Het tijdig opsporen van microbiologische verontreinigingen is een belangrijke taak van Vitens. Binnen het project TRACER* onderzoekt het drinkwaterbedrijf of de innovatieve analysetechniek next generation sequencing (NGS) hiervoor geschikt is. Een gesprek met Anneke Roosma, Geo Bakker en Adrie Atsma.
“Het project hebben we opgesplitst in twee deelprojecten”, vertelt adviseur drinkwaterkwaliteit Anneke Roosma. “Bij beide projecten onderzoeken we samen met kennisinstituut Deltares en de Universiteit van Wageningen of NGS meer inzicht biedt in de biologische waterkwaliteit dan onze gangbare technieken. Daarnaast hopen we met dit project duidelijk te krijgen wat de kansen en beperkingen van NGS zijn.”
Geo Bakker, specialist procestechnologie, vult aan: “NGS is een nieuwe techniek waarmee we de genetische code van micro-organismen in een watermonster in kaart kunnen brengen. Tot nu toe bepalen we de aanwezigheid van bacteriën die van invloed zijn op de drinkwaterkwaliteit met kweektechnieken. We filteren de bacteriën uit een watermonster en brengen ze vervolgens over op een specifieke voedingsbodem waarop slechts bepaalde bacteriën groeien. Als de bacteriën na enige tijd op de voedingsbodem aanwezig zijn, dan weten we dat deze soort bacteriën in het watermonster voorkwam.”
“We hopen met dit project duidelijk te krijgen wat de kansen en beperkingen van NGS zijn”
Poepbacteriën
“Kweektechnieken hebben een aantal nadelen”, legt Adrie Atsma, projectleider bij het Vitens laboratorium, uit. “In de eerste plaats zijn er maar enkele bacteriën die we goed kunnen kweken. Daarnaast vraagt een kweek de nodige tijd: pas na één tot twee dagen kun je zien of de bacteriën aanwezig zijn. We verwachten dat moleculaire technieken niet alleen sneller zijn, maar ook veel meer micro-organismen in een watermonster in beeld kunnen brengen.”
Adrie vervolgt: “Binnen het eerste deelproject onderzoeken we of het mogelijk is om met NGS sporen van menselijke of dierlijke ontlasting aan te tonen. Voor het vaststellen van dit soort fecale verontreinigingen gebruiken we tot nu toe de ‘poepbacteriën’ E. coli en enterococcen als indicator. We onderzoeken nu of er alternatieven voor deze indicatoren zijn. Daarvoor brengen we met NGS in kaart welke micro-organismen in een fecaal verontreinigd watermonster zitten en welke in een schoon watermonster. Beide monsters zijn afkomstig van dezelfde locatie. We nemen een monster dat fecaal verontreinigd is en een monster nadat de betreffende leiding is gereinigd. Door de genetische codes van deze twee monsters te vergelijken kunnen we hopelijk zien welke bacteriën naast E. coli en enterococcen kenmerkend zijn voor een fecale verontreiniging en welke daarvan geschikt zijn als alternatieve indicator. Als we dat weten kunnen we voor deze indicatoren PCR-tests ontwikkelen. Daarmee kunnen we in circa vier uur een fecale verontreiniging aantonen, wat veel sneller is dan met een kweek.”
Groot onderscheidend vermogen
“De eerste resultaten laten zien dat we met NGS een veelheid aan micro-organismen kunnen detecteren”, zegt Anneke. “Dit grote onderscheidende vermogen is positief. Zo biedt dit wellicht de mogelijkheid om fecale verontreinigingen in de toekomst te herleiden tot een specifieke verontreinigingsbron. Een fecale verontreiniging afkomstig van koeien heeft bijvoorbeeld een andere ‘vingerafdruk’ dan een verontreiniging door menselijke ontlasting. Tegelijkertijd zorgt het onderscheidende vermogen voor een forse uitdaging. Van de gedetecteerde micro-organismen is het grootste deel namelijk onbekend. De identificatie van alle micro-organismen is ontzettend veel werk. Daarom zullen we slimme manieren moeten ontwikkelen om te bepalen welke organismen voor ons wel en niet belangrijk zijn.”
Oppervlaktewaterwinningen
Binnen het tweede deelproject onderzoekt Vitens met NGS of microbiologische verontreinigingen in oppervlaktewater via infiltratie doordringen naar grondwaterbronnen. Voor dit project kijken de onderzoekers naar vier zogeheten oppervlaktewaterwinningen. Bij twee hiervan, Engelse Werk en Vechterweerd, is sprake van oeverinfiltratie. Bij de andere twee, Epe en Schalterberg, infiltreert Vitens gedurende een deel van het jaar oppervlaktewater om het grondwater aan te vullen dat wordt onttrokken voor de drinkwaterproductie.
Geïnspireerd? Voor meer informatie of een samenwerking kunt u contact opnemen via merijn.schriks@vitens.nl.
*Dit is een artikel uit het magazine Vitens Innoveert – Thema Veilig en gezond drinkwater
