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 Plaag van Athene influenza 1347 Zwarte dood pest via Venetië 1495 Spaanse pokken syphilus via Columbus 1854 Cholera schepen uit India 1998 West Nile virus vliegtuig, New York September 28, 2009 4
De pest, de pokken, de typhus en de cholera Ca. 65.000 doden door cholera in Nederland in de 19 e 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) sterfte per 100.000 inwoners 70 1919 60 50 40 30 20 10 0 0 1900 1925 1950 1975 jaar 1945 % niet- aangesloten op drinkwater 70 60 50 40 30 20 10 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 (10 7 ) 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. ------------------------------------------------------------------- Virussen < 2.2 x 10-7 /l (< 1/4500 m 3 ) Giardia < 6.75 x 10-6 /l (< 1/150 m 3 ) Cryptosporidium < 3 x 10-5 /l (< 1/30 m 3 ) -------------------------------------------------------------------- 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 Sedimentation Filtration Monitor 1 log 2 log 100 /L 10 /L 0.1 /L 0 500 0 1 Disinfection Distribution 2 log No cont. 0.001 /L 0.001 /L 0 1 0 1 Consumption 1 L 0.001 /d 0 2 4 6 8 Dose-Response 10% *0.1 0 1 1000 Risk of infection 0.0001 inf/d September 28, 2009 14-4.0-3.1-2.2-1.4-0.5
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: 10 4-10 5 /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 NH 3 Biofilm Materiaal Afbreekbare verbindingen September 28, 2009 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 m 3 ) 4100 Eco-millipunten 1700 Eco-millipunten 10 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 24 Department of Water Management Section Sanitary engineering