Dit gaat niet vanzelf. Het huidige hoge niveau van betrouwbaarheid, dat we als vanzelfsprekend beschouwen, is bereikt door een groot aantal samenhangende activiteiten. Deze zijn te clusteren onder de volgende thema’s:
Microbiologische risico-analyse;
Reductie hygiënische risico’s tijdens werken van bron tot tap;
Minimaliseren nagroei in het net / verbeteren biologische stabiliteit; en
Adequate signalering en correctieve procedures.
Waarom extra aandacht van Oasen?
Afgelopen jaren is er bij Oasen op dit terrein veel werk verricht onder de noemer “minder beestjes”.
Startpunt was de vaststelling in 2006 dat er in het leidingnet hogere organismen en aeromonasbacteriën in grotere aantallen werden aangetroffen dan wenselijk werd geacht. Aansluitend stelden we vast dat we onvoldoende (gedeelde) kennis hadden over de betekenis van deze hogere organismen en (pathogene) bacteriën. In combinatie met steeds warmere zomers, en dus meer bacteriegroei, is sindsdien het onderzoek geïntensiveerd en zijn verbeter acties-ingezet.
Omdat onderzoek geen hoofddoel is voor een drinkwaterbedrijf, maar een middel om drinkwatervoorziening op een hoger niveau te krijgen, wordt in dit artikel de nadruk gelegd op de doorgevoerde verbeteracties.
Figuur 1: kapstok verbeteracties
Figuur 1 geeft de kapstok die de afgelopen jaren is ontstaan om de resulterende acties te ordenen. Deze indeling heeft Oasen intern sterk geholpen om het belang en de onderlinge samenhang van de verschillende acties te illustreren. Terugkijkend is naar ons gevoel met name de langdurige focus een belangrijke succesfactor geweest. Geconcludeerd wordt dat deze langdurige aandacht voor microbiologie inmiddels heeft geleid tot belangrijke verbeteringen.
Hiernavolgend is per thema uitgewerkt welke inzichten tijdens uitvoering zijn ontstaan en tot welke verbeteracties dit heeft geleid.
1) Microbiologische risico-analyse
Conform de VROM Inspectierichtlijn “Analyse Microbiologische Veiligheid Drinkwater” uit 2005, is er in 2006 een risicoanalyse uitgevoerd voor de bereiding van drinkwater uit oppervlaktewater en voor kwetsbare grondwaterwinningen. Hieruit volgt dat de microbiologische veiligheid van het drinkwater van Oasen gebaseerd is op de winning van bacteriologisch betrouwbaar (oever)grondwater met een voldoende ondergrondse verblijftijd om pathogene bacteriën, virussen en parasieten af te doden. Er vindt geen extra desinfectie plaats: de bodem zorgt voor desinfectie. Belangrijk is dus dat het drinkwater dan tijdens verdere zuivering en distributie niet meer wordt besmet.
Uit de analyse bleek dat de huidige ondergrondse verblijftijd van minimaal 60 dagen op onze winlocaties voldoende is om de veiligheid te borgen. Verder bleek dat bij hevige regenval de constructie van onze grondwaterputten een risico vormde. Besmet (regen)water zou via de putconstructie in de bronnen kunnen komen. Om deze bedreiging weg te nemen zijn de volgende acties uitgevoerd:
- Putten waar nodig opgehoogd tot minimaal 30 cm boven maaiveld;
- Peilbuizen in de putomstorting afgedicht;
- Procedures “hygienisch werken bij productie” voor o.a. regeneratie bronnen en schoonmaken kelders zijn herzien en aangescherpt;
- Verbod beweiding op puttenvelden.
2) Reductie hygiënische risico’s tijdens werk van bron tot tap
Vele jaren ervaring leert dat microbiologische incidenten vrijwel altijd te wijten zijn aan onzorgvuldige werkzaamheden. Het is dus belangrijk om alert te blijven. Het besef dat we heel kwetsbaar zijn voor fouten moet op het netvlies gebrand worden. Om dit te voeden zijn cursussen georganiseerd en zijn in procedures de aandacht voor hygiënische risico’s aangescherpt. Acties zijn:
- Meerdaagse cursussen microbiologie en veiligheid voor projectleiders en management (figuur 2);
- Risicomanagement is toegevoegd aan de standaard project-aanpak van Oasen, om zodoende bij ontwerp- en bouwwerkzaamheden nadrukkelijker te kijken naar de hygiënische aspecten van materialen, ontwerprichtlijnen en uitvoering van werken. O.a. door de invoering van de HACCP methodiek [Lit. 2];
- Zowel de hygiënecode distributie als de hygiënecode productie zijn herzien;
- Procedures rond het werken rondom waterwingebieden en zuiveringen zijn aangescherpt: bij werkzaamheden van derden in het milieubeschermingsgebied voor grondwater worden automatisch via het KLIC systeem extra eisen onder de aandacht gebracht ter voorkoming van risico’s. De meldingen worden dagelijks bekeken en waar nodig wordt toezicht gehouden.
- Aannemers die voor Oasen werk verrichten krijgen extra instructies op het gebied van hygiëne en het toezicht is verbeterd door enkele full-time toezichthouders aan te stellen.
Figuur 2: cursus microbiologische veiligheid
3) Minimaliseren nagroei in het net / verbeteren biologische stabiliteit
Een lastig onderwerp. Vanuit het begrip biologische stabiliteit is veel onderzoek verricht naar groei van micro-organismen, voedingsstoffen, biofilms en andere parameters die slechts indirect te vertalen zijn naar risico’s voor de volksgezondheid. Tezamen met de komst van nieuwe moleculaire analysetechnieken, waarmee de biodiversiteit in het drinkwater steeds beter in beeld kan worden gebracht, leidt dit tot een stortvloed van onderzoeken, inzichten en onderzoeksmethoden waarvan de praktische betekenis voor de dagelijkse drinkwaterpraktijk van Oasen niet altijd even helder was. Onderstaand een poging om het verkregen inzicht te beschrijven en de acties die daaruit zijn voortgevloeid.
Wat is biologische stabiliteit en wat moeten we er mee?
Door van der Mark et.al [Lit. 3] is het begrip biologische stabiliteit voor de Nederlandse situatie praktisch vertaald naar nagroei van de wettelijk [Lit. 4] genoemde bedrijfstechnische parameters: Aeromonas spp en koloniegetal 22 in het distributienet. Nagroei kan ook worden bepaald met meer bulkparameters als het ATP gehalte (maat voor actieve biomassa) en/of het aantal cellen/ml zoals bepaald met flowcytometrie. Deze parameters zijn niet specifiek maar geven wel een beter beeld van het totaal aan microbiologisch leven in het leidingnet.
Naast de directe metingen van wettelijke genoemde bacteriën wordt biologische stabiliteit ook vaak gekarakteriseerd door de parameters AOC en biofilmvormingssnelheid (BVS). Als AOC < 10 µg acetaat-C / liter is, en de BVS lager dan 10 pg ATP/cm/dag, dan geldt het water als stabiel [Lit. 5].
Er zijn dus meerdere invalshoeken en definities om biologische stabiliteit en nagroeipotentie te beschrijven. Voor Oasen was het lastig deze begrippen te waarderen en te vertalen naar risico’s voor de volksgezondheid. Je wordt immers niet direct ziek als aeromonas of koloniegetallen tot boven de norm worden aangetoond. Als indicator voor nagroei zijn ze echter waardevol. Meer nagroei door voedingsstoffen in het water leidt immers ook tot een grotere kans op groei van bijvoorbeeld een opportunistisch pathogene bacterie als Legionella Pneumophila.
Naast potentiele risico’s voor de gezondheid, kan groei van bacteriën in drinkwater leiden tot esthetische klachten zoals een ongewenste smaak/geur of troebelheid [Lit 6].
In de dagelijkse praktijk van Oasen is bacteriologische nagroei een beperkt probleem. Uit de reguliere bemonsteringen blijkt dat vrijwel alle aeromonas en koloniegetal metingen onder de wettelijke normen blijven. De gehaltes nemen weliswaar toe in de nazomer, maar dit is tijdelijk: als het kouder wordt neemt het altijd weer af.
Projectmatige bemonsteringen in het distributienet geven ook geen aanwijzingen voor enorme nagroei. Uit Oasen onderzoek met flowcytometrie [lit. 7 & 8], waarbij in verschillende voorzieningsgebieden het aantal bacteriën is gekwantificeerd van bron tot tap, blijkt dat het aantal cellen/bacteriën ongeveer gelijk blijft vanaf de zuivering tot de klant (100.000 – 300.000 cellen/ml). Ook het ATP gehalte blijft ongeveer gelijk (1-6 ng/l). Eenzelfde beeld is in 2010 gerapporteerd door Van der Wielen [Lit. 9].
Geur/Smaak klachten als gevolg van nagroei zijn ook beperkt. Jaarlijks komen bij Oasen 100-150 geur/smaakklachten binnen. Uit de navolgend genomen watermonsters blijken vrijwel nooit verhoogde aantallen bacteriën.
Kortom: grootschalige problemen met nagroei zijn er niet. Voor aeromonas geldt echter wel bij Oasen dat incidenteel, bijvoorbeeld tijdens de extreem warme zomer van 2006, in 10% van de watermonsters de wettelijke norm voor de bedrijfstechnische parameter aeromonas spp. (1000 kve/100 ml) wordt overschreden [lit. 10].
Door Oasen is dan ook geconcludeerd dat 1) er geen acute problemen zijn die vanuit volksgezondheid grootschalige investeringen voor biologische stabiliteit rechtvaardigen, en 2) dat het, ter vermindering van de risico’s van opportunistische pathogenen en de steeds warmere zomers, wel verstandig is om, waar mogelijk, de nagroeipotentie tegen acceptabele kosten te verlagen.
Vanuit het verkregen inzicht dat:
- Bacteriën overal zijn: In het grondwater, in de zuivering en uiteindelijk ook in het distributienet van drinkwater (o.a lit. 7,8 & 9];
- Waar bacteriën en aanhechtingsplaatsen aanwezig zijn biofilm ontstaat. Dit is een laag micro-organismen omgeven door zelfgeproduceerd slijm dat zich vasthecht aan een oppervlak. Deze slijmlaag beschermt (ook pathogene) bacteriën tegen desinfectanten [lit. 10];
- De biofilm een dankbare graasplek is voor hogere organismen en protozoa als amoeben, waarvan de laatste weer als gastheer dienen voor de Legionella Pneumophila [lit. 11];
- Sediment in leidingen soms wel 95-99% van het beschikbare oppervlakt voor biofilm vormt [lit. 10];
- Verwijderen van voedingsstoffen de biologische stabiliteit verbetert [Lit. 11 & 12];
- Verandering van waterkwaliteit de stabiliteit van de biofilm verstoort en leidt tot nagroei of afsterving. [Lit. 15].
Er zijn acties benoemd in zowel de zuivering als distributie met het doel de nagroei in het net en de biofilm beheersbaar houden. Concreet:
Zuivering & Nieuwbouw
- Bestaande zuiveringen zijn geoptimaliseerd door de uitstoot van sediment uitstoot te minimaliseren. Dit was mogelijk door optimalisatie van filterspoelingen en het plaatsen van FeCl3 doseringen op 2 locaties;
- Bij de komende renovatie/herbouw van twee zuiveringsstations van Oasen is de biologische stabiliteit van het water een belangrijk ontwerpcriterium;
- Samen met de TU-Delft en KWR wordt onderzoek gedaan naar de meest veelbelovende techniek om voedingsstoffen maximaal te verwijderen tijdens de zuivering (figuur 3).
Figuur 3: proefinstallatie optimalisatie zuivering
Distributie
- Op basis van het inzicht dat (oud) sediment in het leidingnet extra aanhechtingsplaatsen geeft voor biologie is het spuiprogramma van de leidingen geïntensiveerd. Waar nodig worden alternatieve spui technieken toegepast om sediment te verwijderen;
- De monitoring van de netvervuiling is sterk vereenvoudigd door bij de periodieke brandkraancontroles het uitkomende spuiwater te classificeren (erg vuil/ vuil / schoon). Dit is een belangrijk hulpmiddel bij het prioriteren en volgen van de spui werkzaamheden (Figuur 4).
- Door het implementeren van het ontwerp van zelfreinigende netten wordt de kans op accumulatie van sediment in leidingen de komende tientallen jaren langzaam minder;
- Menging van watersoorten (pendelzones) wordt zoveel mogelijk voorkomen (gesloten netten);
- Bedrijfsvoering kelders is geoptimaliseerd voor verblijftijd.
Figuur 4: brandkraancontroles 2008 en 2012
Al met al heeft dit geleid tot een distributienet dat inmiddels duidelijk schoner is en een significante daling van het aantal klachten over gekleurd water oplevert (Download Figuur 5).
4) Adequate signalering en correctieve procedures.
Omdat we helaas nooit 100% kunnen uitsluiten dat er iets misgaat is het noodzakelijk een vinger aan de pols te houden en klaar te staan voor calamiteiten. Er is dan ook besloten extra aandacht te geven aan signalering en correctieve procedures. Concreet:
- Vanuit de wettelijke voorschriften wordt per voorzieningsgebied een minimum aantal monsterpunten en analyses voorgeschreven. Oasen heeft ervoor gekozen om voor de microbiologische parameters als ATP en DOC de komende jaren op meer punten te meten en een hogere analysefrequentie te hanteren om zo meer inzicht te krijgen in de “hotspots” en de ontwikkelingen van de biologie in het leidingnet.
- Om voorbereid te zijn op eventuele calamiteiten wordt de inzet van tijdelijke chloordosering en UV als extra desinfectiestap onderzocht en beproefd.
- In de praktijk wordt geëxperimenteerd met alternatieve leidingnet-schoonmaak technieken zoals als ice-pigging (figuur 6);
- Toetsing van binnenhuisinstallaties en voorlichting van installateurs bij nieuwbouw is geïntensiveerd, zodat er minder kans is nagroei van met name Legionella Pneumophila. Dat dit belangrijk is blijkt uit het feit dat meer dan 80% van nieuwbouw installaties in eerste instantie niet voldoet.
Daarnaast wordt ook onderzoek gedaan:
- In samenwerking met de TU Delft wordt onderzocht op welke wijze het leidingnet beter kan worden schoongemaakt na besmetting;
- De ontwikkeling van on-line biologische metingen in de markt wordt gevolgd om, indien betrouwbaar, deze te kunnen inzetten om sneller te kunnen ingrijpen bij calamiteiten;
- Met Vitens en KWR wordt in het Bio-D project nader gekeken naar de bacteriologische samenstelling in het net;
Figuur 6: Ice pigging
Conclusie
Geconcludeerd wordt dat de extra aandacht die sinds 2006 is gericht op de bacteriologie een duidelijk effect heeft gehad. Door deze langdurige focus is het inzicht in de problematiek verbeterd en zijn ook daadwerkelijk verbeteracties doorgevoerd. Figuur 7 geeft een overzicht van de doorgevoerde acties van bron tot tap voor de korte en lange termijn. Deze concretere acties bleken op hun beurt weer goed te vertalen naar projecten in de gebruikelijke cycli van (meer)jarenplannen waarmee ook gelijk de verantwoordelijkheden, budget en voortgangsbewaking waren geregeld.
Figuur 7: acties verbeteren microbiologische veiligheid
Hoewel we zeker nog niet alle relevante processen rond de biologie van het leidingnet doorgronden, zijn we ervan overtuigd dat door deze acties een belangrijke stap vooruit is gezet in onze kerntaak: het borgen van de levering van microbiologisch betrouwbaarheid drinkwater.
Literatuur
- Versteegh J.F.M. en Dik HHJ. (2011), De kwaliteit van het drinkwater in Nederland, in 2010. Publicatienummer VI-2011-119, RIVM rapportnummer: 703719081/2011.
- Ardesch, H. (2012), Oasen begint met HACCP voor optimale risicobeheersing waterveiligheid. H2O / 8-2012.
- Van der Mark, E., A. Magic-Knezev, L. Zandvliet en T. Ramaker (2012), Biologische stabiliteit van drinkwater in een ander daglicht. H2O / 4-2012.
- Anoniem (2011), Drinkwaterbesluit, Staatsblad http://wetten.overheid.nl/BWBR0030111/geldigheidsdatum_13-07-2011
- Van der Kooij, D. (2000) Biological stability: a multidimensional quality aspect of treated water. Water Air, Soil Pollut. 123,
- Van der Kooij D., J. Vrouwenvelder en H. Veenendaal (2003). Elucidation and control of biofilm formation processes in water treatment and distribution using the unified biofilm approach. Water Science Technology nr. 5, pag. 83-90.
- Knibbe, J.W. R.J. Kolpa, A. Mercer en J.C.Q.M Verberk (2012), Biologische stabiliteit van drinkwater verkend met flowcytometrie. H20 / 12 -2012.
- Delft, Thijs-Jan van (2010); Analysis of microbiological growth in drinking water networks and sediments, TU-Delft (Master’s thesis), Oasen.
- Mercer, A. (2011), Rapid measurement tools for the biological quality of drinking water, a case-study of flow cytometry (FCM) and the suitability of applying this technology to measurement of biological stability of drinking water, TU-Delft, Oasen.
- Leenen, M. van ( 2006), Aeromonas bacteriën zomer 2006. Aanwezigheid van Aeromonas in het distributienet. Intern rapport Oasen.
- Symposium Water Contamination Emergencies IV Muhlheim, Oktober 2010,
- Kuiper, M, Bart Wullings, Dick van der Kooij (2005), Legionella pneumophila groeit in biofilms uitsluitend in protozoa, H2O/7-2005.
- Van der Wielen, P. en D. van der Kooij (2010), Effect of water composition, distance and season on the adenosine triphosphate concentration in unchlorinated drinking water in the Netherlands. Water Research 44 (2010) 4860-4867
- Liu, G. (2012) Production and supply of biological stable water treated by advanced treatment processes: Pilot research at De Laak (03.2011-01.2012), TU-Delft, Oasen
- Derks, J, (2011), Probleemschets deeltjesproblematiek H.I. Ambacht en Zwijndrecht. Intern rapport Oasen.
