Op maandag 20 juni is Rinske Valster gepromoveerd aan de Wageningen Universiteit en Researchcentrum op het proefschrift 'Free-living protozoa in drinking water supplies: community composition and role as hosts for Legionella pneumophila'. Het promotieonderzoek is uitgevoerd bij KWR Watercycle Research Institute, met financiële steun van de Nederlandse drinkwaterbedrijven, Delft Cluster en Caribbean Water Association. Het wetenschappelijk onderzoek heeft zeer veel nieuwe informatie opgeleverd over het voorkomen van vrijlevende protozoa in drinkwater. Met name de gebruikte DNA-technieken kunnen worden ingezet bij de beoordeling van maatregelen om de groeipotentie van micro-organismen in distributiesystemen en binneninstallaties te beperken. 

 

Vrijlevende protozoa zijn eencellige dierlijke organismen die voorkomen in water, biofilm en sediment in drinkwatersystemen. Deze organismen komen algemeen voor in het drinkwater en kunnen ook groeien in drinkwaterdistributiesystemen en waterinstallaties in gebouwen. Een aantal soorten protozoa kan dienen als gastheer voor Legionella pneumophila en enkele hebben ziekteverwekkende eigenschappen. 

 

In het drinkwater – Valster deed onderzoek in Nederland en in het Caribisch gebied - is een grote diversiteit aan vrijlevende protozoa aangetroffen, maar de samenstelling van de gemeenschappen van protozoa verschilt sterk per drinkwatertype. Enkele soorten, waaronder protozoa die dienst doen als gastheer voor Legionella pneumophila zijn aangetroffen in beide gebieden. Vrijlevende protozoa die verwant zijn aan soorten met ziekteverwekkende eigenschappen werden slechts sporadisch waargenomen. Met behulp van de experimenten identificeerde Valster bovendien nieuwe gastheerprotozoa voor Legionella pneumophila. De door Valster onderzochte wateren voldoen overigens aan de waterkwaliteitsnormen voor Legionella.

 

Tot nu toe was er weinig informatie beschikbaar over de aanwezigheid en aard van vrijlevende protozoa in drinkwater. Het kostte onderzoekers veel tijd om met behulp van bestaande kweekmethoden vast te stellen of en in welke hoeveelheden deze organismen voorkwamen. Bovendien betrof het onderzoek slechts een beperkt aantal vrijlevende protozoa in het drinkwater. 

 

Promotor: Prof.dr.ir. Dick van der Kooij (KWR Watercycle Research Institute)

Co-promotor: Prof.dr. Hauke Smidt (Wageningen Univeristeit)

Verdediging: 20 juni 2011 om 11:00 in de Aula van Wageningen Universiteit

 

Informatie voor de pers

Hans Ruijgers, woordvoerder

KWR Watercycle Research Institute

M 06 2182 2812

De tweede dag van de internationale BTO-conferentie 'Microbial growth in drinking water distribution systems and tap water installations' gehouden begon met een sessie over het voorkomen van nagroei door zuiveringsprocessen en distributie. De sessie werd geopend door Michele Prévost van de Ã‰cole Polytechnique in Montréal. Zij vertelde over de ervaringen met biologische stabiliteit van drinkwater in Canada. Daarna hield Peter Huck, professor aan de University of Waterloo, een presentatie over het modelleren van biologische filtratieprocessen. Hij heeft met zijn collega's een model ontwikkeld waarin de verwijdering van biologisch afbreekbaar materiaal kan worden voorspeld met een dimensieloze parameter gerelateerd aan contacttijd. Een vergelijking van praktijkresultaten en modelresultaten liet zien dat beide resultaten redelijk overeenkwamen. Omdat de dimensieloze parameter nogal een abstracte term is, wordt het model in de prakrijk niet toegepast. In vervolgonderzoek is daarom gekeken of een praktijkgerelateerde parameter, de biofiltration factor, gebruikt kan worden als voorspellende parameter. De eerste gegevens laten hier hoopvolle resultaten voor zien. Na Peter Huck sloot Jan Vreeburg van KWR de sessie af met een presentatie over optimalisatie van het distributiesysteem, zodat de waterkwaliteit beter gewaarborgd blijft.

De International BTO-conference 'Microbial growth in drinking water distribution systems and tap water installations' ging gisterochtend, 11 mei, met zo'n 90 deelnemers van start. Jan Peter van de Hoek, voorzitter van het College van Opdrachtgevers van het gezamenlijke onderzoeksprogramma van de Nederlandse drinkwaterbedrijven (BTO), opende het congres en legde in zijn openingspraatje uit welke voordelen er zijn te halen uit het BTO.

 

Mark LeChevallier van American Water, één van de grootste drinkwaterbedrijven in de Verenigde Staten, was één van de eerste sprekers en vertelde in zijn presentatie dat het meten van microbiologisch afbreekbare stoffen in drinkwater met de AOC-methode (die in de jaren '80 bij KWR is ontwikkeld door Dick van der Kooij) of BDOC-methode belangrijke methoden voor de Amerikaanse drinkwaterbedrijven kunnen zijn, maar dat door de bewerkelijkheid van de methoden niet veel Amerikaanse drinkwaterbedrijven AOC-gehalten meten. In zijn onderzoek heeft hij daarom de bacteriestammen die worden gebruikt bij de AOC-test genetisch 'omgebouwd', waarbij een stuk DNA is ingebracht dat er voor zorgt dat de bacteriën licht gaan geven. Met deze aangepaste bacteriën is het niet langer nodig om te wachten op groei van de bacteriestammen op agarplaten, maar kan direct de hoeveelheid licht worden gemeten die de bacteriën afgeven. Zijn verwachting is dat de Amerikaanse drinkwaterbedrijven hierdoor vaker AOC zullen gaan meten, waardoor ze ook beter in staat zijn om zuivering en distributie van (drink)water te verbeteren.

 

Barry Fields van het Centre for Disease Control and Prevention in Atlanta, hield een presentatie getiteld 'Colonization of building water systems by Legionella'. In de presentatie vertelde hij nogmaals dat Legionella pneumophila groeit in protozoën. In de Verenigde Staten is het voornamelijk de protozo Hartmanella vermiformis waar Legionella in weet te groeien. Daarnaast liet hij zien dat monochloramine een beter disinfectant is om Legionella pneumophila uit drinkwaterbiofilms te verwijderen dan chloor. Tot slot vertelde hij dat wetgeving zich voornamelijk moet richten op de meest ziekteverwekkende Legionella, namelijk Legionella pneumophila.

 

Dick van der Kooij eindigde de dag met een presentatie waarin hij resultaten liet zien van nieuwe methoden om de biofilmvormingssnelheid en de hoeveelheid biologisch afbreekbaar materiaal in drinkwater te kunnen bepalen. Het voordeel van deze methoden is dat ze sneller en meer compleet zijn dan andere methoden. Daarnaast liet hij zien dat er een verband is tussen de hoeveelheid biofilm en het aantal Legionella, waarbij is gevonden dat als de biofilmhoeveelheid tien keer toeneemt het aantal Legionellabacteriën honderd keer toeneemt. Legionella was niet in staat te groeien in drinkwater met een zeer laag gehalte aan afbreekbaar organisch materiaal, maar het is niet mogelijk om de zuivering zo aan te passen dat alle drinkwaterproductielocaties drinkwater van die kwaliteit leveren.

 

Naast de hierboven genoemde presentaties zijn presentaties gegeven over de groei van P. aerugionosa in drinkwatergerelateerde biofilms, het gebruik van meervoudige barrières in drinkwaterbereiding in Japan om het gehalte aan chloor terug te kunnen dringen in het drinkwater, het voorkomen van opportunistisch ziekteverwekkende micro-organismen en dierlijke organismen in het Nederlandse drinkwater,  het effect van leidingmaterialen op nagroei van micro-organismen en afbraak van polymere verbindingen in drinkwater.

 

Paul van der Wielen,

KWR Watercycle Research Institute

Recentelijk publiceerden Valster R.M., Wullings B.A., Kooij D. van der in: Applied and Environmental Microbiology, 76(2010)21, p.7144-7153.

 

Abstract

Legionella pneumophila proliferates in aquatic habitats within free-living protozoa, 17 species of which have been identified as hosts by using in vitro experiments. The present study aimed at identifying protozoan hosts for L. pneumophila by using a biofilm batch test (BBT). Samples (600 ml) collected from 21 engineered freshwater systems, with added polyethylene cylinders to promote biofilm formation, were inoculated with L. pneumophila and subsequently incubated at 37°C for 20 days. Growth of L. pneumophila was observed in 16 of 18 water types when the host protozoan Hartmannella vermiformis was added. Twelve of the tested water types supported growth of L. pneumophila or indigenous Legionella anisa without added H. vermiformis. In 12 of 19 BBT flasks H. vermiformis was indicated as a host, based on the ratio between maximum concentrations of L. pneumophila and H. vermiformis, determined with quantitative PCR (Q-PCR), and the composition of clone libraries of partial 18S rRNA gene fragments. Analyses of 609 eukaryotic clones from the BBTs revealed that 68 operational taxonomic units (OTUs) showed the highest similarity to free-living protozoa. Forty percent of the sequences clustering with protozoa showed 99.5% similarity to H. vermiformis. None of the other protozoa serving as hosts in in vitro studies were detected in the BBTs. In several tests with growth of L. pneumophila, the protozoa Diphylleia rotans, Echinamoeba thermarum, and Neoparamoeba sp. were identified as candidate hosts. In vitro studies are needed to confirm their role as hosts for L. pneumophila. Unidentified protozoa were implicated as hosts for uncultured Legionella spp. grown in BBT flasks at 15°C.