project

Toepassing van RT-PCR na het gebruik van desinfectiestappen

Expert(s):
ing. Leo Heijnen, ing. Ronald Italiaander, prof.dr. Gertjan Medema

  • Startdatum
    20 sep 2020
  • Einddatum
    01 jul 2019
  • Opdrachtgever
    Bedrijfstakonderzoek
  • samenwerkingspartner(s)
    Vitens

Recent is door de Inspectie Leefomgeving & Transport een RT-PCR-methode goedgekeurd om snel de hygiënische betrouwbaarheid van drinkwater aan te tonen. Dit onderzoek laat met praktijkmetingen en laboratoriumexperimenten zien dat deze methode na desinfectiestappen E. coli en enterococcen kan detecteren terwijl dit niet het geval is met de gebruikelijke kweekmethode. Dit gebeurt bij UV-desinfectie of bij lage concentraties Cl2 of ClO2. Naar verwachting zal RT-PCR deze organismen niet meer detecteren wanneer hogere concentraties Cl2 worden toegepast, zoals bij het spoelen van leidingen na calamiteiten. Dit zal evenmin het geval zijn bij langere contacttijden zoals opgenomen in de Hygiënecode Drinkwater. RT-PCR kan in alle situaties goed worden gebruikt om afwezigheid van indicatororganismen aan te tonen.

Effecten van desinfectiestappen op RT-PCR

Detectie van E. coli en enterococcen is wettelijk voorgeschreven als indicator voor de aanwezigheid van een fecale verontreiniging in drinkwater. Momenteel vindt aantoning hiervan routinematig plaats met tijdrovende kweekmethoden. Om sneller en selectiever te kunnen werken investeren drinkwaterbedrijven en hun laboratoria in de ontwikkeling, implementatie en validatie van methoden om het RNA van deze indicatororganismen aan te tonen als signaal voor hun aanwezigheid.

Met de keuze voor 16S rRNA-detectie (ribosomaal RNA) is het, vanwege de grote hoeveelheid hiervan in elke levende cel, mogelijk gebleken om zeer gevoelig te meten. Cellen die niet levensvatbaar zijn – en dus geen risico’s veroorzaken voor de waterkwaliteit – worden naar verwachting hier niet mee gedetecteerd. Het analyseresultaat is al na ca. 4-6 uur beschikbaar, waardoor bij calamiteiten snel kan worden opgetreden en de gezondheidsrisico’s en economische verliezen beperkt blijven. Bovendien betekent een mogelijke automatisering van deze nieuwe methode een aanzienlijke besparing op de analysekosten.

Na validatie van de RT-PCR-methode heeft de Inspectie Leefomgeving en Transport (ILT) tijdelijke goedkeuring verleend voor het gebruik hiervan als alternatieve methode voor detectie van E. coli. Bij toepassing in de praktijk van Evides blijken E. coli en enterococcen in een deel van de monsters met deze methode aantoonbaar, terwijl dit niet het geval is met de reguliere kweekmethoden. Mogelijk komt dit doordat na inactivatie van de indicatororganismen door desinfectiestappen in de zuivering, zoals UV en chloordioxide, nog wel het RNA van E. coli en enterococcen aantoonbaar is. Voor een juiste interpretatie van de meetresultaten is onderzocht welk effecten desinfectiestappen (UV, ClO2 en Cl2) hebben op het resultaat van RT-PCR-analyses.

Praktijkmetingen en laboratoriumexperimenten

Om inzicht te krijgen in de verschillen tussen kweek- en RT-PCR resultaten zijn:

  • analyses uitgevoerd op monsters uit verschillende desinfectiestappen van zuiveringen van Evides met UV en ClO2;
  • laboratoriumexperimenten uitgevoerd op kunstmatig besmette watermonsters, waarbij desinfectiestappen zijn toegepast onder gecontroleerde omstandigheden.

Weinig effecten van UV en lage concentraties ClO2 en Cl2

Metingen in de zuivering van Berenplaat en laboratoriumexperimenten laten zien dat na desinfectie met UV of toediening van een lage concentratie (0,4 mg/l) ClO2 met kweekmethoden geen fecale indicatoren kunnen worden aangetoond, terwijl dit wel het geval is met RT-PCR. Wordt een dosering van Cl2 toegepast zoals bij desinfectie van besmette leidingen na calamiteiten (5 mg/l), dan zijn na een korte contacttijd (30 minuten) geen indicatoren aantoonbaar met kweekmethoden en verdwijnt vrijwel het signaal met RT-PCR. Bij gebruik van een lagere concentratie Cl2 (0,5 mg/l) en ClO2 in een concentratie van 0,4 mg/l blijven indicatororganismen detecteerbaar met RT-PCR, maar niet met kweek.

Deze resultaten betekenen dat niet-kweekbare indicatororganismen wel met RT-PCR detecteerbaar zijn in zuiveringen waar UV en/of ClO2 voor desinfectie worden toegepast en in zuiveringen met lage concentraties chlorering. De detectie hangt af van de mate waarin de indicatororganismen fysiek zijn verwijderd voordat zij terechtkomen in de UV- of ClO2-desinfectiestap.

Schematische weergave van het uitgevoerde onderzoek: effect van desinfectie op het aantonen van E. coli en enterococcen met RT-PCR.