|
Afgivelse af organisk stof fra polymere materialer - mikrobiel vækst Sammenfatning og konklusionDansk drikkevand er generelt af meget høj kvalitet og indeholder kun relativt få mikroorganismer, når det forlader vandværket. Indholdet af mikroorganismer kan dog stige undervejs til forbrugeren; hvilket betegnes som mikrobiologisk eftervækst. Denne eftervækst i distributionssystemet er overvejende styret af faktorer som opholdstid, temperatur og mængde af tilgængeligt substrat. Da størstedelen af mikroorganismerne i drikkevandssystemer er heterotrofe bakterier, er mængden af organisk kulstof således oftest den begrænsende faktor for bakterievæksten. Bakterier kan dog umiddelbart kun udnytte en mindre faktion af det organiske stof til vækst, hvilket betegnes Assimilerbart Organisk Kulstof (AOC). Dels er der AOC i vandet, når det forlader vandværket, dels kan der tilføres AOC under distribution ved brud eller ved afgivelse fra anvendte materialer, fx polymerer. Polymere materialer (plasttyper) har i stigende grad vundet indpas i vandforsyningen, både i distributionsnettet og i husinstallationer og i fremtiden forventes 75% af ledningsnettet at udgøres af PE og 19% af PVC. Formålet med dette projekt har været at undersøge, om der afgives mikrobielt tilgængeligt organisk kulstof fra polymere materialer, og om denne afgivelse er væsentlig i forhold til det generelle niveau i dansk drikkevand. Dette er blevet undersøgt ved at bestemme AOC-afgivelsen til vand i kontakt med materialet. En væsentlig del af projektet fokuserede på at udvikle en egnet metode, med hovedvægten på en strategi, hvor afgivelsen blev målt over to trin:
Materialerne blev ekstraheret ved nedsænkning i testvand i testflasker. I modsætning til andre undersøgelser, hvor afgivelsen fra materialer er blevet undersøgt ved opfyldning af rør, gav den her benyttede tilgang mulighed for at undersøge andre komponenter end rør, fx fittings. Ved at ekstrahere materialet uden at have bakterierne tilstede, kunne ekstraktionsforholdene vælges vilkårligt uden hensyn til bakterierne vækstkrav: Der kunne benyttes høj/lav temperatur, kloreret testvand, høj/lav pH osv. Efter endt ekstraktion blev materialet fjernet og AOC-indholdet i ekstraktet blev bestemt med en let modificeret AOC-bestemmelse, idet de sterile ekstrakter kun blev podet med bakteriestammen P17. Under inkuberingen ved 15° C blev kimtallet for P17 bestemt på R2A-agar, og det maksimale kimtal blev omsat til en AOC-værdi ved at benytte en udbyttekonstant for bakteriernes vækst på acetat. Inden ekstraktionen blev materialestykkerne renset ved 24 timers henstand i postevand med 1 times skylning i postevand. Herefter blev bakterier på materialeoverfladerne inaktiveret ved pasteurisering, inden materialet blev overført til pasteuriseret testvand, hvor det blev ekstraheret. Under optimeringen af metoden blev en række parametre undersøgt:
Forlænget ekstraktionstid forøgede afgivelsen. Ligeledes øgede omrystning under ekstraktionen afgivelsen fra materialet med ca. 50%. En øget materialemængde, og dermed et øget overfladeareal af materialet, i samme volumen (større S/V forhold) gav stigende AOC-værdi i vandfasen indtil et vist S/V forhold, over hvilket AOC-afgivelsen ikke blev forøget. Når afgivelsen blev omregnet til en flux-værdi (mg acetat-C/døgn/cm2) var der omvendt proportionalitet mellem S/V forhold og fluxen. Det viste sig vanskeligt at inaktivere den naturlige population på materialernes overflader. Forskellige pasteuriseringsforhold og kloring blev undersøgt, men det viste sig nødvendigt og hensigtsmæssigt i hvert tilfælde efter endt ekstraktion at kontrollere, om ekstraktet var kontamineret med uønskede bakterier. Måling af adenosine triphosphate (ATP) viste sig i kraft af hurtige analyse og høj følsomhed at være en velegnet metode. Desuden kunne ATP-måling alternativt benyttes til at måle vækstkurver for P17, idet der var god overensstemmelse imellem vækstkurver for P17 målt ved kimtal og ATP. På baggrund af de indledende undersøgelser blev testmaterialerne ekstraheret i 15 døgn ved 20° C under omrystning. Der blev undersøgt fem polymere materialer: to PEM materialer (sort og blåt) og tre PVC materialer (med henholdsvis bly, zink/calcium og organiske stabilisatorer), hvilket resulterede i flux-værdier på 3,5-5,5´ 10-3 mg acetat-C/døgn/cm2. De opnåede resultater og betydningen af S/V-forhold kan teoretisk relateres til, at der i hovedledninger kan afgives <1 mg acetat-C/L/døgn, i forsyningsledninger 1-3 mg acetat-C/L/døgn og i stikledninger/husinstallationer 3 mg acetat-C/L/døgn. En undersøgelse foretaget på 9 danske vandværker (Jørgensen et al., 2002) viste, at AOC-indholdet i vandet fra vandværket var grupperet omkring henholdsvis 4-6 mg acetat-C/L og 20-39 mg acetat-C/L. Afgivelser fra de polymere materialer vil have mindre betydning i vand fra den sidste gruppe, men ved længere opholdstider (fx i forsyningsledninger til landlokaliteter eller stillestående vand i en husinstallation over en weekend) vil afgivelserne kunne mere end fordoble vandets AOC-indhold i vand fra den første gruppe.
|
