Regrowth of bacteria on assimilable organic carbon in drinking water

Reviviscence des bactéries sur carbone organique assimilable dans l'eau de distribution

The Netherlands Waterworks' Testing and Research Institute, KIWA Ltd., P.O. Box 70, 2280 AB Rijswijk, The Netherlands

Abstract

Regrowth of bacteria on organic compounds in drinking water during distribution may result in a significant deterioration of water quality. The extend of regrowth as well as the nature of the involved bacteria depend on the concentration and types of organic compounds serving as sources of carbon and energy for growth. The concentration of these assimilable organic carbon (AOC) compounds in drinking water can be determined by growth measurements with pure cultures of selected bacteria. These organisms are added to water samples which have been heated at 60° C for 30 minutes to inactivate the bacteria which are originally present. Generally strain (P17) of the nutritionally versatile species Pseudomonas fluorescens is applied for AOC determination.

The AOC concentration is calculted from the maximum colony count of this organism grown in the sample, using its yield value on acetate. A Spirillum species, strain NOX, is used for determining the concentration of carboxylic acids (including oxalate). The concentration of starch-like compounds is assessed by growth measurements with a Flavobacterium species strain S12, which is specialised in the utilization of maltose- and starch- like compounds.

AOC concentrations of drinking water usually are only a small proportion of the total concentration of dissolved organic carbon. Biological processes during bank filtration, rapid san filtration, GAC filtration and slow sand filtration reduce the AOC concentration. Ozonation clearly increases the AOC concentration (mainly carboxylic acids). Observations in practical situations in the Netherlands revealed that regrowth is limited when AOC concentrations are below 10 µg of acetate-C eg/l. AOC release from plumbing materials should be prevented by application of materials which have been tested for growth-promoting properties.

Résumé

La reviviscence des bactéries sur des composés organiques dans de l'eau potable pendant la distribution peut conduire à une détérioration significative de la qualité de l'eau. L'importance de cette nouvelle croissance ainsi que la nature des bactéries concernées dépendent de la concentration et des types des composés organiques qui servent de source de carbone et d'énergie. On peut déterminer la concentration de ce carbone organique assimilable (COA) dans l'eau potable au moyen mesures de croissance sur des cultures pures de certaines bactéries. Ces organismes sont placés dans des échantillons d'eau qui ont été chauffés à 60° C pendant 30 minutes afin de rendre inactives les bactéries déjà présentes. La variété (P17) de Pseudomonas fluorescens, dont la nutrition n'est pas spécifique, est habituellement employée pour déterminer les COA.

La concentration en COA est calculée à partir du nombre maximum de colonies cultivées sur cet échantillon, utilisant son rendement sur acétate. Une espèce de Spirillum - la souche NOX - est employée pour déterminer la concentration des acides carboxyliques (y compris l'oxalate). La concentration des composés du type amidon est évaluée par des mesures de la croissance utilisant l'espèce Flavobacterium, souche S12, spécialisée dans l'utilisation des composés du type maltose et amidon.

La concentration en COA ne représente habituellement qu'une proportion mineure de la teneur globale en carbone organique dissous. Des procédés biologiques pendant la filtration sur berge, filtration rapide sur sable, filtration sur charbon actif en grains et filtration lente réduisent la teneur en COA. L'ozonisation augmente nettement la teneur en COA (principalement des acides carboxyliques). Des observations faites dans des situations pratiques aux Pays-Bas ont montré reviviscence est limitée quand les teneurs en COA sont inférieures à 10µg d'acetate -C eq/l. Il faut empêcher la libération de ce carbon assimilable des matériaux plomberie en employant des matériaux dont les aptitudes à promouvoir la croissance ont été testées.