Interview mit Sigrún Tómasdóttir und Sverrir Guðmundsson
Das grösste Wasserwerk in Island, Veitur, hat in den letzten fünf Jahren 5 BactoSense installiert, um das Risiko von verunreinigtem Wasser zu mindern sowie das Vertrauen in die Wasserqualität und damit die öffentliche Gesundheit zu verbessern.
In diesem Interview erzählen Sverrir Guðmundsson, Leiter der Forschungs- und Entwicklungsabteilung, und Sigrún Tómasdóttir, Geologin bei Veitur, wie die Einführung von BactoSense ihnen bei Forschungsprojekten geholfen hat und wie sie ihr System besser verstehen und kontrollieren können. Sie erläutern, wie ihnen Messungen mit dem automatisierten Durchflusszytometer nahezu in Echtzeit (unter normalen Bedingungen, bei Regen und Schmelzwasser) ermöglichten, das Management ihrer Bohrlöcher zu verbessern. Sverrir und Sigrún teilen auch ihre Vision für die Zukunft von Veitur und der Wasserüberwachung. Mit ihrer Erfahrung mit BactoSense geben sie praktische und wertvolle Ratschläge für künftige Nutzer.
Liebe Frau Tómasdóttir, lieber Herr Guðmundsson, Sie sind beide Wasserexperten und arbeiten in Island. Erzählen Sie uns ein wenig mehr über sich selbst.
Sigrún Tómasdóttir: Ich bin Geologin in der Forschungs- und Entwicklungsabteilung von Reykjavik Energy, der Muttergesellschaft von Veitur Utilities. Ich arbeite im Wasserwerk zusammen mit Sverrir an Projekten im Zusammenhang mit Probenahme und Datenanalyse für Qualitätsprüfungen. Wir kümmern uns auch um Fragen der Wasserqualität und der Wasserreserven. Darüber hinaus erarbeiten wir für jedes Versorgungsunternehmen Zukunftsvisionen, bei denen mehrere Parameter berücksichtigt werden, z. B. die Entwicklung des Wasserbedarfs, den Klimawandel, die Grösse und den Standort. Jedes Versorgungsunternehmen ist unterschiedlich empfindlich in Bezug auf Ereignisse und die Wasserqualität. Indem wir bewerten, wie sich die Parameter auf sie auswirken, können wir unsere Planung und Entscheidungsfindung verbessern, z. B. in Bezug auf Bohrungen, Reserven oder die Wasserqualität.
Sverrir Guðmundsson: Ich bin Leiterin der Forschungs- und Entwicklungsabteilung im Wasserwerk Veitur in Reykjavik. Ich bin an Projekten beteiligt, die sich mit der Zukunft der Wasserproduktion und -qualität befassen. Ausserdem arbeite ich an technischen Projekten wie Asset Management, Systemplanung, Innovation und intelligente Technologien. Diese Aspekte sind für die Instandhaltung und Verbesserung des Wasserverteilungssystems von entscheidender Bedeutung.
Island ist ein Land mit spektakulären Landschaften, z. B. mit Vulkanen und Gletschern. Gibt es besondere Faktoren, die Sie bei der Wasserproduktion und -verteilung berücksichtigen müssen?
Sigrún Tómasdóttir: Da wir uns an tektonischen Plattengrenzen befinden und aktive Vulkane haben, gibt es eine Menge seismischer Aktivitäten. Das müssen wir regelmässig berücksichtigen, besonders in den letzten Jahren. Könnte ein Ausbruch in der Nähe unserer Produktionsstätten stattfinden? Welche Auswirkungen könnte das haben? Besteht die Gefahr, dass ein starkes Erdbeben unser Verteilungssystem oder unsere Reserven beeinträchtigt? Das sind keine alltäglichen Bedrohungen, aber etwas, das wir in Betracht ziehen müssen.
Sverrir Guðmundsson: Wir betreiben Wasserwerke sowohl in Reykjavik als auch in Westisland, und diese beiden Regionen sind recht unterschiedlich. Nehmen wir Reykjavik: Es liegt auf einer Halbinsel direkt am atlantischen Gebirgskamm, einer aktiven vulkanischen Zone. Das aus den Bohrlöchern gepumpte Wasser wird durch sehr durchlässige Holozän-Lavafelder geleitet und durchfliesst lange Wege. Es wird auf natürliche Weise zu einer sehr hohen hygienischen Qualität gefiltert, so dass wir es meist ohne weitere chemische Behandlung oder Nährstoffzugabe verteilen können.
Veitur Utilities ist das bedeutendste isländische Wasserversorgungsunternehmen, das etwa die Hälfte der isländischen Bevölkerung versorgt. Welche Trinkwasservorschriften müssen Sie beachten?
Sigrún Tómasdóttir: Jedes Jahr entnehmen die Gesundheitsbehörden bei allen Wasserversorgungsunternehmen der Veitur Utilities Proben für mikrobiologische Analysen. Die Häufigkeit der Probenahme hängt von der Bevölkerung in jedem Gebiet ab. So nehmen die Gesundheitsbehörden beispielsweise in der Hauptstadtregion jährlich etwa 100 Proben aus dem Verteilungsnetz. Ausserdem analysieren sie routinemässig pH-Wert, Leitfähigkeit und Temperatur. Die Gesundheitsbehörden führen dann achtmal jährlich eine umfassende chemische Analyse des Wassers aus den Wasserwerken in ReykjavÃk durch, um alle möglichen Verunreinigungen zu ermitteln. In unseren anderen kleineren Versorgungsbetrieben wird dies ein- bis zweimal pro Jahr durchgeführt.
Sverrir Guðmundsson: Der Sicherheitsindikator für mikrobielle Kontamination sind die Kultivierung und der Nachweis von E. coli und des gesamten bei 22°C wachsenden Mikrobioms. In Island besagt die Verordnung, dass pro 100 ml keine E. coli oder coliformen Bakterien erlaubt sind und die Toleranz für andere, bei 22°C wachsende Mikroben, beträgt weniger als 100.
Können Sie uns sagen, wie Sie die Wasserqualität vor BactoSense überwacht haben?
Sverrir Guðmundsson: Vor der Einführung von BactoSense im Jahr 2018 nahmen wir manuell Proben zur Ausplattierung, um die mikrobielle Qualität zu kontrollieren. Wir verwarfen Wasser minderer Qualität und verteilten unbehandeltes Trinkwasser. Dies war in Reykjavik möglich, weil wir zwei Produktionsbereiche mit einer Gesamtproduktionskapazität von 2400 Litern pro Sekunde betreiben, was doppelt so viel ist wie die höchsten Wasserverbrauchswerte, die wir je beobachtet haben. Damals hatte unser Produktionssystem mit zwei Problemen zu kämpfen: Zum einen konnten wir durch die manuelle Bakterienplattierung das Wasser aus den unteren Produktionsbereichen nicht in Echtzeit überwachen. Dort sind die älteren, flacheren Bohrlöcher stärker der Oberflächenverschmutzung ausgesetzt. Daher mussten wir sie im Winter (zwischen Oktober und April) vollständig ausser Betrieb nehmen; zum anderen mussten wir im höher gelegenen Gebiet Produktionseinschränkungen hinnehmen. Wir haben nur die Erlaubnis, 300 Liter pro Sekunde pro Jahr aus tieferen Bohrlöchern mit höherer Qualität zu fördern, da diese weniger der Verschmutzung des Oberflächenwassers ausgesetzt sind. Die höher gelegenen Bohrlöcher allein reichen nicht aus, um den gesamten Bedarf zu decken.
Was hat sich durch BactoSense für Sie geändert und was haben Sie durch den Einsatz von BactoSense gelernt?
Sverrir Guðmundsson: Vor der Einführung von BactoSense wussten wir nicht, wie sich die am stärksten exponierten Bohrlöcher bei Hochwasser verhalten. Aber nach einem starken Auftau-Ereignis im Jahr 2018 haben wir zwei Dinge gemacht:
1- Wir haben eine UV-Desinfektion als Backup für die tiefer gelegenen, stärker exponierten Bereiche eingeführt.
2- Wir führten direkte Messungen mit BactoSense ein, die viel mehr Informationen über das Verhalten der Bohrlöcher lieferten.
BactoSense misst die Gesamtzellzahl (Total Cell Count, TCC) im Wasser. Durch die Überwachung der Bohrlöcher und die Messung ihrer Hintergrundwerte wissen wir nun, wie sich die von uns beobachteten Bohrlöcher verhalten und wie empfindlich sie während der Ereignisse sind. Wenn wir die TCC-Werte von BactoSense mit der Anzahl der kultivierten Bakterien vergleichen, finden wir immer eine sehr hohe Übereinstimmung, aber keine einheitliche Korrelation. Das hängt mit der Komplexität der Mikrobiome zusammen, die je nach Jahreszeit, Standort und sogar je nach Ereignis variieren. Sicher ist, dass ein Anstieg der TCC, insbesondere ein hoher Anstieg, ein starker Indikator für eine Kontamination des Mikrobioms ist. Jetzt können wir die tiefer gelegenen Gebiete mit grösserer Zuversicht nutzen, da wir wissen, dass erhöhte TCC-Werte stark auf eine Kontamination hinweisen, und wir können die Nutzung des Bohrlochs einstellen.
Sigrún Tómasdóttir: Wir verwenden BactoSense auch manuell für einige der kleineren Versorgungsunternehmen, indem wir Proben nehmen, die wir in weniger als 30 Minuten analysieren können. Vor ein paar Monaten hatten wir zum Beispiel eine scheinbar fehlerhafte Probe aus einer regulären Prüfung. Wir waren skeptisch über das Ergebnis, denn die Wetterbedingungen waren frostig und windstill, was für eine gute Wasserqualität spricht. Sverrir war so freundlich, an einem Freitagnachmittag eine Probe zu nehmen, um sie mit BactoSense zu messen und analysieren. Wir konnten die Ergebnisse mit früheren Proben aus diesem Versorgungsunternehmen vergleichen. So sahen wir, dass der TCC-Wert nicht über den von uns zuvor beobachteten Hintergrundwerten lag. Sofort teilten wir den Gesundheitsbehörden mit, dass es sich um eine fehlerhafte Probenahme gehandelt haben könnte, und mussten nicht drei Tage warten, bis zur Wiederholung der Ausplattierung. Wir konnten die Situation schnell einschätzen und eine Beunruhigung der Bevölkerung vermeiden.
Sverrir Guðmundsson: Diese Situation ermöglichte es uns, ein zuverlässiges Spülverfahren vor der Probenahme für die Gesundheitsbehörden einzuführen. Jetzt können sie sich voll und ganz auf die Qualität ihrer Probenahme verlassen.
Was haben Sie mit BactoSense sonst noch über die Bohrlöcher erfahren?
Sigrún Tómasdóttir: Wir haben gelernt, dass die Bakterienwelt rund um die von uns genutzten Bohrlöcher sehr vielfältig sein kann, sogar innerhalb desselben Fördergebiets. Wir haben auch gelernt, dass einige Bohrlöcher um Grössenordnungen höhere TCC-Hintergrundwerte aufweisen, was nicht bedeutet, dass mit diesem Wasser etwas nicht stimmt. Es spiegelt einfach eine ganz andere Bakterienkultur wider. Wir lernen eine Menge, und wir forschen weiter. So werden wir beispielsweise einige unserer BactoSense-Instrumente in verschiedenen Regionen einsetzen, um das Verhalten einzelner Quellen, die wir noch nicht kontinuierlich überwachen können, besser zu verstehen.
Sverrir Guðmundsson: Wir haben auch gelernt, dass die TCC-Werte langsam abfallen, bevor sie sich nach Regen- oder Schmelzereignissen stabilisieren. Dies kann in Reykjavik bis zu Tagen und in einigen der Bohrlöcher, die wir in Westisland überwacht haben, sogar Wochen dauern. Für uns ist es wichtig zu wissen, wie schnell sich die Bohrlöcher nach einem Ereignis erholen und stabilisieren.
Der Betreiber legt die Schwellenwerte für die Wasserqualität fest. Ohne BactoSense wird der Schwellenwert in Abhängigkeit von der Jahreszeit festgelegt. Mit BactoSense wird eine hohe Qualität durch einen TCC-Hintergrundwert innerhalb des Vertrauensbereichs von 99 % definiert. Alles, was dazwischen liegt, gilt als gute Qualität.
Sie haben erwähnt, dass verschiedene Bohrlöcher unterschiedliche Hintergrund-TCC-Werte aufweisen. Wie haben Sie den Schwellenwert für Ihre Wasserqualitätsbewertung ermittelt?
Sverrir Guðmundsson: Um Schwellenwerte für die Bohrlöcher festzulegen, haben wir die stabilen Hintergrundwerte bei günstigen Wetterbedingungen gemessen und diese dann mit einer Wahrscheinlichkeit von 99 % angesetzt. Wenn wir einen schnell ansteigenden TCC-Wert über unserem Schwellenwert beobachten, wissen wir, dass dies ein deutlicher Hinweis auf eine bakterielle Kontamination ist. Dies haben wir durch den Vergleich mit einigen kultivierten Proben herausgefunden. Wenn die TCC-Werte jedoch stark ansteigen, ist dies ein deutliches Anzeichen für eine nachlassende Qualität oder Kontamination.
Die Schwellenwerte beziehen sich auf das jeweilige Bohrloch und seine spezifischen komplexen Bakterienkulturen, die je nach Ereignis, Standort, Jahreszeit usw. variieren können. Tatsächlich haben wir festgestellt, dass während einiger Ereignisse die TCC-Werte in einigen Bohrlöchern über dem festgelegten Schwellenwert lagen und das Wasser weiterhin von guter Qualität war. Daher haben wir unsere Schwellenwerte iterativ festgelegt. Im Allgemeinen setzen wir sie niedriger an als nötig, da unsere Produktionskapazität das Zweifache des Bedarfs übersteigt und wir es uns leisten können, strenger zu sein.
Hilft Ihnen BactoSense bei der Verwaltung der Wasserproduktion, und sehen Sie einen Nutzen darin?
Sigrún Tómasdóttir: Wir befinden uns noch in der Lernphase, und BactoSense hilft uns, das Risiko von verunreinigtem Wasser zu verringern. Neben der Verbesserung der öffentlichen Gesundheit gibt es auch eine soziale Auswirkung auf die Bevölkerung, da sie der Wasserqualität vertrauen kann.
Sverrir Guðmundsson: Die Unternehmenspolitik besteht darin, transparent zu sein. Wir wollen die Menschen so viel wie möglich über die Medien, an öffentlichen Orten und auf Konferenzen informieren. Wir legen alles offen. Wenn wir also versichern, dass wir das beste Wasser der Welt haben (lächelt), dann wissen wir, dass unser Wasser durch natürliche Prozesse gereinigt wurde.
Sigrún Tómasdóttir: Wir sind stolz darauf, dass wir sauberes Wasser haben, auf das sich die Menschen verlassen, und das soll auch so bleiben. Wir wissen um unsere Vorteile bei der Wasserqualität im Vergleich zu anderen Ländern, aber wir haben auch unsere eigenen Herausforderungen – zum Beispiel ein sehr durchlässiges Grundgestein, was bedeutet, dass Verunreinigungen von der Oberfläche, wenn sie in der Nähe unserer Quellen auftreten, in das Grundwasser gelangen und dort lange Zeit verbleiben können. Deshalb war es sehr wichtig, dass schon vor Jahrzehnten grosse Wassergewinnungsgebiete festgelegt wurden. Eine wesentliche Aufgabe für uns bei Veitur ist es, dieses Erbe und die Schutzgebiete zu erhalten. Wir arbeiten hart daran, die Öffentlichkeit für dieses Thema zu sensibilisieren, denn nicht jeder weiss, woher das Wasser kommt und wie empfindlich es sein kann.
Können Sie sich vorstellen, dass BactoSense in Zukunft die Plattierungsmethode ersetzen wird?
Sverrir Guðmundsson: Auf jeden Fall, ja. Das ist meine Vision für die Zukunft von Veitur Utilities: die Wasserqualität nahezu in Echtzeit kontrollieren und überwachen zu können. Mit BactoSense werden wir in der Lage sein, die Bohrlöcher immer nach der höchsten Qualität auszuwählen, was bedeutet, dass wir nur die Bohrlöcher auswählen, die den stabilen TCC- und HAP-Hintergrundwerten am nächsten kommen.
Es geht jedoch nicht nur darum, ein intelligentes System wie BactoSense zu haben, sondern auch darum, bessere Methoden zur Kontrolle der Bohrlöcher einzusetzen. Dazu müssen wir unsere Prozesse anpassen und einige Änderungen vornehmen. BactoSense hat uns gezeigt, wo wir suchen müssen. Erstens haben wir gelernt, dass es bessere Möglichkeiten gibt, die Bohrlöcher zu kontrollieren, als die Bohrlöcher ein- und auszuschalten. Wenn wir sie abschalten und wieder einschalten, steigt die bakterielle Verunreinigung dramatisch an. Stattdessen brauchen wir eine sanfte Geschwindigkeitsregelung, um das Wasser mit schlechter Qualität langsam zu entfernen. Zweitens haben wir festgestellt, dass die Methode, mit der die Bohrlöcher gespült wurden, dazu führte, dass das Spülwasser zurück in die Bohrlöcher floss und die bakterielle Verunreinigung erhöhte. Wir mussten also auch die Spülungstechniken verbessern.
Sigrún Tómasdóttir: BactoSense kann auch für Forschungsprojekte eingesetzt werden, und die Ergebnisse können überraschend sein. Bei einem Experiment haben wir zum Beispiel in der Nähe eines Bohrlochs künstlich Niederschlag erzeugt, um zu sehen, ob es besonders anfällig für Verunreinigungen an der Oberfläche ist. Zufälligerweise stellten wir fest, dass das Wasser, wenn wir das Bohrloch in Richtung Oberfläche mit einem 20 Meter langen Rohr spülten, direkt mit einem höheren Bakteriengehalt zurückkam.
Sie haben das Instrument jetzt seit etwa fünf Jahren. Was raten Sie Leuten, die diese Technologie einsetzen möchten?
Sverrir Guðmundsson: Ich würde ihnen sagen, dass BactoSense sehr genau und zuverlässig ist. Es hilft uns, Risiken besser zu managen und die Wasserqualität der Grundwasserbohrlöcher zu kontrollieren. Jetzt können wir die Wasserressourcen optimaler nutzen.
Ich würde ihnen auch raten, gründlich über ihr Ziel nachzudenken. Wir haben BactoSense erworben, weil wir eine Methode suchten, um die Qualität des Mikrobioms schnell zu bestimmen oder nachzuweisen. Wir begannen mit einem BactoSense, um zu experimentieren und zu sehen, wie es für uns, unseren Zweck und unsere Quellen funktioniert. Wir haben eine Menge Datenvergleiche mit kultivierten Bakterien durchgeführt. Wir führten über ein Jahr lang Tests durch, um herauszufinden, wie das Gerät unter stabilen Hintergrundbedingungen, wie z. B. gutem Wetter, funktioniert oder wie es bei Überschwemmungen, Regen und massiven Ereignissen reagiert. Wir haben viel aus unserem Pilotprojekt gelernt, vor allem darüber, welche Informationen wir bekommen und wie wir sie nutzen können.
Sigrún Tómasdóttir: Was die Praktikabilität betrifft, so würde ich neuen Nutzern raten, das Gerät an einem leicht zugänglichen Ort aufzustellen, da es gewartet werden muss. Sie sollten sich überlegen, ob sie eine Ersatzstromversorgung haben, denn wenn der Strom ausfällt, schaltet sich das Gerät ab, und die Messungen können verloren gehen.
KENNZAHLEN VEITUR | ​ |
Versorgte Bevölkerung: | 165 000 |
Wasser-Ursprung: | Grundwasser, das aus Bohrlöchern gewonnen wird, die durch durchlässige Lavafelder geführt werden |
​Produktions-Kapazität (jährlicher Durchschnitt): | ​2400 Liter pro Sekunde in Reykjavik |
Durchschnittliche Tagesproduktion: | ​740 L/s in Reykjavik |