Análisis de la calidad del agua a través de organismos indicadores

Fuente: Laboratorios del Dr. Ian Pepper y el Dr. Charles Gerba - Universidad de Arizona
Demostrando autor: Luisa Ikner

Análisis de calidad de agua controla influencias antropogénicas tales como contaminantes, nutrientes, patógenos y cualquier otro componente que puede afectar la integridad del agua como un recurso. Contaminación fecal contribuye patógenos microbianos que amenazan la planta, el animal y la salud humana con la enfermedad. Crecientes demandas de agua y estrictas normas de calidad exigen que agua suministrado para recursos humanos o ambientales supervisar niveles del patógeno bajo. Sin embargo, monitoreo de cada patógeno asociado con la contaminación fecal no es factible, como técnicas de laboratorio implican costos, tiempo y mano de obra extensa. Por lo tanto, la detección de organismos indicadores proporciona una técnica simple, rápida y rentable para controlar patógenos asociados con las condiciones insalubres.

Los indicadores son fácilmente detectables organismos cuya presencia se correlaciona directamente a uno o más patógenos contaminantes de un ambiente. Para ser considerado un indicador apropiado, un organismo debe cumplir con los cinco siguiente criterio:

1. El organismo del indicador debe estar presente cuando el patógeno está presente, y el organismo del indicador debe estar ausente cuando el patógeno está ausente.
2. Concentración del organismo indicador debe correlacionar con la concentración del patógeno. Sin embargo, el organismo indicador debe encontrarse siempre en números más altos.
3. El organismo indicador debe ser capaz de sobrevivir más fácil y más en el entorno de lo patógeno.
4. Detección para el organismo del indicador debe ser fácil, seguro y económico.
5. El organismo del indicador debe ser eficaz para todo tipo de agua.

Mayoría de los indicadores es organismos entéricos o virus, que se encuentran comúnmente en la calientes sangre mamíferos y aviares gastrointestinales sistemas, dando una conexión directa a la contaminación fecal. Sin embargo, muchos indicadores pueden carecer de eficacia debido a una pobre correlación con ciertos patógenos. Dos de los organismos bacterianos indicador más ampliamente aceptada son Escherichia coli y coliformes debido a sus vínculos fecales y facilitan en análisis de laboratorio.

Colilert es un enfoque de tecnología (DST) de sustrato definido para detección simultánea, identificación y confirmación de e. coli y coliformes totales en muestras de agua. Esta técnica de laboratorio utiliza nutrientes del sustrato específicos para la vía metabólica de los organismos de cada indicador, enumerando solamente microorganismos deseados, que emite una señal cuando las bacterias alteran el compuesto. En presencia de coliformes, el nutriente de Orto-nitrofenil-β-D-galactopiranosida (ONPG) es hidrolizado por la enzima β-galactosidasa de los coliformes. El producto compuesto, Orto-nitrofenil, es un cromógeno que lanza una señal de color, convirtiendo el agua amarilla (figura 1).

Figura 1. Esquema mostrando el orto-nitrofenil lanzando una señal de color, convirtiendo el agua amarilla.

En presencia de e. coli, el nutriente de methylumbelliferyl-β-D-glucuronide (MUG) es dividido por la enzima glucuronidasa de las bacterias, produciendo un producto methylumbelliferone fluorescencia verde bajo luz ultravioleta (figura 2).

Figura 2. Esquema que muestra los nutrientes methylumbelliferyl-β-D-glucuronide (MUG) por la enzima glucuronidasa de las bacterias, produciendo un producto de methylumberlliferone fluorescencia verde bajo luz ultravioleta.

Colilert puede realizarse como prueba de presencia-ausencia (P-A) para indicar si o no los organismos existen en la muestra. Esta prueba se ha completado mediante la disolución del sustrato en muestras de agua de 100 mL, incubar a 35 ± 0,5 ° C por 24 h y observar las señales de color. Presencia de los indicadores también puede cuantificarse mediante la utilización de un sistema que determina el número más probable (MPN) para cada organismo. Este procedimiento consiste en disolver el sustrato en las muestras de agua de 100 mL que son selladas en una bandeja que contiene 49 pozos grandes y 48 pozos pequeños. La bandeja se incuba a 35 ± 0,5 ° C por 24 h, y luego se cuentan los pozos que contienen cambios de color positivo. La proporción de grandes a pequeños pozos que contienen señales positivas se alinea con la tabla MPN que proporciona la cuantificación de la presencia de cada organismo indicador presente. Reglamento de agua potable en los Estados Unidos exigir que cero coliformes presentes en 100 mL de agua potable.

1. Colilert presencia – ausencia (P – A) prueba

1. Abra la botella plástica de Colilert 100 mL. La botella incluye una pequeña cantidad de reactivo en polvo que es necesario para las reacciones adecuadas, no se deshaga de este polvo.
2. Añadir 100 mL de muestra de agua en botella de Colilert.
3. Abrir el tubo de la almohadilla que contiene el sustrato de nutrientes y verter el contenido en la muestra de agua dentro de la botella de Colilert.
4. Tapa y sello de la botella de Colilert. Agite la botella vigorosamente, varias veces, invertir la botella hasta que el sustrato esté completamente disuelta.
5. Incubar la mezcla de la muestra de reactivo y agua dentro de la botella a 35 ± 0,5 ° C por 24 h.
6. Observar el cambio en la mezcla de la muestra de agua reactivo de color amarillo. El color amarillo indica coliformes está presente. Agua clara o no cambio de color indica que los coliformes están ausentes.
7. Exponer la muestra de agua reactivo a la luz ultravioleta y observar la fluorescencia azul. Fluorescencia azul indica que e. coli está presente. Ninguna fluorescencia indica que e. coli está ausente (figura 3).

Figura 3. P-una prueba negativa (izquierda), coliforme positivo (medio) y positivo de e. coli (derecha).

2. Colilert MPN: Quanti-tray 2000

1. Abra la botella de Colilert y 100 mL de muestra de agua en la botella de Colilert.
2. Abrir el tubo de la almohadilla que contiene sustrato nutrientes y vierta el contenido en la muestra de agua dentro de la botella de Colilert.
3. Tapa y sello de la botella de Colilert. Agite la botella vigorosamente, varias veces, invertir la botella hasta que el sustrato esté completamente disuelta.
4. Abra con cuidado la Quanti-tray 2000 apretando los bordes en la parte superior de la bandeja y tirando de la ficha de papel seguir apretando para que la bandeja está abierta.
5. Vierta la mezcla de la muestra de reactivo y agua en la bandeja y luego incubar la muestra dentro de la bandeja a 35 ± 0,5 ° C por 24 h.
6. Observar el cambio en la mezcla de la muestra de agua reactivo de color amarillo. Contar el número de grandes y pequeños pozos que señalan la presencia positiva para coliformes. El color amarillo indica coliformes está presente. Agua clara o no cambio de color indica que los coliformes están ausentes.
7. Exponen muestra de agua reactivo a la luz ultravioleta y observar fluorescencia azul. Contar el número de grandes y pequeños pozos que señalan la presencia positiva para e. coli. La fluorescencia azul indica que e. coli está presente. Ninguna fluorescencia indica que e. coli está ausente.
8. Utilice la hoja de Quanti-tray 2000 MPN (figura 4) para cuantificar la concentración para cada organismo del indicador en 100 mL de agua. Utilice la hoja de cálculo para comparar grandes: pequeña proporción bien positivo para enumerar la presencia de ambos organismos indicadores.

Figura 4. Quanti-tray negativo (izquierda), coliforme positivo (medio) y positivo de e. coli (derecha).

Se utilizan organismos indicadores determinar rápidamente y a bajo costo de contaminación del medio ambiente. Ensayos de Colilert se utilizan para analizar la calidad del agua para beber, ocio y fuentes de aguas residuales. Calidad del agua debe cumplir con normas legales establecidas por la Agencia de protección ambiental (EPA) y departamentos de regulación del estado para ser aceptado como un recurso para el consumo humano o ambiental.

Ensayos de Colilert estratégicamente también se utilizan como marcadores de balance de masa dentro de la investigación ambiental, y estos datos pueden ser analizados junto con otros análisis ambientales para medir la correlación entre los resultados. Realizar una simple prueba de Colilert P-A da indicación si se contamina una muestra, que puede ser analizada junto a los resultados de investigación. Si el P-A se muestra que hay contaminación en el agua, las muestras de agua se utiliza en la investigación también puede tener contaminación que lleva a malinterpretar resultados, mientras que el MPN Quanti-tray proporciona una cuantificación de la línea base de contaminación presente. Por ejemplo, los organismos del indicador pueden utilizarse para correlacionar cuantificaciones de indicador con el número de patógenos en una muestra de agua. Si el dispositivo quanti-tray enumera números indicador de baja, esto sugiere que la muestra de agua debe también experimentar tendencias similares con niveles de bajo agente patógeno.