liu.seSearch for publications in DiVA
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • oxford
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Analys av dricksvattenrening med metoderna Mikrobiologisk riskanalys, MRA och God desinfeksjonspraksis, GDP
Linköping University, Department of Physics, Chemistry and Biology.
2010 (Swedish)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10,5 credits / 16 HE creditsStudent thesisAlternative title
Analysis of drinking water purification with Quantitative Microbial Risk Assessment, QMRA and Good Disinfection Practice, GDP (English)
Abstract [sv]

Vatten är ett livsmedel som vi kommer i kontakt med dagligen. För att inte råka ut för sjuk-domar och infektioner renas dricksvattnet på vattenverken, främst för att reducera antalet patogener, d.v.s. sjukdomsframkallande mikroorganismer. Man brukar prata om tre grupper mikroorganismer i vattenrening; bakterier, virus och parasiter. Dessa grupper är vitt skilda i många avseenden och reduceras därför olika bra av olika reningssteg. Ju mer kunskap man kan få om reningsprocessen, desto bättre kan reningen optimeras. Därmed minimeras riskerna för konsumenterna att drabbas av infektioner. I det här arbetet används två modeller för att beskriva och utvärdera Borgs vattenverk som drivs av Norrköping Vatten AB.

Modellen God desinfeksjonspraksis (GDP) är ett resultat av ett norskt projekt och baserar sig på formler och tabeller. Först avgörs råvattenkvaliteten genom att vattenverkets storlek och förekomst av mikroorganismer bedöms. Därefter görs diverse avdrag för förebyggande åtgärder, rening utöver desinfektion m.m. Slutligen bedöms desinfektionsgraden genom att det tillsatta klorets avklingning bestäms för beräkning av Ct-värdet; produkten av kontakttiden och koncentrationen. Genom att jämföra råvattenkvaliteten med avdragen och desinfektions-graden kan en bedömning göras om huruvida reningsprocessen är tillräcklig eller inte.

I Mikrobiologisk riskanalys (MRA) bygger man upp en modell av sitt vattenverk i ett program och väljer patogenhalter för råvattnet. Efter det beräknar programmet renings-processens reduktion, riskerna för daglig respektive årlig sannolikhet för infektion samt DALYs, som gör att man kan jämföra risken för vattenburen smitta med exempelvis risken att förolyckas i trafiken. Det amerikanska naturvårdsverket och WHO har satt gränsen för den acceptabla årliga sannolikheten för infektion på grund av vattenrelaterad sjukdom till

1/10 000 invånare respektive 1 µDALYs. Fördelen med MRA är att när man väl byggt upp sitt vattenverk i programmet kan olika scenarion simuleras genom att patogenhalterna varieras. Tyvärr är det svårt att uppskatta patogenhalterna då de provtagningar som skulle behövas sällan är gjorda. Även litteraturvärden kan vara svårt att hitta, särskilt för virus som är så små att de är svåra att analysera.

Resultatet av bägge modellerna visade på att Borgs vattenverks reduktionsförmåga är tillräcklig med avseende på bakterier, men inte för virus och parasiter. I MRA är det emellertid svårt att säga hur korrekt detta påstående är, då endast litteraturvärden kunnat användas för de två sistnämnda patogenerna. En del provtagningar har gjorts och då har inga parasiter kunnat påvisas i råvattnet, men för att inte underskatta riskerna användes litteratur-värdena ändå. GDP påvisade inga stora brister i reduceringen av virus och parasiter och i MRA låg resultatet i samma storleksordning som gränsen för DALYs. Eventuellt behöver alltså inga stora åtgärder vidtas för att minska de mikrobiologiska riskerna. De viktigaste stegen i reningsprocessen är långsamfiltrering, desinfektion med fritt klor och fällning och sedimentering med efterföljande filtrering. Infektionsrisken blir störst om fällningssteget slås ut.

I samtliga simulerade scenarion låg infektionssannolikheten för bakterier fortfarande på en acceptabel nivå. Det värsta scenariot av de modellerade är om avloppsledningen från Skärblacka skulle börja läcka samtidigt som det regnar kraftigt. Det skulle leda till att förorening från betesmark spolas med ut i Motala Ström där råvattnet hämtas. Detta ger den högsta patogenhalten och därmed också den största infektionsrisken.

Abstract [en]

Water is one of the most basic things in life and is something we come in contact with on a daily basis. To prevent diseases and infections, the drinking water is purified, mainly in order to reduce the number of pathogens. The most important groups of microorganisms in water purification are bacteria, viruses, and parasites. These groups are very different in many respects and are therefore reduced most efficiently by different purification processes. If more knowledge is gained, the waterworks can optimize the purification process. This would lead to a minimization of the risk of getting infections caused by consuming the drinking water. In this paper two models are used to describe and evaluate Borg’s waterworks, run by Norrköping Vatten AB.

Good Disinfection Practice (GDP) is the result of a Norwegian project and is based on formulas and tables. First, the raw water quality is determined by evaluating the presence of microorganisms and the number of people supplied. Then deductions are made due to security precautions and water treatment besides disinfection etc.  Finally the disinfection is determined by calculating the reduction of the added chlorine to gain the Ct-value, which is the product of the contact time and concentration. By comparison of the raw water, the deductions and the disinfection, the purification process can be evaluated as sufficient or not.

In Quantitative Microbial Risk Assessment (QMRA) the purification process is modelled and concentrations of pathogens in the raw water are chosen. The program then calculates the reduction of the pathogens by the purification process. The result is also presented as probability of daily or annual infection and DALYs, which makes it possible to compare the risks of waterborne diseases with for example, the risk of traffic accidents. The US Environmental Protection Agency and the World Health Organization have determined the limit for the acceptable annual probability of infection due to water-related disease to 1/10,000 and 1 µDALYs. The advantage of the QMRA is that once you have modelled your purification process a variety of scenarios can be simulated. Unfortunately, it is difficult to estimate the concentrations of pathogens in the raw water and the acquired analysis are rarely made. Even literature values can be difficult to find, especially for viruses due to the difficulties in analysing them because of their small size.

Both the models’ results showed that Borg’s waterworks reduction capacity is sufficient for bacteria, but not viruses and parasites. It is however difficult to say how accurate this conclusion is. In QMRA only literature values have been used as a basis to determine the risk for viruses and parasites. In fact, no parasites have been found when samples have been run on the raw water. But since an overestimation of the risk is to be preferred, literature values were used anyway. GDP showed only small shortcomings in the reduction of viruses and parasites and the values obtained from QMRA were in the same order of magnitude as the limit of DALYs. Therefore only small measures might be needed to lower the microbiological risks. The most important steps in the purification process are slow sand filtration, disinfection with free chlorine and precipitation and sedimentation with subsequent filtering. Elimination of the precipitating step results in the greatest risk of infection.

In all the scenarios simulated the likelihood of infections caused by bacteria is still acceptable.  The worst-case scenario would be a sewage water leak during heavy raining. The rain would cause excrement from cattle to be washed into and contaminate the raw water in addition to the sewage contamination. This provides the highest concentration of pathogens in the raw water and therefore also the greatest risk of infection.

Place, publisher, year, edition, pages
2010. , 58 p.
Keyword [en]
Water purification, drinking water, microorganism, Quantitative Microbial Risk Assessment, QMRA, Good Disinfection Practice, GDP, ODP
Keyword [sv]
Vattenrening, dricksvatten, mikroorganism, Mikrobiologisk riskanalys, MRA, God desinfeksjonspraksis, GDP, ODP
National Category
Analytical Chemistry
Identifiers
URN: urn:nbn:se:liu:diva-63106ISRN: LITH-IFM-G-EX--10/2372--SEOAI: oai:DiVA.org:liu-63106DiVA: diva2:376516
Uppsok
Physics, Chemistry, Mathematics
Supervisors
Examiners
Available from: 2010-12-13 Created: 2010-12-10 Last updated: 2010-12-13Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2423 kB)527 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2423 kBChecksum SHA-512
73b44c10ebfc5314ece22e1832b0d8b1c60340d2bb3331eb100763db69a678926bbeef0d1ac03340d019a89a4a41856bb47a9246c9145ce7ac84631c404f034a
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Physics, Chemistry and Biology
Analytical Chemistry

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 527 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 374 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • oxford
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf