Miano coli i inne wskaźniki mikrobiologicznej czystości wody:

Miano mikroorganizmów – najmniejsza objętość badanego materiału, w którym znajduje się przynajmniej jedna żywa komórka mikroorganizmu wskaźnikowego. Oznaczenie miana służy do określenia stopnia skażenia badanego materiału mikroorganizmami. Najczęściej wykonuje się badanie miana coli, gdyż jest to bakteria masowo występująca w kale człowieka, a przy tym jej żywotność trwa dłużej niż innych bakterii z tego samego źródła. Miano coli zwane też mianem pałeczek okrężnicy to najmniejsza objętość wody (w cm³), z której w hodowli powstanie przynajmniej jedna kolonia Escherichia coli. Określanie miana coli jest podstawową metodą oceny, czy woda lub żywność miały kontakt z odchodami. Jest to łatwe do wykonania badanie wskaźnikowe. Jeśli w próbce stwierdzi się ilość bakterii powyżej normy, z dużą pewnością należy przyjąć że próbka może zawierać szkodliwe, chorobotwórcze bakterie. Oznaczenie można przeprowadzić na kilka sposobów. Najprostszy wykorzystuje właściwość bakterii fermentacji laktozy z wytworzeniem kwasów i gazu w temperaturze 44 °C. Pobraną próbkę wody rozcieńcza się (wody pitnej z przyczyn oczywistych się nie rozcieńcza) w pożywce zawierającej laktozę (jako substrat) i zieleń brylantynową (jako wskaźnik kwasowości). Oznaczenie przeprowadza się z użyciem rurki Durhama (służy ona do zbierania wydzielanego gazu). Po dobowej inkubacji można odczytywać wyniki. Podstawowe poziomy czystości wody z rzek, stawów, ścieków[cm³]:

• 0,1 – woda jest niezdrowa

• 1,0 – woda jest zanieczyszczona (niepewna)

• 10 – woda jest stosunkowo czysta (ale niezdatna do spożycia)

• 100 – woda jest dostatecznie czysta

W ocenie czystości wód bierze się pod uwagę ich cechy fizyczne, chemiczne i biologiczne i określa je za pomocą wskaźników zanieczyszczeń. Posuwowymi wskaźnikami są wskaźniki fizykochemiczne i biologiczne. Miano coli To oznaczenie określające najmniejszą ilość wody wyrażona w cm3, w której znajduje się jedna bakteria z grupy coli (np. pałeczka okrężnicy, np.
Woda czysta- miano coli = 1 bakteria w 100 cm3
Woda brudna- miano coli= 1 bakteria w 1 cm3
Obecność bakterii świadczy o zanieczyszczeniu wody przez kał lub ścieki bytowe
Indeks saprobowości To biologiczny wskaźnik jakości wody, ustalany za pomocą saprobów, charakterystycznych dla wód o różnym stopniu zanieczyszczeniu. Określa się go na podstawie występowania w wodzie tzw. Gatunków wskaźnikowych, czyli określonych zespołów organizmów roślinnych i zwierzęcych charakterystycznych dla danego stopnia czystości wód, natomiast obecność sinic, na bardzo duże zanieczyszczenie.

Pałeczka okrężnicy (Escherichia coli) - Fakultatywnie tlenowa, Gram-ujemna pałeczka należąca do rodziny Enterobacteriaceae. Wchodzi w skład fizjologicznej flory bakteryjnej jelita grubego człowieka oraz zwierząt stałocieplnych. W jelicie spełnia pożyteczną rolę, uczestnicząc w rozkładzie pokarmu, a także przyczyniając się do produkcji witamin z grupy B, C oraz K. E. coli spotyka się również w glebie i wodzie, gdzie trafiają z wydzielinami i kałem. Bakterie te, zwykle nieszkodliwe w jelicie, mogą jednak powodować groźne schorzenia przewodu pokarmowego, dróg moczowych, a ostatnio często dróg oddechowych.

Bakterie z grupy coli - Bakterie grupy coli to przede wszystkim szczepy Escherichia coli oraz drobnoustroje z rodzaju Enterobacter, Citrobacter i Klebsiella. Wykrywane są one na podłożach z laktozą po inkubacji w temperaturze 37 ^oC. Bakterie grupy coli typu kałowego (termotolerancyjne) to głównie szczepy Escherichia coli i tylko te nieliczne szczepy z rodzajów Enterobacter, Citrobacter i Klebsiella, które mają zdolność fermentacji laktozy w temperaturze 44 ^oC. Obecność w badanej próbce wody bakterii grupy coli lub bakterii grupy coli typu kałowego świadczy o stosunkowo świeżym zanieczyszczeniu wody kałem, ściekami, glebą lub gnijącym materiałem roślinnym. W zasadzie dla większości rodzajów wód zalecane jest oznaczanie liczby bakterii obu grup coli.

Paciorkowce kałowe - Paciorkowce kałowe to grupa bakterii kulistych lub owalnych, występujących w postaci komórek pojedynczych, dwoinek lub krótkich łańcuszków. Obejmuje ona drobnoustroje z rodzajów: Enterococcus i Streptococcus należące do grupy serologicznej Lancefield D, m. in. Streptococcus faecalis, S. faecium, S. equinus i S. bovis. Występują one powszechnie w kale ludzi i zwierząt. Stwierdzenie obecności paciorkowców kałowych w badanej próbie świadczy o jej kontakcie z zanieczyszczeniami typu kałowego, podobnie jak obecność bakterii grupy coli. Występowanie enterokoków w liczbie znacznie przewyższającej liczbę bakterii grupy coli, sugerować może zanieczyszczenie wody kałem zwierzęcym lub ściekami, pochodzącymi z ferm hodowlanych. Paciorkowce fekalne na ogół charakteryzuje dłuższa przeżywalność w wodzie oraz większa odporność na działanie chloru niż bakterie grupy coli.

Najważniejsze cechy charakterystyczne tej grupy bakterii to:

- zdolność wzrostu w temperaturze 45^oC, w obecności 40% żółci oraz obecności azydku sodowego;

- zdolność wzrostu w temperaturze 10^oC ( z wyjątkiem S. bovis i S. equinus) przy pH 9,6, w

obecności 6,5% chlorku sodowego;

- ujemny test na katalazę oraz barwienie dodatnie w metodzie Grama.

Laseczki z rodzaju Clostridium - o starym, odległym w czasie zanieczyszczeniu kałowym może świadczyć wykrycie w badanej próbce wody bakterii redukujących siarczyny (głównie szczepy Clostridium perfringens); ich przetrwalniki mogą zachować żywotność przez wiele lat w niesprzyjających warunkach. Clostridia redukujące siarczyny są też bardzo dobrym wskaźnikiem prawidłowości prowadzonych procesów uzdatniania wody, takich jak koagulacja, sedymentacja i filtracja. Przetrwalniki tych bakterii, a wraz z nimi również cysty pasożytniczych pierwotniaków (Cryptosporidium parvum, Giardia lamblia) powinny być wyeliminowane właśnie w tych etapach uzdatniania wody, gdyż są one bardzo oporne na działanie środków dezynfekcyjnych. Wykrycie bakterii z rodzaju Clostridium jest technicznie znacznie bardziej proste od poszukiwania pierwotniaków pasożytniczych i daje dużą pewność, że woda uzdatniona jest wolna od pierwotniaków i jaj robaków chorobotwórczych (helmintów).

Pseudomonas aeruginosa - obok wymienionych elementów analizy sanitarnej proponuje się obecnie dodatkowo wykrywanie bakterii z gatunku Pseudomonas aeruginosa w wodzie do picia i na potrzeby gospodarcze a także w wodzie dla zakładów kąpielowych oraz w wodach powierzchniowych. Przedstawicieli tego gatunku wyizolowano z kału ludzkiego oraz w przypadkach zakażeń organizmu – z dróg moczowych, ucha środkowego, ropiejących ran itp. Bakterie te stanowią potencjalny czynnik chorobotwórczy dla ludzi i zwierząt. Poza tym występują one powszechnie w wodach powierzchniowych i glebie. Warto także podkreślić, że mogą one bytować w chlorowanej wodzie, gdyż odznaczają się znaczną odpornością na zabiegi dezynfekcyjne.

Bakterie z rodzaju Legionella - Bakterie z rodzaju Legionella są to Gram ujemne pałeczki posiadające polarnie umieszczone wici w liczbie od 1 do 3. Do wzrostu potrzebują żelaza i cysteiny. Ich naturalnym rezerwuarem są wody śródlądowe i morskie. Licznie występują również w glebie i gorących źródłach wody. Wyizolowano do tej pory 46 gatunków z rodzaju Legionella, wśród których zidentyfikowano 70 grup serologicznych. Bakterie z rodzaju Legionella są wewnątrzkomórkowymi pasożytami pierwotniaków. Mogą również powodować nietypowe zapalenie płuc u ludzi, jak i gorączkę Pontiac. Szczególnie niebezpieczne dla człowieka są bakterie należące do gatunku Legionella pneumophila. Dostają się one do płuc w mikroaerozolach o średnicy 2,0 – 5,0 µm powstających np. w kabinach prysznicowych. Postaci płucnej legionellozy towarzyszy suchy kaszel, zaburzenia w oddychaniu, temperatura powyżej , zaburzenia świadomości. Śmiertelność wynosi 10-20% zachorowań. Rezerwuarem tych bakterii są systemy ciepłej wody i urządzenia wentylacyjne. Bakterie te mogą kolonizować wewnętrzne części rur z ciepłą wodą, zbiorniki na ciepłą wodę, wieże chłodnicze, perlatory zaworów czerpalnych (głowice natryskowe pryszniców).

Dodatkowym wskaźnikiem oceny zanieczyszczenia sanitarnego wód są paciorkowce kałowe. Podobnie jak bakterie z grupy coli są one zawsze obecne w kale ludzi i zwierząt, z tą jednak różnicą, że w kale zwierząt jest znacznie więcej paciorkowców kałowych. Bakterie należące do obu tych grup nie namnażają się w środowisku wodnym, nie wytwarzają przetrwalników, a zatem ich obecność wskazuje na świeże kałowe zanieczyszczenie wody. Wskaźnikiem kałowego zanieczyszczenia wody mogą być też bakterie beztlenowe z rodzaju Clostridium. Te mikroorganizmy występują w kale w mniejszej ilości niż wcześniej przedstawione grupy. Laseczki z rodzaju Clostridium wytwarzają przetrwalniki, które pozwalają im na przebywanie w niekorzystnych warunkach bez utraty zdolności do kiełkowania, a zatem ich obecność w wodzie wskazuje na stare, odległe w czasie zanieczyszczenie kałowe. Ocenę jakości bakteriologicznej wód można poszerzyć o badania ogólnej liczby bakterii psychrotrofowych i mezofilnych oraz liczbę gronkowców obecnych w wodzie. Wysoka liczba bakterii psychrotrofowych świadczy o dużej zawartości substancji organicznych w wodzie. Z kolei liczba bakterii mezofilnych wskazuje na stopień skażenia mikrobiologicznego, a liczba gronkowców na obecność bakterii chorobotwórczych.

Kryteria jakości sanitarnej wody do picia w Polsce.

Jakość bakteriologiczna wody do picia w Polsce oceniana jest na podstawie liczebności dwóch grup bakterii wskaźnikowych: Escherichia coli i enterokoków (tabela 1). Dodatkowo dokonuje się analizy bakterii z grupy coli oraz klostridiów redukujących siarczyny (tabela 2).Według stosowanych w Polsce kryteriów w 100 ml wody podawanej do sieci wodociągowej nie może być ani jednej komórki bakterii uznanych za wskaźnikowe. Podobne normy jakości wody obowiązują w Unii Europejskiej. Dodatkowym ważnym kryterium jakości wody do picia jest także ogólna liczebność bakterii psychrofilnych i mezofilnych w 1 ml wody. Według stosowanych w Polsce kryteriów w wodzie do spożycia przez ludzi liczebność bakterii psychrofilnych nie powinna przekraczać 100 komórek w 1ml, natomiast bakterii mezofilnych 50 komórek w 1 ml wody (tabela 2).

Osobne wymagania dotyczą wód wprowadzanych do jednostkowych opakowań (tabela 3) oraz wód w cysternach, zbiornikach magazynujących wodę w środkach transportu lądowego, powietrznego lub wodnego (tabela 4). Jakość wody ciepłej ocenia się na podstawie liczebności bakterii z rodzaju Legionella (tabela 5).

Tabela 1. Podstawowe wymagania mikrobiologiczne, jakim powinna odpowiadać woda do picia

Lp.	Parametr	Najwyższa dopuszczalna wartość
		Liczba mikroorganizmów [jtk]
1	Escherichia coli	0
2	Enterokoki	0

Tabela 2. Dodatkowe wymagania mikrobiologiczne, jakim powinna odpowiadać woda do picia

Lp.	Parametr	Najwyższa dopuszczalna wartość parametru w próbce wody
		Liczba mikroorganizmów [jtk]
1	Bakterie grupy coli^1	0
4	Ogółna liczba mikroorganizmów w 36±2^oC po 48 h	50
	Ogółna liczba mikroorganizmów w 22±2^oC po 72 h	100
5	Clostridium perfringens^2	0

Tabela 3. Wymagania mikrobiologiczne, jakim powinna odpowiadać woda wprowadzana do

opakowań jednostkowych.

Lp.	Parametr	Najwyższa dopuszczalna wartość
		Liczba mikroorganizmów [jtk]
1	Escherichia coli	0
2	Enterokoki	0
3	Pseudomonas aeruginosa	0
4	Ogółna liczba mikroorganizmów w 36±2^oC po 48 h	20
5	Ogółna liczba mikroorganizmów w 22±2^oC po 72 h	100

Tabela 4. Wymagania mikrobiologiczne, jakim powinna odpowiadać woda w cysternach, zbiornikach magazynujących wodę w środkach transportu lądowego, powietrznego lub wodnego.

Lp.	Parametr	Najwyższa dopuszczalna wartość parametru w próbce wody pobranej
		Liczba mikroorganizmów [jtk]
1	Escherichia coli	0
2	Enterokoki	0
3	Pseudomonas aeruginosa	0
4	Ogółna liczba mikroorganizmów w 36±2^oC po 48 h	100

Tabela 5. Wymagania mikrobiologiczne, jakim powinna odpowiadać ciepła woda użytkowa

Lp.	Parametr	Najwyższa dopuszczalna wartość
		Liczba mikroorganizmów [jtk]
1	Legionella sp.^3	<100

Przyczyny skażenia wód:

Przyczynami zanieczyszczenia wód w Polsce są przede wszystkim ścieki komunalne, które pochodzą z innych miast i osiedli, różnorodne ścieki przemysłowe spływające do rzek z zakładów produkcyjnych, ścieki pochodzące z rolnictwa. A najważniejszymi przyczynami zanieczyszczeń w naszym kraju są substancje zanieczyszczające glebę, które są spłukiwane do strumieni i rzek. Prowadzi to do poważnego zatrucia wód. Dochodzą do tego jeszcze nawozy sztuczne, które akumulują się w ściekach wodnych, gdzie powodują masowy rozwój organizmów roślinnych. Stopień zanieczyszczenia wód powierzchniowych jest bardzo wysoki. Największy wpływ na zanieczyszczenie wód ma górnictwo i energetyka. Najwięcej substancji toksycznych dostarcza ze ściekami przemysł chemiczny. Znaczne ilości ścieków dostarcza gospodarka komunalna. Ścieki zagrażają nie tylko jakości wód powierzchniowych, ale i wodom podziemnym, do których przenikają głównie z nieszczelnych kolektorów sieci kanalizacyjnej.

Zanieczyszczenia wód możemy podzielić ze względu na pochodzenie na naturalne oraz antropogeniczne . Jeszcze mniej więcej do średniowiecza dominowały zanieczyszczenia wód pochodzenia naturalnego. Związane są głównie z rozwojem i obumieraniem wodnych organizmów roślinnych i zwierzęcych. Powodowane są także wypłukiwaniem pewnych substancji ze skał i gleb.Wraz z rozwojem miast, a następnie ośrodków przemysłowych do wód zaczęto odprowadzać coraz więcej szkodliwych substancji. Obecnie głównymi źródłami zanieczyszczeń wód są ścieki komunalne (zawierające m.in. detergenty, mikroorganizmy chorobotwórcze) i przemysłowe (zawierające m.in. sole metali ciężkich, związki siarki i azotu). W wyniku działalności rolniczej do wód powierzchniowych dostają się użyte w nadmiarze nawozy sztuczne i organiczne oraz niewłaściwie stosowane środki ochrony roślin. Przemysł wydobywczy odprowadza do wód gruntowych duże ilości bardzo silnie zasolonych wód kopalnianych.Poważny problem stanowi również rolnictwo, a dokładnie sposób stosowania nawozów organicznych. W licznych gospodarstwach rolnych nawóz jest wywożony po zbiorze zbóż pod rośliny okopowe, a następnie przyorany. Gleba pozostaje więc do wiosny bez okrywy ścierniskowej, a rozpuszczalne związki azotowe i fosforowe przedostają się w głąb gleby, stanowiąc źródło zanieczyszczeń wód podziemnych.
Znaczne ilości zanieczyszczeń wód pochodzą również z transportu wodnego i lądowego. Wody będące szlakami komunikacyjnymi oraz wody występujące w pobliżu dróg i autostrad zawierają zwiększone ilości  związków ołowiu, tlenków azotu, węglowodorów.Do wód szkodliwe substancje przedostają się również na skutek depozycji zanieczyszczeń pochodzących z powietrza. W zanieczyszczaniu wód znaczny udział ma również eutrofizacja. Można powiedzieć, że jest ona zarówno przyczyną, jak i skutkiem zanieczyszczenia wód.

Dlaczego kontrolujemy jakość sanitarną wody?

Możliwość zakażenia ludzi przez wodę zmusza do stałej kontroli higieniczno-sanitarnej, zarówno wody przeznaczonej do picia, jak też i wody w basenach kąpielowych, a nawet w zbiornikach wód powierzchniowych. Przyczyną zakażeń są mikroorganizmy chorobotwórcze wydalane przez ludzi chorych i nosicieli (osobnicy, którzy po przebyciu choroby wydalają zarazki jeszcze przez długi czas z kałem lub moczem). Zarazki występują w ściekach i w wodach powierzchniowych w znacznie mniejszych ilościach niż pozostałe drobnoustroje. Z tego też względu znacznie trudniej jest je wykryć niż występujące masowo w wodzie bakterie saprofityczne, tym bardziej, że w celu ich wykrycia konieczne jest stosowanie znacznie bardziej skomplikowanych metod diagnostycznych. Głównym celem kontroli jakości mikrobiologicznej wody do picia jest zapobieganie epidemiom i ogniskom chorób zakaźnych, których nośnikiem może być woda

Sposoby oznaczania liczebności mikroorganizmów wskaźnikowych w próbie wody:

- metoda filtrów membranowych - metoda filtrów membranowych zalecana jest do badania wody zawierającej małe ilości poszukiwanych bakterii, a więc wody przeznaczonej do picia i potrzeb gospodarskich, może być również wykorzystana w badaniu wód zanieczyszczonych i ścieków po uprzednim rozcieńczeniu tych próbek. Wykrywanie bakterii grupy coli metodą filtrów membranowych polega na przesączeniu określonej objętości wody lub ścieków przez jałowy filtr i inkubacji na określonym podłożu. Bakterie w trakcie sączenia zostają zatrzymane na filtrze, który umieszcza się na pożywce wybiórczej, rozwijając się w czasie inkubacji tworzą na powierzchni filtra kolonie o typowym wyglądzie.

- metoda płytkowa Kocha - jest to metoda hodowlana, służąca do oznaczana liczby bakterii psychofilnych i mezofilnych, w której zakłada się, że każda kolonia rozwija się z pojedynczej komórki bakteryjnej, pozwala więc na określenie liczby żywych, zdolnych do rozmnażania komórek bakterii znajdujących się w badanym materiale. Znaczenie wykonuje się metodą płytkową Kocha, stosując posiew głębinowy na podłoże z agarem odżywczym. Posiewy wody wykonuje się pobierając 1 cm³ nierozcieńczonej próby. Następnie pozostawia do inkubacji bakterie psychrofilne w temperaturze 20° C i mezofilne w temperaturze 37° C. Po okresie inkubacji liczy się wyrosłe kolonie.

- metoda fermentacyjna probówkowa (FP) - stosuje się do wykrywania bakterii grupy coli zarówno w wodzie przeznaczonej do spożycia, do potrzeb gospodarczych, jak również w wodach powierzchniowych i ściekach. Oznaczenie oparte jest na zdolności tych bakterii do fermentowania laktozy z wytworzeniem w podłożu kwasu (zmiana zabarwienia pożywki z fioletowej na żółtą) oraz gazu (w rurkach Durhama umieszczonych w probówkach). Metoda FP pozwala na określenie najbardziej prawdopodobnej liczby (NPL) bakterii coli w 100 ml badanej próbki, wyznaczonej z tablic na podstawie rachunku prawdopodobieństwa, oraz miana coli – najmniejszej objętości badanej wody lub ścieków wyrażonej w ml, w której stwierdza się jeszcze obecność bakterii coli. Oznaczenie bakterii grupy coli wraz z identyfikacją Escherichia coli przeprowadza się w kilku etapach, na które składają się badania wstępne, potwierdzające, uzupełniające i ostateczne.

---

1. Dopuszcza się pojedyncze bakterie wykrywane sporadycznie↩

2. Należy badać w wodzie pochodzącej z ujęć powierzchniowych i mieszanych, a w przypadku przekroczenia dopuszczalnych wartości, należy zbadać czy nie ma zagrożenia zdrowia ludzkiego wynikającego z obecności innych mikroorganizmów chorobotwórczych, np. Cryptosporidium.↩