Pochodzenie wody surowej a tworzenie biofilmów w sieci dystrybucji wody pitnej

• Autorzy: Kręgiel Dorota

Identyfikatory

DOI

10.15199/65.2022.6.2

Warianty tytułu

EN

The origin of raw water and the formation of biofilms in the drinking water distribution

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Jakość wody pitnej podlega bardzo restrykcyjnym regulacjom, a systemy wodne monitorowane są m.in. pod kątem mikroorganizmów istotnych dla zdrowia publicznego. W.systemach wodnych dominują heterotroficzne bakterie saprofityczne, oznaczane jako HPC (ang. Heterotropic Plate Count), jednak nie należy ich lekceważyć, ponieważ odgrywają one istotną rolę w tworzeniu biofilmów. Oprócz populacji bakteryjnych, często w systemach wodnych występują także grzyby z rodzajów: Penicillium, Phialophora, Cladosporium i Acremonium, drożdże, pierwotniaki (np. Bodo), wolne ameby (np. Hartmannela vermiformis, Vannella mira, Cochliopodium minutum), orzęski oraz glony. Wszystkie drobnoustroje mogą uczestniczyć w tworzeniu biofilmów na powierzchniach kontaktujących się z wodą. Biofilmy wpływają istotnie na mikrobiologiczną i organoleptyczną jakość wody pitnej a także na procesy korozyjne. Omówiono związki przyczynowe między tworzeniem biofilmów a pochodzeniem wody surowej, jej składem biologicznym i charakterystyką chemiczną.

EN

The quality of drinking water is subject to very strict regulations, and the water systems are regularly monitored, e.g. for microorganisms important to public health. Water systems are dominated by heterotrophic saprophytic bacteria, called HPC (Heterotropic Plate Count), but they should not be underestimated as they play an important role in the formation of biofilms. Apart from bacterial populations, fungi of the genera Penicillium, Phialophora, Cladosporium and Acremonium, yeasts, protozoa (e.g. Bodo), amoebas (e.g. Hartmannela vermiformis, Vannella mira, Cochliopodium minutum), ciliates and algae are also frequently present in water systems. All these microorganisms may participate in the formation of biofilms on surfaces in contact with water. Biofilms significantly affect the microbiological and organoleptic quality of drinking water as well as corrosive processes. The article discusses the causal relationships between biofilm formation and the origin of raw water, its biological composition and chemical characteristics.

Słowa kluczowe

PL

woda surowa; chemia; mikroorganizmy; biofilm

EN

raw water; chemistry; microorganisms; biofilm

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Spożywczy
• Rocznik: 2022
• Tom: T. 76, nr 6
• Strony: 10--14
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz.

Twórcy

autor

Kręgiel Dorota

• Katedra Biotechnologii Środowiskowej, Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności, Politechnika Łódzka

• https://orcid.org/0000-0002-4006-6464

Bibliografia

• [1] Bachmann R.T., R.G.J. Edyvean. 2005. „Biofouling: an historic and contemporary review of its causes, consequences and control in drinking water distribution systems”. Biofilms 2 (3) : 197-227. DOI:10.1017/S1479050506001979.
• [2] Balasubramanian V., S. Palanichamy, G. Subramanian, R. Rajaram. 2012. „Development of polyvinyl chloride biofilms for succession of selected marine bacterial populations”. Journal of Environmental Biology 33(1) : 57-60.
• [3] Borkow G., J. Gabbay. 2005. „Copper as a biocidal tool”. Current Medicinal Chemistry 12 (18) : 2163-2175. DOI: 10.2174/0929867054637617.
• [4] Calomiris J.J., J.L. Armstrong, R.J. Seidler. 1984. „Association of metal tolerance with multiple antibiotic resistance of bacteria isolated from drinking water”. Applied and Environmental Microbiology 47 (6) : 1238-1242. DOI: 10.1128/AEM.47.6.1238-1242.1984.
• [5] Carter J. T., E.W. Rice, S.G. Buchberger, Y. Lee. 2000. „Relationships between levels of heterotrophic bacteria and water quality parameters in a drinking water distribution system”. Water Research 34 (5) : 1495-1502. DOI: 10.1016/S0043-1354(99)00310-3.
• [6] Charnock C., O. Kjonno. 2000. „Assimilable organic carbon and biodegradable dissolved organic carbon in Norwegian raw and drinking waters”. Water Research 34 (10) : 1014–1026. DOI: 10.1016/S0043-1354(00)00007-5.
• [7] Chen J., W. Li, J. Zhang, W. Qi, Y. Li, S. Chen, W. Zhou. 2020. „Prevalence of antibiotic resistance genes in drinking water and biofilms: The correlation with the microbial community and opportunistic pathogens”. Chemosphere 259 (1) : 127483. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2020.127483.
• [8] Chomiak A., B. Sinnet, N. Derlon, E. Morgenroth. 2014. „Inorganic particles increase biofilm heterogeneity and enhance permeate flux”. Water Research 64 : 177-186. DOI: 10.1016/j.watres.2014.06.045.
• [9] Chorus I., J. Bartram. 1999. Toxic Cyanobacteria in Water: A Guide to their Public Health Consequences, Monitoring and Management. Bury St Edmonds, Suffolk: St Edmundsbury Press.
• [10] Domek M.J., M.W. LeChevallier, S.C. Cameron, G.A. McFeters. 1984. „Evidence for the role of copper in the injury process of coliform bacteria in drinking water”. Applied and Environmental Microbiology 48 (2) : 289-293. DOI: 10.1128/AEM.48.2.289-293.1984.
• [11] Frias J., F. Ribas, F. Lucena. 2001. „Effects of different nutrients on bacterial growth in a pilot distribution system”. Antonie van Leeuwenhoek 80 (2) : 129–139. DOI: 10.1023/A:1012229503589.
• [12] Harrison J.J., H. Ceri, R.J. Turner. 2007 „Multimetal resistance and tolerance in microbial biofilms”. Nature Reviews Microbiology 5 (12) : 928-938. DOI: 10.1038/nrmicro1774.
• [13] Hoiby N. 2017. „A short history of microbial biofilms and biofilm infections”. APMIS, 125 (4) : 272-275. DOI: 10.1111/apm.12686.
• [14] Kręgiel D. 2005. „Problemy w mikrobiologicznej analizie wody - komórki żywe, lecz nie dające się hodować”. Przemysł Spożywczy 59 (6) : 32-41.
• [15] Kręgiel D., A. Rygała. 2010. „Występowanie heterotroficznych bakterii z rodzaju Aeromonas w wybranym systemie dystrybucji wody”. Ochrona Środowiska 32 (4) : 47-50.
• [16] Kusnetsov J., E. Iivanainen, N. Elomaa, O. Zacheus, P.J. Martikainen. 2001. „Copper and silver ions more effective against Legionellae than against mycobacteria in a hospital warm water system”. Water Research 35 (17) : 4217-4225. DOI: 10.1016/S0043-1354(01)00124-5.
• [17] Lei H., Y. Song, M. Dong, G. Chen, Z. Cao, F. Wu, C. Chen, C. Zhang, C. Liu, Z. Shi, L. Zhang. 2021. „Metabolomics safety assessments of microcystin exposure via drinking water in rats”. Ecotoxicology and Environmental Safety 212 : 111989. DOI: 10.1016/j.ecoenv.2021.111989.
• [18] Ligon G., J. Bartram. 2016. „Literature review of associations among attributes of reported drinking water disease outbreaks”. International Journal of Environmental Research and Public Health 13 (6) : 527. DOI: 10.3390/ijerph13060527.
• [19] Mala-Jetmarova H., A. Barton, A. Bagirov. 2015. „A history of water distribution systems and their optimization”. Water Supply 15 (2) : 224-235. DOI: 10.2166/ws.2014.115.
• [20] Mays L.W., M. Sklivaniotis, A.N. Angelakis. 2012. „Water for human consumption through history”. W.Evolution of Water Supply Through the Millennia. London, UK : IWA Publishing.
• [21] Ramalingam D., S. Lingireddy, L.E. Ormsbee. 2002. „History of water distribution network analysis: over 100 years of progress”. W.Environmental and Water Resources History, ASCE 150th Anniversary Conference. Washington, DC, USA : ASCE.
• [22] Van der Kooij D. 1992. „Assimilable organic carbon as an indicator of bacterial regrowth”. Journal of the American Water Works Association 84 (2) : 57-65. DOI: 10.1002/j.1551-8833.1992.tb07305.x.
• [23] Van der Kooij D., H.R. Veenendaal, R. Italiaander. 2020. „Corroding copper and steel exposed to intermittently flowing tap water promote biofilm formation and growth of Legionella pneumophila”. Water Research 183 (16) : 115951. DOI: 10.1016/j.watres.2020.115951.
• [24] Wang Y., H. Xu, Z. Shen, C. Liu, M. Ding, T. Lin, H. Tao, W. Chen. 2021. „Variation of carbonaceous disinfectants by-products precursors and their correlation with molecular characteristics of dissolved organic matter and microbial communities in a raw water distribution system”. Chemosphere 283 (1) : 131180. DOI: 10.1016/j. chemosphere.2021.131180.
• [25] WHO. 2004. „Guidelines for Drinking-Water Quality. Recommendations”, 3 ed., Geneva. https://www.who.int/water_sanitation_health/publications/gdwq3rev/en/ [dostęp: 5 marca 2022].
• [26] WHO. 2011. „Guidelines for Drinking-Water Quality”. 4 ed. Geneva https://www.who.int/publications/i/item/9789241548151 [dostęp: 12 maja 2022].
• [27] Xu L., W. Qin, H. Zhang, Y. Wang, H. Dou, D. Yu, Y. Ding, L. Yang, Y. Wang. 2012. „Alterations in microRNA expression linked to microcystin-LR-induced tumorigenicity in human WRL-68 cells”. Mutation Research/Fundamentaland Molecular Mechanisms of Mutagenesis 743 (1-2) : 75-82. DOI: 10.1016/j.mrgentox.2011.12.024.
• [28] Xu H., C. Lin, W. Chen, Z. Shen, Z. Liu, T. Chen, Y. Wang, Y. Li, C. Lu, J. Luo. 2018. „Effects of pipe material on nitrogen transformation, microbial communities and functional genes in raw water transportation”. Water Research 143 (3) : 188-197. DOI: 10.1016/j.watres.2018.06.040.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).