Ympäristöterveyden alaan kuuluva väitöskirja tarkastetaan luonnontieteiden, metsätieteiden ja tekniikan tiedekunnassa. Tilaisuutta voi seurata Kuopion kampuksella ja verkossa.
Mikä on väitöstutkimuksesi aihe? Miksi aihepiiriä on tärkeää tutkia?
Väitöskirjatyössä tutkittiin talousvesien laatua ja erityisesti bakteeriston koostumusta ja aktiivisuutta, sekä niihin vaikuttavia tekijöitä talousvesiverkostoissa. Verkostovedessä voi olla bakteereita, jotka voivat ongelmatilanteissa lisääntyä verkostossa ja heikentää veden laatua tai aiheuttaa terveysriskin.
Potentiaalisia taudinaiheuttajia ovat esimerkiksi legionellabakteerit ja mykobakteerit, joiden esiintymistä verkostovedessä ja putkien pinnoilla tutkittiin. Vettä desinfioidaan yleisesti erilaisilla klooriyhdisteillä ja ultraviolettisäteilyllä bakteerien ja muiden mikrobien tuhoamiseksi. Tässä tutkimuksessa selvitettiin sekä desinfioitujen että desinfioimattomien talousvesien laatua Suomessa. Desinfioimattomia vesiä on maailmalla tutkittu vähemmän, vaikka useissa maissa Suomi mukaan lukien pohjavedestä tuotettua talousvettä ei aina desinfioida. Desinfioinnin lisäksi tutkimuksessa selvitettiin putkimateriaalien ja verkoston ympäristömuuttujien, kuten lämpötilan, vaikutusta veden mikrobiologiseen laatuun.
Väitöskirjassa tutkittiin myös bakteerien biokontrollointia, jolla bakteereita voidaan tuhota ainoastaan bakteereita infektoivien virusten eli bakteriofaagien avulla. Biokontrollointi on kiinnostava menetelmä, jonka tutkimus vedenkäsittelyn tarpeisiin on kuitenkin vasta alussa.
Mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tulokset tai havainnot?
Tutkimuksessa talousvesistä löydettiin vähäisiä määriä esimerkiksi legionellasuvun bakteerien perimäainesta, mutta ei juurikaan taudinaiheuttajabakteereita. Bakteerien perimäaines ei yksin aiheuta vaaraa. Bakteerilajisto, lajiston runsaus ja taudinaiheuttajalajeja sisältävät bakteerisuvut olivat eri kaupunkien vesissä erilaisia riippuen talousveden desinfiointimenetelmästä, muista käsittelyistä ja veden tuotantoon käytetystä raakavedestä. Desinfioitua vettä jakelevissa verkostoissa bakteeriston lajirunsaus oli matalampi kuin desinfioimattomassa vedessä. Putkimateriaalin vaikutus oli suurempi putkien pinnoilla kasvaviin bakteeriyhteisöihin kuin veden bakteeristoon. Veden bakteerikoostumukseen vaikutti käytetty desinfiointikemikaali.
Aktiivisia eli eläviä bakteeriyhteisöjä pystyttiin tutkimaan RNA:han pohjautuvalla menetelmällä. Useimmiten bakteeriyhteisöjä tutkitaan DNA:han pohjautuen ja menetelmä ei pysty erottelemaan kuolleita ja eläviä mikrobeja. Bakteerien biokontrolloinnista vedessä saatiin uutta tietoa. Biokontrollointiin käytettävät bakteriofaagit on valittava huolella kohdebakteerin eli potentiaalisen taudinaiheuttajabakteerin torjumiseksi. Useiden bakteriofaagien käyttö yhdessä voi pidentää biokontrolloinnin vaikutusta vedessä. Vedessä vielä vähän tutkitun biokontrolloinnin käytön tehokkuus ja turvallisuus vaatii kuitenkin lisää tutkimusta.
Miten väitöstutkimuksesi tuloksia voidaan hyödyntää käytännössä?
Tuloksia voidaan hyödyntää veden puhdistusmenetelmien ja veden jakelujärjestelmien suunnittelussa, hallinnassa ja riskien arvioinnissa. Aktiivisten bakteeriryhmien tunnistamiseen käytettyä RNA-pohjaista menetelmää voidaan jatkossakin käyttää aktiivisten bakteerien tutkimuksessa, koska sen havaittiin toimivan vesien bakteeriyhteisöjen selvittämiseksi.
Mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tutkimusmenetelmät ja -aineistot?
Talousvesiverkostosta kerättyjen näytteiden bakteeriyhteisön koostumus selvitettiin menetelmillä, jotka perustuvat mikrobien geneettisen aineksen tutkimiseen molekyylibiologian ja bioinformatiikan keinoin. Vesi- ja biofilminäytteiden sisältämän bakteeriyhteisön DNA ja RNA tutkittiin syväsekvensointimenetelmällä. DNA-tutkimus antaa tietoa sekä elävistä että kuolleista mikrobeista. RNA:ta tuottavat vain elävät ja aktiiviset mikrobit ja RNA-tutkimusta käytetään kuvaamaan aktiivisen mikrobiston osuutta. Oikeista verkostovesistä tutkittiin potentiaalisia taudinaiheuttajabakteereita myös juuri niiden perimäainekseen kohdistetuilla qPCR-menetelmillä. Putkimateriaalien ja desinfiointikemikaalien yhteisvaikutusta bakteeristoon tutkittiin koemittakaavan talousvesiverkostossa. Bakteerien biologista kontrollointia tutkittiin pullokokein.
Väitöskirjan tutkimus liittyy projektiin Mikrobiyhteisöjen dynamiikka talousveden jakelujärjestelmissä (DWDSOME). Hankkeen rahoittajina olivat Suomen Akatemia, THL ja Itä-Suomen yliopisto.
FM Sallamaari Siposen ympäristöterveyden alaan kuuluva väitöskirja Factors affecting microbial quality of drinking water distribution systems - control of bacteria in water and biofilms (Talousveden mikrobiologiseen laatuun vaikuttavat tekijät – bakteerien kontrollointi vedessä ja biofilmeissä) tarkastetaan luonnontieteiden, metsätieteiden ja tekniikan tiedekunnassa, Kuopion kampuksella ja verkossa. Vastaväittäjänä toimii professori Lotta-Riina Sundberg, Jyväskylän yliopisto, ja kustoksena yliopistonlehtori, dosentti Eila Torvinen, Itä-Suomen yliopisto. Tilaisuuden kieli on suomi.
Lisätietoja:
Sallamaari Siponen, sasipone@uef.fi
