Bakteerien tunnistaminen juomavedestä ja puhdistetusta vedestä tyypillisen vedenpuhdistusjärjestelmän seurannan aikana

Pesäkkeiden eristäminen

Kolmestatoista pisteestä, jotka analysoitiin kolmena kappaleena, eristettiin seitsemänkymmentäkahdeksan (78) pesäkettä, joilla oli erilaisia ominaisuuksia: Pyöreä viskositeetti, teräväkärkiset ja loistavat, läpinäkymättömät, vaaleanruskeasta tummanruskeaan, kurpitsan, vaaleanpunaisen, valkoisen ja kermanväriset. Kaikki pesäkkeet vahvistettiin ei-fermentatiivisten gramnegatiivisten bakteerien (NFGNB) ryhmään kuuluviksi bakteereiksi, jotka olivat tiukasti aerobisia, indolin suhteen positiivisia ja oksidaasin suhteen negatiivisia, lukuun ottamatta Acinetobacter lwoffi -bakteeria, jonka oksidaasireaktio oli negatiivinen.

Pseudomonas-, Flavobacterium- ja Acinectobacter-sukujen eristettyjä ja tunnistettuja gramnegatiivisia ei-fermentoivia sauvoja pidetään opportunistisina patogeeneinä, ja ne ovat hyvin yleisiä luonnossa: maaperässä, vedessä, kasveissa (mukaan lukien hedelmät ja vihannekset), eläimissä ja orgaanisessa aineessa, joka on hajoamassa (jätevesi). Niitä tavataan usein myös vedenpuhdistusjärjestelmissä, ja ne osoittavat sopeutumista ympäristöihin, joissa on alhainen ravinnepitoisuus, ja suureen lämpötilavaihteluun 4 °C:sta 42 °C:een.

Gram-negatiivisten, ei-fermentoivien bakteerien tunnistamiseen käytettyjen miniatyyripakkausten (taulukot 1 &2) mukaan eristys oli yleistä P. aeruginosa, 25 kantaa (32,05 %); P. picketti (Ralstonia picketti), 18 kantaa (23,08 %); P. vesiculares, 10 kantaa (12,82 %); P. diminuta, 09 kantaa (11,54 %); F. aureum, 5 kantaa (6,42 %), P. fluorescens, 4 kantaa (5,13 %); A. lowffi, 02 kantaa (2,56 %); P. putida, 02 kantaa (2,56 %); P. alcaligenes, 01 kantaa (1,28 %); P. paucimobilis, 01 kantaa (1,28 %); ja F. multivorum, 01 kantaa (1,28 %). Nämä kaksi tunnistusjärjestelmää täydensivät toisiaan, sillä P. aeruginosa tunnistettiin kaikissa vaiheissa Becton and Dickinson kitillä, kun taas P. picketti tunnistettiin Bio-Mérieux kitillä.

Näytteenottopisteistä otetun veden kemialliset ja mikrobiologiset ominaisuudet olivat asiaankuuluvien lakien ja standardien mukaisia. Pisteiden 1, 4, 11, 12 ja 13 pH-arvot olivat 7,15, 7,39, 5,60, 5,60 ja 5,70; sähkönjohtavuus oli 155,2 μs, 148,2 μs, 1,2 μs, 0,8 μs ja 0,9 μs. Orgaanisten yhdisteiden kokonaispitoisuus (TOC) oli < 0,5 mg/l pisteissä 11, 12 ja 13.

Heterotrofisten bakteerien lukumäärän havaittiin kasvavan yhdestä kahteen logaritmiseen jaksoon pisteiden 3 & 4, pehmenninhartsien ja aktiivihiilisuodattimen sängyn läpi kulkevan veden osalta (taulukko 2). Tämä bakteerien kokonaismäärän kasvu kumosi multimedian (piste 02) vaikutuksen vähentämällä yhden syklin julkisen juomaveden (piste 01) alkuperäisestä populaatiosta (keskimäärin 507 CFU/100 ml). Käänteisosmoosin (piste 06) suodatus vähensi parhaiten jäännöspopulaatiota enintään 10 CFU/100 ml, vaikka gramnegatiivisia ei-fermentoivia bakteereja oli edelleen siellä, kun ne ylittivät ja pääsivät jatkuvan deionisaation seuraavaan vaiheeseen. Vaikka varastosäiliössä (piste 08) kokonaislukumäärä pysyi noin 40 CFU/100 ml:ssa, gramnegatiivisten ei-käyvien bakteerien monimuotoisuus säilyi edelleen. Ultraviolettivalo (UV) ja 0,05 μm:n suodatin eivät muuttaneet heterotrofista bakteeripopulaatiota tai Pseudomonas-lajeja, joita havaittiin virtaussuunnitelman edellisissä pisteissä. Sekä UV-valon että viimeisen 0,05 μm:n suodattimen havaittiin pitävän heterotrofisen bakteeripopulaation niinkin alhaisena kuin 100 CFU/100 ml puhdistettua vettä, vaikka nämä kaksi laitetta eivät osoittaneet tehoa gramnegatiivisiin ei-muodostuviin bakteereihin, kuten Pseudomonas-, Flavobacterium- ja Acinetobacter- lajeihin.

Dynaaminen vesivirtaus, joka kulki puhdistusvaiheiden lävitse, kuljetti ja levitti biologista taakkaa jokaiseen toimintayksikön pisteeseen. Vaikka heterotrofisten bakteerien lukumäärä väheni vähintään yhdellä log-syklillä varastosäiliön 7. vaiheesta 8. vaiheeseen, gramnegatiivisten bakteerien monimuotoisuuden todettiin olevan suurempi kuin muissa pisteissä. Pisteessä 08 veden uusiutuminen on hitaampaa ja säiliön huoneenlämpötila suosi mikro-organismien sopeutumista. UV-valolle altistamisen jälkeen gramnegatiivisten bakteerien monimuotoisuus laski jyrkästi P. aeruginosa- ja P. paucimobilis -lajeissa (BBL Crystal -tunnistuspakkaus) ja P. picketti -lajeissa (API 20 NE -tunnistuspakkaus), joiden populaatiot pysyivät vakioina 0,05 μm:n suodattimen läpi virtaavassa vedessä. UV-valon hapetusprosessilla ja 0,05 μm:n suodattimella käyttöpaikalla pystyttiin takaamaan, että kokonaislukumäärä pysyi alle 40 CFU:n enimmäismäärän, joka havaittiin 100 ml:ssa vettä, ja rajoittamaan gramnegatiivisten bakteerien leviämistä. Ehkä biofilmi oli muodostunut ja bakteerit saattoivat edelleen vapautua biofilmistä irtoveteen. Asianmukainen vedenkäsittelyjärjestelmän desinfiointi poistaisi biofilmin. Tämä on yksi tärkeimmistä syistä, miksi tutkimme jokaisen kussakin näytteenottopisteessä käytetyn kemiallisen desinfiointiaineen parasta tehoa.

Järjestelmään olisi sovellettava lyhytaikaisin väliajoin menettelyjä gramnegatiivisten bakteerien sisäänpääsyn hallitsemiseksi kunnallisesta juomavesilähteestä (piste 01) peräisin olevaan järjestelmään.

Minimaalinen inhiboiva pitoisuus (MIC)

MIC-välit ilmaistiin prosentteina ja mg/l kemiallista ainetta kosketuksessa testattujen bakteerien kanssa, ja ne on esitetty taulukossa 3.

1. Etyylialkoholi (70 %, pH= 7,2)

P. aeruginosa osoitti suurimman MIC-arvon, 17,5 %, joka oli korkeampi kuin Vessoni Pennan ym. havaitsema MIC-arvo 8,75 %, joka todettiin B. subtilisille ja B. stearothermophilukselle, korostaen veden puhdistusjärjestelmän validoinnin tärkeyttä P. aeruginosan tunnistamisessa.

Trautmann ym. eivät saaneet hyväksyttäviä pitkän aikavälin tuloksia käyttämällä kloorausta ja suodatusta P. aeruginosa -kantojen poistamiseksi jokaisesta teho-osaston vesihanasta. Kirjoittajat huomasivat kuitenkin, että P. aeruginosa -kantoja ei eristetty säännöllisesti sairaalahenkilökunnasta, jonka kädet desinfioitiin alkoholilla (etanoli 70 %) ennen potilaskontaktia ja sen jälkeen.

2. Natriumhypokloriitti (NaOCl, 0,5 %; pH 11,9)

Kaikki tutkittavat bakteerit osoittivat samaa resistenssitasoa eli MIC-arvoa 0,25 %:lla (2 500 mg/l). Vessoni Pennan ym. mukaan E. coli -bakteerin MIC-arvo oli puolet 0,156 % (1560 mg/l) klooratuissa yhdisteissä, mikä tekee selväksi, että kloorattujen vesien seuranta P. aeruginosan osalta on välttämätöntä ja pääasiassa kriittistä lämpimissä juomavesissä, mukaan lukien vesikiertojen puhdistus, vesiterapia, kylpylät ja altaat. P. aeruginosan resistenssi klooria vapauttavia aineita (CRA) vastaan on raportoitu hyvin. Wirtanen ym. tutkivat neljän kaupallisen desinfiointiaineen vaikutuksia: (100-prosenttinen alkoholipohjainen), joka sisälsi isopropanolia, peroksidipohjainen, joka sisälsi vetyperoksidia (0,5-2,0 %) ja peretikkahappoa formulaatiossa, ja klooripohjainen, joka sisälsi natriumhypokloriittia (0,3-0,8 %, pH>9,0). Kirjoittajat havaitsivat, että peroksidipohjainen desinfiointiaine oli tehokkain biofilmibakteereihin, ja he vahvistivat, että pitkäkestoinen käsittely klooripohjaisella desinfiointiaineella oli erityisen tehokas Pseudomonas-biokalvoihin.

Siten on kiireellisesti etsittävä CRA:n valikoimaa ja riittävää aikakontaktia, joka ei aiheuttaisi resistenssiä bakteereissa, mikä estää biofilmin muodostumisen ja tarttumisen järjestelmän huokoiseen laitteeseen. Desinfiointiaineet olisi kuitenkin valittava prosessissa olevan toimenpiteen mukaan ottaen huomioon orgaanisten aineiden häiriöt desinfiointiaineen aktiivisuudessa ja tehokkuudessa.

3. Peretikkahapon (PAA, 0,45 %) ja vetyperoksidin (H2O2 2,2 %) yhdistelmä. Liuos 1 % (PAA + H2O2; pH = 2,3)

Peretikkahappo (0,45 %) + vetyperoksidi (2,2 %) -liuoksella P. aeruginosa, P. picketti, F. aureum ja A. lowffi esittivät korkeimman MIC-arvon välillä 0,11 % – 0,55 %, jonka vaihteluväli osoittautui kaksi-, neljäs- ja kahdeksankertaiseksi P. aeruginosa,. diminuta (MIC = 0,056 % & 0,275 %), P. alcaligenes (MIC = 0,028 % & 0,137 %) ja P. fluorescens (MIC = 0,014 % & 0,068 %) vastaavasti.

Huolimatta siitä, että MIC:n asetetut olosuhteet pidettiin vakioina riippumatta testatuista bakteereista, Vessoni Pennan ym. mukaan, kun kasvulliset solut, kuten Acinetobacter calcoaceticus, Enterobacter cloacae, Escherichia coli, Serratia marcescens ja Staphylococcus aureus, altistettiin 4,0-prosenttiselle H2O2-liuokselle, Escherichia coli osoitti niistä suurinta resistenssiä MIC-arvolla 0,25 %, joka on puolet P. aeruginosan MIC-arvosta. Kun samoja bakteereja testattiin peretikkahappoa vastaan, E. coli -bakteerin MIC-arvo oli 0,23 %, mikä on kaksi kertaa enemmän kuin P. aeruginosan MIC-arvo peretikkahapon ja vetyperoksidin seoksessa, mikä osoittaa, että P. aeruginosa- ja E. coli -bakteereja olisi molempia vaadittava käsiteltyjen vesien seurannassa. PAA + H2O2 -liuosta, jonka pitoisuus on 1 %, käytetään käänteisosmoosikalvojen ja jatkuvan deionisaatiolaitteen puhdistamiseen kolmen tunnin ajan, jotta saadaan puhdistettua vettä, ja 18 tuntia WFI:lle, jota käytetään parenteraalisten liuosten, mukaan lukien peritoneaalidialyysiliuokset, valmistamiseen.

4. Natriumhydroksidi (0,4 %; pH = 12,8)

P. fluorescens ja P. alcaligenes olivat bakteereja, jotka olivat vähiten vastustuskykyisiä natriumhydroksidille, sillä niiden MIC-arvo oli 0,15 % suhteessa muiden bakteerien osoittamaan vastustuskykyyn (MIC-arvo >0,4 %). Tämän kemiallisen yhdisteen pääasiallinen toiminta on happaman veden pH:n säätö käänteisosmoosissa (kohta 06) ja jatkuvassa deionisaatiossa (kohta 07), ja sillä on jonkin verran odotettavissa olevaa sanitaatioaktiivisuutta.

5. Sitruunahappo (0,5 %; pH = 2,5)

Sitruunahappoliuokselle vähiten vastustuskykyinen bakteeri oli A. lowffi (0,06 % = 600 mg/L). Vastustuskykyisin oli P. picketti (0,5 % = 5000 mg/l); muiden MIC-arvo oli 0,25 % = 2500 mg/l. Tätä kemiallista ainetta käytetään käänteisosmoosissa (kohta 06) puhdistusveden pH:n säätämiseen ennen desinfiointia 1 %:n liuoksella PAA + H2O2.

6. Suolahappo (0,3 %; pH = 0,3)

Vähiten vastustuskykyisiä bakteereja olivat A. lowffi (MIC 0,039 % = 390 mg/L) ja P. fluorescens (MIC 0.078 % = 780 mg/L); muiden MIC oli 0,156 % (1560 mg/L).

On syytä mainita, että kemialliset adjuvanttiyhdisteet, kuten NaOH (0,4 %), sitruunahappo (0,5 %) ja HCl (0,3 %), eivät vaikuttaneet P. aeruginosa -bakteeriin pitoisuuksina, joita käytettiin puhdistusjärjestelmän yksiköissä. Näiden kemiallisten liuosten odotetaan kuitenkin osoittavan jonkin verran desinfioivaa vaikutusta, mikä ei ole vaativaa.

7. Natriumbisulfiitti (0,5 %; pH= 4,0)

Kaikki bakteerit osoittivat samantasoista resistenssiä (MIC = 0,078 %) natriumbisulfiitille. Tätä kemiallista apuaineita käytetään kloorinpoistoon ja multimediasuodattimien säilömiseen; sitä käytetään lisäksi vedenpehmentimissä ja aktiivihiilisuodattimissa.

Tunnistettujen mikro-organismien profiili

Gram-negatiiviset vesibakteerit voivat olla merkittäviä kontaminaatioita hemodialyysijärjestelmissä. Ferreira et al. tekivät analyysejä näytteistä, jotka otettiin Rio de Janeirossa sijaitsevien hemodialyysiyksiköiden vesijohtoverkosta, jokaisen käsittelyvaiheen jälkeen ja dialyysivedestä vuosina 1999-2001. He havaitsivat, että yleisimmin eristetyt bakteerit olivat: Pseudomonas aeruginosa, Stenotrophomonas maltophilia, Acinetobacter anitratus, Acinetobacter lowffi, Pseudomonas (Brevundimonas) diminuta, Pseudomonas fluorescens, Achromobacter xylosoxidans, Moraxella atlantae, Moraxella osloensis, Enterobacter cloacae ja Enterobacter aerogenes. Nämä eristetyt bakteerit osoittivat todellisen riskin hemodialyysipotilaille, joille voi kehittyä gramnegatiivinen bakteremia, pyrogeeniset reaktiot ja vatsakalvotulehdus. Kirjoittajat korostivat, että terveyskeskusten vesijärjestelmien ja dialyysikoneiden desinfiointiin tarvitaan kiireellinen ohjelma.

Pseudomonas-bakteereja on eristetty hyvin erilaisista materiaaleista, kuten maaperästä, makeasta tai merivedestä, jätevedestä, monenlaisista kliinisistä näytteistä ja kliinisissä laboratorioissa yleisesti käsiteltävistä aineista (mukaan lukien tislattu vesi ja antiseptiset liuokset), erilaisista elintarvikkeista ja elintarviketeollisuuden jätteistä, kukkasista, hedelmistä, vihanneksista, sairaista kasveista ja eläimistä. Pseudomonas-lajit P. aeruginosan sijaan eivät usein aiheuta infektioita . P. aeruginosa -bakteeria on löydetty satunnaisesti iholta, eristettynä kurkusta poistetusta kliinisestä materiaalista (5 %) ja ulosteista (3 %) sairaalahoitoa vailla olevilta ihmisiltä. Niiden potilaiden osuus, joilla on tästä bakteerista johtuvia ruoansulatuskanavan ongelmia, kasvaa 20 % 72 tunnin sairaalahoidon jälkeen. Koska tämä opportunistinen taudinaiheuttaja esiintyy usein ihmisten sairauksissa, sitä on pidetty tärkeimpänä ihmisen taudinaiheuttajana niiden aiheuttamien infektioiden lukumäärän ja tyypin sekä niiden ja sairastuvuuden ja kuolleisuuden välisen yhteyden osalta. P. aeruginosa voi myös aiheuttaa infektiopurkauksen ei-immuunisoituneessa uhanalaisessa yhteisössä .

P. aeruginosa liittyy usein saastuneeseen juomaveteen tai jopa käsiteltyyn veteen tai liuoksiin, kuten saastuneen ruuan aiheuttamaan gastroenteriittiin, uimareiden välikorvatulehdukseen, silmätulehduksiin, jotka johtuvat linssinhoidon aikana saastuneista liuoksista ja vesijohtovedestä, vesijohtoveden aiheuttamiin haavainfektioihin ja kontaminoituneiden varusteiden aiheuttamiin hengitystieinfektioihin. Vakavimmat yhteisön hankkimat infektiot ovat endokardiitti suonensisäisten huumeiden käyttäjillä, joka johtuu saastuneiden parenteraalisten liuosten käytöstä, joihin on lisätty lääkkeitä, ja vatsakalvotulehdus henkilöillä, jotka käyttävät saastuneita peritoneaalidialyysiliuoksia.

Pääasialliset P. aeruginosa sairaalaympäristössä ovat : desinfiointiaineet, keinotekoiset hengityslaitteet, vesihoitolaitteet ja -altaat, elintarvikkeet, viemärit, viemärit, hanat, saippuapalikat, lattiarievut, sängynrungot, ilma, tuolit, kangaspyyhkeet ja torniripustimet, patjat, letkut ja putket. Leviäminen tapahtuu henkilöstön (tai henkilökunnan) käsien välityksellä suorassa kosketuksessa hanojen ja vesisäiliöiden kanssa. Tällaisen veden kontaminaatio voi olla seurausta kliinisestä, uloste- ja virtsamateriaalista.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.