Why is membrane filtration ideal for testing drinking water quality?

Membrane filtration works best for low turbidity water sources like drinking water, swimming pools, and lakes because the 0.45 micrometer pore size efficiently traps bacteria without clogging. High particulate matter can foul the filter and limit sample volume processing. This technique allows rapid bacterial enumeration and identification on selective growth media.

What do total coliforms indicate about water contamination?

Total coliforms are non-pathogenic bacteria from warm-blooded animal intestines that indicate fecal release into water. Their presence signals that pathogenic microorganisms may also be present. Detection of coliforms means the water source has experienced fecal contamination and warrants further investigation for harmful pathogens.

How are total coliform colonies identified after membrane filtration?

Total coliform colonies appear pink to dark red with a metallic surface sheen on selective media. Atypical colonies may be dark red, mucoid, or nucleated without sheen. Verification involves transferring colonies to lauryl tryptose broth with a Durham tube; turbidity plus gas production confirms total coliforms.

What distinguishes fecal enterococci from other indicator bacteria?

Fecal enterococci colonies appear pink to dark red on selective media. They are confirmed by Gram staining as positive, ovoid bacteria grouped in pairs or short chains, combined with a negative catalase test showing no bubbling with hydrogen peroxide. This combination distinguishes them from catalase-positive bacteria like Citrobacter.

What happens to water samples during the membrane filtration process?

Negative pressure draws water across a 0.45 micrometer filter, trapping bacteria and particles larger than the pore size. Smaller particles, viruses, and dissolved solids pass through into waste. After filtration, the membrane is rinsed three times with sterile water, then transferred to growth plates for culturing target microorganisms.

Why are coliform indicator bacteria used instead of testing for all pathogens?

The sheer number and variety of fecal-oral pathogens makes individual testing impractical and expensive. Coliform indicator bacteria are consistently excreted in feces from warm-blooded animals, making them reliable markers of fecal contamination. Their presence suggests pathogenic organisms may also be present in the water source.

When is a water source considered unfit for human consumption?

If more than 5% of water samples collected over a one-month period test positive for indicator bacteria, the source may be considered unfit for human consumption. This threshold indicates consistent fecal contamination and potential presence of disease-causing organisms that pose public health risks.

Выделение фекальных бактерий из проб воды с помощью фильтрации

0 views10:58 min

1. Отбор и обработка проб воды

Соберите несколько проб воды объемом 1-л из тестового источника воды (, например, фонтаны, бассейны, резервуары, системы распределения воды, неочищенные или очищенные сточные воды) и транспортируйте их на льду в лабораторию для микробиологического анализа.
Стерилизуйте или продезинфицируйте мембранный фильтрационный коллектор в сборе перед использованием путем автоклавирования, воздействия ультрафиолетового излучения (2 минуты) или воспламенения этанола.
После охлаждения всех деталей правильно подсоедините коллектор к вакуумному насосу и колбе для отходов вакуумной фильтрации, содержащей отбеливатель.
Этаноловым пламенем простерилизуйте пару щипцов и с их помощью удалите стерильный сетчатый мембранный фильтр из упаковки. Обычно используются мембраны диаметром 47 мм с размером пор 0,45 мкм. Тем не менее, можно использовать альтернативные диаметры и размеры пор при условии, что размер пор может в достаточной степени захватывать целевой микроорганизм (микроорганизмы) и по меньшей мере 70% площади фильтра состоит из порового пространства.
Поместите фильтр в центр зоны мембранной фильтрации коллектора, приложите стерильную воронку фильтра к устройству и закрепите ее на месте.
Измерьте желаемый объем тестовой воды (, например, 100 мл) и добавьте ее в воронку (на воронке видна отметка в 100 мл).
Подайте частичный вакуум [перепад давления от 34 до 51 кПа (килоПаскалей)] для того, чтобы пропустить испытательный образец через фильтр. Общее количество взвешенных твердых веществ, включая бактерии и разлагающиеся органические вещества, больше среднего размера пор фильтра 0,45 мкм, задерживается на фильтре. Более мелкие частицы, включая вирусы и растворенные твердые вещества, такие как небольшое количество органических веществ и солей, проходят через мембрану и попадают в вакуумную колбу контейнера для отходов, содержащую отбеливатель.
После полного прохождения образца через фильтр промойте внутреннюю часть воронки двумя-тремя объемами по 20-30 мл стерильной воды.
Выключите пылесос и снимите воронку с коллектора после завершения последней полоскания.
С помощью стерилизованных щипцов этаноловым пламенем немедленно снимите мембранный фильтр с устройства и немедленно поместите его на соответствующую питательную среду для целевого микроорганизма (В таблице 1 перечислены рекомендуемые питательные среды и условия инкубации для каждого из них).
Нанесите мембранный фильтр на поверхность агарозы роликовым движением, чтобы обеспечить полный контакт мембраны с питательной средой и избежать попадания пузырьков воздуха.
Замените использованную фильтрующую воронку стерильной установкой между обработкой каждого образца и продезинфицируйте коллектор из нержавеющей стали этанолом во избежание перекрестного загрязнения.

2. Перечисление колоний

По истечении инкубационного периода извлеките из инкубатора пластины роста для перебора.
В идеале следует проводить подсчет колоний при малом увеличении с использованием холодного белого источника света.
Всего колиформных бактерий
1. Общие колонии колиформных бактерий обычно имеют розовый или темно-красный цвет с металлическим блеском поверхности. Сам блеск может как частично, так и полностью покрывать колонию. Атипичная общая морфология коловидной колонии может быть темно-красной, мукоидной или с ядром без блеска.
2. Колонии розового, голубого, белого или бесцветного цвета, лишенные блеска, считаются неколиформными.
Фекальные колиформные палочки
1. Колонии фекальных колиформных бактерий имеют различные оттенки синего.
2. Нефекальные коловидные колонии имеют серый или кремовый цвет.
Каловые энтерококки
1. Колонии фекальных энтерококков варьируются от розового до темно-красного цвета.

3. Проверка колонии

Всего колиформных бактерий
1. Для проверки наличия-отсутствия возьмите мазок со всей мембраны с помощью стерильной инокуляционной петли. Для колоний предпочтительно проверять по крайней мере пять типичных и атипичных морфологий.
2. Переложите выбранную колонию в стеклянный сосуд с бульоном лаурилтриптозы с помощью трубки Дарема. Инкубировать инокулированные пробирки при температуре 35±0,5 °C в течение 48 часов. Наличие мутности, указывающей на рост в сочетании с газообразованием, верифицирует колонию как колиформную.
Фекальные колиформные палочки
1. Асептически перенесите колонии синего цвета в стеклянные сосуды, содержащие стерильную среду EC, с помощью трубки Дарема. Инкубировать инокулированные пробирки при температуре 44,5 ± 0,2 °C в течение 24 ч. Наличие помутнения, указывающее на рост в сочетании с газообразованием, верифицирует колонию как фекальную колиформную палочку.
Каловые энтерококки
1. Колонии, типичные для морфологии фекальных энтерококков, для асептической изоляции на агаре для инфузии мозга и сердца (BHIA) и инкубируйте при температуре 35 ± 0,5 °C в течение 24–48 часов.
2. Перенесите рост из изолированной колонии на BHIA на два предварительно очищенных предметных стекла.
3. Добавьте две-три капли 3%-ной перекиси водорода в подготовленные мазки на предметных стеклах. Быстрое появление пузырьков свидетельствует о «положительном результате каталазы», а изолят не является фекальной бактерией стрептококка.
4. Проведите окрашивание по Граму для определения изолятов как «каталазного отрицательного» (пузырьков не наблюдается). Фекальные энтерококки грамположительные, яйцевидные, появляются в основном парами или короткими цепочками.

Бактериальный индикатор кала	Рекомендуемые медиа (Температура инкубации, время)¹
Всего колиформных	ЛЕС эндо агар (35 ± 5 °C, 24 ч) M-Endo Medium (35 ± 5 °C, 24 ч)
Фекальные колиформы	m-FC Средний (44,5 ± 0,2 °C, 24 ч)
Фекальные энтерококки	m Enterococcus Агар (35 ± 0,5 °C, 48 ч)

Таблица 1. Широко используемые питательные среды для определения фекальных бактериальных индикаторов в образцах окружающей среды
¹ В соответствии с рекомендациями Стандартные методы обследования воды и сточных вод (Американская ассоциация общественного здравоохранения и Американская ассоциация водоснабжения, 22^nd издание, 2012)