Risico's van onder- en overdosering van biociden

Biofilms komen voor in waterbehandelingssystemen, leidingen en andere industriële watersystemen. Biofilmvorming is een complex proces waarbij er een grote diversiteit aan micro-organismen en genen betrokken zijn. Biofilmpreventie en -beheersing vindt doorgaans plaats door middel van chemische of mechanische reiniging. In koeltorens worden vaak biociden gebruikt om de groei van micro-organismen te beheersen. Het juist inzetten van biociden luistert heel nauw: het toepassen van te weinig biocide (onderdoseren) kan leiden tot resistentie tegen deze middelen, terwijl het toepassen van te veel biocide (overdoseren) een grote kostenpost is en tot schade kan leiden in het leidingsysteem via de desinfectiebijproducten.

NGS: de sleutel tot onderbouwde biofilmbeheersing

Door de microbiologische samenstelling van het water te identificeren, kunnen gerichte strategieën worden ontwikkeld tegen biofilm. Onder meer om biofilmvorming te voorkomen en effectievere beheersmaatregelen toe te passen. Met behulp van de kennis over de microbiologie kan er beter onderbouwd worden wat voor middelen ingezet dienen te worden, met welke frequentie en welke dosering.

Doordat er enorm veel verschillende micro-organismen en genen betrokken zijn bij biofilm is het af te raden gebruik te maken van selectieve analyses als kweek en qPCR. Bij deze analysetechnieken dient er al op voorhand een selectie gemaakt te worden op de te onderzoeken micro-organismen. Het is daarom realistischer en pragmatischer om met Next Generation Sequecing (NGS) de microbiologie te identificeren. Met NGS wordt alle aanwezige DNA in een monster geïdentificeerd en gekoppeld aan de bijbehorende micro-organismen. Vervolgens wordt aan de hand van een database en data interpretatie van de NGS-resultaten een inschatting gemaakt van betrokkenheid van de diverse microorganismen bij biofilmvorming en kunnen de juiste mitigerende maatregelen worden geadviseerd. 

Bewijslast uit meta-analyse: slimmere oplossingen voor waterbehandeling

Uit een meta-analyse van de NGS-resultaten van 27 watermonsters uit zeven verschillende projecten blijkt inderdaad dat micro-organismen als Actinomyces en Pseudomonas veel en dominant aanwezig zijn bij verstoppingsproblemen. Daarnaast blijken er ook vaak MIC gerelateerde micro-organismen dominant aanwezig te zijn, waardoor ook corrosieproblemen op de loer liggen. Met behulp van deze inzichten kunnen er per project, gerichte maatregelen getroffen worden. Hierbij kan soms het gebruik van biocide zelfs worden vermeden, door oplossingen als mechanische reiniging, het gebruik van hoge druk op oppervlakken, lagere temperaturen en het gebruik van een lagere concentratie van oplosbare organische stoffen.

Wilt u meer weten over de toepassing van NGS in watersystemen? Neem dan contact op met Reinoud Homan of Rob Elzinga