Bakteria Escherichia coli jako organizm wskaźnikowy

Przede wszystkim Eschericha coli jest organizmem wskaźnikowym. Co to znaczy? Że wskazuje ona o tym, że wystąpiło skażenie wody. Organizmy wskaźnikowe - w tym Eschericha coli muszą spełniać określone wymagania, żeby zaliczyć je do tej właśnie grupy (organizmów wskaźnikowych). Są to m.in. następujące wymagania:

muszą stale zamieszkiwać dolny odcinek przewodu pokarmowego człowieka,
muszą bardzo licznie w przewodzie pokarmowym występować,
nie mogą być chorobotwórcze (!)
nie mogą wytwarzać przetrwalników,
nie mogą się rozmnażać w wodzie i glebie,
czas ich przeżycia w wodzie musi być dłuższy niż czas przeżycia bakterii chorobotwórczych,
muszą być wykrywane prostymi sposobami w stosunkowo krótkim czasie.

Okazuje się, że Eschericha coli spełnia wszystkie z wymienionych kryteriów. Jednocześnie na podstawie tych kryteriów można rozwiać wiele wątpliwości i wyciągnąć kilka ważnych z punktu widzenia praktyki wodociągowej wniosków.

Przede wszystkim ważny jest warunek, że bakteria wskaźnikowa nie może być chorobotwórcza. Ma to istotne znaczenie z następujących względów:

po pierwsze z punktu widzenia samego oznaczania w laboratorium - gdzie przecież bakterie namnaża się do bardzo dużych ilości,
po drugie jeśli wskaźnik byłby chorobotwórczy, wówczas zawsze kategorycznie należałoby podejmować decyzje o wyłączeniu wodociągu, bez analizy zagrożenia i ryzyka.

Jednocześnie warto w tym miejscu warto podkreślić, że bakteria Escherichia coli jest bakterią chorobotwórczą w określonych przypadkach i sytuacjach. Wywołuje bowiem zakażenia układu moczowego, jak i zapalenie opon mózgowych (u noworodków).

Kolejne kryterium i jednocześnie ważna informacja dla eksploatatora SUW - bakteria Eschericha coli nie wytwarza przetrwalników. Skoro nie wytwarza, tzn. że zawsze jeśli zostanie stwierdzona jest to „świeża" bakteria, która została stosunkowo nie dawno wprowadzona do wody. Czyli innymi słowy, skażenie wody nastąpiło w krótkim okresie poprzedzającym jej wykrycie. Jednocześnie informacja ta mówi o tym, że bakteria Escherichia coli nie tworzy form, które pomagają przetrwać niekorzystne warunki środowiska (w tym chlorowanie). Przykładowo, wg. Macioszczyk "Hydrogeochemia" czas przeżycia bakterii Escherichia coli w warstwie wodnośnej wynosi od 25 - 75 dni.

Bakterie wskaźnikowe nie rozmnażają się w wodzie! Również ważna informacja dla eksploatatora. Jeśli bakterie takie jak Escherichia przedostaną się do wodociągu to nie będą się w nim rozmnażać tylko „wypłyną" przy pierwszej, natrafiającej się okazji. Dlatego tak ważne jest płukanie wodociągu i przepuszczanie przez niego możliwie dużej ilości wody, która pozwoli wyłuskać bakterie jakie znalazły się w sieci wodociągowej. Oczywiście pod warunkiem, że woda wtłaczana do sieci nie będzie zawierała „świeżych" porcji bakterii. Oraz co równie ważne, najtrudniej poradzić sobie w sytuacji, gdy wodociąg jest zamknięty, decyzją służb sanitarnych. Postępowanie w takim wypadku zostało scharakteryzowane w dalszej części opracowania.

Bakterie wskaźnikowe muszą być wykrywane w stosunkowo krótkim czasie - i tak zasadniczo jest w przypadku bakterii Escherichia jest to czas oczekiwania ok 48 godziny. Obecnie są już metody analizy bakterii Escherichia coli, które trwają znacznie krócej i pozwalają szybko ocenić efektywność prowadzonej dezynfekcji i podjąć decyzje co do przydatności wody do celów spożywczych.

Na koniec warto jeszcze raz podkreślić jedną rzecz - bakteria Escherichia jako organizm wskaźnikowy zawsze informuje o tym że nastąpiło skażenie ujęcia (względnie przedostała się bezpośrednio do rurociągu podczas usuwania awarii, bądź przy okazji mikrospękań i nieszczelności) ściekami zawierającymi odchody (ludzkie bądź zwierzęce). Przykładowo 1 g odchodów zawiera ok 10.000.000 - 1.000.000.000 bakterii Escherichia coli. Oznacza to m.in. tyle, że 1 g kału może skazić bakterią Escherichia coli ok 10.000 m3 wody!

Niestety w odchodach mogą znajdować się znacznie bardziej niebezpieczne bakterie, które wywołują już poważne choroby z durem brzusznym, czy czerwonką na czele. Dlatego służby sanitarne reagują tak zdecydowanie i szybko na wykrycie choćby jednej bakterii Escherichia coli - nigdy bowiem nie można wykluczyć że w wodzie nie ma tych bardziej niebezpiecznych mikroorganizmów, które wywołają epidemię w całym obszarze zasilania w wodę.

Escherichia coli należy do rodziny Enterobacteriaceae. Jest to pałeczka jelitowa, która jest drobnoustrojem na ogół nie chorobotwórczym. W przewodzie pokarmowym spełnia pożyteczną rolę, bo oprócz funkcji trawiennych bierze udział w wytwarzaniu witamin z grupy B oraz K.

Bakterie z tej rodziny mogą jednak w określonych warunkach wywoływać choroby. Warunki te dotycząc przede wszystkim osób osłabionych, noworodków oraz osób słabszych. Do chorób za które organizmy te są odpowiedzialne zaliczyć należy biegunki, zakażenia układu moczowego czy zapalenie opon mózgowych u noworodków. Jak wskazano wcześniej są to bakterie względnie tlenowe i nie wytwarzające przetrwalników.

Wygląd bakterii Escherichia coli przedstawiono na rys. 2. Ma ona wymiary ok 2 - 3 μm i grubość ok 0,7 μm. Niektóre szczepy tych bakterii są bezrzęsne inne posiadają liczne rzęski.

Podatność bakterii Escherichia coli na dezynfekcję jest dość duża. Siłę dezynfekcji określa się tzw. czynnikiem CT, który jest iloczynem stężenia substancji dezynfekującej określonej w mg/L i czasu kontaktu wody i substancji dezynfekującej (podawanym w min). W przypadku Escherichia coli współczynnik CT wynosi odpowiednio dla poszczególnych dezynfektantów:

chloru wolnego: CT przy pH 6 - 7: 0,034 - 0,05 - co oznacza, że przy stężeniu chloru równym 0,05 mg/L Escherichia coli w zasadzie ginie po czasie kontaktu 1,0 min (jeśli nie ma czynników ograniczających skuteczność działania chloru),
dla chloramin (w sytuacji, gdy w wodzie znajduje się jon amonowy) czynnik CT wynosi 95 - 180 !!! - czyli zakładając, że dopuszczalne stężenie chloraminy w wodzie wynosi 0,5 mg/L czas kontaktu, który pozwoli na unieszkodliwienie bakterii Escherichia coli wyniesie nawet 6 godzin,
dwutlenek chloru: CT - 0,4 - 0,75;
ozon: CT = 0,02

Współczynnik CT należy interpretować jako iloczyn stężenia substancji dezynfekującej (podawany w mg/L) oraz czasu kontatku substancji dezynfekującej z wodą (podawany w minutach).

Przykładowo czynnik CT dla ozonu równy 0,02 mówi, że stężenie ozonu w 0,02 mg jest w stanie unieszkodliwić bakterię Escherichia coli w czasie 1 minuty.

Faktyczna siła dezynfekcyjna zależy jednak w dużej mierze od warunków dodatkowych procesu dezynfekcji - wśród których (zwłaszcza dla chloru wolnego) istotnym czynnikiem jest choćby czystość wodociągu (zawartość osadów żelazowych w rurociągach).

Opracowanie: Łukasz Weber