Projektet har utvärderat ny mätteknik för att man snabbare ska kunna upptäcka påverkan av fekalier på råvatten. E. coli har använts som indikatorbakterie. Det använda instrumentet har stor potential att mäta halten E.colii råvatten online, och lämpar sig därför bra som ett tidigt varningssystem.Online-mätning av råvattenkvaliteten kan förhindra vattenburen smitta,något som är intressant för både dricksvattenproducenter och samhället istort.Metoden baseras på att bakterier märks med antikroppar som har fluorescenstaggats med en molekyl som gör att de efter bestrålning sänder utkortvarigt ljus. Ett optiskt instrument har utvecklats för att räkna enstakabakterier i ett provflöde. Mätsystemet har konstruerats för att dels matchaen industriell miljö, dels hålla nere kostnaden för att göra instrumentet ekonomiskt rimligt för aktörer inom dricksvattenproduktionDe fluorescerande markörerna skickar ut ljus som uppfångas av en detektor. Ursprungligen valdes markörerna för att skicka ut ljus i det synliga området. Men det visade sig att bakgrundsfluorescensen i det synliga området varhög, från klorofyll i alger och cyanobakterier. Därför beslutade projektgruppen att i stället välja markörer som fluorescerade i nära infraröda våglängder.Bytet av våglängdsområde löste problemen med bakgrundsfluorescens ochär ett avgörande steg mot ett fungerande instrument. Men anpassningen avoptiken för det nya våglängdsområdet medförde nya utmaningar, särskilt pådetektorsidan.Fälttester som genomfördes på Överby Vattenverk i Trollhättan visade attinstrumentet fungerar bra i den industriella miljön, och man kunde kopplain det mot en råvattenledning. Mätningar utförda i labb på råvatten ochrenat avloppsvatten visade på tydliga skillnader i koncentrationen av E. coli,men i de flesta fall var den uppmätta halten lägre än förväntat.Den kanske största begränsningen med den nya mättekniken är att få entillräckligt hög genomströmning av vattenprov i instrumentet. Detta är viktigt för att få en bra uppskattning av koncentrationen E. coli inom rimlig tid(minuter). Man kan öka genomflödet genom att öka dimensionen hos denoptiska flödeskanalen. Nackdelen är att känsligheten minskar. I en störreflödeskanal tittar man på ett större område och signalen från en enstakabakterie gentemot bakgrunden blir mindre. Här finns en viktig avvägningför framtida utveckling.Projektet har letts av Trollhättan Energi i samarbete med Göteborgs stad,Norrvatten, Vivab och DRICKS-programmet på Chalmers. Större delen avutvecklingsarbetet har utförts av Acreo Swedish ICT. Projektet har ingåttsom en del i ett större Vinnovafinansierat projekt inom utmaningsdriveninnovation med titeln Online sensorsystem för resurseffektiv vattenhantering (SENSATION) som avslutades 2014 och var fokuserat på en helhetslösning för mätning av vattenkvalitet.

The aim of this project is to investigate a new method for fast detectionof fecal contamination in water resources by using E. coli as indicator bacteria. Online measurement of raw water quality is important in order toavoid outbreaks of waterborne diseases and therefor very interesting for thewater producers for society in general. The method is based on fluorescently labelled antibodies which specific binds to the indicator bacteria andan instrument was developed to count individual bacteria in a continuously sample flow. The system was designed to be more robust to match theindustrial environment to a lower cost than a conventional flow cytometer.The fluorescent markers was at first chosen in the visible region of thelight spectrum, but early tests showed a high level of interfering fluorescent background signal in this region, arising from the chlorophyll in algaeand cyanobacteria in raw water. Hence a decision was made to change themeasurement to near-infrared (NIR) wavelengths, in order to reduce thebackground signal. The change of measurement region solved the problem with background fluorescence which is an important step towards aworking product. The required adjustments of the optics in the instrumentintroduced new challenges, especially on the detector side.Field trials performed at Överby Water treatment plant in Trollhättanshowed that the instrument was working fine in the industrial environmentand connection to the raw water pipe was tested. Laboratory measurementsshowed that the instrument clearly could measure difference between rawwater samples and treated sewage water, but the estimated differences inconcentration were lower than expected.The greatest challenge with this technique is probably to achieve a sufficient sample flow through the instrument in order to get a good estimationof the E. coli concentration within reasonable time (minutes). However, itis possible to increase the throughput flow by increasing the size of the flowchannel, but this will probably lower the sensitivity of the system and this isan important trade-off for future development.The evaluation done in this project shows that the instrument has greatpotential for online measurement of E.coli content in raw water, whichmakes it suitable as an early warning system. To invest in further development can be well motivated.