Components for a guidance document on groundwaterprotection

To improve the protection of the groundwater quality, policy should be more focused on local conditions, such as soil and groundwater. To increase this focus RIVM has proposed a generic framework for a groundwater protection policy that can be elaborated for each site in an area dossier. This dossier contains all relevant information on what measures can be developed on the basis of the desired effects. In the effort to achieve more uniformity and effectiveness in the Dutch groundwater protection policy, the Ministry of Housing, Spatial Planning and the Environment (VROM) is planning to derive a guidance document on groundwater protection. On commission of VROM, RIVM has elaborated several components to be used in describing policy, such as the risks of contamination with pathogens, the use of pesticides, the use of energy storage systems and actions on old contaminations. Additionally, RIVM has charted the legal demands set down by the new Water Framework Directive for the protection of industrial (private) abstractions for human consumption, such as the production of soda.Om de kwaliteit van het grondwater beter te kunnen beschermen moet het beleid meer worden toegespitst op lokale omstandigheden, zoals de natuurlijke opbouw van de bodem. Daarom pleit het RIVM voor het opstellen van een algemeen geldend kader voor grondwaterbeschermingsbeleid, dat per locatie nader kan worden uitgewerkt in een gebiedsdossier. Een gebiedsdossier bevat alle relevante informatie op basis waarvan een pakket maatregelen wordt ontwikkeld, gebaseerd op de gewenste effecten. Om meer uniformiteit en effectiviteit in het grondwaterbeschermingsbeleid te brengen is VROM van plan om in de komende jaren een Leidraad Grondwaterbescherming op te stellen. Het RIVM heeft in opdracht van het Ministerie van VROM een aantal van deze lacunes uitgewerkt, zoals de risico's van microbiologische besmetting, het gebruik van pesticiden, het toepassen van bodemenergiesystemen en het omgaan met van oudsher ontstane bodemverontreinigingen. Daarnaast heeft het instituut de juridische consequenties in beeld gebracht van de invoering van de Europese Kaderrichtlijn Water voor de bescherming van industriele grondwateronttrekkingen voor menselijke consumptie, zoals de productie van frisdranken

The presence of Pseudomonas aeruginosa in swimming pools that are routinely checked according to Dutch Legal Standards

Door 8 externe laboratoria werden 133 buitenbaden en 340 binnenbaden onderzocht op aanwezigheid van Pseudomonas aeruginosa. Het betrof circulatiebaden, die periodiek volgens de eisen van het Besluit Hygiene en Veiligheid Zwemgelegenheden (BHVZ) werden gecontroleerd. Pseudomonas aeruginosa bleek slechts incidenteel voor te komen. Een concentratie vrij beschikbaar chloor groter dan 2 mg/l bij gebruik van cyanuurzuur en groter dan 0,5 mg/l zonder gebruik van cyanuurzuur bleken voldoende veiligheid te bieden tegen de aanwezigheid van Pseudomonas aeruginosa. Aanbevolen wordt geen meetverplichting voor Pseudomonas aeruginosa in circulatiebaden in te stellen, maar wel een norm of een streefwaarde, namelijk "niet aantoonbaar in 100 ml". Tevens wordt aanbevolen de ondergrens voor de concentratie vrij beschikbaar chloor te stellen op 0,5 mg/l, onafhankelijk van de pH. Ook wordt aanbevolen de nu geldende eis aan bacterien van de coligroep te laten vallen.DGM/DWB-

Generieke richtlijn voor kwantitatieve microbiologische risicoschatting voor voedsel en water

Ziekteverwekkers, die in water en voedsel voorkomen, kunnen mensen ziek maken. De kans hierop wordt met risicoschattingen berekend. De Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) heeft richtlijnen opgesteld waarin staat hoe deze risicoschattingen moeten worden uitgevoerd. Het RIVM heeft dit achtergronddocument gemaakt met de meest recente kennis over deze risicoschattingen en de nieuwste rekenmethoden. De WHO en de Food and Agricultural Organization (FAO) zullen de informatie gebruiken om de richtlijnen voor microbiologische risicoschattingen (Quantitative Microbial Risk Assessment of QMRA) voor water en voedsel te actualiseren. De informatie is bruikbaar voor mensen die werken met risicoschattingen voor water- en voedselveiligheid. Een voorbeeld van de recente ontwikkelingen is een methode die het mogelijk maakt om risicoschattingen op een standaard en uniforme manier uit te voeren als er weinig of onzekere gegevens beschikbaar zijn (Bayesiaanse analyse). Verder reikt het RIVM alternatieven aan voor het gebruik van DALY's (Disability Adjusted Life Year) als maat bij 'uitbraken' van ziekten. DALY's drukken de schade of het ongemak uit (ziektelast) van verschillende ziektes, inclusief ziekten die micro-organismen via voedsel en water veroorzaken. Bij uitbraken, wanneer meerdere mensen ziek worden van dezelfde ziekteverwekker, is deze methode minder geschikt. Ook is computersoftware beschikbaar als hulpgereedschap voor het uitvoeren van risicoschattingen en ook voor training en onderwijs. Het RIVM geeft criteria voor zulke software tools en voorbeelden van bestaande, algemeen beschikbare QMRA-tools. Het RIVM is collaborating centre for Risk Assessment of Pathogens in Food and Water van de WHO.Pathogens in food or water can make people ill. The probability of this happening is calculated by means of risk assessments. The World Health Organization (WHO) has drawn up guidelines stipulating how to carry out these risk assessments. RIVM has written this background document with the most recent knowledge on these risk assessments and the newest calculation methods. The WHO and the Food and Agricultural Organization (FAO) will use the information to update the guidelines for Quantitative Microbial Risk Assessment (QMRA) of food and water. The information is useful for those working with risk assessment of food and water safety. An example of the recent developments is a method that enables standard, uniform risk assessment if there are few data available or if the data available are uncertain (Bayesian analysis). RIVM also puts forward alternatives for the use of DALYs (Disability Adjusted Life Year) as a measure in the event of outbreaks of disease. DALYs express the harm or inconvenience (disease burden) due to various diseases, including those caused by microorganisms in food and water. This method is not suitable for outbreaks in which many people become ill due to the same pathogen. Furthermore, computer software is available as a tool to conduct risk assessments and for training and education. RIVM gives criteria for such software tools and examples of existing, generally-available QMRA tools. RIVM is the WHO's collaborating centre for Risk Assessment of Pathogens in Food and Water.WHO Collaborating Centre Risk Assessment of Pathogens in Food and Wate

Generic Guidance to Quantitative Microbial Risk Assessment for Food and Water

Ziekteverwekkers, die in water en voedsel voorkomen, kunnen mensen ziek maken. De kans hierop wordt met risicoschattingen berekend. De Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) heeft richtlijnen opgesteld waarin staat hoe deze risicoschattingen moeten worden uitgevoerd. Het RIVM heeft dit achtergronddocument gemaakt met de meest recente kennis over deze risicoschattingen en de nieuwste rekenmethoden. De WHO en de Food and Agricultural Organization (FAO) zullen de informatie gebruiken om de richtlijnen voor microbiologische risicoschattingen (Quantitative Microbial Risk Assessment of QMRA) voor water en voedsel te actualiseren. De informatie is bruikbaar voor mensen die werken met risicoschattingen voor water- en voedselveiligheid. Een voorbeeld van de recente ontwikkelingen is een methode die het mogelijk maakt om risicoschattingen op een standaard en uniforme manier uit te voeren als er weinig of onzekere gegevens beschikbaar zijn (Bayesiaanse analyse). Verder reikt het RIVM alternatieven aan voor het gebruik van DALY's (Disability Adjusted Life Year) als maat bij 'uitbraken' van ziekten. DALY's drukken de schade of het ongemak uit (ziektelast) van verschillende ziektes, inclusief ziekten die micro-organismen via voedsel en water veroorzaken. Bij uitbraken, wanneer meerdere mensen ziek worden van dezelfde ziekteverwekker, is deze methode minder geschikt. Ook is computersoftware beschikbaar als hulpgereedschap voor het uitvoeren van risicoschattingen en ook voor training en onderwijs. Het RIVM geeft criteria voor zulke software tools en voorbeelden van bestaande, algemeen beschikbare QMRA-tools. Het RIVM is collaborating centre for Risk Assessment of Pathogens in Food and Water van de WHO

Effect of concentration of silica encapsulated ds-DNA colloidal microparticles on their transport through saturated porous media

We investigated the transport and retention kinetics of silica encapsulated – silica core double stranded DNA particles (SiDNASi) through 15cm saturated quartz sand columns as a function of a wide range of colloid injection concentrations (C0 = 8.7×102 - 6.6×108 particles ml-1). The breakthrough curves (BTCs) exhibited an overall 2-log increase of maximum relative effluent concentration with increasing C0. Inverse curve fitting, using HYDRUS1D, demonstrated that a 1-site first order kinetic attachment (katt) and detachment (kdet) model sufficed to explain the C0-dependent SiDNASi retention behaviour. With increasing C0, katt log-linearly decreased, which could be expressed as an overall decrease in the single-collector removal efficiency (ƞ). The decrease in ƞ was likely due to increased electrostatic repulsion between aqueous phase- solid phase colloids, formation of shadow zones downstream of deposited colloids and removal of weakly attached colloids from the solid phase (quartz sand) attributing to increased aqueous phase-solid phase intercolloidal collisions as a function of increasing SiDNASi concentration. Our results implied, firstly, that the aqueous phase colloid concentration should be carefully considered in determining colloidal retention behaviour in saturated porous media. Secondly, colloidal transport and retention dynamics in column studies should not be compared without considering colloid influent concentration. Thirdly, our results implied that the applicability of SiDNASi as a conservative subsurface tracer was restricted, since transport distance and retention was colloid concentration dependent. However, the uniqueness of the DNA sequences in SiDNASi imparts the advantage of concurrent use of multiple SiDNASi for flow tracking or porous media characterization

Introduction to the modelling of virus transport in groundwater in the Netherlands

De huidige bescherming van waterwingebieden in Nederland is gebaseerd op de aanname dat een verblijftijd van 60 dagen van met pathogene micro-organismen besmet grondwater voldoende is voor een zodanige afbraak van de aanwezige kiemen, dat er geen gevaren voor de volksgezondheid resulteren (CBW, 1980). In de Verenigde Staten heeft de Environmental Protection Agency (USEPA) een regelgeving ontwikkeld om grondwaterwinningen die kwetsbaar zijn voor besmetting met virussen te identificeren, de zogenaamde "Ground Water Disinfection Rule" (GWDR, 1992). Uitgangspunt hierbij is dat een winning voldoende beschermd is als er voldoende natuurlijke desinfectie heeft plaatsgevonden zodat de maximaal toelaatbare virusconcentratie van 2 x 10-7 pvp/l op de plaats van winning niet wordt overschreden. Volgens de GWDR zijn daartoe afhankelijk van de mate van virusinactivatie verblijftijden van het grondwater van 9 tot 24 maanden nodig, wat veel langer is dan de in Nederland gehanteerde verblijftijd van 60 dagen. De benodigde verblijftijden volgens de GWDR zijn mogelijk nog onderschat (Yates, 1993). Gezien de beperkte onderbouwing van een beschermingszone van 60 dagen verblijftijd, maar ook gezien de onzekerheden in de desinfectiecriteria volgens de GWDR is nader onderzoek van de kwetsbaarheid van de Nederlandse grondwaterwinningen voor besmetting met virussen nodig. In dit rapport wordt voorgesteld hoe dit onderzoek kan worden uitgevoerd. Er zal een keuze gemaakt worden uit een aantal freatische winningen, die in stedelijk gebied liggen. Hierbij zullen lekkende rioleringen in de verzadigde zone gesimuleerd worden waaruit virus vrijkomt met een initiele concentratie van 10x4 pvp/l. Met behulp van het Landelijk Grondwater Model (LGM ; Kovar et al., 1992) de in de USA ontwikkelde modelprogramma's VIRALT (Park et al., 1992 en 1994a) en CANVAS (Park et al., 1994b) en andere beschikbare programma's zal voor deze winningssituaties de doorbraak van virus bij de winningen worden berekend. De berekeningen zullen voor alle modelprogramma's gebaseerd zijn op dezelfde virus-transportvergelijking (Yates et al., 1991). In Nederland wordt een voorlopig beleidsstandpunt voorbereid van een maximaal toelaatbare gemiddelde concentratie bij de plaats van winning van 2 x 10-7 pvp/l gebaseerd op infectie met rotavirus. Uitgaande van een virusconcentratie van 10-4 pvp/l op de plaats van besmetting kan dus een benodigde virusreductie van 11 logeenheden worden afgeleid. Het resultaat van de berekeningen is de vaststelling van de omvang van het gebied dat door middel van natuurlijke desinfectie en virusreductie van tenminste 11 logeenheden garandeert. Een globale inventarisatie van freatische winningen gegeven in de provinciale grondwaterbeschermingsplannen, alsmede van het aantal potentiele besmettingsbronnen (rioleringen) binnen het berekende beschermingsgebied kan een indruk geven van de grootte van het mogelijke kwetsbaarheidsprobleem. Onderdeel van de modelberekeningen zal ook een gevoeligheidsanalyse voor de verschillende parameters in het transportmodel zijn. Ook zal een analyse van de onzekerheden in de verschillende parameters en dientengevolge in de vaststelling van de omvang van het te beschermen gebied worden uitgevoerd. Voor calibratie van de modelberekeningen zullen experimenten met bacteriofagen als microbiele tracers worden voorgesteld. De gegevens van gevallen van virusdoorbraak of van tracing-experimenten berekend uit de literatuur zullen ook gebruikt worden voor calibratie.Protection policy of ground water supplies in the Netherlands is currently based on the assumption that a travel time of 60 days of the ground water to the well head is sufficient for reducing pathogenic micro-organisms to levels that do not lead to unacceptable public health risk (CBW, 1980). In the United States the Environmental Protection Agency (USEPA) has developed the Ground Water Disinfection Rule (GWDR, 1992) that gives guidance for determining whether a ground water system is at risk from virus contamination. Protection is sufficient if through natural disinfection the level of the maximum allowable virus concentration of 2 x 10-7 pfp/l at the wellhead is not exceeded. According to the GWR a ground water travel time of 9 to 24 months is needed, depending on the rate of virus inactivation. This is much longer than the travel time of 60 days currently applied in the Netherlands. Moreover, the travel fimes given as natural disinfection citeria in the GWDR are possibly underestimated (Yates, 1993). In view of both the limited scientific basis for the travel time of 60 days used in the Netherlands and of the uncertainties in the disinfection criteria according to the GWDR, further investigations of the vulnerability of Dutch ground water supplies to virus contaminations is necessary. In this report the following investigation is proposed: some phreatic wells situated in urban areas will be selected. At these sites leaking sewage pipes in the saturated zone that are releasing viruses at an initial concentration of 10x4 pfp/l will be simulated. With the use of the "Landelijk Grondwater Model" (LGM ; Kovar et al., 1992), VIRALT (Park et al., 1992 en 1994a), CANVAS (Park et al., 1994b) and other modeling programs virus breakthrough at the well will be calculated. The calculations will be based on the same viral transport equation (Yates et al., 1991) for all modeling programs. In the Netherlands a provisional point of view of a maximum allowable average virus concentration at the well head of 2 x 10-7 pfp/l based on rotavirus infection is in preparation. Thus, based on an initial virus concentration of 10x4 pfp/l at the source of contamination a reduction in virus concentration of 11 units on log-scale is needed. As a result of these simulations a protection zone will be delineated that guarantees virus reduction through natural disinfection of at least 11 log. A survey of phreatic wells together with the number of potential sources for virus contamination (sewage pipes) within the protection zone will give an impression of the extent of the vulnerability-problem in the Netherlands. These simulations will also include a sensitivity analysis for charges in the transport parameters and an uncertainty analysis, of both the different parameters and the delineation of the protection zone. For calibration of the models tracing experiments using bacteriophages as microbial markers will be proposed. Data from cases of virus breakthrough known from literature will also be used for calibrationDGM/DW

Assessment of the exposure of sport divers to micro-organisms in water

Based on estimated quantities of water that are swallowed by sport divers during diving, it was calculated that sport divers may run a high risk of infection (a few up to tens of percents) by pathogenic microorganisms in fecally contaminated surface water. Protective diving suits and masks are recommended as they reduce the exposure of the skin and the amount of water that is being swallowed. It is assumed that divers are more frequent and intensive in contact with water, that in addition is not under the regulation of bathing water guidelines. Therefore, divers are more exposed to pathogens in the surface water than bathers and run a higher risk of infection. Sport divers who are member of the Dutch Divers Union (approximately 26000 members) were approached to fill in an questionnaire on the internet with questions about diving and health complaints. In total 482 divers replied. It was estimated that the average yearly ingested volume of water by diving in open sea amounts to 18 ml, in coastal waters 116 ml, in recreational fresh waters 231 ml and in circulation pools 338 ml. On the basis of these volumes it was estimated that the risk of infection by pathogens in fecally contaminated water may be as high as a few up to tens of percents, even in a single dive. The ingested volume of water per dive with a full face mask is ten times lower than with an ordinary diving mask. Only 20% of the divers reported to have had none of the health complaints. More than half of the divers reported ear complaints, about 40% reported diarrhoea, 30% respiratory complaints, 27% skin complaints, 27% nausea, 17% vomiting and 14% eye complaints.Op grond van geschatte hoeveelheden water, die sportduikers inslikken tijdens duiken, werd berekend dat zij een hoge kans (enkele tot tientallen procenten) lopen op infectie door ziekteverwekkende micro-organismen in fecaal verontreinigd oppervlaktewater. Beschermende kleding en volgelaatsmaskers zijn aanbevolen, omdat ze de blootstelling van de huid aan het water en de hoeveelheden ingeslikt water reduceren. Verondersteld wordt dat duikers vaker en intensiever dan zwemmers contact hebben met water, dat bovendien niet onder de zwemwaterrichtlijn valt, waardoor duikers meer aan ziekteverwekkende micro-organismen in oppervlaktewater kunnen worden blootgesteld en derhalve een hoger gezondheidsrisico lopen. Sportduikers die lid zijn van de Nederlandse Onderwatersport Bond (ongeveer 26000 leden) werden benaderd om via het internet een enquete in te vullen met vragen over het duiken en gezondheidsklachten, waarop 482 duikers reageerden. Berekend werd dat het gemiddelde jaarlijks ingeslikte volume water door duiken in open zee 18 ml, in kustwater 116 ml, in recreatiewater 231 ml en in zwembaden 338 ml bedroeg. Op basis daarvan werd geschat dat de risico's op infectie door ziekteverwekkende micro-organismen in fecaal verontreinigd water enkele tot tientallen procenten hoog kunnen zijn, zelfs per enkele duik. Het ingeslikte volume water per duik met een volgelaatsmasker is tien keer lager dan met een gewoon duikmasker. Slechts 20% van de duikers meldde geen enkele van de gevraagde gezondheidsklachten te hebben gehad. Meer dan de helft van de duikers meldde oorklachten, ongeveer 40% meldde diarree, 30% luchtwegklachten, 27% huidklachten, 27% misselijkheid, 17% braken en 14% oogklachten

The recovery of the detection method for Cryptosporidium and Giardia in water

Nederlandse waterleidingbedrijven zijn verplicht om te berekenen of als gevolg van consumptie van drinkwater infectie met Cryptosporidium of Giardia kan optreden. De kans hierop moet kleiner dan een infectie per 10000 personen per jaar zijn. De berekening (risicoanalyse) wordt gebaseerd op de aantallen van deze parasieten in het onbehandelde water en de mate waarin de parasieten door zuivering uit het water verwijderd worden. De aantallen parasieten in drinkwater zijn meestal erg laag, waardoor het niet mogelijk is ze direct in het drinkwater aan te tonen. Om overschatting van de kans op infectie te voorkomen, moeten deze aantallen en het rendement van de detectiemethode zo nauwkeurig mogelijk vastgesteld worden. De detectiemethode voor Cryptosporidium en Giardia in water is ingewikkeld en meestal is het rendement laag en variabel. RIVM en Kiwa hebben een protocol ontwikkeld voor gestandaardiseerde en optimale bepaling van het rendement om de variatie te verkleinen en de opbrengst te verhogen. Beide instituten hebben dit protocol gebruikt bij een serie rendementsmetingen. Het gezamenlijk gemiddeld rendement voor Giardia bedroeg 9,5 %. Voor Cryptosporidium mochten de gegevens niet samengevoegd worden; het gemiddelde rendement voor RIVM bedroeg 27 % en voor Kiwa 34 %. Factoren die specifiek zijn voor een bepaald watertype kunnen het rendement beinvloeden, daarom moet van verschillende locaties (en dus watertypen) een set rendementsgegevens opgebouwd worden en kunnen gegevens niet zomaar samengevoegd worden. Hoewel de verbeteringen gering waren, wordt het protocol voor gestandaardiseerde uitvoering van rendementsbepalingen als nuttig en bruikbaar beschouwd.Dutch drinking water legislation requires drinking water companies to perform a quantitative risk assessment for Cryptosporidium and Giardia. The risk of infection through consumption of drinking water should be below one infection in 10,000 persons per year. Risk assessment is based on the number of Cryptosporidium and Giardia detected in the raw water and the elimination capacity of the drinking water treatment processes. This is because concentrations in the drinking water are usually below the limit of detection of the method used. To avoid overestimation of the risk of infection it is important to enumerate (oo)cysts and to determine (oo)cyst recovery as precisely as possible. The detection method for Cryptosporidium and Giardia in water is complex and hampered by a variable, and usually low, recovery. RIVM and Kiwa have developed a protocol for the standardised performance of recovery experiments to reduce variability and to increase recovery. Both institutes performed a series of recovery experiments using this protocol. Data analyses resulted in a pooled average recovery for Giardia of 9.5 % . Cryptosporidium data could not be pooled due to significant differences between the two laboratories; for RIVM the average recovery was 27 % and for Kiwa it was 34 %. Site specific water quality factors may influence (oo)cyst recovery and therefore site specific recovery databases should be built up. They can only be added to the existing database after proving that no significant differences between sites exist. Although standardised performance of recovery tests only resulted in marginal improvements in (oo)cyst recovery and at the moment means to establish further improvements are lacking, the protocol is considered useful and applicable.VROM-Inspecti