تحليل جودة المياه عبر الكائنات الحية المرجعية

يعد تحليل جودة المياه أمرا حيويا لحماية سلامة الموارد المائية. يرتبط وجود الكائنات الحية الدقيقة المؤشرة بوجود البراز ، والتي قد تحتوي على مسببات الأمراض المسببة للأمراض. لذلك يمكن استخدام الكائنات الحية المؤشرة لتقييم سلامة إمدادات المياه.

يشكل تلوث البراز في الماء خطرا كبيرا على صحة النباتات والبشر ، حيث يتم التخلص من مسببات الأمراض المعدية المعوية بأعداد كبيرة جدا في البراز. ومع ذلك ، فإن مراقبة عينات المياه لكل نوع من مسببات الأمراض الفريدة المرتبطة بالتلوث البرازي غير ممكن. يوفر مسح الكائنات الحية المؤشرة طريقة بسيطة وسريعة وفعالة من حيث التكلفة للكشف عن تلوث البراز في الموارد المائية.

سيوضح هذا الفيديو المبادئ الكامنة وراء استخدام الكائنات الحية المرجعية لتقييم جودة المياه ، وكيفية اختبار عينات المياه التي تم جمعها ، وتفسير البيانات الناتجة وتقديرها الكمي.

لاستخدامها كمؤشر لجودة المياه ، يجب أن تفي الكائنات الحية بخمسة معايير محددة. أولا ، يجب أن يكون قابلا للاكتشاف في الماء حيث يوجد العامل الممرض ، وغائبا عند غياب العامل الممرض. ثانيا ، يجب أن يتوافق عدد الكائنات الحية المؤشرة مع مستويات مسببات الأمراض. يجب أن يكون أيضا أكثر صرامة ويستمر لفترة أطول في البيئة من العامل الممرض. أخيرا ، يجب أن يكون الكشف سهلا وآمنا وغير مكلف وفعالا في جميع أنواع المياه.

اثنتان من أكثر مجموعات المؤشرات البكتيرية شيوعا هما القولونيات الكلية والقولونيات البرازية ، وعادة ما تكون الإشريكية القولونية. يمكن العثور على إجمالي القولونيات في أمعاء الثدييات ، ولكنها قد تحدث أيضا بشكل طبيعي في التربة والمياه السطحية. القولونيات البرازية هي مجموعة فرعية تعيش بالكامل داخل الجهاز الهضمي للثدييات والطيور ويتم التخلص منها باستمرار في البراز. القولونيات معرضة لنفس الضغوط مثل العديد من مسببات الأمراض الشائعة في الأمعاء ، مثل معالجة المياه أو انخفاض مستويات المغذيات ، ووجودها في عينة الماء هو مؤشر مفيد على الوجود المحتمل لمسببات الأمراض. يتم اكتشاف كل من القولونيات الكلية والإشريكية القولونية بسهولة في المختبر.

للكشف ، تتم إضافة ركائز كيميائية إلى العينة التي تستقلب القولونيات ، مما يؤدي إلى تغيير اللون. بالنسبة للأشكال القولونية الكلية ، يتم تحويل ONPG المضاف إلى نيتروفينول ، مما يحول الماء إلى اللون الأصفر. بالنسبة للقولونيات البرازية ، يحول الإشريكية القولونية MUG إلى منتج ميثيل umbelliferone يتألق اللون الأزرق والأخضر تحت الأشعة فوق البنفسجية. في أبسط تطبيق له ، يمكن أن يؤكد اختبار الركيزة وجود أو عدم وجود القولونيات الموجودة في الماء في وقت أخذ العينات.

على عكس هذه الطريقة النوعية ، يمكن تقدير عدد إجمالي القولونيات لكل عينة باستخدام صينية مقسمة متخصصة. بعد إذابة الركيزة التفاعلية ، تضاف عينة الماء إلى صينية تحتوي على آبار كبيرة وصغيرة ، ثم يتم احتضانها. يتم حساب الآبار التي تظهر تغير اللون ، ويتم محاذاة نسبة الآبار الصغيرة إلى الكبيرة التي توضح إشارات لونية إيجابية إلى مخطط يشير إلى كمية. يجب أن تحتوي إمدادات مياه الشرب الأمريكية على صفر إجمالي القولونيات لكل 100 مل.

الآن بعد أن أصبحنا على دراية بمبادئ استخدام الكائنات الحية المرجعية لتحديد تلوث المياه وتحديده كميا ، دعنا نلقي نظرة على كيفية تنفيذ ذلك في المختبر.

بمجرد جمع العينات ، أحضرها إلى المختبر لفحصها. للبدء ، افتح زجاجة بلاستيكية سعة 100 مل. قد تحتوي الزجاجات على كمية صغيرة من مسحوق كاشف ثيوسلفات الصوديوم الذي يستخدم لضمان تحييد أي كلور قد يكون موجودا. أضف 100 مل من عينة الماء في الزجاجة. افتح أنبوب وسادة يحتوي على ركيزة مغذية واسكب المحتويات في عينة الماء داخل الزجاجة. قم بتغطية الزجاجة وإغلاقها ، ثم رجها بقوة ، مع قلب الزجاجة بشكل متكرر حتى تذوب الركيزة تماما. بعد ذلك ، احتضان زجاجة كاشف العينة عند 35؟ C لمدة 24 ساعة.

لاحظ تغير اللون الأصفر في خليط العينة والكاشف. يشير اللون الأصفر إلى وجود القولونيات. لا يوجد تغيير في اللون يشير إلى غائب القولونيات. أخيرا ، قم بتعريض خليط العينة والكاشف للأشعة فوق البنفسجية وراقب. يشير التألق الأزرق ، بالاشتراك معه ، إلى وجود الإشريكية القولونية. لا يوجد مضان يشير إلى الغياب.

يمكن أيضا تحديد الرقم الأكثر احتمالية ، أو MPN ، للعينات. افتح زجاجة وأضف 100 مل من عينة الماء. افتح أنبوب الوسادة من الركيزة المغذية واسكب المحتويات في عينة الماء في الزجاجة. قم بتغطية الزجاجة وإغلاقها. رج العبوة بقوة ، مع قلبها بشكل متكرر حتى تذوب الركيزة تماما. افتح الدرج بحذر عن طريق الضغط على الحواف في الأعلى واسحب لسان الورق للخلف. استخدم ضغطا ثابتا لإبقاء الدرج مفتوحا. يسكب خليط الكاشف في الصينية ويغلق. احتضان الدرج في 35؟ C لمدة 24 ساعة.

لاحظ تغير اللون في درج مزيج العينة والكاشف. احسب عدد الآبار الكبيرة والآبار الصغيرة التي تحولت إلى اللون الأصفر للإشارة إلى وجود القولونيات. بعد ذلك ، قم بتعريض علبة كاشف العينة للأشعة فوق البنفسجية ولاحظ التألق الأزرق. احسب عدد الآبار الكبيرة والصغيرة التي تشير إلى وجود إيجابي للإشريكية القولونية.

باستخدام ورقة MPN المتوفرة ، حدد تركيز كل كائن مؤشر موجود في 100 مل من الماء. أوجد عدد الآبار الموجبة الصغيرة على طول الجزء العلوي من الجدول ، وعدد الآبار الموجبة الكبيرة على المحور الأيسر. سيعطي تقاطع الاثنين رقما يمثل الرقم الأكثر احتمالية ، وهو العدد المقدر للكائنات الحية لكل 100 مل.

تستخدم اختبارات الكشف عن القولونيات الكلية والإشريكية القولونية للتحقق من التلوث في مجموعة متنوعة من عينات المياه.

يتم اختبار المياه المخصصة للاستهلاك البشري ، أو الصالحة للشرب ، بشكل روتيني بحثا عن التلوث. لكي تعتبر المياه آمنة ، يجب أن تحتوي على أقل من 1 قولونية لكل 100 مل. هنا ، تم جمع الماء من الصنبور ، واختباره بحثا عن التلوث الكلي بالقولونيات أو الإشريكية القولونية ، كما هو موضح سابقا. حددت النتائج ما إذا كان مصدر المياه آمنا للاستهلاك.

عينة أخرى يتم اختبارها بشكل شائع هي مياه الصرف الصحي المعالجة. يجب اختبار المياه للتأكد من أنها آمنة لإطلاقها في البيئة أو إعادة استخدامها للاستخدام البشري. نظرا لأنه كان من المتوقع حدوث مستويات عالية من التلوث قبل المعالجة ، تم تخفيف عينة مياه الصرف الصحي الخام إلى 1: 100,000. ثم خضعت هذه العينات لاختبارات الكشف عن القولونيات الكلي والإشريكية القولونية ، وحساب قيم MPN. يجب أن تكون القيمة الآمنة بعد المعالجة خالية من البكتيريا التي يمكن اكتشافها.

لقد شاهدت للتو مقدمة JoVE لاختبار جودة المياه باستخدام الكائنات الحية المؤشرة. يجب أن تفهم الآن كيفية اختبار عينات المياه بحثا عن الإشريكية القولونية والقولونيات الأخرى ، وكيفية تحديد درجة التلوث الموجودة. شكرا للمشاهدة!