Skip to main content

LUP Student Papers

LUND UNIVERSITY LIBRARIES

Biofilm formation in a large sized experimental set up of a drinking water distribution system consisting on various pipe materials

Franzén, Harald (2013) MOBM15 20121
Degree Projects in Molecular Biology
Abstract
Abstract

In water distribution systems newly exposed areas, such as newly laid pipes are subjugated to biofilm growth. This growth have been associated with public health problems and has lead to the water treatment facilities seen today. In an attempt to better understand what mechanisms are important when it comes to drinking water, research involving simulated distribution systems is being used. These systems imitate real systems but are small and cannot fully recreate all the changing parameters normally seen. In this study, tubes out of the materials Polyethene (Pe), Polyvinyl chloride (PVC) and treated Pe (tPe) lined with Prebona protect was constructed into a large sized drinking water distribution system, to answer which... (More)
Abstract

In water distribution systems newly exposed areas, such as newly laid pipes are subjugated to biofilm growth. This growth have been associated with public health problems and has lead to the water treatment facilities seen today. In an attempt to better understand what mechanisms are important when it comes to drinking water, research involving simulated distribution systems is being used. These systems imitate real systems but are small and cannot fully recreate all the changing parameters normally seen. In this study, tubes out of the materials Polyethene (Pe), Polyvinyl chloride (PVC) and treated Pe (tPe) lined with Prebona protect was constructed into a large sized drinking water distribution system, to answer which material promoted the highest amount of biofilm. The developmental curves of the biofilm on different materials were compared in this large sized experiment with smaller sized versions done in other studies. Significance and differences were seen in a heterotrophic plate count (HPC) between three and seven day count in tPe tubes which indicated biofilm formation. When comparing materials with each other there were no differences seen regarding bacterial growth. In comparison to other studies (Manuel, Nunes, and Melo 2007, Tsetanova, 2006), which used pilot rig system, showed similar growth as in the present paper with a large sized system. The developmental curves appeared indistinguishable in this experiment, but to clarify this more rigs should be used and studied in an earlier stage. Also, characterization of biofilm by DNA sequencing would further highlight the differences between materials used. However, the comparison between large sized tubes in the distribution system and a pilot rig used by others suggests that the use of pilot rig systems are adequate. (Less)
Abstract (Swedish)
Populärvetenskaplig sammanfattning:

Drick ett glas goda bakterier

Man har länge vetat att det i distributionsnät av dricksvatten växer bakterier i form av biofilm. Denna biofilm kan stabilisera vattenkvaliteten men kan också vara orsaken till vissa hälsoproblem eftersom den kan innehålla patogener, virus och protozoer. Djupare förståelse om hur biofilmer är uppbyggda och fungerar är också av intresse eftersom det för oss konsumeter även är väldigt viktigt hur vattnet smakar och luktar. Man skulle kunna säga att biofilm som finns i dricksvattensystem underhålls av vattenverk genom att behandla vattnet på olika sätt, till exempel genom att tillsätta desinfektionsmedel. Detta till trots så växer biofilm och större delen är fast på... (More)
Populärvetenskaplig sammanfattning:

Drick ett glas goda bakterier

Man har länge vetat att det i distributionsnät av dricksvatten växer bakterier i form av biofilm. Denna biofilm kan stabilisera vattenkvaliteten men kan också vara orsaken till vissa hälsoproblem eftersom den kan innehålla patogener, virus och protozoer. Djupare förståelse om hur biofilmer är uppbyggda och fungerar är också av intresse eftersom det för oss konsumeter även är väldigt viktigt hur vattnet smakar och luktar. Man skulle kunna säga att biofilm som finns i dricksvattensystem underhålls av vattenverk genom att behandla vattnet på olika sätt, till exempel genom att tillsätta desinfektionsmedel. Detta till trots så växer biofilm och större delen är fast på rörväggar och ungefär 5% är i vattnet.

Forskningen inom detta område är främst baserad på biofilm som är framställda i laboratorie i små simulerade distributionsnätsreaktorer med förutbestämd yta för provtagning. Dessa reaktorer är på grund av praktiska anledningar inte speciellt stora och då kan man fråga sig om dessa system fungerar på samma sätt som riktiga distributionsnät. I mitt masterarbete använde jag mig istället av rör av olika material för att undersöka om tillväxten skiljer sig mellan de olika tillvägagångssätten samt skillnader hos olika material.

Den typ av material som användes i undersökningen var polyeten- (Pe) och polyvinylkloridrör (PVC) som för närvarande är vanliga material i nya distributionsnät. I vissa Pe-rör tillsattes även ett ytmaterial vid namn Prebona protect med silverjoner i en nanostruktur som skulle hämma tillväxt. De olika biofilmerna undersöktes med hjälp av heterotrophic plate count (HPC) och genom att räkna celler i mikroskop.

Annan forskning på området där mindre dricksvattenreaktorer har använts visar att Pe, PVC och rostfrittstål inte ger någon statistisk skillnad i tillväxt medan andra har sett att Pe och PVC visst har mindre tillväxt jämfört med andra material. Det verkar däremot vara så att det inte finns några större skillnader mellan Pe och PVC i dessa undersökningar. Min undersökning visade på en svag negativ tillväxt för de behandlade Pe-rören men utan någon riktig signifikans. De olika materialens biofilmsillväxt var till synes väldigt lika varandra i antal samt i jämförelse med andra undersökningar. Man kan således säga att biofilmstillväxten för dessa material inte beror på materialet i sig utan på andra faktorer så som temperatur, pH, löst organiskt kol eller tryck.


Supervisor: Kenneth Persson
Examensarbete för masterexamen, cell- och molekylärbiologi, 30 hp, 2012
Biologiska institutionen, Lunds universitet
Sydvatten (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Franzén, Harald
supervisor
organization
course
MOBM15 20121
year
type
H2 - Master's Degree (Two Years)
subject
language
English
id
4247869
date added to LUP
2014-01-14 16:22:44
date last changed
2014-01-14 16:22:44
@misc{4247869,
  abstract     = {Abstract

In water distribution systems newly exposed areas, such as newly laid pipes are subjugated to biofilm growth. This growth have been associated with public health problems and has lead to the water treatment facilities seen today. In an attempt to better understand what mechanisms are important when it comes to drinking water, research involving simulated distribution systems is being used. These systems imitate real systems but are small and cannot fully recreate all the changing parameters normally seen. In this study, tubes out of the materials Polyethene (Pe), Polyvinyl chloride (PVC) and treated Pe (tPe) lined with Prebona protect was constructed into a large sized drinking water distribution system, to answer which material promoted the highest amount of biofilm. The developmental curves of the biofilm on different materials were compared in this large sized experiment with smaller sized versions done in other studies. Significance and differences were seen in a heterotrophic plate count (HPC) between three and seven day count in tPe tubes which indicated biofilm formation. When comparing materials with each other there were no differences seen regarding bacterial growth. In comparison to other studies (Manuel, Nunes, and Melo 2007, Tsetanova, 2006), which used pilot rig system, showed similar growth as in the present paper with a large sized system. The developmental curves appeared indistinguishable in this experiment, but to clarify this more rigs should be used and studied in an earlier stage. Also, characterization of biofilm by DNA sequencing would further highlight the differences between materials used. However, the comparison between large sized tubes in the distribution system and a pilot rig used by others suggests that the use of pilot rig systems are adequate.},
  author       = {Franzén, Harald},
  language     = {eng},
  note         = {Student Paper},
  title        = {Biofilm formation in a large sized experimental set up of a drinking water distribution system consisting on various pipe materials},
  year         = {2013},
}