Baktérie a biologické znečistenie vody

Baktérie plnia nezastupiteľnú rolu v prírode napríklad tým, že rozkladajú odumretú hmotu a odpad z vyšších organizmov na jednoduché anorganické zlúčeniny. Zvýšený výskyt baktérií vo vode signalizuje prítomnosť väčšieho množstva organickej hmoty. Napr. pri obsahu dusičnanov sa vo vode množia, tzv. denitrifikačné baktérie, ktoré v procese denitrifikácie rozkladajú dusičnany až na plynný dusík (typickým predstaviteľom je baktéria E. coli). Týmto a ďalšími mechanizmami sa voda prostredníctvom baktérií sama prečisťuje. Podobne sa na čistenie vody využívajú baktérie aj v čističkách odpadových vôd (ČOV).

Z hľadiska rozboru kvality vody rozlišujeme fekálne, vláknité, a ostatné, predovšetkým mezofilné baktérie (nariadenie vlády SR, str.7). Spomínané denitrifikačné baktérie sa zúčastňujú na hnilobných procesoch aj v tráviacom trakte teplokrvných živočíchov. Sú preto indikátorom fekálneho znečistenia vody. Ak sú "fekálne" baktérie prítomné vo vode, poukazuje to predovšetkým na možnosť výskytu rôznych patogénov, t.j. ochorenie spôsobujúcich  mikroorganizmov. Ide o rôzne vírusy (Enterovírusy, Hepatitída, Poliomyelitída), prvoky (Meňavka úplavičná), parazity (pásomnica, mikromycéty, Giardia) ako aj patogénne baktérie (Shigella, Salmonella, Cholera, Legionella). V praxi sa na elimináciu baktérií a minimalizovanie rizika kontaminácie pitnej vody patogénmi najčastejšie používa chlórovanie vody.

Sú súčasťou črevnej mikroflóry, kde produkujú životne dôležité látky pre náš metabolizmus. Za normálnych okolností sú jednotlivé populácie baktérií v rovnováhe. Problém môže nastať napr. keď požijeme vodu, na ktorej mikrobiologické zloženie nie sme zvyknutý. Vtedy sa táto rovnováha môže narušiť, čo zvyčajne vedie k ľahšej forme dyzentérie. Baktérie v prirodzenej črevnej mikroflóre nie sú patogénne. Môžu byť podmienene patogénne, čo znamená, že vyvolávajú ochorenie pri oslabenej imunite alebo, keď sa dostanú do inej časti organizmu (napr. ochorenia močových ciest).

Z pohľadu biologickej kvality vody rozlišujeme predovšetkým tieto fekálne baktérie: koliformné baktérie, enterokoky a klostrídie. Koliformné baktérie, ktorých typickým predstaviteľom je Escherichia coli (E. coli), boli v minulosti považované za presvedčivý indikátor čerstvého fekálneho znečistenia od ľudí či zvierat. Neskôr sa zistilo, že sa môžu nachádzať aj vo vodách znečistených organickými látkami z pôdy a rozkladu rastlín bez priamej súvislosti s fekálnou kontamináciou. V súčasnosti sa preto na indikáciu fekálneho znečistenie používajú aj v kombinácii s enterokokmi a klostrídiami.

1

Koliformné baktérie

Žijú v tráviacom trakte teplokrvných živočíchov alebo v pôdach. Patria do čeľade enterobaktérií, ktoré rastú v teplotnom rozsahu 18 - 40 °C. Vyznačujú sa schopnosťou fermentovať laktózu pri teplote 35 -  37 °C.

Svojím výskytom vo vode signalizujú fekálne znečistenie alebo nedostatočnú technológiu zabezpečenia pitnej vody. Tzn. dodatočnú kontamináciu vody pri distribúcii alebo neúčinnosť dezinfekcie pri úprave vody (→ geonika.sk).

2

Enterokoky

Fekálne streptokoky alebo enterokoky sú súčasťou črevnej mikroflóry. Je to rozsiahly rod baktérií mliečneho kvasenia. Vo vode sa množia veľmi vzácne a prežívajú v nej iba krátku dobu. Pre túto vlastnosť sa označujú ako indikátor čerstvého fekálneho znečistenia.

Sú pôvodcom mnohých infekčných ochorení. Poukazujú na zvýšenú možnosť výskytu iných potenciálne nebezpečných mikroorganizmov.

3

Klostrídie

Sú súčasťou črevnej mikroflóry, kde sú v rovnováhe s koliformnými baktériami. Pri nadmernom užívaní antibiotík môže dôjsť k narušeniu tejto rovnováhy, premnoženiu klostrídií a zápalu hrubého čreva, tzv. kolitída.

Spóry C. perfringens majú vysokú rezistenciu voči chlóru a iným chemickým a fyzikálnym faktorom, takže je vhodné ich využiť pre doplnkovú kontrolu vodárenského systému, rozvodov a pre kontrolu účinnosti dezinfekcie vody.

Ide predovšetkým o hnilobné baktérie, t.j. baktérie živiace sa organickými látkami, ktoré tak činia na úkor vyšších organizmov. Zatiaľ čo fekálne baktérie rozkladajú organické látky v tráviacom trakte v rovnováhe so zvyškom mikroflóry a naším organizmom, tak patogénne baktérie túto rovnováhu narúšajú. To vedie ku vzniku ochorenia, najčastejšie k črevnej nákaze – ľudovo hovoríme o dyzentérii (→ geonika.sk).

Prevencia pred črevnými nákazami

Escherichia coli
(E. coli)

Typickým zástupcom koliformných baktérií je Escherichia coli, podľa ktorej dostali pomenovanie. E. coli sa bežne nachádza v hrubom čreve, kde zväčša nie je škodlivá. Avšak pri nedostatočnej hygiene sa môže dostať do iných orgánov a vyvolať aj dlhodobejšie zdravotné problémy, ako je napr. zápal močových ciest. Niektoré kmene E. coli môžu vyvolať dyzentériu.

Shigella

Spôsobuje vysoko nákazlivé črevné ochorenie, tzv. šigelózu. Ochorenie je charakterizované počiatočnou nevoľnosťou, príp. bolesťami hlavy a zimnicou. Rýchlo nastupuje horúčka až do 40 °C. Nasleduje zvracanie, bolesti brucha a hnačky, často s prímesou hlienu alebo krvi. Chorý stráca veľké množstvo tekutín a iónov. Tento stav trvá 2 – 3 dni.

Salmonella

Salmonella je rod patogénnych enterobaktérií, ktoré vyvolávajú zdravotné problémy. Spôsobuje napr. črevné ochorenie, tzv. salmonelózu (viď. geonika.sk). Ľahké formy salmonelózy sa môžu prejaviť len krátko trvajúcou nevoľnosťou a bolesťami hlavy. Ťažšie formy potom silnou dyzentériou. Zdrojom infekcie sú najmä domáce zvieratá – ošípané, hovädzí dobytok, kačice, a ich produkty – mlieko, mäso a vajcia.

Pseudomonas

V prírode ide o jeden z najrozšírenejších druhov baktérií. Bežne sa vyskytuje v pôde, vo vode a na rastlinách. Je veľmi rezistentný voči nepriaznivým vplyvom prostredia, niektorým antibiotikám a vie sa rozmnožovať aj pri nízkych teplotách. U oslabeného jedinca môže vyvolať  rôzne infekcie v závislosti od napadnutého orgánu – ochorenia močových ciest, zápaly stredného ucha, hnisavé procesy, infekcie oka, a.i.

Legionella

Legionella je rod patogenných baktérií z čeľaďe Legionellaceae. Vyvoláva tzv. pontiacku horúčku alebo závažnejšiu chorobu legionárov. Najčastejšie problémy spôsobuje baktéria L. pneumophila, ktorá postihuje dýchacie cesty. Legionella sa dobre množí v usadeninách teplovodných potrubí, v bojleroch a klimatizáciách. K nákaze dochádza vdýchnutím malých kvapiek infikovanej vody do pľúc.

Zo zdravotného hľadiska sa ešte sledujú tzv. kultivovateľné baktérie, kam patria rôzne mezofilné baktérie žijúce v rozsahu teplôt 15 až 45 °C. Obzvlášť významné sú baktérie kultivovateľné pri 37 °C, čo zodpovedá telesnej teplote človeka. Avšak riziko, že sa medzi nimi vyskytujú patogénne mikroorganizmy je veľmi nízke.

Vo vode bohatej na živiny sa často vyskytujú aj vláknité baktérie. Sú to baktérie, ktoré vytvárajú vlákna a podieľajú sa na rozklade ťažšie rozložiteľných organických zlúčenín, ako sú napr. vosky alebo celulóza. Produkty metabolizmu vláknitých baktérií často krát nepriaznivo ovplyvňujú senzorické vlastnosti vody. Patria sem napr. železité, mangánové a sírne baktérie. Vyskytujú sa vo vodách s nízkym obsahom kyslíka a energiu získavajú oxidáciou zlúčenín mangánu, železa, resp. síry. Vedľajším produktom metabolizmu vláknitých baktérií je sírovodík, ktorý spôsobuje nepríjemný zápach vody (tzv. "vajcovka").