Monitoring van risico’s voor de volksgezondheidEdit
In de wateren van de VS, Canada en andere landen wordt de waterkwaliteit gecontroleerd om de gezondheid van het grote publiek te beschermen. Bacteriële verontreiniging is een van de verontreinigende stoffen die worden gecontroleerd. In de V.S. is het testen op fecale colibacteriën één van de negen tests van waterkwaliteit die de algemene waterkwaliteitsclassificatie vormen in een proces dat door de U.S. EPA wordt gebruikt. De test op fecale colibacteriën mag alleen worden gebruikt om de aanwezigheid van fecale stoffen te bepalen in situaties waarin fecale colibacteriën van niet-fecale oorsprong niet vaak worden aangetroffen. De EPA heeft een aantal verschillende methoden goedgekeurd om monsters op bacteriën te analyseren.
AnalyseEdit
Bacteriën planten zich snel voort als de omstandigheden goed zijn voor groei. De meeste bacteriën groeien het best in een donkere, warme, vochtige omgeving met voedsel. Bij vermenigvuldiging op vaste media vormen sommige bacteriën kolonies die groot genoeg kunnen worden om gezien te worden. Door kolonies van fecale coliforme bacteriën uit een watermonster te kweken en te tellen, kan de oorspronkelijk aanwezige hoeveelheid bacteriën worden bepaald.
Membraanfiltratie is de methode bij uitstek voor de analyse van fecale coliformen in water. De te testen monsters worden door een filter met een bepaalde poriegrootte (meestal 0,45 micrometer) geleid. De in het water aanwezige micro-organismen blijven op het filteroppervlak achter. Het filter wordt in een steriele petrischaal met een selectief medium geplaatst, waarbij de groei van de gewenste organismen wordt gestimuleerd, terwijl andere, niet-doelorganismen worden onderdrukt. Elke cel ontwikkelt zich tot een afzonderlijke kolonie, die direct kan worden geteld, en de oorspronkelijke grootte van het inoculum kan worden bepaald. Gewoonlijk wordt voor het testen van het water een monsterhoeveelheid van 100 ml gebruikt en gefilterd, waarbij ernaar wordt gestreefd een uiteindelijke gewenste koloniedichtheid tussen 20 en 60 kolonies per filter te bereiken. Bij verontreinigde bronnen kan verdunning nodig zijn om een “telbaar” membraan te bereiken. Het filter wordt op een petrischaaltje met M-FC agar gelegd en gedurende 24 uur bij 44,5 °C geïncubeerd. Deze verhoogde temperatuur geeft een hitteschok aan niet-fecale bacteriën en onderdrukt hun groei. Naarmate de fecale coliformkolonies groeien, produceren zij een zuur (door fermentatie van lactose) dat reageert met de anilinekleurstof in de agar, waardoor de kolonies hun blauwe kleur krijgen.
Nieuwere methoden voor de detectie van coliformen zijn gebaseerd op specifieke enzymsubstraten als indicatoren van coliformen. Bij deze tests wordt gebruik gemaakt van een suiker gekoppeld aan een kleurstof die, wanneer hij wordt beïnvloed door het enzym beta-galactosidase, een karakteristieke kleur produceert. Het enzym betagalactosidase is een merkstof voor colibacteriën in het algemeen en kan worden bepaald door hydrolyse van voor het enzym specifieke glycosiden zoals o-nitrofenyl-bèta-D-galactose. Assays omvatten meestal een tweede suiker gekoppeld aan een andere kleurstof die, wanneer hij wordt beïnvloed door het enzym beta-glucuronidase, een fluorescerend product oplevert. Omdat E. coli zowel beta-galactosidase als beta-glucuronidase produceert, is het met een combinatie van twee kleurstoffen mogelijk coliformen en E. coli in dezelfde pot te onderscheiden en te kwantificeren.
Meer recent is de chemie achter enzymatische detectieverbindingen zodanig aangepast dat de indicatorcomponent redox-actief is, in tegenstelling tot het meer gebruikelijke chromogene formaat, waardoor fecale indicatorbacteriën zoals E. coli en E. faecalis elektrochemisch kunnen worden gedetecteerd zonder enige voorbehandeling van het monster. Aangezien de kleur van de detectiemassa niet van belang is, is detectie ook mogelijk in sterk gekleurde matrices.
EPA-testvoorschriftenEdit
De EPA Total Coliform Rule (TCR) van 1989 legde belangrijke veranderingen op voor de monitoring van openbare watersystemen. De testvereisten voor drinkwater onder de TCR zijn aanzienlijk uitgebreid ten opzichte van eerdere vereisten en zijn dus grondiger. Niet alleen is het aantal routinetests voor colibacteriën verhoogd, vooral voor kleinere waterbedrijven, maar de verordening vereist ook automatische herhalingstests van alle bronnen die positief reageren op de totale colibacteriën (bekend als “triggered source water monitoring”).
Sinds 2009 werkt de EPA aan herzieningen van de TCR. Het agentschap buigt zich onder meer over bemonsteringslocaties, bemonsteringsfrequentie en -tijdstip, analysemethoden en corrigerende maatregelen die door openbare watersystemen moeten worden genomen.