$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Waterkwaliteitsanalyse is essentieel om de integriteit van waterbronnen te waarborgen. De aanwezigheid van indicatormicro-organismen correleert met de aanwezigheid van uitwerpselen, die ziekteverwekkende pathogenen kunnen bevatten. Indicatororganismen kunnen daarom worden gebruikt om de veiligheid van watervoorraden te evalueren.
Fecale besmetting in water vormt een aanzienlijk risico voor de gezondheid van planten, dieren en mensen, omdat gastro-intestinale pathogenen in zeer hoge aantallen in de ontlasting worden afgegeven. Het is echter niet haalbaar om watermonsters te controleren op elk type uniek pathogeen dat met fecale verontreiniging geassocieerd is. Het onderzoeken van indicatororganismen biedt een eenvoudige, snelle en kosteneffectieve manier om fecale besmetting in waterbronnen te detecteren.
Deze video zal de principes achter het gebruik van indicatororganismen om de waterkwaliteit te evalueren, hoe verzamelde watermonsters te testen, en de interpretatie en kwantificering van resulterende gegevens illustreren.
Om als waterkwaliteitsindicator te worden gebruikt, moeten organismen aan vijf specifieke criteria voldoen. Ten eerste moet het detecteerbaar zijn in water waar het pathogeen aanwezig is, en afwezig zijn wanneer het pathogeen afwezig is. Ten tweede moet het aantal indicatororganismen overeenkomen met de niveaus van het pathogeen. Het moet ook stoerder en langer in het milieu aanwezig zijn dan het pathogeen. Ten slotte moet detectie eenvoudig, veilig en goedkoop zijn, en effectief zijn voor alle watertypen.
Twee van de meest voorkomende bacteriële indicatorgroepen zijn totale coliformen en fecale coliformen, meestal E. coli. Totale coliformen kunnen in het darmkanaal van zoogdieren worden gevonden, maar kunnen ook van nature voorkomen in bodem en oppervlaktewater. Fecale coliformen zijn een subset die volledig in de maag-darmkanalen van zoogdieren en vogels verblijven en voortdurend in de ontlasting worden uitgescheiden. Coliformen zijn kwetsbaar voor dezelfde stress als veel voorkomende darmpathogenen, zoals waterbehandeling of lage nutriëntniveaus, hun aanwezigheid in een watermonster is een nuttige indicator van de mogelijke aanwezigheid van pathogenen. Zowel totale coliformen als E. coli worden gemakkelijk gedetecteerd in de laboratoriumomgeving.
Voor detectie worden chemische substraten toegevoegd aan het monster dat de coliformen metaboliseren, wat resulteert in een kleurverandering. Voor totale coliformen wordt ONPG omgezet in nitrofenol, waardoor het water geel wordt. Voor fecale coliformen zet E. coli MUG om in een methyl-umbelliferoonproduct dat blauwgroen fluoresceert onder ultraviolet licht. In de eenvoudigste toepassing kan de substraattest de aanwezigheid of afwezigheid van coliformen die in het water aanwezig zijn op het moment van bemonstering bevestigen.
In tegenstelling tot deze kwalitatieve methode kan het aantal totale coliformen per monster worden geschat met behulp van een gespecialiseerde verdeelde lade. Nadat het reactieve substraat is opgelost, wordt het watermonster toegevoegd aan een lade met grote en kleine putjes en vervolgens geïncubeerd. Putjes die de kleurverandering vertonen, worden geteld en de verhouding van kleine naar grote putjes die positieve colorimetrische signalen vertonen, wordt uitgelijnd met een kaart die een hoeveelheid aangeeft. Amerikaans drinkwater moet nul totale coliformen per 100 mL bevatten.
Nu we bekend zijn met de principes van het gebruik van indicatororganismen om waterverontreiniging te identificeren en te kwantificeren, laten we eens kijken hoe dit in het laboratorium wordt uitgevoerd.
Zodra monsters zijn verzameld, breng ze dan naar het laboratorium voor testen. Om te beginnen, open een plastic fles van 100 ml. Flessen kunnen een kleine hoeveelheid poedervormig natriumthiosulfaatreagens bevatten dat wordt gebruikt om de neutralisatie van eventueel aanwezig chloor te garanderen. Voeg 100 ml watermonster toe aan de fles. Open een kussenbuis met voedingssubstraat en giet de inhoud in het watermonster in de fles. Sluit de fles en schud krachtig, draai de fles herhaaldelijk om totdat het substraat volledig is opgelost. Incubeer vervolgens het monster-reagensflesje gedurende 24 uur bij 35 °C.
Observeer de gele kleurverandering in het monster-reagensmengsel. Gele kleur geeft aan dat coliformen aanwezig zijn. Geen kleurverandering geeft aan dat coliformen afwezig zijn. Stel ten slotte het monster-reagensmengsel bloot aan ultraviolet licht en observeer. Blauwe fluorescentie, in combinatie met een gele kleurverandering, geeft aan dat E. coli aanwezig is. Geen fluorescentie geeft afwezigheid aan.
Meest Waarschijnlijk Aantal, of MPN, kan ook worden bepaald voor monsters. Open een fles en voeg 100 ml watermonster toe. Open de kussenbuis met voedingssubstraat en giet de inhoud in het watermonster in de fles. Sluit de fles en schud krachtig, draai herhaaldelijk om totdat het substraat volledig is opgelost. Open voorzichtig de lade door de randen aan de bovenkant samen te knijpen en trek de papieren tab terug. Oefen constante druk uit om de lade open te houden. Giet het monster-reagensmengsel in de lade en sluit af. Incubeer de lade gedurende 24 uur bij 35 °C.
Observeer de kleurverandering in de monster-reagensmixlade. Tel het aantal grote en kleine putjes dat geel zijn geworden om de aanwezigheid van coliformen aan te geven. Stel vervolgens de monster-reagenslade bloot aan ultraviolet licht en observeer blauwe fluorescentie. Tel het aantal grote en kleine putjes dat een positieve aanwezigheid van E. coli signaleert.
Gebruik de meegeleverde MPN-sheet om de concentratie voor elk indicatororganisme aanwezig in 100 ml water te kwantificeren. Zoek het aantal kleine positieve putjes langs de bovenkant van de tabel en het aantal grote positieve putjes op de linkerzijas. De kruising van de twee geeft een figuur weer die het Meest Waarschijnlijke Aantal vertegenwoordigt, wat het geschatte aantal organismen per 100 ml is.
Totale coliform- en E. coli-detectietests worden gebruikt om verontreiniging in verschillende watermonsters te controleren.
Water dat bedoeld is voor menselijke consumptie, of drinkbaar, wordt routinematig getest op verontreiniging. Om water als veilig te beschouwen, mag het minder dan 1 coliform per 100 ml bevatten. Hier werd water uit een kraan verzameld en get
