakter med blåt PEM(1) materiale og tilhørende blindprøver efter 20 døgns ekstraktion ved 10° C uden omrystning og ved et S/V-forhold på 1,0 cm-1. Materialet var dels ikke desinficeret og dels desinficeret ved pasteurisering eller ved henstand i en 1 mg/L kloropløsning.

 

Behandling af testmateriale

 
 

Kloring 1 mg/L

Pasteu-
risering

Ingen Desinfektion

Blind

Bakterie-
koncentration
[´ 105 CFU/mL]

2,3
2,1
2,5

2,7
1,7
1,9

2,7
2,2
2,8

1,2
1,4
  


Kloropløsningen på 22 mg/L var tilsyneladende tilstrækkelig til at desinficere teststykkerne, idet der ved en udpladning ikke kunne konstanteres aktive bakterier i kloropløsingen efter et døgns henstand (data ikke vist). Under ekstraktionen af sort PEM i upasteuriseret testvand nåede vækstkurverne for den naturlige population et relativt højt bakterieantal, hvorefter kurverne faldt (Figur 12B), hvilket var et andet forløb end fra undersøgelsen med blåt PEM(1) materiale.

Tabel 10:
Maksimale bakteriekoncentrationer af en naturlig population i ekstrakter og i tilhørende blindprøver under ekstraktion af sort PEM materiale ved 10° C med omrystning og et S/V-forhold på 1,0 cm-1. Materialet var dels ikke desinficeret og dels desinficeret ved pasteurisering eller ved henstand i en 22 mg/L kloropløsning.

 

Behandling af testmateriale

 
 

Kloring 22 mg/L

Pasteu-
risering

Ingen desinfektion

Blind

Bakterie-
koncentration
[´ 105 CFU/mL]

11,3
12,0
13,2

7,9
12,2
14,5

7,3
1,9
(27)

3,5
1,1
1,1


Sammenlignes de maksimale bakteriekoncentrationer (Tabel 10), var der acceptabel overensstemmelse imellem replika, med undtagelse af ekstraker med 'ingen behandling' af testmaterialet. Medtages alle data vil der ikke være statistisk signifikant forskel ved en ensidet variansanalyse på 5% signifikansniveau imellem behandlingstyper. Hvis der ses bort fra værdien på 27*105 CFU/mL for 'ingen desinfektion' var bakteriekoncentrationerne lavere for 'ingen desinfektion' end for desinfektion, mens der ikke var forskel på de to desinfektionsmetoder. Ekstrakterne havde i begge tilfælde højere bakteriekoncentrationer end blindprøverne.

5.3 Diskussion

Desinfektion havde ingen effekt på afgivelsen fra blåt PEM(1) materiale ved undersøgelsen med 1 mg Cl2/L. For undersøgelsen med sort PEM materiale og 22 mg Cl2/L var der for stor variation på replika for 'ingen desinfektion' til, at der entydigt kunne afgøres, hvorvidt der var en effekt af disinfektion. En eventuel effekt må under alle omstændigheder accepteres, da fremstilling af ekstrakter uden tilstedeværelse af aktive bakterier kræver desinfektion af testmaterialet.

For begge PEM materialer var der ikke forskel mellem de maksimale bakteriekoncentrationer som følge af desinfektionsmetoden. Den korte opvarmning og en eventuel oxidation af overfladerne havde således ingen eller samme effekt på afgivelsen, og både pasteurisering og kloring kunne således vælges som desinfektionsmetode. Der er dog en risiko forbundet ved at anvende kloring, da der kan blive overført klorrester med materialet, hvis teststykkerne ikke skylles grundigt nok efter henstand i kloropløsningen. Dette kan hæmme bakterievæksten i testflaskerne, og således resultere i for lave AOC-værdier.

Den store forskel på forløb af vækstkurver i ekstrakterne af henholdsvis blåt PEM(1) og sort PEM kunne dels skyldes de forskellige materialetyper, men omrystningen under ekstraktionen af det sorte PEM materiale, kan også have haft effekt. Omrystningen kan have fjernet de afgivende stoffer fra zonen omkring teststykkerne, hvorved stofferne hurtige er blevet tilgængelige for den naturlige population.

Foretages en generel sammenligning af vækstkurver for den naturlige bakteriepopulation og vækstkurver for P17 og NOX, var der større forskel på niveauet af vækstkurverne imellem ekstrakter og blindprøver ved anvendelse af renkulturer. Anvendelse af renkulturer øger således følsomheden af afprøvningen, når kimtallet opgøres ved udpladning på R2A-agar.

Undersøgelserne med blåt og sort PEM materiale viste, at der ikke var forskel på afgivelsen fra materialerne som følge af, om disse var desinficeret ved pasteurisering eller ved henstand i kloropløsning. Der blev derfor fortsat med pasteurisering, som desinfektionsmetode, da denne metode indebærer mindre risiko for introducering af fejlkilder.