Waterkwaliteit: Microbiologie Prof. ir. Hans van Dijk
September 28, 2009 1
Afdeling Vermelding Watermanagement onderdeel organisatie Sectie Gezondheidstechniek
College 1b. Microbiologie • Hoofdstuk Waterkwaliteit en reader Microbiologie • Onderdeel van tentamenvraag waterkwaliteit
September 28, 2009
2
Microbiologie van de drinkwatervoorziening • Epidemieën en drinkwatervoorziening • Eisen voor de microbiologische kwaliteit • Verwijdering van micro-organismen bij de drinkwaterbereiding • Veilige distributie • Legionella
September 28, 2009
3
De decompartimentering van de wereld 430 vC 1347 1495 1854 1998
September 28, 2009
Plaag van Athene influenza Zwarte dood pest via Venetië Spaanse pokken syphilus via Columbus Cholera schepen uit India West Nile virus vliegtuig, New York
4
De pest, de pokken, de typhus en de cholera…
Ca. 65.000 doden door cholera in Nederland in de 19e eeuw September 28, 2009
5
Engeland 1849 Cholera veroorzaakte 50.000 doden
Cholera in kaart gebracht door John Snow September 28, 2009
6
Schoon water voor een gezond leven.. (voorbeeld buiktyphus in Nederland)
% niet- aangesloten op drinkwater 70
sterfte per 100.000 inwoners 70 60
1919
1945
60
50
50
40
40
30
30
20
20
10
10
0 1900
1925
1950
0 1975
jaar September 28, 2009
7
Bepaling microbiologische betrouwbaarheid van drinkwater • Indicator-organisme: Escherichia coli • in 1885 geïsoleerd en beschreven door Escherich
• Aanwezig in fecaal materiaal (FM): • 10 miljoen (107) E. coli per gram FM
• Kwaliteitseis voor drinkwater: • minder dan 1 E. coli per 100 ml,
September 28, 2009
8
Verandering in beoordeling veiligheid door pathogene protozoa Milwaukee, 1993: uitbraak van cryptosporidiosis
403.000 personen ziek bacteriën coligroep niet aanwezig (Cl2) persistente protozoa algemeen in fecaal verontreinigd (oppervlakte) water Herziening wetgeving in VS (Surface Water Treatment Rule, SWTR) September 28, 2009
9
Persistente pathogene protozoa • Cryptosporidium parvum
• vormt oöcysten (4-7 µm) • gastheer: huisdieren, vee, knaagdieren • 1985: eerste gerapporteerde overdracht via drinkwater September 28, 2009
10
‘Waterborne diseases’ • Bacteriën
• Vibrio cholera, Salmonella spp, Shigella spp., Campylobacter spp., Escherichia coli O157 • Virussen
• Polio, Hepatitis A, Rota, Norwalk • Protozoa • Cryptosporidium parvum, Giardia lamblia, Entamoeba histolytica September 28, 2009
11
Kwaliteitseisen m.b.t. pathogene micro-organismen • Kans op infectie < 10-4 per persoon/jaar • Dagelijkse consumptie: 2 liter/persoon • Relatie tussen blootstelling en infectie (infectieuze dosis) Organisme Maximale gemiddelde conc. ------------------------------------------------------------------(< 1/4500 m3) Virussen < 2.2 x 10-7/l Giardia < 6.75 x 10-6/l (< 1/150 m3) (< 1/30 m3) Cryptosporidium < 3 x 10-5/l --------------------------------------------------------------------
September 28, 2009
12
Hoe veilig moet drinkwater zijn? • • • •
Kans op infectie <1/10.000 per jaar Hoe toon je aan dat het water veilig is? Analyse onmogelijk Minder dan 1 virus in Olympisch zwembad!
September 28, 2009
13
QMRA for drinking water
Quantitative Microbiological Risk Assessment Source
Monitor
100 /L 0
Sedimentation
1 log
500
10 /L 0
Filtration Disinfection
2 log 2 log
1
0.1 /L 0.001 /L
0
1
0
Distribution
No cont.
0.001 /L
Consumption
1L
0.001 /d
Dose-Response
10%
*0.1
28, 2009 RiskSeptember of infection
1
0 2 4 6 8
0
0.0001 inf/d
1 14
-4.0
-3.1
-2.2
-1.4
-0.5
1000
Veiligheid door verwijdering E. coli • Afwezigheid gedurende 1 jaar bij dagelijks onderzoek van 100 ml (365 x 100 ml): gemiddelde concentratie E. coli < 0,03 kve/l
• Max. concentratie E. coli in rivierwater: 104-105/l benodigde reductie: 5,5 à 6,5 logeenheden
• Zuivering: meervoudige barrières • opslag, bodempassage, coagulatie/sedimentatie, desinfectie, filtratie, UV, membraanfiltratie September 28, 2009
15
Veilige distributie • Geen lekken! • Handhaving van constante overdruk in de leidingen! • Voorkómen van kruisverbindingen! • Voorkómen van terughevelen (keerkleppen) • Hygiënische procedures • Biologisch stabiel water
September 28, 2009
16
Uitbraken van ziekte door verontreiniging van het drinkwater • 1962: Amsterdam
• kruisverbinding met riolering • 5 gevallen van buiktyfus gemeld • 1981: Rotterdam
• kruisverbinding in haven (marineschip uit Frankrijk) • 609 gevallen van ziekte gemeld September 28, 2009
17
Is het niet zonde om het toilet door te spoelen met drinkwater?
September 28, 2009
18
Voorkomen van nagroei in het net
Water AOC
Fe
Mn
NH3
Biofilm
Materiaal
September 28, 2009
Afbreekbare verbindingen 19
Pas op met warm en stilstand water…
September 28, 2009
20
Factoren die leiden tot Legionellose • Vermeerdering Legionella in warm water • Vorming aërosol (< 10 µm) (‘douche’) • Blootstelling (inhalatie)infectie:
• intensiteit (duur, aantal bacteriën) • Legionella vermeerdert zich in macrofagen in de longblaasjes • Risicogroepen
• personen met verminderde afweer • rokers September 28, 2009
21
Voorkomen van Legionellose • Temperatuur of minder dan 25 °C of meer dan 60 °C • Geen stilstaand water (dode leidingen) • Geen materialen die groei bevorderen
September 28, 2009
22
Milieubelasting drinkwater ? Auto (20.000 km)
Vliegreis (4000 km)
Drinkwater (50 m3)
4100
1700
10
Eco-millipunten
Eco-millipunten
Eco-millipunten
En er is water genoeg !
Save the world: drink tap water! 1. Uitstoot CO2 40-1000 keer lager dan fles 2. Alleen in VS worden al 60 miljoen flessen per dag weggegooid 3. Kosten 200-10.000 keer lager dan fles 4. Alleen in OECD-landen wordt per jaar 100 miljard dollar uitgegeven aan fleswater 5. Dit is 6 keer het bedrag dat nodig is voor het realiseren van de MDG’s
September 28, 2009 Department of Water Management Section Sanitary engineering
24
