Nationella Dricksvattenkonferensen
14-15 april, Uppsala
Verktygslåda för fekal källspårning
på laboratorium och i fält
[email protected]
Vattentäkt
?
Bakgrund
Fekalt förorenat råvatten har varit en given förutsättning
vid 29 av totalt 47 rapporterade dricksvattenburna utbrott
i Sverige mellan 1995 och 2009
Föroreningsbilden av råvattentäkter är oftast komplex
Antal vattenverk
Ja
Nej
Vet ej
Inget svar
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Nationella Dricksvattenkonferensen, Uppsala 14-15 april 2015
Potentiell föroreningskälla
Bakgrund
Metoderna för att bedöma fekal påverkan är ofta
trubbiga, komplicerade och tidskrävande
Fysikalisk-kemiska parameters
temperatur
Mikrobiologiska parametrar
Koliformer
pH
E. coli
COD
färgtal
Pathogener
turbiditet
C. perfringens
Vattenflöde
regn
temperatur
Totalantal
Aktiviteter i/runt
vattentäkt
vind
säsong
Enterokocker
isbeläggning
språngskikt
olyckor
hydrodynamik
Nationella Dricksvattenkonferensen, Uppsala 14-15 april 2015
Miljörelaterade parametrar
Projektets syfte
Att identifiera metoder och markörer som, var för sig
eller i kombination, med hög känslighet urskiljer och
specificerar olika typer av fekala föroreningskällor
känsliga
billiga
specifika
snabba
flexibla
relaterbara till risk
lättanvända
Att verka för att dessa metoder och markörer ska kunna
nyttjas som verktyg både proaktivt och vid kris
adekvat dricksvattenberedning
utbrottsutredningar
vattenskydd
konfliktlösning
Nationella Dricksvattenkonferensen, Uppsala 14-15 april 2015
Källspårningsstrategier
Masspektrometri
Spektrofotometri
Fluorescensbaserade
analyser
Kemiska
analyser
Vattenprov
Mikrobiell
källspårning
qPCR, odling
Metagenomik
Storskalig sekvensering
Understödjande referensanalyser
av indikatorer och patogener
samt information om
miljörelaterade parametrar
Nationella Dricksvattenkonferensen, Uppsala 14-15 april 2015
Källspårningsschema
Fecal pollution
Human faeces
Municipal
sewage
Private
sewage
Cow
Pasture
Animal faeces
Untreated
sewage
Sheep
No fecal pollution
Pig
Domestic
animals
Dog
Chicken
Manure
Manure Pasture
Manure Pasture
Wildlife
Horse
Goose
Birds
Pigeon
Nationella Dricksvattenkonferensen, Uppsala 14-15 april 2015
Gull
Arbetsmaterial
- Fekaliebibliotek för metodutveckling och utvärdering
- Råvattenprover från sex ytvattenverk tagna under drygt
ett års tid inklusive extraprovtagning vid händelser
- Dricksvatten, dagvatten, miljövatten, avloppsvatten
- Kraftigt förorenat råvatten och badvatten samt förorenat
dricksvatten
Nationella Dricksvattenkonferensen, Uppsala 14-15 april 2015
Kemiska analyser
Fokuserar på detektion av läkemedel, veterinärmedicin,
substanser i livsmedel och foder, ämnen i
konsumtionsprodukter, kolesterolmetaboliter mm
En multimetod för LC-MS/MS som
analyserar 51 olika substanser är
framtagen och validerad
Analys av mer eller mindre förorenade råvattenprover är
påbörjad
Nationella Dricksvattenkonferensen, Uppsala 14-15 april 2015
Potential kemiska analyser
känsliga
billiga
specifika
snabba
flexibla
relaterbara till risk
(lättanvända)
Urval av källspecifika markörer är centralt
Kommersiell aktör har visat intresse
Nationella Dricksvattenkonferensen, Uppsala 14-15 april 2015
Fluorescensbaserade analyser
Detekterar fluorescerande signaler i förorenade vattenprover
Benchtop-instrument (lab)
Bärbar probe (i fält)
Mikrobiell aktivitet
Organiskt material
Turbiditet
Kontinuerliga analyser av råvattenprover och
utvärdering av bärbar probe i fält
Nationella Dricksvattenkonferensen, Uppsala 14-15 april 2015
Potential fluorescensbaserade
analyser
känsliga
billiga
specifika
snabba
flexibla
(relaterbara till risk) (lättanvända)
Längre mätserier kan krävas för att detektera
avvikelser i form av förorening
Möjlighet att snabbt detektera förändringar i
totalantal bakterier
Fortsatt utvärdering av bärbar probe krävs
Möjliggör realtidsmätningar i fält
Nationella Dricksvattenkonferensen, Uppsala 14-15 april 2015
Mikrobiell källspårning
Baserar sig på detektion av värdspecifika mikroorganismer
via odling eller qPCR
Odlingsbaserad detektion av värdspecifika bacteroidesfager:
nöt
fjäderfä
svin
human
qPCR-detektion av värdspecifika bakterier och virus:
nöt
fjäderfä
svin
häst
mås
human
gås
får
De flesta markörerna är testade mot
fekaliebiblioteket och test på råvatten är påbörjat
Nationella Dricksvattenkonferensen, Uppsala 14-15 april 2015
Potential mikrobiell källspårning
(känsliga) (specifika) snabba
billiga
flexibla
relaterbara till risk
(lättanvända)
Mycket stort forskningsområde
Problem med lokala och regionala skillnader gällande
specificitet
Tekniken är lätt överförbar till kommersiella lab
Nationella Dricksvattenkonferensen, Uppsala 14-15 april 2015
Metagenomik
Metoden kan dels inriktas på
sekvensering av allt genetiskt
material i ett prov och dels på
utvalda delar av provet via
amplikonsekvensering av
exempelvis 16S rRNA gener
Analyserna resulterar i
genetiska profiler och
olika typer av fekalier
har olika profiler
Avloppsvatten
Dricksvatten
Nationella Dricksvattenkonferensen, Uppsala 14-15 april 2015
Metagenomik forts.
Fokus ligger på amplikonsekvensering (16S, 12S, AllBac)
och oligotypning (Blautia)
16S amplikonsekvensering av fekaliebiblioteket
… och råvatten
Fekalie- och råvattenprover genomgångna,
källspårningsaktiviteter pågår
Nationella Dricksvattenkonferensen, Uppsala 14-15 april 2015
Potential metagenomik
känslig
(billig)
specifik
(snabb)
flexibel
relaterbar till risk
lättanvänd
Enorm potential på grund av mängden information
analyserna ger
Har lägre känslighet än qPCR för specifika målsekvenser
Arbetsintensiv och komplicerad eftersom stor
bioinformatisk insats krävs
Kommer pga teknikutveckling lägre priser och
automatisering bli dominerande inom källspårning
Nationella Dricksvattenkonferensen, Uppsala 14-15 april 2015
Tack
För er uppmärksamhet
Till alla dricksvattenproducenter som deltar
Till MSB som finansierar projektet
Nationella Dricksvattenkonferensen, Uppsala 14-15 april 2015
Projektgruppen
Caroline Dirks
Karin Jacobsson
Emmy Borgmästars
Sofia Persson
Paula Ågren
Ingela Tillander
Josefine Elving
Harri Ahola
Jakob Ottoson (nu SLV)
Karin Troell
Mats Isaksson
Mats Forsman
Jon Ahlinder
Samuel Öman
Anna Macellaro
Petter Lindgren
Elin Nilsson
Dolly Kothawala
Nationella Dricksvattenkonferensen, Uppsala 14-15 april 2015