بكتيريا القولون البرازية

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

بكتيريا القولون البرازية (بالإنجليزية: faecal coliform ) هي بكتيريا لا هوائية اختيارية ، عصوية الشكل ، سالبة الغرام ، وغير مكونة للأبواغ . تنشأ بكتيريا القولون عمومًا في أمعاء الحيوانات ذوات الدم الحار. تتميز بكتيريا القولون البرازية بقدرتها على النمو في وجود أملاح الصفراء أو عوامل سطحية مشابهة، وهي سالبة الأكسيداز ، وتنتج حمضًا وغازًا من اللاكتوز خلال 48 ساعة عند درجة حرارة 44 ± 0.5 درجة مئوية. [ 1 ] يُعد مصطلح "بكتيريا القولون المتحملة للحرارة " أكثر دقةً، وهو يكتسب قبولًا متزايدًا مقارنةً بمصطلح "بكتيريا القولون البرازية". [ 2 ]

تشمل بكتيريا القولونيات أجناسًا تنشأ في البراز (مثل الإشريكية القولونية ، والإنتيروباكتر ، والكلبسيلة ، والسيتروباكتر ). يهدف اختبار القولونيات البرازية إلى أن يكون مؤشرًا على التلوث البرازي؛ وتحديدًا على وجود الإشريكية القولونية، وهي كائن حي دقيق مؤشر على وجود مسببات أمراض أخرى قد تكون موجودة في البراز. قد لا يكون وجود بكتيريا القولونيات البرازية في الماء ضارًا بشكل مباشر، ولا يشير بالضرورة إلى وجود براز. [ 1 ]

البكتيريا البرازية كمؤشر على جودة المياه

خلفية

بشكل عام، تشير المستويات المرتفعة من بكتيريا القولون البرازية إلى وجود خلل في معالجة المياه ، أو خلل في سلامة شبكة التوزيع ، أو احتمال تلوثها بمسببات الأمراض. وعندما تكون المستويات مرتفعة، قد يزداد خطر الإصابة بالتهاب المعدة والأمعاء المنقول بالماء . وتُعدّ اختبارات الكشف عن هذه البكتيريا رخيصة وموثوقة وسريعة (فترة حضانة يوم واحد).

مصادر محتملة للبكتيريا في الماء

قد يشير وجود بكتيريا القولون البرازية في البيئات المائية إلى تلوث المياه ببراز الإنسان أو الحيوانات الأخرى. يمكن أن تدخل هذه البكتيريا الأنهار عبر التصريف المباشر لفضلات الثدييات والطيور، ومن مياه الصرف الزراعي ومياه الأمطار ، ومن مياه الصرف الصحي . ومع ذلك، قد يكون وجودها أيضًا نتيجة للمواد النباتية، ومخلفات مصانع الورق أو اللب . [ 1 ]

مياه الصرف الصحي البشري

قد تسمح أنظمة الصرف الصحي المنزلية المعطلة بتسرب بكتيريا القولون الموجودة في مياه الصرف إلى المياه الجوفية ، والخزانات الجوفية ، وقنوات الصرف ، والمسطحات المائية السطحية المجاورة . كما قد تسمح وصلات الصرف الصحي المتصلة بأنابيب تصريف مياه الأمطار بتسرب مياه الصرف الصحي إلى المسطحات المائية السطحية. تستخدم بعض المدن الصناعية القديمة، وخاصة في شمال شرق ووسط غرب الولايات المتحدة ، نظام صرف صحي مشترك لمعالجة النفايات. ينقل هذا النظام مياه الصرف الصحي المنزلية ومياه الأمطار معًا. خلال فترات هطول الأمطار الغزيرة، قد يتعرض نظام الصرف الصحي المشترك للحمل الزائد، مما يؤدي إلى فيضانه إلى مجرى مائي أو نهر قريب، متجاوزًا بذلك مراحل المعالجة .

زراعة

يمكن أن تساهم الممارسات الزراعية مثل السماح للماشية بالرعي بالقرب من المسطحات المائية، ونشر السماد كسماد على الحقول خلال فترات الأمطار، واستخدام الحمأة الحيوية الناتجة عن معالجة مياه الصرف الصحي ، والسماح للماشية بالشرب في الجداول، في تلوث المياه بالبكتيريا القولونية البرازية.

المشاكل الناجمة عن تلوث المياه بالبراز

مخاطر على صحة الإنسان

لا تُعتبر الكميات الكبيرة من بكتيريا القولون البرازية في الماء ضارة وفقًا لبعض الجهات المختصة، ولكنها قد تشير إلى ارتفاع خطر وجود مسببات الأمراض في الماء. [ 3 ] تشمل بعض الأمراض المنقولة بالماء والتي قد تتزامن مع تلوث بكتيريا القولون البرازية التهابات الأذن، والزحار ، وحمى التيفوئيد ، والتهاب المعدة والأمعاء الفيروسي والبكتيري، والتهاب الكبد الوبائي أ .

التأثيرات على البيئة

يمكن أن تُشكل المواد العضوية غير المعالجة التي تحتوي على بكتيريا القولون البرازية ضرراً بالغاً بالبيئة. إذ يُمكن أن يُؤدي التحلل الهوائي لهذه المواد إلى انخفاض مستويات الأكسجين المذاب عند تصريفها في الأنهار أو المجاري المائية، ما قد يُؤدي إلى انخفاض مستوى الأكسجين إلى حدٍ كافٍ لنفوق الأسماك والكائنات المائية الأخرى. وقد يتطلب خفض مستويات بكتيريا القولون البرازية في مياه الصرف الصحي استخدام الكلور ومواد كيميائية مطهرة أخرى ، أو المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية. قد تُؤدي هذه المواد إلى قتل بكتيريا القولون البرازية والبكتيريا المسببة للأمراض، كما أنها تُؤدي إلى قتل البكتيريا الضرورية للحفاظ على التوازن البيئي المائي، مما يُهدد بقاء الأنواع التي تعتمد على هذه البكتيريا. لذا، فإن ارتفاع مستويات بكتيريا القولون البرازية يستلزم استخدام مستويات أعلى من الكلور، الأمر الذي يُهدد هذه الكائنات المائية.

الإزالة والمعالجة

يمكن عادةً تثبيط نمو بكتيريا القولون البرازية، مثلها مثل أنواع البكتيريا الأخرى، عن طريق غلي الماء، أو المعالجة بالكلور، أو التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية. كما يُساعد غسل اليدين جيدًا بالصابون بعد ملامسة الماء الملوث على الوقاية من العدوى. ويجب ارتداء القفازات دائمًا عند إجراء اختبارات الكشف عن بكتيريا القولون البرازية. عادةً ما تقوم البلديات المسؤولة عن شبكة المياه العامة بمراقبة ومعالجة بكتيريا القولون البرازية. ويمكن أيضًا إزالتها باستخدام اليود.

الاختبار

رصد مخاطر الصحة العامة

في مياه الولايات المتحدة وكندا ودول أخرى، تُراقَب جودة المياه لحماية صحة العامة. ويُعدّ التلوث البكتيري أحد الملوثات التي تخضع للمراقبة. في الولايات المتحدة، يُعدّ اختبار بكتيريا القولون البرازية أحد الاختبارات التسعة لجودة المياه التي تُشكّل التقييم الشامل لجودة المياه في عملية تستخدمها وكالة حماية البيئة الأمريكية. يجب استخدام اختبار بكتيريا القولون البرازية فقط لتقييم وجود مواد برازية في الحالات التي لا تُصادف فيها عادةً بكتيريا القولون البرازية ذات الأصل غير البرازي. [ 1 ] وقد وافقت وكالة حماية البيئة على عدد من الطرق المختلفة لتحليل العينات بحثًا عن البكتيريا. [ 4 ]

تحليل

تتكاثر البكتيريا بسرعة إذا توفرت الظروف المناسبة لنموها. تنمو معظم البكتيريا بشكل أفضل في بيئات مظلمة ودافئة ورطبة مع توفر الغذاء. عند زراعتها على أوساط صلبة، تُشكّل بعض البكتيريا مستعمرات أثناء تكاثرها، وقد تنمو هذه المستعمرات لتصبح كبيرة بما يكفي لرؤيتها. من خلال زراعة مستعمرات بكتيريا القولون البرازية وعدّها من عينة ماء، يمكن تحديد كمية البكتيريا الموجودة أصلاً.

يُعدّ الترشيح الغشائي الطريقة المُفضّلة لتحليل بكتيريا القولون البرازية في الماء. تُمرّر العينات المراد فحصها عبر مرشح ذي حجم مسام مُحدّد (عادةً 0.45 ميكرومتر ). تبقى الكائنات الدقيقة الموجودة في الماء على سطح المرشح. يُوضع المرشح في طبق بتري مُعقّم يحتوي على وسط انتقائي ؛ حيث يُشجّع نمو الكائنات المطلوبة، بينما يُثبّط نمو الكائنات الأخرى غير المستهدفة. تتطوّر كل خلية إلى مستعمرة مُنفصلة، ​​يُمكن عدّها مُباشرةً، ومن ثمّ تحديد حجم اللقاح الأولي. عادةً، تُستخدم أحجام عينات تبلغ 100 مل لاختبار المياه، وتُرشّح للحصول على نطاق كثافة مستعمرات نهائية مرغوبة يتراوح بين 20 و60 مستعمرة لكل مرشح. قد تتطلّب المصادر المُلوّثة تخفيفًا للحصول على غشاء "قابل للعدّ". يُوضع المرشح على طبق بتري يحتوي على أجار M-FC ويُحضن لمدة 24 ساعة عند 44.5 درجة مئوية (112.1 درجة فهرنهايت). تؤدي هذه الحرارة المرتفعة إلى صدمة حرارية للبكتيريا غير البرازية وتثبط نموها. ومع نمو مستعمرات بكتيريا القولون البرازية، فإنها تنتج حمضًا (عن طريق تخمير اللاكتوز) يتفاعل مع صبغة الأنيلين الموجودة في الآجار، مما يمنح المستعمرات لونها الأزرق.

تعتمد الطرق الحديثة للكشف عن بكتيريا القولون على ركائز إنزيمية محددة كمؤشرات لوجودها. تستخدم هذه الاختبارات سكرًا مرتبطًا بصبغة، ينتج عند تفاعله مع إنزيم بيتا-جالاكتوزيداز لونًا مميزًا. يُعد إنزيم بيتا-جالاكتوزيداز مؤشرًا عامًا لبكتيريا القولون، ويمكن قياسه عن طريق تحلل جليكوسيدات خاصة بالإنزيم، مثل أورثو-نيتروفينيل-بيتا-دي-جالاكتوز. تتضمن الاختبارات عادةً سكرًا ثانيًا مرتبطًا بصبغة مختلفة، ينتج منتجًا فلوريًا عند تفاعله مع إنزيم بيتا-جلوكورونيداز. ولأن بكتيريا الإشريكية القولونية تُنتج كلاً من بيتا-جالاكتوزيداز وبيتا-جلوكورونيداز ، فإن الجمع بين صبغتين يُتيح التمييز بين بكتيريا القولون والإشريكية القولونية وتحديد كميتها في نفس الوعاء.

في الآونة الأخيرة، جرى تحديث الكيمياء الكامنة وراء مركبات الكشف الإنزيمية بحيث أصبح المكون الكاشف نشطًا في تفاعلات الأكسدة والاختزال، على عكس الشكل اللوني الأكثر شيوعًا، مما يسمح بالكشف الكهروكيميائي عن بكتيريا الكشف عن التلوث البرازي، مثل الإشريكية القولونية والمكورات المعوية البرازية، دون أي معالجة مسبقة للعينة. ولأن لون مركب الكشف لا يؤثر على النتائج، فإن هذا يسمح بالكشف في البيئات ذات الألوان الداكنة. [ 5 ]

متطلبات الاختبار لوكالة حماية البيئة الأمريكية

في عام ١٩٨٩، نشرت وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) قانونها الخاص بالبكتيريا القولونية الكلية (TCR)، والذي فرض تغييرات جوهرية على مراقبة شبكات المياه العامة في جميع أنحاء البلاد. [ ٦ ] كانت متطلبات الاختبار بموجب قانون ١٩٨٩ أكثر شمولاً من المتطلبات السابقة. وتم زيادة عدد اختبارات البكتيريا القولونية الروتينية، لا سيما بالنسبة لمحطات المياه الصغيرة. كما نصّ القانون على إعادة الاختبار تلقائيًا من جميع المصادر التي تُظهر نتيجة إيجابية للبكتيريا القولونية الكلية (المعروفة باسم مراقبة مصادر المياه المُفعّلة). في عام ٢٠١٣، نقّحت وكالة حماية البيئة الأمريكية قانون البكتيريا القولونية الكلية، [ ٧ ] مع إجراء تعديلات طفيفة في عام ٢٠١٤. [ ٨ ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 4 دويل، إم بي، وإم سي إريكسون. 2006. "إغلاق الباب أمام فحص بكتيريا القولون البرازية". ميكروب 1: 162-163. ISSN 1558-7460 . 
  2. ↑ رصد جودة المياه - دليل عملي لتصميم وتنفيذ دراسات جودة المياه العذبة وبرامج الرصد، حرره جيمي بارترام وريتشارد بالانس، نُشر نيابةً عن برنامج الأمم المتحدة للبيئة ومنظمة الصحة العالمية. ١٩٩٦، برنامج الأمم المتحدة للبيئة/منظمة الصحة العالمية، رقم ISBN 0 419 22320 7(غلاف مقوى) 0 419 21730 4 (غلاف ورقي)
  3. ↑ إدارة الصحة العامة بمقاطعة فريسنو. فريسنو، كاليفورنيا (2009). "تلوث مياه الشرب ببكتيريا الإشريكية القولونية أو بكتيريا القولون البرازية". مؤرشف بتاريخ 18 يوليو 2011 في أرشيف الإنترنت. إشعار تم توزيعه على أصحاب الآبار الخاصة.
  4. ↑ وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA). واشنطن العاصمة (2008). "الأساليب التحليلية المعتمدة لرصد امتثال مياه الشرب بموجب قاعدة البكتيريا القولونية الكلية". يونيو 2008.
  5. ↑ هينكس، جيمي؛ وآخرون (2016). " جليكوسيدات نافثوكينون للعدّ الكهروكيميائي الحيوي لمؤشر التلوث البرازي الإشريكية القولونية" . التكنولوجيا الحيوية الميكروبية . 9 (6): 746-757 . doi : 10.1111/1751-7915.12373 . PMC 5072191. PMID 27364994 .   
  6. ↑ وكالة حماية البيئة (29 يونيو 1989). "مياه الشرب؛ اللوائح الوطنية الأساسية لمياه الشرب؛ البكتيريا القولونية الكلية (بما في ذلك البكتيريا القولونية البرازية والإشريكية القولونية)." قاعدة نهائية. السجل الفيدرالي، 54 FR 27544
  7. ↑ وكالة حماية البيئة (13 فبراير 2013). "اللوائح الوطنية الأساسية لمياه الشرب: تعديلات على قاعدة البكتيريا القولونية الكلية." 78 FR 10269
  8. ↑ وكالة حماية البيئة (26 فبراير 2014). "اللوائح الوطنية الأساسية لمياه الشرب: تصحيحات طفيفة لتعديلات قاعدة البكتيريا القولونية الكلية." 79 FR 10665

مصادر إضافية

  • وكالة حماية البيئة. " رصد وتقييم جودة المياه: البكتيريا البرازية. " [ تمت إزالة الرابط ]