Бактериологический анализ воды - это метод анализа воды для оценки количества присутствующих бактерий и, при необходимости, определения того, к какому типу бактерий они относятся. Он представляет собой один из аспектов качества воды . Это микробиологическая аналитическая процедура, при которой используются пробы воды, по которым определяется концентрация бактерий. Затем можно сделать выводы о пригодности воды для использования на основе этих концентраций. Этот процесс используется, например, для регулярного подтверждения того, что вода безопасна для потребления человеком или что вода для купания и отдыха безопасна для использования.
Интерпретация и уровни срабатывания триггера для различных вод различаются в зависимости от использования воды. В то время как очень строгие уровни применяются к питьевой воде , более мягкие уровни применяются к морским водам для купания, где пользователи, как ожидается, будут поглощать гораздо меньшие объемы воды.
Подход [ править ]
Общей чертой всех этих рутинных процедур скрининга является то, что первичный анализ проводится на индикаторные организмы, а не на патогены, которые могут вызывать беспокойство. Организмы-индикаторы - это бактерии, такие как неспецифические колиформные бактерии , Escherichia coli и Pseudomonas aeruginosa , которые очень часто встречаются в кишечнике человека или животных и при обнаружении могут указывать на наличие сточных вод.. Используются индикаторные организмы, потому что даже когда человек заражен более патогенными бактериями, они все равно будут выделять во много миллионов раз больше индикаторных организмов, чем патогены. Поэтому разумно предположить, что если уровни индикаторных организмов низкие, то уровни патогенов будут намного ниже или отсутствовать. Суждения о пригодности воды для использования основаны на очень обширных прецедентах и относятся к вероятности того, что любая пробная популяция бактерий может быть заразной при разумном статистическом уровне достоверности.
Анализ обычно проводится с использованием культуральных, биохимических, а иногда и оптических методов. Когда уровни индикаторных организмов превышают заранее установленные триггеры, может быть проведен специальный анализ на патогены, и они могут быть быстро обнаружены (при подозрении) с использованием специальных методов культивирования или молекулярной биологии . [1]
Методологии [ править ]
Наиболее надежными методами являются метод прямого подсчета на чашках и метод мембранной фильтрации. mEndo Agar используется в мембранной фильтрации, а VRBA Agar используется в методе прямого подсчета на чашках. VRBA - это фиолетово-красный желчный агар. Среда, содержащая соли желчных кислот, которые способствуют росту грамотрицательных бактерий и обладают характеристиками ингибирования грамположительных, хотя и не полностью ингибируют.
Эти среды содержат лактозу, которая обычно ферментируется бактериями, ферментирующими лактозу, с образованием колоний, которые можно идентифицировать и охарактеризовать. Ферментация лактозы дает окрашенные колонии, а ферментация без лактозы дает бесцветные. Поскольку анализ всегда основан на очень маленьком образце, взятом из очень большого объема воды, все методы основываются на статистических принципах. [2]
</ref>
Метод с несколькими трубками [ править ]
Один из самых старых методов называется методом нескольких трубок. [3] В этом методе отмеренная часть образца (возможно, 10 мл) разбавляется 100 мл стерильной питательной среды, а затем 10 мл аликвоты декантируют в каждую из десяти пробирок. Оставшиеся 10 мл снова разбавляют и процесс повторяется. В конце 5 разведений получается 50 пробирок, охватывающих диапазон разбавлений от 1:10 до 1: 10000.
Затем пробирки инкубируют при заданной температуре в течение определенного времени, и в конце процесса подсчитывают количество пробирок с ростом для каждого разведения. Затем используются статистические таблицы для определения концентрации организмов в исходной пробе. Этот метод может быть усовершенствован за счет использования индикаторной среды, которая меняет цвет при наличии кислотообразующих веществ, и включения крошечной перевернутой трубки, называемой трубкой Дарема, в каждую пробирку для образца. Перевёрнутая трубка Дарема улавливает любой выделяемый газ. Производство газа при 37 градусах Цельсия является убедительным признаком присутствия кишечной палочки .
ATP тестирование [ править ]
Тест АТФ - это процесс быстрого измерения количества активных микроорганизмов в воде путем обнаружения аденозинтрифосфата (АТФ). АТФ - это молекула, обнаруженная только в живых клетках и вокруг них, и поэтому она дает прямую оценку биологической концентрации и здоровья. АТФ определяется количественно путем измерения света, производимого в результате его реакции с естественным ферментом люциферазой светлячков, с помощью люминометра . Количество производимого света прямо пропорционально количеству биологической энергии, присутствующей в образце.
Тесты АТФ второго поколения специально разработаны для водоснабжения, сточных вод и промышленных предприятий, где по большей части образцы содержат различные компоненты, которые могут мешать анализу АТФ.
Подсчет тарелок [ править ]
Метод подсчета на чашке основан на бактериях, выращивающих колонию на питательной среде, так что колония становится видимой невооруженным глазом, и можно подсчитать количество колоний на чашке. Чтобы быть эффективным, разбавление исходного образца должно быть организовано таким образом, чтобы в среднем вырастало от 30 до 300 колоний целевой бактерии. Менее 30 колоний делают интерпретацию статистически необоснованной, тогда как более 300 колоний часто приводят к перекрыванию колоний и неточности подсчета. Чтобы гарантировать, что будет создано необходимое количество колоний, обычно культивируют несколько разведений. Этот подход широко используется для оценки эффективности очистки воды путем инактивации типичных микробных загрязнителей, таких как E. coli, в соответствии с ASTM D5465.[4] [5]
Лабораторная процедура включает в себя серийные разведения образца (1:10, 1: 100, 1: 1000 и т. Д.) В стерильной воде и их выращивание на питательном агаре в закрытой и инкубированной чашке. Типичные среды включают агар для подсчета на чашках для общего подсчета или агар МакКонки для подсчета грамотрицательных бактерий, таких как E. coli . Обычно один набор планшетов инкубируют при 22 ° C в течение 24 часов, а второй - при 37 ° C в течение 24 часов. В состав питательного вещества обычно входят реагенты.которые препятствуют росту нецелевых организмов и позволяют легко идентифицировать целевой организм, часто по изменению цвета среды. Некоторые современные методы включают флуоресцентный агент, так что подсчет колоний можно автоматизировать. В конце инкубационного периода колонии подсчитывают на глаз, процедура, которая занимает несколько минут и не требует микроскопа, поскольку колонии обычно имеют размер несколько миллиметров в поперечнике.
Мембранная фильтрация [ править ]
Большинство современных лабораторий используют уточнение общего подсчета в чашках, при котором серийные разведения образца фильтруются под вакуумом через специально изготовленные мембранные фильтры, и эти фильтры сами кладутся на питательную среду в герметичных чашках. [6] В остальном методика аналогична обычному общему подсчету пластинок. Мембраны имеют напечатанную миллиметровую сетку, и их можно надежно использовать для подсчета количества колоний под бинокулярным микроскопом.
Метод заливки пластины [ править ]
Когда в ходе анализа выявляются виды бактерий, которые плохо растут на воздухе, первоначальный анализ выполняется путем смешивания серийных разведений образца в жидком питательном агаре, который затем разливается в бутылки, которые затем герметично закрываются и кладутся на бок для получения наклонного агара. поверхность. Колонии, которые развиваются в теле среды, можно подсчитать на глаз после инкубации.
Общее количество колоний называется общим количеством жизнеспособных колоний (TVC). Единица измерения - КОЕ / мл (или колониеобразующие единицы на миллилитр) и относится к исходному образцу. Для расчета этого количества подсчитанное количество колоний умножается на использованное разведение.
Анализ патогенов [ править ]
Когда в образцах обнаруживается повышенный уровень индикаторных бактерий, часто проводится дополнительный анализ для поиска конкретных патогенных бактерий. Виды, обычно исследуемые в зоне умеренного климата, включают Salmonella typhi и Salmonella Typhimurium . В зависимости от вероятного источника заражения расследование может также распространяться на такие организмы, как Cryptosporidium spp . В тропических регионах также регулярно проводится анализ холерного вибриона .
Типы питательных сред, используемых в анализе [ править ]
Агар МакКонки - это питательная среда, предназначенная для выращивания грамотрицательных бактерий и окрашивания их для ферментации лактозы. Он содержит соли желчных кислот (для подавления большинства грамположительных бактерий), краситель кристаллического фиолетового цвета (который также подавляет некоторые грамположительные бактерии), нейтральный красный краситель (который окрашивает микробы, ферментирующие лактозу), лактозу и пептон . Альфред Теодор МакКонки разработал его, работая бактериологом в Королевской комиссии по удалению сточных вод в Соединенном Королевстве .
Эндо-агар содержит пептон, лактозу, дикалийфосфат , агар, сульфит натрия, основной фуксин и первоначально был разработан для выделения Salmonella typhi , но в настоящее время широко используется при анализе воды. Как и в агаре МакКонки, колиформные организмы сбраживают лактозу, и колонии становятся красными. Организмы, не ферментирующие лактозу, образуют прозрачные бесцветные колонии на бледно-розовом фоне среды. [7]
Среда mFC используется в мембранной фильтрации и содержит селективные и дифференциальные агенты. К ним относятся розолевая кислота для подавления роста бактерий в целом, за исключением фекальных колиформ, соли желчных кислот подавляют неэнтерические бактерии, а анилиновый синий указывает на способность фекальных колиформ ферментировать лактозу до кислоты, которая вызывает изменение pH в среде. [8]
Среда TYEA содержит триптон , дрожжевой экстракт , поваренную соль и L-арабинозу на литр стеклянной дистиллированной воды и является неселективной средой, обычно культивируемой при двух температурах (22 и 36 ° C) для определения общего уровня загрязнения (также известного как количество колоний). .
См. Также [ править ]
- Тестирование воды
- Качество воды
Ссылки [ править ]
- ^ Уильям Bento, Университет Замбии +260972476538 [ самоиздана источник ]
- ^ «Проверочные испытания производительности; Системы быстрого мониторинга и обнаружения токсичности; Обзор и анализ» . Вашингтон, округ Колумбия: Агентство по охране окружающей среды США (EPA}. 2004.
- ^ Метод 1680: Фекальные колиформы в твердых биологических веществах с помощью процедур многопробочной ферментации (отчет). Утвержденные CWA микробиологические методы испытаний. EPA. Октябрь 2002 г. EPA 821-R-02-026.
- ^ Ханаор, Дориан AH; Соррелл, Чарльз К. (2014). «Смешанные фотокатализаторы TiO 2 на песчаной основе для обеззараживания воды». Современные инженерные материалы . 16 (2): 248–254. arXiv : 1404.2652 . DOI : 10.1002 / adem.201300259 .
- ^ Hanaor, D .; Michelazzi, M .; Леонелли, С .; Соррелл, CC (2011). «Влияние условий обжига на свойства электрофоретически осажденных пленок диоксида титана на графитовых подложках» . Журнал Европейского керамического общества . 31 (15): 2877–2885. arXiv : 1303,2757 . DOI : 10.1016 / j.jeurceramsoc.2011.07.007 .
- ^ Метод 1106.1: Энтерококки в воде путем мембранной фильтрации с использованием железного агара мембран-энтерококк-эскулин (mE-EIA) (отчет). Утвержденные CWA микробиологические методы испытаний. EPA. 2002. EPA 821-R-02-021.
- ^ Неоген Corporation, Lansing, MI (2011). «м-Эндо Агар (7724)». Информационный лист продукта № PI 7724, Ред. 1.
- ^ Геологическая служба США. Лаборатория микробиологии воды Огайо, Колумбус, Огайо. (Январь 2007 г.). «Метод агара mFC для фекальных колиформ». Аналитические методы.
