verktyg för mikrobiell riskanalys (mra) av dricksvatten-brunnar i närheten av avloppsanläggningar

1. Verktyg för mikrobiell riskanalys av dricksvattenbrunnar i
närheten av avloppsanläggningar
Johan Åström, Andreas Lindhe, Lars Rosén & Lars-Ove Lång,
Grundvattendagarna, 13 okt. 2015

2. Bakgrund
• Halva Sverige förses med dricksvatten
från grundvattentäkter
• Utbrott kopplade till både kommunala
och privata dricksvattenbrunnar
• Bakterier, virus och parasiter
• Mikrobiell riskanalys, befintliga verktyg
− MRA-verktyget för ytvattenverk
− ODP/GDP/MBA-verktyget
• Branschens efterfrågan
• Täkttyper och mikrobiella barriärer
• Lokala hydrogeologiska förhållanden
Norovirus (vinterkräksjuka)
Foto: Kjell-Olof Hedlund, Folkhälsomyndigheten

3. Vattenburna utbrott och sporadiska fall
Antalinfekterade
Tid
Detektionsgräns
Endemisk
bakgrundsnivå
Detekterat utbrott
Sporadiska fall

4. Kvantitativ mikrobiell riskanalys - MRA
• MRA ett verktyg att beräkna risk för vattenburen smitta
1. Faroidentifiering,
2. Exponeringsbedömning,
3. Dos-respons bedömning
4. Riskkarakterisering
• Hänsyn till variation och osäkerheter, stokastisk simulering
Halt vid källan x Reduktion i beredning x Dos-respons => Infektionsrisk

5. Syfte
• Utveckla och utprova ett MRA-verktyg för kommunala grundvattenverk och för privata
dricksvattenbrunnar.
• Delmoment :
i. Översikt grundvattentäkter, föroreningskällor och mikrobiella barriärer
ii. Val av metod för att beräkna patogenreduktion i omättad och mättad zon
iii. Sätta upp beräkningsmoduler i ett modellverktyg
iv. Implementera detta verktyg i några fallstudier med kommunala grundvattentäkter
v. Anpassa verktyget för riskanalys av privata dricksvattenbrunnar nära enskilda avlopp.

6. Grundvattentäkter i Sverige,
föroreningskällor och mikrobiella barriärer
• Naturlig infiltration
− Nederbörd
− Enskilda avlopp, läckande ledningar,
gödselspridning, djurhållning
− Barriärer: jordlager, omättad zon, mättad
zon
• Bassänginfiltration
− Ytvatten med uppströms föroreningskällor
− Barriärer: Biofilm, omättad zon, mättad zon
− Vägledningen från SLV: opåverkat vid
medeluppehållstid 14 dygn
• Inducerad infiltration
− Ytvatten med uppströms
föroreningskällor
− Barriärer: Biofilm, mättad zon

7. Påverkansfaktorer för mikrobiell reduktion
• Naturliga påverkansfaktorer, exempel
− Temperatur
− Jordart (kornstorlek, porositet etc.)
− Jordens vatteninnehåll (omättad/mättad zon)
− pH
− Saltinnehåll
− Organiskt innehåll (enskilda avlopp)
• Driftrelaterade faktorer, exempel
− Inkommande flöde patogenförorenat vatten
− Hydraulisk belastning
− Rensningen av biofilmer (infiltrationsbassänger)
− Uttagsflöde dricksvattenbrunn(ar)
− Ytterligare reningssteg på vattenverket
• Egenskaper hos mikroorganismerna
– Storlek
– Inaktiveringstid
– Ytegenskaper
– Naturlig konkurrens, etc.

8. Bestämning av patogenavskiljning genom jordlagren
• Kolonnförsök
− Påverkansfaktorer analyseras separat
− Både omättad och mättad zon
− Riskabelt att extrapolera resultat
• Fältförsök
− Kontrollerat försök, spårningsorganismer
− Få studier på omättad zon
• Analytiska modeller
− Stokastisk simulering med Monte Carlo
− Översiktliga resultat för stationära förhållanden
• Numeriska modeller
− Platsspecifika resultat, tredimensionell
− Kräver omfattande indata
Schijven, J. F., Mülschlegel, J. H. C., Hassanizadeh, S. M.,
Teunis, P. F. M. & de Roda Husman, A. M. (2006)
Determination of protection zones for Dutch groundwater
wells against virus contamination - Uncertainty and sensitivity
analysis. Journal of Water and Health, vol. 4: 3, ss. 297-312.
5
3
10 10
0
1 3
log log
2,3 5
 
    
        
    
aA
l
d
qC
kR T
C Q

9. MRA-verktyget för grundvattentäkter
• Utgår från befintligt verktyg för
ytvattenverk
• Nyutvecklade grundvattenmoduler:
• Soil barrier
• Unsaturated zone barrier
• Saturated zone barrier
• Kombinerbart med beredningssteg på
vattenverk.

10. Patogenreduktion i mättad zon (Saturated zone barrier)

11. Tillämpning exempel 1:
Forslunda infiltrationsbassänger, Umeå
• Avloppsreningsverk längs Umeälven
dominerande utsläppskälla
• Utspädning genom transport i älven
• Infiltrationsbassänger
• Omättad zon
• Mättad zon
• Beslut om UV-ljus, baserat på resultat
från GDP-analys
Foto: Från miljoforskning.formas.se

12. Resultat: Årlig infektionsrisk utan UV-behandling
1 infektion/
10 000 inv./år

13. Resultat: Årlig infektionsrisk med UV-behandling
1 infektion/
10 000 inv./år

14. Tillämpning exempel 2:
Modell för dricksvattenbrunnar nära enskilda avlopp
• Nerskalad modell
• Små/enskilda avlopp
• Mindre dricksvattenbrunnar
• Enbart virus
• Verktyg för miljö- och
hälsoskyddsinspektörer
• Fritt tillgänglig via www-länk
• Seminarier i tre kommuner

15. Sammanfattning och fortsättning
• Utsläppskällor och täkttyper påverkar
• Geologiska och hydrogeologisk förhållanden påverkar
− Spridningsvägar
− Avskiljning m.m.
• MRA-modell
− Hjälpmedel för att bättre förstå hälsorisker
− Reduktion med hänsyn till lokal hydrogeologi
− Analysera scenarier i täkt kontra övrig beredning
− Nerskalad modell för små avlopp
• Modellverktyget ska komma till användning!
− Hur passar modellverktyget till Dina frågeställningar?
− Arbetet ska redovisas i en SVU-rapport
− Chalmersinitiativ: Vidareutveckling av MRA-verktyget Fas 1

16. Tack för oss!
Johan.Astrom@tyrens.se
Andreas.Lindhe@chalmers.se
Lars.Rosen@chalmers.se
Lars-Ove.Lang@sgu.se