القولونيات الكلية وE. coli والمكوّرات المعوية في المياه: ماذا يكشف كل مؤشر

ثلاثة مؤشرات، ثلاثة أسئلة مختلفة

حين يورد تقرير مختبر المياه القولونيات الكلية وE. coli والمكوّرات المعوية، فهو لا يكرّر القياس نفسه ثلاث مرات. فكل مؤشر يجيب عن سؤال مختلف: هل تعمل المعالجة والشبكة كما ينبغي، وهل حدث تلوث برازي حديث، وهل يمكن أن يحمل هذا التلوث مسببات أمراض أشدّ مقاومة من E. coli. وفي مقال ميكروبيولوجيا المياه رأينا لماذا يُعتمد على المؤشرات بدل البحث عن كل مسبب مرض محتمل؛ أما هنا فينصبّ التركيز على قراءة كل نتيجة على حدة ومعرفة ما يجب فعله حين تكون إحداها إيجابية.

القولونيات الكلية: المجموعة الواسعة

وفقًا لإرشادات منظمة الصحة العالمية بشأن جودة مياه الشرب، القولونيات الكلية عصيّات سالبة الغرام، هوائية أو لاهوائية اختيارية وغير مكوّنة للأبواغ، تنمو في وجود الأملاح الصفراوية وتخمّر اللاكتوز منتجةً حمضًا أو ألدهيدًا خلال 24 ساعة عند 35-37 درجة مئوية. وعند تخميرها اللاكتوز تنتج إنزيم β-galactosidase، الذي تقوم عليه طرق كثيرة لونية وإنزيمية.

Citrobacter وKlebsiella وEnterobacter

جرت العادة على اعتبار أن المجموعة تضمّ الأجناس Escherichia وCitrobacter وKlebsiella وEnterobacter، وإن كانت منظمة الصحة العالمية توضّح أنها أكثر تنوّعًا وتشمل أجناسًا أخرى مثل Serratia وHafnia. وكثير من هذه البكتيريا بيئي المنشأ: يعيش في التربة والمياه، ويمكنه البقاء والتكاثر داخل شبكات التوزيع، لا سيما حيث توجد أغشية حيوية. ولذلك لا تعدّها منظمة الصحة العالمية مؤشرًا مفيدًا على مسببات الأمراض البرازية.

تكمن قيمتها في موضع آخر: إذ يجب أن تكون غائبة فور التطهير، فوجودها يدلّ على معالجة غير كافية. وإذا ظهرت في الشبكة أو في خزان تخزين، فهي تشير إلى إعادة نمو أو تكوّن أغشية حيوية أو دخول مواد غريبة، كالتربة أو بقايا نباتية. وهو منطق مشابه لمنطق البكتيريا المعوية مؤشرًا للنظافة على الأسطح: فهي تدلّ على خلل في النظام، لا على مسبب مرض بعينه.

المتحمّلة للحرارة ("البرازية") وE. coli

ضمن القولونيات الكلية، تُسمّى تلك التي تخمّر اللاكتوز عند 44-45 درجة مئوية القولونيات المتحمّلة للحرارة؛ وما زالت مختبرات كثيرة تسمّيها عمليًا "القولونيات البرازية". والجنس السائد في معظم المياه هو Escherichia، لكن بعض أنواع Citrobacter وKlebsiella وEnterobacter متحمّلة للحرارة أيضًا، لذا قد تضمّ المجموعة كائنات بيئية.

تتميّز E. coli عن سائر المتحمّلة للحرارة بإنتاجها الإندول من التربتوفان أو بإنزيم β-glucuronidase. وهي موجودة بأعداد مرتفعة جدًا في براز الإنسان والحيوان، ونادرًا ما تظهر دون تلوث برازي، ويصعب أن تسمح ظروف شبكة التوزيع بنموها. ولذلك تعدّها منظمة الصحة العالمية المؤشر الأنسب على التلوث البرازي، ولا تقبل المتحمّلة للحرارة إلا بديلًا أقل موثوقية. وإذا أردت التعمّق في هذا النوع وسلالاته المُمرضة، فراجع مقال E. coli وSTEC.

المكوّرات المعوية: المؤشر الأكثر صمودًا

المكوّرات المعوية بكتيريا موجبة الغرام، تتحمّل الملح والأس الهيدروجيني القلوي، وتجمعها منظمة الصحة العالمية في أربعة أنواع: Enterococcus faecalis وE. faecium وE. durans وE. hirae. وتوجد في براز الإنسان عادةً بأعداد أقل من E. coli بنحو رتبة عشرية واحدة، ولا تتكاثر معظم أنواعها في المياه.

ميزتها الرئيسية هي الثبات: فهي تبقى في البيئة المائية مدة أطول من E. coli، وتقاوم الجفاف بصورة أفضل، وهي أشدّ مقاومة للكلورة. ولذلك تُستخدم في المياه الخام مؤشرًا على مسببات الأمراض البرازية الأطول بقاءً، وفي مياه الشرب لاستكمال تحليل E. coli، وللتحقق من جودة المياه بعد إصلاح الشبكة أو تركيب أنابيب جديدة.

ماذا تعني النتيجة الإيجابية وما الإجراء المتخذ

• قولونيات كلية إيجابية وE. coli سلبية: لا تثبت تلوثًا برازيًا، لكنها تدلّ على خلل في المعالجة أو في سلامة الشبكة. يُعاد أخذ العينات، وتُراجَع عملية التطهير، ويُبحث عن نقاط دخول أو أغشية حيوية في الشبكة.
• E. coli أو المتحمّلة للحرارة إيجابية: دليل على تلوث برازي حديث. وتطلب منظمة الصحة العالمية تحقيقًا فوريًا: أخذ عينات جديدة والبحث عن السبب، كمعالجة غير كافية أو كسر في الشبكة.
• مكوّرات معوية إيجابية: تدلّ هي الأخرى على تلوث برازي حديث وتستلزم التحقيق ذاته. وإذا ظهرت دون E. coli، فمن المستحسن النظر في احتمال تلوث أقدم أو مياه مكلورة سبق أن ثُبّطت فيها E. coli.

ما تشترطه المعايير

تنصّ منظمة الصحة العالمية على ألّا تكون E. coli (أو المتحمّلة للحرارة عند تعذّر ذلك) قابلة للكشف في أي عينة حجمها 100 مل من المياه المخصصة للشرب مباشرةً. ويحدّد التوجيه (EU) 2020/2184 قيمة 0 لكل 100 مل لـE. coli والمكوّرات المعوية بوصفهما معيارين ميكروبيولوجيين إلزاميين (0 لكل 250 مل في المياه المعبّأة)، ويُبقي بكتيريا القولون معيارًا مؤشريًا، بقيمة 0 لكل 100 مل أيضًا، الغرض منه التحقق من أن تدابير الضبط تعمل. ويذكر طرقًا مرجعية هي EN ISO 9308-1 أو 9308-2 لـE. coli والقولونيات، وEN ISO 7899-2 للمكوّرات المعوية.

وفي الولايات المتحدة، تحدّد قاعدة القولونيات الكلية المنقّحة (Revised Total Coliform Rule) الصادرة عن وكالة حماية البيئة (EPA)، والإلزامية منذ 1 أبريل 2016، حدًّا أقصى للملوّث (MCL) لـE. coli، وتستخدم القولونيات الكلية محفّزًا لنهج "اكتشف وصحّح". فبعد نتيجة إيجابية للقولونيات الكلية تؤخذ ثلاث عينات متكررة خلال 24 ساعة؛ ويؤدي تراكم النتائج الإيجابية إلى تقييم من المستوى 1، بينما يؤدي انتهاك الحد الأقصى لـE. coli إلى تقييم من المستوى 2 وإشعار عام فوري.

المياه في مصنع الأغذية: مكوّن وأداة تصنيع

هذه الحدود ليست بعيدة عن الصناعة الغذائية. فالتوجيه 2020/2184 يدرج صراحةً في تعريفه المياه المستخدمة في أي مؤسسة غذائية لتصنيع منتجات مخصصة للاستهلاك البشري أو معالجتها أو حفظها أو تسويقها. كما تشترط اللائحة (EC) رقم 852/2004 إمدادًا كافيًا من مياه الشرب، يجب استخدامه كلما لزم لمنع تلوث الأغذية؛ ويجب أن يُصنع الثلج الملامس للأغذية من مياه الشرب (أو من مياه نظيفة في حالة الأسماك الكاملة)، وأن تستوفي المياه المعاد تدويرها متطلبات مياه الشرب نفسها ما لم تقبل السلطة المختصة خلاف ذلك.

وعمليًا يُستحسن الفصل بين استخدامين:

• المياه بوصفها مكوّنًا: المشروبات والمحاليل الملحية والعجائن والثلج. فأي مؤشر برازي إيجابي يؤثر مباشرةً في المنتج وفي تتبّع الدفعة.
• مياه التصنيع: غسل المواد الخام والتبريد وتنظيف المعدات والأسطح. وهنا تكون القولونيات الكلية إنذارًا مبكرًا بوجود أغشية حيوية في الخزانات أو الخراطيم أو دوائر إعادة التدوير.

إن تحديد نقاط أخذ عينات تمثيلية (مدخل المصنع، ومخرج الخزانات، ونقاط الاستخدام) ومتابعة الاتجاهات عبر الزمن لا يقلّ أهمية عن الحد نفسه. وتذكّر أيضًا أن هذه النتائج يُعبَّر عنها بالوجود/الغياب أو بالعدد لكل حجم من المياه، لا بـوحدات تشكيل المستعمرات (CFU) لكل غرام المعتادة في الأغذية.

كيف يُكشف عنها بالطرق الجزيئية

ما تزال الطرق المرجعية لهذه المؤشرات طرق استزراع، بحضانة تتراوح بين 24 و48 ساعة إضافةً إلى التأكيد. ويتيح PCR في الوقت الحقيقي تحديد الأجناس المعنية انطلاقًا من مادتها الوراثية والحصول على قراءة مبكرة توجّه التحقيق. وتوفّر TAAG للمياه مجموعات Ampliora 3.11 WaterScan (Escherichia coli وCitrobacter spp. وKlebsiella spp.)، وAmpliora 3.12 WaterScan (Enterococcus spp. وEnterobacter spp. وEscherichia spp.)، وAmpliora 6.1 WaterScan Plus التي تجمع الأهداف الستة في مجموعة واحدة. وبما أن PCR يكشف الأجناس ولا يطابق التعريف الاستزراعي لـ"القولونيات" أو "المكوّرات المعوية"، فإن نتائجه تكمّل الطرق التي تشترطها اللوائح المعمول بها ولا تحلّ محلها.