Hopp til innhold

Valgte elementer er lagt i handlekurven

Gå til handlekurv
Artikkel
Til vannverkseiere og privatpersoner med egen vannforsyning

Mikrobiologiske drikkevannsanalyser - hva forteller de?

Her gis en hjelp til tolkning av prøveresultater fra mikrobiologiske analyser av drikkevann.

Uttak av vannprøve
Avbrenning av prøvetakingskran før uttak av prøve til mikrobiologisk analyse. Jens Erik Pettersen, Folkehelseinstituttet

Hopp til innhold

Kvalitetskravene til drikkevann er spesifisert i forskrift om vannforsyning og drikkevann (drikkevannsforskriften) fra 2017. Forskriften sier både hvilke analyser som skal utføres, hvilke metoder som skal benyttes, og hvor ofte kontrollanalysene skal utføres, herunder mikrobiologiske analyser. Denne artikkelen er ment å bistå vannverkseier og andre i tolkningen av resultater fra slike analyser.

Ved overvåkning av drikkevannskvalitet er kravet at ingen av indikatorbakteriene skal kunne påvises i 100 ml vannprøve. Egentlig kan det da finnes flere enn 10 slike bakterier i 1 liter vann, mens akkurat de 100 ml vi tar ut til analyse ikke trenger å inneholde noen av dem. Det er imidlertid behandlingsprosessen i vannverket som skal sørge for at slike bakterier ikke er tilstede, og overvåkningen skal bare passe på at ikke noe uventet har skjedd. Kravene er satt ut fra en risikovurdering, som også tar høyde for tilstrekkelig hyppighet av prøveuttak i forhold til den vannmengde som produseres. Likevel er prøvevolumet som tas ut for analyse, forsvinnende lite i forhold til den produserte vannmengden. 

Hvorfor tar vi vannprøver for mikrobiologisk analyse?

Det er en uoverkommelig oppgave å overvåke vann for å kontrollere om det inneholder alle smittestoffer. Derfor analyserer vi heller vannet for mikrober som er vanlige i avføring fra mennesker og de dyrene vi har flest smittestoffer til felles med. Dersom vi finner slike mikrober i vannet, tyder det på at vannet er tilført avføring, eller er utsatt for fekal forurensning (fra ordet fæces for avføring).

Internasjonale standarder baserer seg på fire forskjellige bakterietyper som finnes i forskjellig mengdeforhold hos alle pattedyr for å påvise slik forurensning. Vi kaller disse bakteriene indikatorbakterier, som indikerer om det finnes mikrober fra avføring i vannet. Disse fire er: E. coli, koliforme bakterier, intestinale enterokokker og Clostridium perfringens.

Koliforme bakterier og E. coli

Definisjonen på koliforme bakterier er egentlig bakterier som stammer fra tarmen (det latinske ordet "colon" betyr tykktarm). Alle pattedyr drikker melk i sin første levetid og melk inneholder melkesukker (laktose). De fleste tarmbakteriene hos pattedyr kan derfor bruke dette sukkeret som næringsstoff og kilde til energi, mens mange andre bakterier som lever utenfor tarmen, ikke greier å spalte laktose. I analysemetodikken for koliforme bakterier inngår derfor at bakteriene spalter laktose (og produserer syre og gass). Imidlertid finnes det i naturen noen bakterier som ikke lever i tarmen, men som også kan spalte laktose. Slike «miljøkoliforme» bakterier kan finnes i jord, på råtnende planterester og i industriavløpsvann, men de fleste koliforme bakterier som påvises i vassdrag kommer fra avføring fra mennesker eller dyr.

Innholdet av koliforme bakterier blir bestemt ved å dyrke prøven på et næringsmedium ved 37 oC. I vann vil bakteriene sakte dø ut, men de klarer å formere seg i analysemediet hvis de får riktig næring og gunstig veksttemperatur.

Noen tarmbakterier greier å vokse ved høyere temperaturer. En slik bakterie er Escherichia coli (E. coli), som kan vokse raskt ved temperatur helt opp mot 45 oC, noe som ble utnyttet i den tidlige utviklingen av analysemetodikken.

Koliforme bakterier og E. coli inaktiveres/dør raskere i saltvann enn i ferskvann, raskere i sollys enn i mørke, og raskere i varmt vann enn i kaldt vann. Lengst overlever de i mørkt kaldt ferskvann, se figur. De vanligste sykdoms­bakteriene som smitter fra avføring via vann overlever omtrent like lenge under samme forhold. Påvises E. coli, kan alle smittestoffer være tilstede. Påvises bare "koliforme bakterier", kan f. eks. Campylobacter allerede være inaktivert, mens enkelte salmonella-bakterier fremdeles kan være tilstede.

Referansemetoder

  •  NS-EN ISO 9308-1 - Vannundersøkelse - Påvisning og telling av Escherichia coli og koliforme bakterier - Del 1: Membranfiltreringsmetode for vann med lav bakgrunnsverdi for bakterietall

Denne metoden har i enkelte tilfeller vist seg å gi oppvekst også av «miljøkoliforme» bakterier, som vanligvis ikke har noen helsemessig betydning. Oppvekst av disse koliforme bakteriene ser ut til å øke dersom prøvene avleses mot slutten av inkuberingstiden. Tidligere inkuberingskrav på 18-24 timer kunne gi forskjeller i resultater fra ulike laboratorier hvis disse foretok avlesningen på ulik tidspunkt. Mattilsynet har derfor i sin veiledning til den nye drikkevannsforskriften presisert at avlesningen skal skje fra 21-24 timer etter inkubering.

  •  NS-EN ISO 9308-2 - Vannundersøkelse - Påvisning og telling av Escherichia coli og koliforme bakterier - Del 2: Metode med mest sannsynlige antall - (Colilert-18/ Quanti-Tray-metoden). 

 Mange har også erfart at dersom man benytter denne alternative analysemetoden basert på enzymatiske prinsipper (Colilert-18/Quantitray) medbestemmes også et større antall «miljøkoliforme» bakterier.  

Dersom prøveresultatet gir unormalt mange koliforme bakterier når en av metodene blir brukt, så bør man undersøke analyseresultatene for E. coli og intestinale enterokokker før man gjør tilleggsanalyser for å avklare om det er «miljøkoliforme» eller koliforme bakterier fra tarmen som er «på ferde». Spesielt intestinale enterokokker er en god vurderingsparameter for å avklare dette på grunn av dens lange levetid i vann, se neste avsnitt. Noen typer koliforme bakterier kan være fra tarmen og kan være sykdomsframkallende. Hvis man påviser unormalt mange koliforme bakterier uten at E. coli og intestinale enterokokker påvises, bør man derfor vurdere å gjøre tilleggsanalyser for å artsbestemme hvilke det er snakk om.

Intestinale enterokokker

Hos mennesker forekommer denne typen tarmbakterier i lavere antall enn de koliforme bakteriene. Hos husdyr, spesielt drøvtyggere, kan de forekomme i høyere antall. Disse bakteriene tåler imidlertid bedre opphold i vann enn de koliforme bakteriene. Etter et utslipp av avføring, vil de derfor kunne gjenfinnes i vannet lenge etter at de koliforme bakteriene har «dødd ut». De vil av samme grunn også kunne gjenfinnes i lengre avstand fra et utslipp av kommunalt avløpsvann, enn de koliforme bakteriene.

Smitte med tarmvirus via vann skjer stort sett bare fra menneskers avføring. Virus som smitter via avføring, overlever vanligvis lenger i vann enn de koliforme bakteriene. Derfor er de intestinale enterokokkene en bedre indikator på at virus kan være tilstede, enn de koliforme bakteriene. Cyster av innvollsparasitter kan overleve opp til ett år i kaldt vann, men da vil også de intestinale enterokokkene være inaktivert, så fravær av enterokokker gir ingen garanti for at det ikke finnes parasittcyster i vannet.

Sulfittreduserende clostridier - Clostridium perfringens

Clostridium perfringens (C. perfringens) er en annen tarmbakterie som også finnes i små mengder i menneskers avføring. Bakterien dør fort når den kommer i kontakt med oksygen. Den danner imidlertid et overlevelsesstadium som kalles "sporer", og disse overlever så lenge i vann at de kan sammenliknes med cystene til parasittene Giardia og Cryptosporidium. Finner man ikke koliforme bakterier eller enterokokker, men C. perfringens, kan også slike cyster være tilstede. 

C. perfringens er ikke bare en indikatorbakterie for mulig smittestoff, den må også selv betraktes som et smittestoff. Den har nemlig evnen til å formere seg i mat. Blir mat infisert med sporer, vil sporene spire etter at maten er kokt. Disse bakteriene kan vokse helt opp mot 50 oC, og blir maten stående en stund før den blir spist, begynner bakteriene å formere seg i maten. De danner da et giftstoff som er varmebestandig, slik at det ikke blir ødelagt når maten varmes opp igjen. Slik mat vi gi oss "matforgiftning" med oppkast og diaré kort tid etter at vi har spist.

Andre mikrobiologiske parametre 

Kimtall

Denne parameteren benyttes dels til å kontrollere desinfeksjonseffekten, og dels til å kontrollere begroingstilstanden i distribusjonsnettet. Rett etter desinfeksjonen, i renvannet, skal kimtallet være lavest mulig, og helst ikke over 10 kim per ml. Liten reduksjon av kimtall i forhold til tilsvarende analyse av kimtall i råvannet viser at desinfeksjonen ikke er effektiv. Høye verdier for kimtall ved 37 oC før og etter desinfeksjonen, men med god reduksjon av kimtall ved 22 oC, tyder på at det er bakteriesporer som passerer desinfeksjonsprosessen uten å bli inaktivert. Det skyldes at sporene tåler høyere doser av desinfeksjonsmidlet enn hva levende bakterier gjør. Sporedannende bakterier av slekten Bacillus er naturlig hjemmehørende i jord og vann. De kan vokse i næringsmidler og ødelegge kvaliteten, og noen kan også produsere giftstoff i maten, i likhet med C. perfringens.

Navnet "Kimtall" er også basert på hva som bestemmes i den analysemetoden som benyttes. I metoden blandes 1 ml vannprøve godt med flytende næringsmedium i en petriskål/plastskål med lokk. Næringsmediet har et høyt innhold av næringsstoffer som de fleste bakterier liker. Det er også tilsatt agar, som smelter ved koking, men som stivner igjen først ved litt over 40 oC. I vannprøven kan det være en blanding av enkeltbakterier, bakterier i ansamlinger, bakterier som er fastsittende på andre partikler, og kanskje også soppsporer. Når agaren stivner, blir disse partiklene innstøpt i geleen. Hver slik partikkel, som inneholder en eller flere levende mikroorganismer, kalles en kim. En slik skål settes en definert tidsperiode ved 22 oC, en annen ved 37 oC. De kimene som etter en gitt tid har formert seg så mye at det er dannet en koloni rundt dem, stor nok til at vi kan se den, blir telt og angitt som kimtall. I Norge lar vi vanligvis "37 oC"-skålene stå i 2 døgn og "22 oC"-skålene stå i 3 døgn før vi teller koloniene.

De bakteriene som medbestemmes her, er slike som etter erfaring kan indikere problemer i distribusjonsnettet. Øker 22 oC kimtallet til 100 per ml og holder seg på dette nivå eller høyere, betyr det at rørledningene er begrodd og trenger rengjøring. Ved vanntemperatur i overkant av 10 oC kan det hende at også 37 oC kimtallet stiger utover i nettet. Det betyr at bakterier som vokser best ved høyere temperatur enn 22 oC, kan vokse der, og noen slike kan fremkalle sykdom hos mennesker. Det gjelder for eksempel Pseudomonas aeruginosa, Aerobacter hydrophila og klebsiella-bakterier.

Bakterier vokser i distribusjonsnettet hvis de finner egnede næringsstoffer der. Som oftest vokser de på lett nedbrytbart organisk stoff som kommer inn med vannet, men også belegg i tanker og på bassengvegger kan avgi organiske komponenter som fungerer som bakteriemat. De fleste vannbakterier vokser imidlertid ikke i nærvær av så mye næring som de får i kimtallsskåler. De bakteriene som først etablerer seg på veggene, medbestemmes derfor ikke i vanlig kimtallsanalyse.

Maksimalt antall kim fra vannet kan bestemmes ved at vannprøven strykes ut på overflaten av et størknet agarmedium som inneholder bare 1/25 av næringsstoffene i det normale næringsmediet. Ved å la skålen stå i 3 uker ved 15 oC, og så telle de synlige kolonier under ca. 10 x forstørrelse, kan man forvente minst 10 ganger høyere antall kim enn ved bestemmelse av kimtall ved 22 oC.

Alternative dyrkingsmedier som f.eks. R2A-agar, som også er et næringsfattig medium, kan også benyttes. Det totale antall bakterier i prøven finner man imidlertid først hvis man tilsetter prøven et fargestoff som farger bakteriene slik at de blir lett synlige i mikroskop, og så telles bakteriene. Det antall man får ved denne metoden, er mye høyere enn det man bestemmer som maksimalt antall kim, men ulempen er at man ikke vet om alle bakteriene er levende.

Bruk av bakteriologiske analyseresultater

Kontrollanalysene gjøres ikke bare for at tilsynsmyndighetene skal se at indikatorbakterier ikke påvises i vannet. Vannverkseieren skal bruke resultatene som en kontroll på at alt er som det skal være i vannbehandlingsanlegget og i distribusjonsnettet. Derfor er det viktig at prøvestedene i vannbehandlingsanlegget og på nettet blir valgt med omhu. I vannbehandlingsanlegget bør det være mulig å ta ut prøve av råvannet, etter hvert behandlingstrinn, og alltid et uttak som representerer vann etter ferdig behandling (renvann). På nettet bør prøvepunktene representere både generell vannkvalitet og prøvepunkter i potensielle problemområder. 

Alle analyseresultatene bør fortløpende føres inn i en tabell for hvert prøvested, slik at det er mulig å følge hva som er vanlig og hva som er avvik fra normal situasjon. Dette er en del av vannverkets internkontroll. Ved årets slutt kan årsgjennomsnittet beregnes, og andre opplysninger lett tas ut fra tabellene og rapporteres til Mattilsynet.

For de bakteriologiske analysene er det da viktig å passe på at enkeltresultatene blir behandlet riktig og at kun ordinære rutineanalyser inngår. I kvalitetskontrollen av renvann og nettvann er kravet for indikatorbakterier at ingen skal påvises i 100 ml vannprøve. Da skal 100 ml være analysert. Er analysen utført med membranfilterteknikk (NS-EN ISO 9308-1), ser man at ingen bakterier vokser på filteret, og svaret er 0/100 ml. Er  Colilert-metoden brukt i analysen (NS-EN ISO 9308-2), kan svaret være angitt som mindre enn et tall, f.eks. < 1,1 per 100 ml. Dette betyr også at det ikke er påvist bakterier i 100 ml, og i rapporteringsskjemaet skal det skrives "0", slik at en gjennomsnittsverdi kan beregnes.