OPTIMAL DESINFEKSJONSPRAKSIS Et viktig NORVAR-prosjekt

Presentasjon om: "OPTIMAL DESINFEKSJONSPRAKSIS Et viktig NORVAR-prosjekt"— Utskrift av presentasjonen:

1 OPTIMAL DESINFEKSJONSPRAKSIS Et viktig NORVAR-prosjekt
Vannforsyningsdagene 2005 OPTIMAL DESINFEKSJONSPRAKSIS Et viktig NORVAR-prosjekt Prof. Hallvard Ødegaard Institutt for vann- og miljøteknikk NTNU

2 Mål for prosjektet Øke kompetansen om drikkevannsdesinfeksjon i vannverksbransjen for å gjøre bransjen i stand til en aktiv og kompetent rolle i den dialog med godkjennings-myndigheten som utbygging og drift av vannverk krever Gi en oversikt over desinfeksjonspraksis i ulike land og sammenligne denne med den i Norge Bruke dette grunnlaget til å komme med forslag til hvordan desinfeksjonspraksis i Norge vil kunne utvikles i lys av intensjonene og innholdet i Drikkevannsforskriften

3 Deltagere i prosjektet
Prof. H. Ødegaard (leder) Medarbeidere i prosjektet Prof. L. Fiksdal (mikrobiologi/hygiene/risiko) Post dok T. Kvinnesland (desinfeksjonsmetoder/ozon) Studenter ned IVM, NTNU Eksperter i mange land som har deltatt i spørreundersøkelsen Styringsgruppen: Fagutvalget for NORVAR’s vanngruppe Deltagerne på de to work-shops som skal arrangeres

4 Problemer med bruken av forskrift og veiledning
Forskrift og veiledning forholder seg til på en svart/hvitt måte til prinsippet om hygieniske barrierer - enten har man en HB ellers så har man det ikke Selv om Veiledningen inneholder angivelser for hva som kan regnes som en hygienisk barriere, er disse upresise og vanskelige å bruke fordi de ikke ser ting i sammenheng Vi tror at man bør utvikle en prosedyre for å finne fram til hva som er optimal desinfeksjonspraksis i et gitt tilfelle og som tar hensyn til : Hvilken risikosituasjon vannverket står overfor Hvilken sårbarhetssituasjon vannverket står overfor Hvilken vannkvalitet man har vannkilden til vannverket Hvilken vannbehandling utover desinfeksjon man vil ha

5 Hva jeg vil gå inn på spesielt i denne presentasjonen
Oppsummering av resultatet av den internasjonale kartleggingen av desinfeksjonspraksis Forslaget til en prosedyre som kan benyttes av og aksepteres av anleggseiere/forvaltningsmyndighet/ rådgivere som metode for å finne fram til optimal desinfeksjonspraksis i et gitt tilfelle

6 Forslag til en prosedyre for bestemmelse av nødvendig barriereeffekt ved desinfeksjon
Det er ikke lett å forholde seg til kravene om to hygieniske barrierer i forskrift og veiledning – verken for forvaltningsmyndighet (Mattilsynet), anleggseiere eller rådgivere En prosedyre for bestemmelse av hva man (som et minimum) bør sette inn av desinfeksjonstiltak, ville lette arbeidet En prosedyre frem mot et anbefalt forslag til desinfeksjonstiltak, burde ta utgangspunkt i : Hvilken risikosituasjon vannverket står overfor Hvilken sårbarhetssituasjon vannverket står overfor Hvilken vannkvalitet man har i kilden Hvilken vannbehandling utover desinfeksjon man vil behøve

7 Forslag til oppbygging av en prosedyre for bestemmelse av nødvendig barriere-effekt ved desinfeksjonen Bestem risikograd – knyttet vannverkets størrelse (pe) Bestem sårbarhet – knyttet til type av vannkilde Bestem råvannets hygieniske kvalitet Bestem nødvendig barrierehøyde – avhengig av risikograd, sårbarhet og hygienisk vannkvalitet Bestem nødvendig total log reduksjon av bakterier/virus og parasitter for vannverket – som gis av nødvendig barrierehøyde Bestem log-reduksjonskreditt som tiltak i nedslagsfeltet gir Bestem log-reduksjonskreditt som forbehandlingen til desinfeksjon gir Bestem nødvendig log reduksjon i desinfeksjonssteget

8 Struktur for prosedyre

9 Bestemmelse av kvalitetsnivå for anlegg > 10.000 pe

10 Bestemmelse av kvalitetsnivå for anlegg 1.000 - 10.000 pe

11 Bestemmelse av kvalitetsnivå for anlegg < 1.000 pe

12 Bestemmelse av kartleggingsnivå mht Clostridium Perfringens
(CP) og Cryptosporidium (CS) Kartleggings-nivå mht CP og CS Grunnvann Innsjø Elv/bekk K1. K2. K3 < pe 1 prøve/2 mnd 1 prøve/mnd pe 1 prøver/mnd 2 prøver/mnd > pe 4 prøver/mnd Bestemmelse av nødvendig log-reduksjon av bakterier (b), virus (v) og parasitter (p) Nødvendig log-reduksjon i vannverk totalt Risiko (Størrelse) Kvalitetsnivå A (1.-3.) B (1.-3.) C (1.-3.) 1. <1.000 pe 4b + 4v + 0 p 4b + 4v + 1 p a. 4 b + 4v + 2 p b. 4 b + 4v + 3 p c. 4 b + 4v + 4 p pe 5b + 5v + 1 p 5b + 5v + 2 p a. 5 b + 5v + 3 p b. 5 b + 5v + 4 p c. 5 b + 5v + 5 p 3. > pe 6b + 6v + 2 p 6b + 6v + 3 p a. 6 b + 6v + 4 p b. 6 b + 6v + 5 p c. 6 b + 6v + 6 p

13 Bestemmelse av log-kreditt i nedslagsfeltet
Grunnvann Innsjø Elv/bekk Tiltaks-klasse TK0 1 b + 1 v + 1 p 0 b + 0 v + 0 p 0 b + 0v + 0 p TK1 2 b + 2 v + 1 p 1 b + 1 v + 0 p TK2 3 b + 3 v + 2 p Bestemmelse av tiltaksklasse i nedslagsfeltet Tiltaksklasser i nedslagsfelt Grunnvann Innsjø Elv/bekk Tiltaksklasse TK0 Ingen tiltak TK1 Inngjerding av brønnen Ingen tiltak utenom brønnsonen Begrensning av visse aktiviteter på innsjø og i nedslagsfelt, f.eks. Badeforbud Utslippsforbud etc ? TK2 Båndlegging av ferdsel i x km2 av tilsigsfeltet Begrensning av all aktivitet i nedslagsfelt Begrensninger i ferdsel på innsjø og i nedsl.felt Byggeforbud i nedsl.felt

14 Bestemmelse av log-kreditt i forbehandlingen
Verdiene i denne tabellen, kan evt bestemmes gjennom bruk av CT-prinsippet. Det presiseres at verdiene kun er brukt som illustrasjoner Log-kreditt Bakterier Virus Parasitter Koagul./filtr.1 3 2 Nanofiltr.2 Ozon./biofiltr.3 1 Forutsatt turbiditet ut < 0,1 NTU 2 Forutsatt nominell poreåpning < 10 nm 3 Forutsatt O3-dosering > 1 mg O3/mg TOC

15 Bestemmelse av nødvendig log-reduksjon i desinfeksjonssteg
Nødvendig log reduksjon : f(kvalitesnivå) Totalt : x1b + y1v + z1p ÷ Nedslagsfelt : x2 b + y2v + z2p ÷ Vannbehandling : x3b + y3v + z3p = Nødvendig desinf. : x4b + y4v + z4p

16 EKSEMPEL 1 Vikelvdalen i Trondheim
Innsjø (Jonsvannet) > pe, Nedlagsfelt : tiltaksklasse 1 Vannbehandling Kalsiumkarbonatfiltre Ozonering/biofiltrering Koagulering/direktfiltr. Råvannets kvalitet >10 EC, >0 CP Kartleggingsresultat >10 EC, >10 CP, 1 CS Nødvendig log reduksjon totalt : C3b Totalt 6b + 6v + 5p Nedslagsfelt 1b + 1v + 0p Vannbehandling Alt 1. CaCO3-filter 0b + 0v + 0p Alt 2. O3 – biofiltr. 3b + 3v + 2p Alt 3. Koagul/dir.filtr 3b + 2v + 3p Nødvendig log-red desinfeksjon Alt b + 5v +5p Alt b + 3v + 3p Alt b + 4v + 2p

17 EKSEMPEL 2 og 3 Hemne vannverk Nes vannverk
Innsjø 300 pe, Nedslagsfelt : tiltaksklasse 0 Vannbehandling : O3/Biofiltr Råvannets kvalitet >10 EC, 0 CP Kartleggingsresultat >10 EC, >0 CP, 0CS Nødvendig log reduksjon totalt : B2 Totalt 5b + 5v + 2p Nedslagsfelt 0b + 0v + 0p Vannbehandling 3b + 3v + 2p Nødvendig desinf. 2b + 2v + 0p Hemne vannverk Grunnvann ca pe, Nedlagsfelt : tiltaksklasse 2 Vannbehandling : Vannglass >0 EC, 0 CP <10 EC, 0 CP Nedslagsfelt 3b + 3v + 2p Vannbehandling 0b + 0v + 0p

18 Eksempel 4 Lillehammer vannverk Nødvendig log reduksjon totalt :
Infiltrert elvevann > pe, Nedlagsfelt : tiltaksklasse 0 Vannbehandling : ingen Råvannets kvalitet Før infiltrasjonen >0 EC, <0 CP Etter infiltrasjonen < 10 EC, 0 CP Kartleggingsresultat > 10EC, >10CP, > 3CS < 10EC, 0 CP, 0 CS Nødvendig log reduksjon totalt : Elvevannverk med forbehandling: C3c Grunnvannsverk uten behandling: B3 Elvevannverk med forbehandling som gis kreditt : 2b + 1v + 3p Totalt 6b + 6v + 6p Nedslagsfelt 0b + 0v + 0p Vannbehandling 2b + 1v + 3p Nødvendig desinf. 4b + 5v + 3p Grunnvannsvannverk uten forbehandling Totalt 5b + 5v + 2p Vannbehandling 0b + 0v + 0p Nødvendig desinf. 5b + 5v + 2p

19 Spørreundersøkelsen i dette prosjektet
Land som er kontaktet: Sverige, Danmark, Finland, UK, Tyskland, Sveits, USA, Canada (staten Ontario), Japan, Australia Et sett av spørsmål ble utsendt til sentrale personer (primært akademikere) i de ulike land, som plukket ut spesielt kompetente personer til å svare på spørsmålene Svært bra tilbakerapportering - bortsett fra Danmark. Mangler direkte utfylt svar på spørreundersøkelsen fra Tyskland og Canada men mye materiale er oversendt som gjør det mulig å danne seg et bilde av situasjonen i disse landene også

20 Innholdet i spørreundersøkelsen
Om utviklingen av desinfeksjonspraksis generelt 3 spørsmål Om lover, forskrifter og retningslinjer 4 spørsmål Om indikatororganismer og patogener 2 spørsmål Om bruken av desinfeksjonsmetoder Om tilsettingspunkt og doseringsmengde Om desinfeksjonsrest Om dimensjoneringskriterier og –metoder (CT) Tilleggskommentarer

21 Sammendrag - Generelt om desinfeksjonspraksis
Svarene gir følgende inntrykk: Sammenligning med Norge Flere land (AUS, US, CAN) preges av endringer i lover og regler som innebærer en endring i praksis De fleste land peker på parasitt-problemet som drivende kraft i disse endringene – noen (JP,CH) peker spesielt på virus Mange peker imidlertid også på DBP-problematikken som svært viktig for utviklingen De fleste land peker på at det skjer en reduksjon i bruk av klor og en økning i alternativene; ozon, UV, ClO2. De fleste peker også på økningen i bruken av membran filtrering som hygienisk barriere. Varierende mht kloraminering Som i Norge I Norge er forskriften (m/Veiledning) nok den viktigste drivende kraft for endring selv om parasitt-problemet også hos oss er blitt høyaktuelt DBP-problematikken er lite i fokus i Norge I Norge skjer også en endring – både en viss reduksjon i bruken av klor og i måten klor brukes. Det skjer en økning i bruken av UV (og ozon) Foreløpig er det lite fokus på membranfiltrering som hygienisk barriere – men økende

22 Sammendrag - Om lover og retningslinjer
Svarene gir følgende inntrykk: Sammenligning med Norge EU-direktivet styrer Europa men de fleste landene har egne lover. Mange har relativt ”runde” bestemmelser. USA’s arbeid mot svært detaljerte bestemmelser kan bli viktig. Noen land har absolutte krav til at vannet skal desinfiseres (US,CAN,JP) USA legger vekt på utvikling av prosedyrer for overvåkning og kontroll. CAN har laget egen ”Procedure for disinfection” Varierende hva som oppfattes som de vanskeligste krav å tilfredstille Alle land har krav til DBP, men kravene varierer mye – også innenfor EU – også mht hvilket stoff TTHM (µg/l) : 10 (GER) – 250 (AUS) BrO3- (µg/l) : 5 (NOR) – 25 (GER) Også HAAC (USA, JP, Aus), kloritt (USA, GER) og andre (AUS) Som i Norge – Drikkevannsforskriften er meget streng, men også ganske uklar. Ingen andre land har satt et krav om et visst antall hygieniske barrierer Norge har også et slikt krav I Norge gir Veiledningen liten instruksjon for hvordan man skal gå fram for å finne optimal desinfeksjon I Norge oppfattes nok i dag kravet til to hygieniske barrierer som det vanskeligste å oppfylle I Norge: TTHM (µg/l) : 50 BrO3- (µg/l) : 5 Ingen andre DBP i Norge

23 Sammendrag - Om indikatororganismer og patogener
Svarene gir følgende inntrykk: Sammenligning med Norge De fleste land benytter : E.Coli, koliforme og entrokokker som indikasjon på fekal forurensning Noen land (S,Fin,UK) bruker Clostridium Perfringens USA bruker ikke indikatorer. Krav knyttes til desinfeksjonsmetoden (CT-prinsippet) De mest sentrale patogener Crypto/Giardia Norovirus Campylobacter Legionella Som i Norge: E.Coli, koliforme og Intest. entrokokk. som indikasjon på fekal forurensning Norge bruker nå

24 Sammendrag - Om desinfeksjonsmetoder
Svarene gir følgende inntrykk: Sammenligning med Norge De vanligste desinfeksjonsmetodene Klorering UV (primært små anlegg) Ozonering Klordioksyd Kloraminering (ikke tillatt i GER) UV og ozon forventes å øke sine andeler Ozon mest brukt som oksidasjons middel – sjelden til slutt Andre metoder (AOT) lite fokusert Noen land (GER, CH) ønsker å minimere behovet for/bruken av desinfeksjon FoU – ikke spesielt stor, men rettes spesielt mot UV, ozon og membran I Norge: UV (størst mht antall anlegg) Ozonering lite brukt Klordioksyd ikke tillatt Kloraminering lite brukt Som i Norge Ozon lite brukt AOT lite (eller ikke) brukt Norge har krav til at desinfeksjon skal inngå Svært lite FoU om desinfeksjon i Norge

25 Bruk av desinfeksjonsmetoder i Norge
Anleggs størrelse (pe) Antall anlegg Antall personer tilknyttet UV Klor Ozon < 100 89 16 5 589 1 110 216 31 2 36 429 5 699 <600 230 42 1 23 485 <1000 129 59 <5000 33 38 <20.000 >20000 27 87 219 Totalt 699 213 5 (<10) <20000

26 Bruk av desinfeksjonsmetoder i Finland (a) og Sveits (b)

27 Bruk av desinfeksjonsmetoder i Tyskland (1994)(a) og Australia (b)

28 Sammendrag - Om tilsettingspunkt og doseringsmengde
Svarene gir følgende inntrykk: Sammenligning med Norge Klor tilsettes vanligvis som siste behandlingssteg (påbudt i GER) Enkelte land (USA, AUS, JP) tillater forklorering Ozon og ClO2 tilsettes i prosessen – også som forozonering (CH) Vanlge doseringsmengder Klor (mg/l) : 0,1 (GER) – 16 (USA) Ozon (mg/l): 1 (CH) – 10 (GER) ClO2 (mg/l): 0,05 (GER) – 3 (USA) UV (mWs/cm2); 25 (Fin) – 40 (CH) Kontakttider Klor: 30–60 min (USA og JP spesiell) Ozon: 2 – 20 min UV: Ukjent for de fleste Desinfeksjonssteget i flerstegspros. Ozon/ClO2 brukes inne i prosessen Klor/ClO2 ikke tillatt inne i prosessen (GER) I Norge brukes klor kun som siste behandlingssteg Ikke brukt i Norge – tillatt? Ozon tilsettes i Norge både som forozonering og etterozonering Vanlige doseringsmengder i Norge Klor (mg/l) : 0,2 – 0,6 Ozon (mg/l): 3-5 (1 gO3/gTOC) ClO2 (mg/l): ikke tillatt UV (mWs/cm2); 30 – 40 Typiske kontakttider i Norge Klor: 30 min Ozon: 10 UV: Ukjent Ikke brukt mye i Norge bortsett fra ved ozonering/biofiltrering hvor ozon nærmest er forbehandling

29 Sammendrag - Om desinfeksjonsrest
Svarene gir følgende inntrykk: Sammenligning med Norge Klor (mg/l) : SWE: Ingen krav etter behandling < 0,4 ved tapping (0,1-0,25 på nett) FIN:Ukjent (0,01-0,3 på nett) UK: 0,5-1,0 redusert til 0,4-0,5 ut 0,05 – 0,1 ved tappested GER: >0,1 , < 0,3 Ikke krav til klorrest på nett CH:ingen krav etter behandling < 0,1 ved tapping-ikke krav på nett JP:>0,1 på tappested (0,4 komb Cl2) AUS: 0,5 etter 30 min 0,1-0,2 ved enden av distr.system -USA: >0,2 ut (0,2-1,0 på nett) Ozon (mg/l): FIN:0,2-0,3 etter 20 min GER: <0,05 CH: 0,2-0,4 etter min AUS:0,3 etter 10 min Klor (mg/l) : >0,05 etter 30 min Ozon (mg/l); >0,2 etter 10 min

30 Sammendrag - Om dimensjoneringskriterier
Svarene gir følgende inntrykk: Sammenligning med Norge Ct-prinsippet brukes i de fleste land kun indirekte (f.eks. x mg/l etter y min) Ct brukes i UK for dimensjonering men ingen krav er knyttet til prinsippet CH – nei, leverandøren må garantere en ”safe” vannkvalitet AUS - benyttes av noen stater I USA og CAN benyttes Ct-prinsippet fullt ut C kan bestemmes på ulike måter ref gruoppearbeid T er vanligvis t10 ref gruppearbeid Tabeller er utarbeidet for ulike patogener som knytter en viss Ct til en viss forventet log-reduskjon Ct brukes kun indirekte

31 Gjeldende amerikanske CT-verdier

32 Eksempler på CT-tabeller fra Canada

33 Tilleggskommentarer Hvilke andre informasjoner er verdt å nevne? N
En svært sterk drivende kraft vedrørende desinfeksjonspraksis er forskriftskavet om ”to hygieniske barrierer”. Berørte parter er usikre på hvordan man skal forholde seg til dette kravet S Man er sterkt opptatt av å endre desinfeksjonspraksis, spesielt i retning av redusert klorbruk. Flere studier rettes mot mer robuste metoder overfor vannkvalitetsendringer Fin Ingen kommentar UK Det er et lovpålagt krav at alt vann skal være desinfisert. Det er en sterk oppfatning i vann-bransjen at vann skal leveres med en desinfeksjonsrest basert på føre-var prinsippet og med tanke på forurensning av distribusjonsnettet GER Det er en sterk trend at man prøver å kvittes seg med desinfeksjon CH Man unngår desinfeksjon av grunnvann og brønnvann så langt det er mulig. Overflatevann behandles med flerstegs partikkelfjerning og desinfeksjon. Da man ikke praktiserer desinfeksjonsrest på nettet må vannet være biostabilt JP Patogen standardene (og dermed desinfeksjonspraksis) er under revisjon AUS Implementeringen av ”Drinking Water Quality Framework” vil forbedre desinfeksjonspraksis i AUS. Det antas at bruk av UV, ozon og membraner vil øke US Utfordringen mht desinfeksjonspraksis oppfattes å være å finne en god balanse mellom inaktivering av patogener og minimering av DBP CAN (Ont) Canada angir ”log-credits” mht ulike patogener for ulike vannbehandlingsmetoder

34 Konklusjon Desinfeksjonspraksisen i Norge er preget av lite formalisme både hva angår planlegging, prosjektering/dimensjonering og drift i forhold til den i enkelte andre land. Den nye drikkevannsforskriften legger imidlertid opp til et regime hvor formalismen i desinfeksjons praksis vil måtte bli langt mer fremtredende. Det er spesielt kravet om ”to hygieniske barrierer” som er årsaken til dette. Det er derfor i prosjektet foreslått en prosedyre for planlegging, dimensjonering og drift av vannverk med tanke på å sikre at tilstrekkelig hygienisk barriereeffekt (i betydningen barrierer mot patogener) blir oppnådd. Denne kan synes litt komplisert ved første øyekast, men er i realiteten svært enkel. Det kan hevdes at den er for enkel, men det har vært undertegnedes oppfatning at det er bedre å innarbeide en praksis som er basert på en viss logikk og som anleggseiere og forvaltning kan forholde seg til, enn å basere seg på ”oppfatninger” som gjøres gjeldende i ulike miljøer.