DNA-metode avdekker forurensningskilder i vann

DSCF1876 (1)

Dyr kan gi et betydelig bidrag til vannforurensning. Illustrasjonsfoto: Ragnar Våga Pedersen.

Avføring som havner i vannkilder kan være helsefarlig. Forskere ved NIBIO har utviklet en metode som avslører hvor det fekale materialet stammer fra, enten det er mennesker eller ulike dyr.

En av de vanligste årsakene til at vi blir syke er at det slippes avføring fra mennesker eller dyr i vannet vi drikker eller bader i, såkalt fekal forurensing. 

NIBIO har utviklet en DNA-basert metode som kan identifisere hva slags forurensningskilde det er snakk om. Metoden består i all hovedsak av tre steg, der det første dreier seg om påvisning av E. coli og koliforme bakterier i vann. Tarmbakterien E. coli er nemlig en sikker indikator på at forurensningen faktisk skyldes avføring. I neste steg benyttes DNA-tester av vertsspesifikke genetiske markører som gjør det mulig å skille mellom ulike dyregrupper. Til slutt blir det utviklet en såkalt bidragsprofil som viser fra hvilke dyr forurensningen i en vannkilde stammer fra, og i hvor stor grad.

– Ved å bruke denne fremgangsmåten kan vi finne ut om forurensningskilden er mennesker, drøvtyggere, hest, gris eller gruppen vi omtaler som andre dyrearter, for eksempel fugler eller øvrige varmblodige dyr, forteller NIBIO-forsker Adam Paruch. Han har utviklet metoden i samarbeid med kollega og molekylærbiolog Lisa Paruch.

– Fekal forurensning i vann kan spre mikroorganismer som utgjør en helserisiko, og for å finne de riktige tiltakene er det viktig å finne ut hvor forurensingen kommer fra, og dessuten hva som er den dominerende kilden, fortsetter han.

– Ved å påvise og kvantifisere vertsspesifikke genetiske markører fra for eksempel mennesker, kuer eller hester, kan vi finne ut nøyaktig hvor smitten stammer fra og sette inn tiltak deretter, legger Lisa Paruch til.

 

Dyr kan gi et betydelig bidrag til vannforurensning

Når fekal vannforurensning påvises i urbane vassdrag har det vært vanlig å anta at det skyldes sporadiske lekkasjer fra avløpsnettet forårsaket av tekniske skader, overløp fra pumpestasjoner eller oversvømmelser etter ekstrem nedbør. Dyr som lever i byer og tettsteder kan imidlertid også gi et betydelig bidrag til vannforurensning.

Metoden til Lisa og Adam Paruch ble testet for første gang i 2013 i et typisk norsk jordbrukslandskap på Østlandet med dyrket mark og en blanding av ulike kilder for fekal forurensing. Siden den gang har metoden blitt videreutviklet av NIBIO i flere prosjekter, og i 2017 ble det utgitt en rapport som presenterer metodikken i sin helhet basert på ulike undersøkelser for sporing av fekale forurensningskilder de siste årene.

I rapporten blir det blant annet påpekt at den kraftige økningen i hestehold på bynære arealer kan prege vannkvaliteten i nærliggende bekker. Bedre oppsamling og disponering av hestegjødsel kan ifølge forfatterne være relevante tiltak for å bedre vannkvaliteten fra denne typen virksomhet, i tillegg til å vurdere hvilke arealer som er egnet for hestehold nær sårbare vassdrag.

KONTAKTPERSON
Kildesporing av fekal forurensning i vann
Bakgrunn

Fekalforurensede vannforekomster fra mennesker og dyr er et viktig tema for miljøinstanser, kommuner og andre myndigheter som har ansvar for miljø, helse og trygg mat. For å utvikle og evaluere de molekylærbiologiske identifiseringsmetodene for forurensningskilder i større nedbørfelt med ulike bruksområder av vannet (drikkevann til konsum, bading og vanning), samarbeidet NIBIO med Vann- og avløpsetaten i Oslo, Vikelvdalen vannbehandlingsanlegg i Trondheim og Vann- og avløpsetaten i Bergen kommune. I 2014-2015 ble det etablert tre delprosjekter med ulike problemstillinger. Disse prosjektene ble finansiert i sin helhet av kommunene.

Tekst frå www.nibio.no kan brukast med tilvising til opphavskjelda. Bilete på www.nibio.no kan ikkje brukast utan samtykke frå kommunikasjonseininga. NIBIO har ikkje ansvar for innhald på eksterne nettstader som det er lenka til.

Publikasjoner

Sammendrag

Fekal forurensning i vann kan spre mikroorganismer som utgjør en helserisiko. For å finne de riktige tiltakene er det vesentlig å finne ut hvor forurensingen kommer fra og hva som er den dominerende kilden. NIBIO har introdusert mikrobiell kildesporing for å undersøke opprinnelsen av fekal vannforurensing i forskjellige typer vassdrag som omfatter jordbruk, viktige drikkevannskilder og urbane område. Metoden omfatter standard tester for påvisning av fekal indikatorbakterien E.coli i første trinn. Videre benyttes molekylærbiologiske DNA tester av vertsspesifikke genetiske markører fra bakteriegruppen Bacteriodales 16S rRNA for sporing av fekale forurensning i prøver hvor E.coli ble påvist. Ved hjelp av bioinformatikk utformes en bidragsprofil for hvilke dyregrupper som bidrar prosentvis i vannprøven. Det kan skilles mellom bidrag fra mennesker, drøvtyggere, hest og gruppen “andre dyr”. Rapporten presenterer undersøkelser fra perioden 2013 – 2016. NIBIO mener metoden er egnet til å bli implementert i overvåkningen av - og tiltak mot fekal vannforurensning.

Sammendrag

NIBIO ble engasjert av Oslo VAV til å utføre en undersøkelse gjennom et 1-års prosjekt på kildesporing av fekal vannforurensing i tre tilløpsbekker (Movannsbekken, Lautabekken og bekken ved Skjerven) til Maridalsvannet og utløp Akerselva. Formålet med prosjektet var primært å benytte molekylærbiologiske metoder for sporing av fekale forurensningskilder og å definere hvor i nedbørfeltet fekal forurensing fra mennesker, hester og/eller ikke-mennesker (generelt andre dyr) dominerer. Resultatene fra prosjektet viser at fekal forurensing med E. coli ble funnet i 11 av 12 ferskvannsprøver tatt ut ved hvert prøvested i de tre tilløpsbekkene til Maridalsvannet. Også brakkvannet fra Akerselva var fekalt forurenset (E. coli konsentrasjon på 8164 MPN/100 ml i desember 2014). I tillegg viste resultatene en lik trend som ble observert gjennom tester av alle vannprøvene, dvs. et klart bidrag i fekal forurensingen fra mennesker i den kalde perioden og forsommeren, generelt november 2014 - mai 2015, og høyest bidraget fra dyr i den varme perioden, generelt juni - september 2015.

Sammendrag

NIBIO ble engasjert av Vikelvdalen Vannbehandlingsanlegg til å utføre en undersøkelse gjennom et prosjekt på kildesporing av fekal vannforurensing i tilløpsbekker til Jonsvannet (dvs. Jervbekken, Valsetbekken, Lykkjbekken og Sagelva) og i tillegg i en kontrollprøve fra utløp i Jonsvannsveien. Formålet med prosjektet var primært å benytte molekylærbiologiske metoder for sporing av fekale forurensningskilder og å definere hvor i nedbørfeltet fekal forurensing fra mennesker, drøvtyggere og hester dominerer. Resultatene fra prosjektet viser at fekal forurensing med E. coli ble funnet i de fleste ferskvannsprøver tatt ut fra Valsetbekken, Jervbekken og Sagelva. Også, ble E. coli påvist i alle prøver fra Lykkjbekken og fra utløp i Jonsvannsveien. I tillegg viste resultatene en lik trend som ble observert gjennom tester av alle vannprøvene, dvs. et klart bidrag i fekal forurensingen fra mennesker i den kalde perioden (generelt forsommeren og forvinteren) og høyest bidraget fra dyr (særlig drøvtyggere) i den varme perioden (generelt juni - september 2015).

Sammendrag

Vann- og avløpsetaten ved Bergen kommune ble invitert av NIBIO til å delta i et prosjekt der formålet med prosjektet primært var å vurdere molekylærbiologiske metoder for sporing av fekale forurensningskilder i store nedbørfelt med vannkilder til konsum, også bading og/eller vanning. Det andre målet med prosjektet var å forsøke å verifisere metoden i nedbørfelt som er dominert av mennesker eller dyr, samt validere molekylærbiologiske tester for forskjellige dyrearter. Testing av metoden i flere ulike typer nedbørfelt skulle gi NIBIO grunnlag for å vurdere om metodikken er egnet til å bli implementert i standard tester i overvåkningen av, og tiltak mot fekal forurensning i vann. Vann- og avløpsetaten valgte å gå inn i prosjektet med drikkevannskilden Jordalsvatnet som har et sammensatt nedbørfelt med bebyggelse og private og kommunale avløpsanlegg, landbruk og mindre næringsvirksomheter. Samtidig med innsending av prøver fra Jordalsvatnet, ble det tatt ut enkelte stikkprøver fra et prøvepunkt i nedbørfeltet til drikkevannskilden Svartediket og fra Grimseidvassdraget (Birkelandsvatnet), som bare ble analysert med hensyn på fekal forurensning fra mennesker/ikke-mennesker. Resultatene fra prosjektet viser at fekal forurensing med E. coli ble funnet i de fleste ferskvannsprøver tatt ut rundt Jordalsvatnet. E. coli ble også påvist i alle prøvene tatt ut ved Svartediket og Birkelandsvatnet. I tillegg viste resultatene en lik trend som ble observert gjennom tester av alle vannprøvene, dvs. et klart bidrag i fekal forurensingen fra mennesker om forsommeren (mai 2015), forvinteren (oktober 2015) og vinteren (desember 2015), og høyest bidraget fra dyr i den varmeste perioden (juni og august 2015).