Transcript Rīgas Tehniskā universitāte Būvniecības inženierzinātņu fakultāte Ūdens inženierijas un tehnoloģiju katedra Dzeramā ūdens bioloģiskās stabilitātes monitorings: metodes un iekārtas VPP Projekts Nr.4 – Tehnoloģijas drošai un.

Rīgas Tehniskā universitāte
Būvniecības inženierzinātņu fakultāte
Ūdens inženierijas un tehnoloģiju katedra
Dzeramā ūdens bioloģiskās
stabilitātes monitorings: metodes
un iekārtas
VPP Projekts Nr.4 – Tehnoloģijas drošai un uzticamai
gudrajai pilsētai (GUDPILS)
Sandis Dejus, Alīna Nešcerecka
Rīga 2015
Bioloģiskā stabilitāte
2
Bioloģiskā stabilitāte
«Bioloģiski stabils ūdens» –
nepastāv mikroorganismu skaita pieaugums
Ideāla situācija
3
Bioloģiskā stabilitāte
«Bioloģiski NEstabils ūdens» –
• Dzeramajā ūdenī atrodas mikroorganismi
• Dzeramajā ūdenī atrodas barības vielas
• Dzeramajā ūdenī nav dezinfektantu
Sistēmā ir
mikroorganismu
skaita pieaugums
Šūnu koncentrācija
šūnas/ml
1.00E+07
Reāla situācija
1.00E+06
1.00E+05
Zaķumuižas
ūdens
Purvciema
virzienā
1.00E+04
1.00E+03
0
10
Laiks; st
20
30
4
Bioloģiskā stabilitāte
«Bioloģiski NEstabils ūdens»
Smarža
Krāsa
Garša
Veselības draudi!!!
Monitorings
5
Metodes
Tiešā monitoringa metodes:
• Heterotrofo baktēriju skaits (HPC)
• Plūsmas citometrija (FCM)
• Adenozīntrifosforskābes mērījumi (ATP)
http://promega.com
http://water.me.vccs.edu/
6
Metodes
Tiešā monitoringa metodes:
• Heterotrofo baktēriju skaits (HPC)
• Plūsmas citometrija (FCM)
• Adenozīntrifosforskābes mērījumi (ATP)
•
•
•
•
•
Zemas izmaksas
Pārbaudīta (>100 gadi)
Analīzes laiks – min 72 h
Nav piemērojama visām kultūrām
Tiek kultivēts <1% - ticamība?
http://water.me.vccs.edu/
7
Metodes
Tiešā monitoringa metodes:
• Heterotrofo baktēriju skaits (HPC)
• Plūsmas citometrija (FCM)
• Adenozīntrifosforskābes mērījumi (ATP)
www.som.soton.ac.uk
• Augstas kapitālizmaksas
• Jauna metode (medicīnā
izmantota)
• Analīzes laiks – 15 min
• Uzskaita visus
mikroorganismus
• Iespēja atšķirt «dzīvos» un
nedzīvos mikroorganismus
8
Metodes
Tiešā monitoringa metodes:
• Heterotrofo baktēriju skaits (HPC)
• Plūsmas citometrija (FCM)
Publikācija
• Adenozīntrifosforskābes mērījumi (ATP)
1.2E+06
Kopējais šūnu skaits
Cell count, cells mL-1
1.0E+06
• Pilnveidota metode ļauj
precīzi noteikt
dzīvotspējīgo
mikroorganismu skaitu
• On-line sensors
(EAWAG)
Šūnu ar veselu
membrānu skaits
8.0E+05
6.0E+05
4.0E+05
2.0E+05
0.0E+00
Hlorētais ūdens ar
EDTA
Hlorētais ūdens
Upes ūdens ar
EDTA
Upes ūdens
9
1000
Daugava
Baltezers
Zakumuiza
After chlorination + bac…
After chlorination +…
After chlorination
Raw water (deep)
Raw water (shallow)
After chlorination + bac…
After chlorination +…
After chlorination
Initial Numbers
Raw water
After chlorination + bac…
After chlorination +…
After chlorination
After biofiltration
After ozonation +…
After ozonation
After filtration
Raw water
Metodes
Tiešā monitoringa metodes:
• Heterotrofo baktēriju skaits (HPC)
• Plūsmas citometrija (FCM)
• Adenozīntrifosforskābes mērījumi (ATP)
10000000
Cell numbers after 3 days
1000000
100000
Bioloģiski stabils
ūdens
10000
10
Metodes
Tiešā monitoringa metodes:
• Heterotrofo baktēriju skaits (HPC)
• Plūsmas citometrija (FCM)
• Adenozīntrifosforskābes mērījumi (ATP)
< 5 min
+ reaģents
• Augstas izmaksas
• Jauna metode
• Analīzes laiks – < 5 min
(luminometer)
http://promega.com
11
Metodes
Tiešā monitoringa metodes:
• Heterotrofo baktēriju skaits (HPC)
• Plūsmas citometrija (FCM)
• Adenozīntrifosforskābes mērījumi (ATP)
Ir ATP
•
•
•
•
ATP šūnās
ATP ūdenī
Dzīvotspējīgo šūnu skaits
Ūdenī esošās barības vielas
Nav ATP
12
Metodes
NEtiešā monitoringa metodes:
• Elektrovadītspēja (EVS)
• Kopējais organiskais ogleklis (TOC)
• Oksidācijas – redukcijas potenciāls
(ORP)
• Hlorīdu jonu koncentrācija
• Duļķainība
• Zemas izmaksas
• pH
http://libellum.com
Publikācija
• Analīzes laiks – 0 min
• Pārbaudīti sensori
• Vienkārša ekspluatācija
13
Mērķis
Netiešie mērījumi (FĶ)
Bioloģiskā stabilitāte
Prognozēt
1.etaps – korelācijas starp tiešajām un netiešajām
metodēm
2.etaps – no netiešajiem mērījumiem prognozēt
bakterioloģisko stabilitāti
3.etaps – brīdinājuma sistēma
14
Mērķis
Piesārņojums
- Sensors – pH, T, p, TOC
15
Turpmākie darbi
• Pilota mēroga eksperimenti
• Ilgstošs bioloģiskās stabilitātes
monitorings
• Korelāciju noteikšana
• Situāciju modelēšana
16
Paldies par uzmanību!
www.wrl.bf.rtu.lv
17