dzeramā ūdens bioloģiskās kvalitātes monitorings 2. posma ... · Ūdens inženierijas un...

Rīgas Tehniskā universitāte Būvniecības inženierzinātņu fakultāte

Ūdens inženierijas un tehnoloģiju katedra

Alīna Neščerecka, Sandis Dejus

Rīga 2015

Dzeramā ūdens bioloģiskās

kvalitātes monitorings

2. posma progress

VPP Projekts Nr.4 – Tehnoloģijas drošai un uzticamai

gudrajai pilsētai (GUDPILS)

Apakšprojekta mērķis

2

Apakšprojekta mērķis

3

- Sensors – pH, T, p, TOC,

chloride, EC

Piesārņojums

Metodes

4

•ATP (molekula, kas ir tikai dzīvās šūnās)

•Plūsmas citometrijas (flow cytometry, FCM) mērījumi

Bioloģiskās metodes

• Elektrovadītspēja (EVS)

• Kopējais organiskais ogleklis (TOC)

• Oksidācijas – redukcijas potenciāls (ORP)

• Hlorīdu jonu koncentrācija

• Temperatūra

• pH

Fizikāli-ķīmiskie parametri

2. posma uzdevumi

• Ūdens kvalitātes metožu aprobācija pilota mēroga eksperimentiem

• Dzeramā ūdens kvalitātes modelēšanas rīka izstrāde un pārbaude pilota mēroga ūdensapgādes sistēmā un tā savietošana ar iepriekš izstrādāto hidraulisko modeli

• Mērījumi eksperimentālajā sistēmā

5

Rezultāti

• Izveidota eksperimentāla ūdensapgādes sistēma

• Izveidots hidrauliskais modelis

• Sensoru uzstādīšana un pielagošana

• Dzeramā ūdens monitorings ar FCM

• Publikāciju sagatavošana un piedališanās konferencē

6

1. Pilots un modelis

7

• Eksperimentālajā sistēmā veikta sensoru pārbaude – notiek atsevišķu sensoru iekšējo un savstarpējo problēmu novēršana

• Datu nolasīšanas programmas pielāgošana – tiek papildināta datu nolasīšanas programma, lai tie būtu viegli interpretējami un savietojami ar modeli

• Spiediena sensoru uzstādīšana sistēmā, lai noteiktu piesārņojuma avota vietu

2. Mērījumi reālajā tīklā

• Mērķis: novērtēt mikroorganismu skaita svārstības īsā/ilgstošā novērošanas procesā

• Ūdens avots: krāna ūdens laboratorijā (pārsvarā hlorēts gruntsūdens), krāna ūdens daudzstāvu mājas dzīvoklī (attīrīts virszemes ūdens)

• Mērījumi: FCM kopējo baktēriju skaits (TCC, total cell count) un šūnu ar veselu membrānu skaits (ICC, intact cell count)

Paraugu ņemšana

9

Paraugu ņemšana

10

Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan

Ilgtermiņa monitorings

Paraugu ņemšana

11

Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan

Ilgtermiņa monitorings

Paraugu ņemšana

12

Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan

Ilgtermiņa monitorings

Paraugu ņemšana

13

Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan

Week 1 Week 2 Week 3 Week 4

Oct

Ilgtermiņa monitorings

Paraugu ņemšana

14

Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan

Week 1 Week 2 Week 3 Week 4

Oct

Ilgtermiņa monitorings

Paraugu ņemšana

15 15

Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan

Week 1 Week 2 Week 3 Week 4

Oct

Ilgtermiņa monitorings

Paraugu ņemšana

16 16

Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan

Week 1 Week 2 Week 3 Week 4

Oct

8,00 9,00 10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00

Ilgtermiņa monitorings

Īstermiņa monitorings

Ilgtermiņa monitorings. Laboratorija (gruntsūdens).

17

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0,E+00

1,E+05

2,E+05

3,E+05

4,E+05

5,E+05

6,E+05

7,E+05

8,E+05

2015.04.28 2015.05.28 2015.06.28 2015.07.28 2015.08.28 2015.09.28 2015.10.28 2015.11.28

Tem

pe

ratu

re, C

Ce

ll co

un

t, c

ells

mL-1

LAB TCC LAB ICC Temperature

Baktēriju skaits (TCC un ICC) mainās atkarībā no ūdens temperatūras. Sezonālās izmaiņas nav tik izteiktas

Ilgtermiņa monitorings. Dzīvoklis (attīrīts virszemes ūdens).

18

0,E+00

1,E+05

2,E+05

3,E+05

4,E+05

5,E+05

6,E+05

7,E+05

2015.04.28 2015.05.28 2015.06.28 2015.07.28 2015.08.28 2015.09.28 2015.10.28 2015.11.28

Ce

ll co

un

t, c

ells

mL-1

TG TCC TG ICC

Baktēriju skaits ir ļoti atkarīgs no gadalaika. Siltajos mēnešos novērots baktēriju skaita pieaugums.

Monitorings 2x dienā

19

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0,E+00

1,E+05

2,E+05

3,E+05

4,E+05

5,E+05

6,E+05

7,E+05

8,E+05

9,E+05

1,E+06

Monday Tuesday Wednesday Thursday Friday

Tem

pe

ratu

re, C

Ce

ll co

un

t, c

ells

mL-1

LAB, 9:00

9:00 SG 9:00 SGPI Temp

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0,E+00

1,E+05

2,E+05

3,E+05

4,E+05

5,E+05

6,E+05

7,E+05

8,E+05

9,E+05

1,E+06

Monday Tuesday Wednesday Thursday Friday

Tem

pe

ratu

re, C

Ce

ll co

un

t, c

ells

mL-1

LAB, 13:00

13:00 SG 13:00 SGPI Sērija5

Week 1 Week 2 Week 3 Week 4

Oct

Monitorings 2x dienā

20

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0,E+00

1,E+05

2,E+05

3,E+05

4,E+05

5,E+05

6,E+05

7,E+05

8,E+05

9,E+05

1,E+06

Monday Tuesday Wednesday Thursday Friday

Tem

pe

ratu

re, C

Ce

ll co

un

t, c

ells

mL-1

LAB, 9:00

9:00 SG 9:00 SGPI Temp

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0,E+00

1,E+05

2,E+05

3,E+05

4,E+05

5,E+05

6,E+05

7,E+05

8,E+05

9,E+05

1,E+06

Monday Tuesday Wednesday Thursday Friday

Tem

pe

ratu

re, C

Ce

ll co

un

t, c

ells

mL-1

LAB, 13:00

13:00 SG 13:00 SGPI Sērija5

Baktēriju skaita samazinājums no otrdienas pēcpusdienas līdz ceturdienai. Pēc tam TCC pieņem sākotnējas vērtības, ICC pieaug

Week 1 Week 2 Week 3 Week 4

Oct

12 stundu monitorings. OTRDIENA

21

0,E+00

1,E+05

2,E+05

3,E+05

4,E+05

5,E+05

6,E+05

7,E+05

CEL

L C

OU

NT,

CEL

LS M

L-1

TIME, H:MIN

TCC ICC

Nepārtraukta ūdens izmantošana (12 h) noved pie baktēriju skaita samazinājuma, ko novēro arī vēlāk

8,00 9,00 10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00

Secinājumi

• Siltajā gadalaikā baktēriju skaits ūdenī ir augstāks

• Baktēriju skaits rīta stundās ir augstāks, ar laiku samazinās

• Paaugstināts ūdens patēriņš noved pie baktēriju skaita samazināšanos

• Atgriežoties pie «normālā» patēriņa un izmantošanas režīma, arī bioloģiskie parametri sasniedz sākotnējās vērtībās

• Visus iepriekšējos novērojumus ir nepieciešams ņemt vērā modeļa izstrādē

22

Raksti un konferences

• Dejus S., Nescerecka A., Nazarovs S., Juhna T., Review on Existing and Emerging Biological Contamination Detection Tools for Drinking Water Distribution Systems (DWDS) Online Monitoring, Proceedings of the 7th IWA Eastern European Water Professionals Conference for young and senior water professionals, Belgrade, 2015, p.320-332

Prezentēts konferencē un iesniegts:

• Nescerecka A., Hammes F., Kötzch S., Juhna T., A pipeline for developing staining protocols for flow cytometry, demonstrated with SYBR Green I and propidium iodide viability staining

• Nescerecka A., Juhna T., Hammes F., Behaviour and stability of bacterial ATP during chlorine disinfection

Sagatavošanas stadijā:

23

Paldies par uzmanību!

www.wrl.bf.rtu.lv

24