ΜΙΚΡΟΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΠΟΣΙΜΟΥ ΝΕΡΟΥ - ΜΙΚΡΟΒΙΟΛΟΓΙΚΟΙ ΔΕΙΚΤΕΣ

Περίληψη: Το νερό είναι βασικό στοιχείο για τη διατήρηση ζωής στον πλανήτη µας. Τόσο το υπόγειο όσο και το επιφανειακό νερό (λίµνες, ποτάµια) χρησιµοποιείται για ανθρώπινη  κατανάλωση. Το νερό που προορίζεται για ανθρώπινη κατανάλωση πρέπει να είναι από κάθε άποψη αβλαβές για την υγεία των ανθρώπων, οργανοληπτικά άµεµπτο  και απολύτως καθαρό, απαλλαγµένο από παθογόνους µικροοργανισµούς και οποιεσδήποτε ουσίες σε αριθµούς και συγκεντρώσεις που αποτελούν ενδεχόµενο κίνδυνο για την ανθρώπινη υγεία.

Το φυσικό νερό περιέχει έναν μεγάλο αριθμό μικροοργανισμών, που αποτελούν μέρος της φυσιολογικής μικροβιακής του χλωρίδας, αλλά και μικροοργανισμούς που χαρακτηρίζονται ως  αλλόχθονες και εισέρχονται σε αυτό μέσω των φυσικών φαινόμενων (πχ βροχή) ή με την ανθρώπινη δραστηριότητα (πχ λύματα). Αν η μικροβιολογική επιβάρυνση με αυτούς τους μικροοργανισμούς απορρυθμίζει την ικανότητα αυτοκαθαρισμού του φυσικού νερού (αραίωση, κατακρήμνιση, διήθηση, βιοχημικοί κύκλοι κτλ), αυτό προοδευτικά καθίσταται μολυσμένο. Οι μικροοργανισμοί αυτοί μπορεί είτε να αποικίσουν τον άνθρωπο και να αποτελέσουν μέρος της φυσιολογικής μικροβιακής χλωρίδας του είτε να προκαλέσουν νόσο σε όλο τον πληθυσμό που εκτέθηκε (παθογόνα μικρόβια), ή μόνο σε ορισμένες ευπαθείς ομάδες του πληθυσμού (δυνητικά, ευκαιριακά παθογόνα μικρόβια). Ο μεγαλύτερος κίνδυνος μόλυνσης του άνθρωπου από το πόσιμο νερό προέρχεται από την άμεση ή έμμεση κοπρανώδη επιμόλυνση του. Η μικροβιολογική εξέταση του νερού είναι πρωταρχικής σημασίας και για το λόγο αυτό επιβάλλεται συστηματικός έλεγχος των μικροβιολογικών χαρακτηριστικών του.

Η μικροβιολογική εξέταση για την εκτίμηση της καταλληλότητας του εξεταζόμενου πόσιμου νερού περιλαμβάνει 3 στάδια:

α) Σωστή δειγματοληψία.

β) Σωστή και έγκαιρη μεταφορά του δείγματος στο εργαστήριο.

γ) Ανίχνευση και ποσοτικοποίηση  των μικροβιολογικών δεικτών.

Οι μικροβιολογικοί δείκτες είναι αλλόχθονοι μικροοργανισμοί, οι οποίοι περνούν παροδικά στο υδάτινο οικοσύστημα, προερχόμενοι κυρίως από τα κόπρανα του ανθρώπου και των θερμόαιμων ζώων. Ο ιδανικός δείκτης κοπρανώδους μόλυνσης του νερού πρέπει να πληρεί ορισμένες προϋποθέσεις:

• Να είναι συνεχώς παρόν στα κόπρανα.

• Να μην πολλαπλασιάζεται εκτός του γαστρεντερικού σωλήνα, όταν δηλαδή διοχετευτεί στην υδάτινη συλλογή.

• Να είναι τόσο ανθεκτικός στις συνθήκες περιβάλλοντος όσο και τα εντεροπαθογόνα, να μην καταστρέφεται δηλαδή γρηγορότερα από αυτά.

• Να συσχετίζεται ισχυρά με την παρουσία παθογόνων, ώστε η ανίχνευσή του να ειδοποιεί έγκυρα για την παρουσία των παθογόνων.

• Να ελέγχεται με φθηνές και απλές τεχνικές.

Οι συχνότερα χρησιμοποιούμενοι δείκτες για το πόσιμο νερό δικτύου ύδρευσης που προσεγγίζουν όσο το δυνατόν περισσότερο τα παραπάνω κριτήρια, χωρίς να τα ικανοποιούν πλήρως, είναι  το κολοβακτηρίδιο (Escherichia coli), οι εντερόκοκκοι,  τα ολικά κολοβακτηριοειδή, το κλωστηρίδιο το διαθλαστικό (Clostridium perfrigens), η ψευδομονάδα η πυοκυανική (Pseudomonas aeruginosa) και οι κοινοί αερόβιοι μικροοργανισμοί. Σύμφωνα με τη Νέα Οδηγία, που εφαρμόζεται στην Ευρωπαϊκή ένωση, για τον έλεγχο της μικροβιολογικής ποιότητας του νερού οι παράμετροι διακρίνονται στις υποχρεωτικές, που περιλαμβάνουν μικρόβια που επισημαίνουν την παρουσία παθογόνων, και στις ενδεικτικές παραμέτρους, που περιλαμβάνουν μικρόβια που παρέχουν ενδείξεις ότι έχει μεταβληθεί η μικροβιολογική ποιότητα του νερού.

Υποχρεωτικές παράμετροι για το πόσιμο νερό δικτύου ύδρευσης είναι:

• το κολοβακτηρίδιο και

• οι εντερόκοκκοι.

Ενδεικτικές παράμετροι είναι:

• οι κοινοί αερόβιοι μικροοργανισμοί στους 37^ο C και στους 22^ο C,

• τα ολικά κολοβακτηριοειδή και

• το Κλωστηρίδιο το διαθλαστικό (Clostridium perfrigens).

Κολοβακτηρίδιο (Escherichia coli)

Είναι μέλος της οικογένειας των εντεροβακτηριακών, είναι δηλαδή αρνητικό κατά Gram βακτήριο. Θεωρείται βασικός δείκτης κοπρανώδους μόλυνσης του νερού. Συνήθως δεν είναι παθογόνο για τον άνθρωπο, αλλά αποτελεί μέρος της φυσιολογικής μικροβιακής χλωρίδας. Εντοπίζεται σε αφθονία στο γαστρεντερικό σύστημα των ανθρώπων και των θερμόαιμων ζώων και αποβάλλεται με τα κόπρανα. Μπορεί να αντιπροσωπεύει το 95% των εντεροβακτηριακών στα κόπρανα και να υπάρχει σε μεγάλους αριθμούς, μέχρι και 10⁹ ανά γραμμάριο κοπράνων. Βρίσκεται σε υψηλότερη πυκνότητα από τα παθογόνα και παρουσιάζει παρόμοια χαρακτηριστικά επιβίωσης με εκείνα πολλών παθογόνων, όπως πχ της σαλμονέλλας, της σιγκέλλας. Λόγω των ιδιοτήτων αυτών, το κολοβακτηρίδιο είναι ο καλύτερος βιολογικός δείκτης κοπρανώδους μόλυνσης του νερού. Η παρουσία του σε δείγματα νερού αποδεικνύει την επιμόλυνση του νερού με περιττώματα ζώων ή ανθρώπων, υποδηλώνοντας ότι οποιοσδήποτε άλλος παθογόνος μικροοργανισμός μπορεί να έχει περάσει με τα κόπρανα στο νερό και θα μπορούσε να προκαλέσει νόσο.  Η απουσία του ωστόσο δεν σημαίνει ότι το νερό είναι απαλλαγμένο από άλλες κατηγορίες μικροοργανισμών, όπως τα παράσιτα και οι ιοί, που είναι πιο ανθεκτικοί στη χλωρίωση από ό,τι τα βακτήρια. Το κολοβακτηρίδιο είναι μία σημαντική παράμετρος που φανερώνει κοπρανώδη μόλυνση του νερού.

Εικόνα 1. Μορφολογικά χαρακτηριστικά του E. coli

Το ανώτερο επιτρεπόμενο όριο στο πόσιμο νερό δικτύου ύδρευσης  είναι 0 μικροβιακά κύτταρα ανά 100ml νερού (0 cfu/100 ml) .

Εντερόκοκκοι (Enterococcus sp.)

Είναι στρεπτόκοκκοι της ομάδας D. Πρόκειται για τους  S. faecalis, S. fallium, S. gallinarium, S. avium. Ανευρίσκονται στα κόπρανα των ανθρώπων και των θερμόαιμων ζώων συνήθως σε ποσότητα μέχρι 10⁶ ανά γραμμάριο κοπράνων. Δεν πολλαπλασιάζονται στο νερό και, αν και ευαίσθητοι στη χλωρίωση, είναι περισσότερο ανθεκτικοί από ότι το κολοβακτηρίδιο. Παρουσιάζουν όμοια αντοχή στις περιβαλλοντολογικές συνθήκες με μερικά υδατογενή παθογόνα. Η παρουσία τους στο νερό σε συνδυασμό με την απουσία E.coli αποκαλύπτει παλιά κοπρανώδη μόλυνση του ύδατος.

Εικόνα 2. Μορφολογικά χαρακτηριστικά του Enterococcus spp.

Οι εντερόκοκκοι είναι δείκτες κοπρανώδους μόλυνσης και το ανώτερο επιτρεπόμενο όριο στο πόσιμο νερό δικτύου ύδρευσης είναι 0 ζώντα κύτταρα ανά 100ml νερού (0 cfu/100 ml).

Ολικά κολοβακτηριοειδή (Total coliforms)

Ανήκουν στην οικογένεια των εντεροβακτηριακών, που είναι αρνητικά κατά Gram, μη σπορογόνα, αερόβια και δυνητικά αναερόβια βακτήρια, που αναπτύσσονται στο εντερικό σύστημα αλλά και στο φυσικό περιβάλλον. Τυπικά γένη που συναντώνται είναι τα Citrobacter sp., Enterobacter sp., Serratia sp., E. coli sp. και Klebsiella sp.. Η παρουσία των κολοβακτηριοειδών στα φυσικά νερά δεν είναι απόλυτη ένδειξη ότι το νερό έχει επιμολυνθεί με κοπρανώδες υλικό, καθώς πολλά είδη αυτών εντοπίζονται στο περιβάλλον (έδαφος, φύλλα κλπ). Καθιστά όμως το νερό ύποπτο και επιβάλλει την περεταίρω διερεύνηση. Παρέχει επομένως ενδείξεις για την ποιότητα του νερού. Η ύπαρξη κολοβακτηριοειδών φανερώνει πιθανώς κακή συντήρηση του συστήματος ύδρευσης, πιθανή ανάπτυξη παθογόνων βακτηριδίων, ύπαρξη βιοϋμένιου και πιθανόν την εισροή χώματος στο σύστημα ύδρευσης. Το ανώτερο επιτρεπόμενο όριο είναι 0 ζώντα κύτταρα ανά 100ml νερού ( 0 cfu/100 ml) .

Κλωστηρίδιο το διαθλαστικό (Clostridium perfrigens)

Είναι θειοαναγωγικό κλωστηρίδιο, που παράγει υδρόθειο, το οποίο δίνει στο νερό οσμή  «κλούβιου αυγού», προκαλεί διάβρωση στους σωλήνες ύδρευσης και αντιδρά με τα μεταλλικά ιόντα του νερού δημιουργώντας ίζημα. Στα πλαίσια του υγειονομικού ελέγχου, γίνεται ανίχνευση και ποσοτικός προσδιορισμός τόσο των βλαστικών μορφών όσο και των σπόρων του. Ο δείκτης αυτός χρησιμοποιείται μόνο όταν πρόκειται για επιφανειακά  νερά. Το κλωστηρίδιο είναι πολύ ανθεκτικό στη χλωρίωση και παράγει σπόρους ανθεκτικούς στο περιβάλλον, που επιζούν για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα απ’ ότι το κολοβακτηρίδιο. Γι’ αυτό η παρουσία του φανερώνει παλιά κοπρανώδη μόλυνση.

Εικόνα 3. Μορφολογικά χαρακτηριστικά του Clostridium perfrigens

Χρησιμοποιείται κυρίως σαν δείκτης ελέγχου της αποτελεσματικότητας της επεξεργασίας του νερού στα διυλιστήρια. Το ανώτερο επιτρεπόμενο όριο είναι 0 ζώντα κύτταρα ανά 100ml νερού (0 cfu/100 ml) .

Κοινοί αερόβιοι μικροοργανισμοί στους 37^ο C και στους 22^ο C

Η παράμετρος αυτή δεν παρέχει ακριβή στοιχεία για τη μικροβιολογική ποιότητα του νερού. Αυτό που έχει σημασία δεν έχει η απόλυτη τιμή της παραμέτρου, αλλά το αν έχει υπάρξει σε διαδοχικές μετρήσεις αξιοσημείωτη μεταβολή. Αύξηση του ολικού αριθμού των κοινής μεσόφιλης χλωρίδας (αναπτύσσονται στους 37^ο C) και της κοινής ψυχρόφιλης χλωρίδας (αναπτύσσονται στους 22^οC) της τάξεως 1-2 λογαρίθμων, αποτελεί σοβαρή ένδειξη κοπρανώδους επιμόλυνσης και συνιστάται εκτενέστερη διερεύνηση. Είναι παράμετρος  που παρέχει πληροφορίες για το αν έχει παραμείνει  σταθερή η ποιότητα του συγκεκριμένου πόσιμου νερού ή αν έχει υποστεί μεταβολή, πιθανώς επικίνδυνη για την υγεία του πληθυσμού. Επίσης, φανερώνει αν είναι αποτελεσματικές οι τεχνικές απολύμανσης και αν η λειτουργία του δικτύου ύδρευσης από την πηγή μέχρι την κατανάλωση είναι σωστή.

Εικόνα 4: Ανάπτυξη σε θρεπτικό υλικό των πολυάριθμων και διαφορετικών μικροβιακών ειδών που συναντώνται φυσιολογικά στο πόσιμο νερό.

Σύμφωνα με τη  νεώτερη προσέγγιση από τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας (Π.Ο.Υ.) και τη Νέα Οδηγία της Ευρωπαϊκής Ένωσης, οι μικροβιολογικές αναλύσεις από μόνες τους δεν θεωρούνται αρκετές για να θεωρηθεί ότι το πόσιμο νερό δικτύου ύδρευσης είναι μικροβιολογικά ασφαλές, αλλά χρειάζεται επιπρόσθετα να εφαρμόζεται το σύστημα HACCP. Το σύστημα Ανάλυσης Επικινδυνότητας στα Κρίσιμα Σημεία Ελέγχου (HACCP) είναι ουσιαστικά ένα μέτρο για την πρόληψη εμφάνισης πιθανών κινδύνων, το οποίο με συστηματική και διεξοδική προσέγγιση ελέγχει όλα τα στάδια της αλυσίδας, από την πηγή στην κατανάλωση, και παραδίδει αρχεία που πιστοποιούν την υγιεινή και ασφάλεια του προϊόντος. Είναι ένα παγκόσμια αναγνωρισμένο εργαλείο για την ανάλυση και τον εντοπισμό των κινδύνων που υπάρχουν στο σύστημα ύδρευσης, ώστε να μπορούν να αντιμετωπιστούν έγκαιρα οι ενδεχόμενοι κίνδυνοι για τη Δημόσια Υγεία.

Βιβλιογραφία:

1. Εκπαιδευτικό Πρόγραμμα E-Learning ΕΚΠΑ «Ποιότητα, Ασφάλεια και Υγιεινή Υδάτινου Περιβάλλοντος (Health-Related Water Microbiology)»
    https://elearn.elke.uoa.gr/show_programs.php?catID=all&prID=299

2. http://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/iwachap13.pdf

3. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2996186/pdf/ijerph-07-03657.pdf

4. http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:1998:330:0032:0054:EL:PDF

5. http://www.elinyae.gr/el/lib_file_upload/b892_2001.1127472533032.pdf

6. http://www.elinyae.gr/el/lib_file_upload/630b_07.1178194061365.pdf

ΠΗΓΗ: MEGAMED (Πρώτη δημοσίευση: 29/6/2016).