مرجع تخصصی آب و فاضلاب

1-برآورد با استفاده از توزیع آماری پوآسون

تو این روش نمونه آب و یا فاضلاب بایستی به دفعات مختلف رقیق شده تا شرایط برای برآورد دقیقتری از باکتریهای موجود در نمونه فراهم شود. در این روش بیشترین احتمال وجود یا عدم وجود باکتری در مجموعه ای از رقتهای ساخته شده از نمونه تعیین شده و عددی برآورد می شود که مربوط به نقطه ای از منحنی توزیع آماری پوآسون است که مقدار احتمال ماکزیمم می باشد.

2-برآورد با استفاده از روش توماس

در این روش نیز نمونه آب و یا فاضلاب بایستی به دفعات مختلف رقیق شده تا شرایط برای برآورد دقیقتری از باکتریهای موجود در نمونه فراهم شود. با در دست داشتن تعداد لوله هایی که در تست احتمالی مثبت  شده اند و همچنین مقدار میلیلیتر نمونه در لوله های منفی و مجموع لوله ها، مقدار MPN را برآورد میکند. تو این روش برای حالتی که تعداد لوله های منفی صفر باشه رابطه از نظر ریاضی تعریف نشده است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

عفونت سالمونلا عفونت عمومي بدن در اثر باکتری  از خانواده سالمونلا است . اين باكتري معمولاً لوله گوارش و دستگاه لنفاوي را درگير مي سازد. عفونت نسبتاً خفيف سالمونلا ممكن است با گاستروآنتريت ساده اشتباه گرفته شود. عفونت هاي سالمونلا بيشتر افراد بالاي 70 يا زير 20 سال را مبتلا مي سازند (بيشترين شيوع در شيرخواران زير يك سال است )                 

بيش از 2000 نوع سالمونلا شناسایی شده است  كه 200 نوع آنها ايجاد بيماري مي كنند. دو نوع سالمونلا به نام های سالمونلا تیفی و سالمونلا پاراتیفی بوده که به ترتیب عامل دو بيماري تيفوئيد و پاراتیفوئید می باشند  و ما ايراني‌ها این دو بیماری را به نام‌های حصبه و  شبه حصبه مي‌شناسيم .

سالمونلا از آن باكتري‌هايي است كه از طريق آب و غذاي آلوده منتقل مي‌شوند، بنابراين پزشكان توصيه مي‌كنند براي رفع آلودگي از ميوه و سبزي‌هايي كه ممكن است به اين باكتري آلوده باشند، قبل از مصرف، آنها را كاملاً شست‌وشو و ضدعفونی کنید و اگر احتياج به نگهداري در دماي يخچال دارند، مطمئن شويد كه در سرما نگهداري شده‌اند.

تخم پرندگانی مثل مرغ ، غاز و اردك و ...  مي تواند ايجاد عفونت سالمونلايي كند . در اين ميان تخم مرغ نسبت به ساير تخم ها آلودگي کمتري دارد .

 آلودگی تخم پرندگان به این صورت است که محل تخم گذاری ماكيان مي تواند آلوده به مدفوع آنان باشد . پوست تخم آلوده شده و از منافذ ريز روي تخم وارد آن مي شود و ميزان آلودگي را بالا مي برد . مخصوصا در غاز و اردك كه از مواد غذايي كنار جويبارها مي خورند احتمال آلودگي بیشتر است.اگر محل تخمگذاری مرطوب باشد رطوبت باعث نفوذ آلودگي سطح خارجي به داخل تخم می شود و ميزان آلودگي افزایش می یابد.

علائم بیماری :

به گفته پزشکان، علايم و نشانه‌هاي اين مسموميت با تأخير ظاهر مي‌شود و ممكن است 12 تا 24 ساعت بعد از مصرف غذاي آلوده، علايم در فرد مسموم بروز کند. علايم و نشانه‌هاي اين مسموميت شامل تب، خستگي، سردرد، تهوع، استفراغ، اسهال آبكي شديد، ضعف، درد شكم و كم شدن آب بدن است.

اسهال ، اغلب همراه با انقباضات شكمي ، در موارد خفيف ، اسهال ممكن است تنها در حد 3-2 بار دفع مدفوع شل باشد، ولي در موارد شديد ممكن است اسهال به صورت بيرون روي هر 15-10 دقيقه وجود داشته باشد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

يرسينيا يك عامل مهم در ايجاد بيماري هاي منتقل شونده از آب و غذا است كه باعث گاستروآنتريت انساني مي شود.

يرسينيا باسيلي است كوتاه و گرم منفي كه جزء خانواده آنتروباكترياسه به شمار مي آيد. ميزان عفونت هاي ناشي از انواع يرسينا در سال هاي اخير رو به افزايش نهاده است. انسان ها اغلب دچار عفونت هاي ناشي از يرسينيا آنتروكوليتكا ميگردند.                                          

يرسينيا انتروكوليتيكا اگرچه بيش از 60 سال است كه شناخته شده ولي تنها طي دو دهه ي اخير به عنوان عامل پاتوژن در انسان و سپس در دام معرفي گرديده است. در اپيدميولوژي اين باكتري همه ي راههاي ممكن از آب شرب گرفته تا انواع فرآورده‌هاي دامي اعم از شير و ساير محصولات لبني تا انواع اغذيه با منشاء دامي و گياهي به عنوان منبع اين باكتري برشمرده شده است. به عبارت ديگر اين ميكروارگانيزم ممكن است در هر يك از مواد ياد شده موجود بوده از آن طريق به انسان سرايت نمايد. در طي 20 سال گذشته يرسينيا انتروكوليتيكا را به عنوان يكي از عوامل مهم گاستروآنتريت‌هاي حاد شناخته‌اند كه اين ارگانيسم مسؤول ايجاد علائم كلينيكي متعددي از جمله سندرم شبه آپانديست مي‌باشد. همچنين ممكن است منجر به بيماريهاي پلي‌آرتريت و سپتي‌سمي ناشي از آن نيز گزارش شده است

حاملين و شيوع بيماري :

 گسترده در طبيعت ، از خاك ، زمين آلوده ، آب ، شير جداسازي صورت گرفته است .عفونتهاي طبيعي در انسان، پرندگان، جوندگان، خرگوش ها، خوك ها، موش ها، گربه ها، گوسفندها و بزها اتفاق افتاده است.

در بين غذاهاي مختلف٬ مواد غذايي با منشاء دامي مهمترين عامل در انتقال اين ميكروارگانيسم ها به شمار مي روند و علت آن پروتئين حيواني است كه به عقيده بعضي از محققين موجب تشديد مقاومت يرسينا آنتروكوليتكا در مقابل عوامل خارجي مي شود.

پژوهشگران در طي ساليان درازي معتقد بودند كه لاشه خوك تنها منبع مهم اين آلودگي مي باشد. اما تحقيقات بعدي و جدا شدن اين ميكروارگانيسم ها از لاشه ساير دام هاي كشتاري و نيز لاشه طيور و حتي گوشت هاي تازه بسته بندي شده در خلاء و وجود اين باكتري در شير٬ بستني و برخي از اغذيه هاي دريايي و نيز آب آشاميدني ثابت كرد خطر آلودگي و انتشار اين عفونت غذايي تنها از جانب گوشت خوك نمي باشد.

دسته اي از مواد غذايي مانند شير و بعضي از مشتقات آن ، گوشت ، هويج ، گوجه فرنگي ، كاهو ، چغندر محيط بسيار مناسبي براي رشد و تكثير اين باكتري هستند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

خوردگی میکروبیولوژی و نحوه کنترل آن

مقدمه

میکروارگانیزمها در همه جای طبیعت یافت می شوند. آنها در هوا، آب و خاک پراکنده اند و نقش مهم و حیاتی در تندرستی انسانها و جانوران دارند. بسیاری از میکروارگانیزمها سودمند هستند، در حالی که برخی دیگر بیماری زا می باشند.

فعالیت و زندگی میکروبی بر فرآیند بسیاری از صنایع موثر می باشند. برای مثال، باکتری زوگلوئل در لجن فعال شده و در تصفیه خانه های پساب، سودرسانند. آنها لجن (لرد) پلی ساکاریدها را می سازند که به دیگر باکتریها یاری گوارش مواد آلی را می دهد وگرنه این مواد آلی وارد جریان آب دریافت کننده پساب شده و باعث آلودگی می گردند. برعکس، میکروارگانیزمهایی هستند که در آب دستگاه خنک کن وجود دارند که می توانند اثرات بدی بر بازده بهره برداری از طریق خوردگی و رسوبدهی ایجاد نمایند. در این بخش مشکلات ناشی از میکروارگانیزمها در مورد خوردگی آهن مورد بحث قرار خواهند گرفت. و از آنجا که آب برجهای خنک کن شرایط مناسبی برای رشد این موجودات می باشند دردسرها و اشکالات ناشی از آنها و روشهای به کار رفته جهت کنترل آنها نیز بیان خواهد شد.

میکروارگانیزمهای آب خنک کن

میکروارگانیزمها از دو راه وارد دستگاه خنک کن می شوند. آنها یا از طریق آبرسانی (آب ورودی) به برج و یا از طریق هوائی که از میان برج خنک کن می گذرد وارد سیستم می شوند.

جلبکها، باکتریها و قارچها سه میکروارگانیزم مهم می باشند که در آب برجهای خنک کن یافت می شوند. اطلاعات کلی درباره این میکروارگانیزمها و خصوصیات هریک از آنها و اثرات نامطلوب آنها در دستگاه های خنک کن را به شرح زیر به آگاهی می رسانیم:

جلبکها

برای رشد جلبک سه نیاز اصلی وجود دارد: هوا، آب و آفتاب. حذف هر کدام از این سه نیاز مانع رشد جلبک می شوند. سکوی پخش و دیواره های جانبی برج خنک کن هر سه نیاز را دارا بوده و محیط مناسبی برای رشد فراهم می سازد. جدول 1 برخی از دسته های کلی جلبک های یافت شده در برج خنک کن، دما و PH لازم برای رشد آنها را نشان می دهد. جلبکها اکسیژن ساز هستند که می توانند واکنش خوردگی را غیرقطبی نموده و خوردگی دستگاه را تسریع نمایند. جلبکهای سبز- آبی مانند نوستوک و آنابااِنا قادرند ازت هوا را استخراج نموده و به ترکیبات دیگر تبدیل نمایند. ضمناً تثبیت ازت توسط جلبکها سبب تجزیه سریع بازدارنده های پایه نیتریت می شود. دیاتومه ها سبب انباشتگی سیلیس شناخته شده اند، زیرا دیواره یاخته آغشته به سیلیس پلیمری شده، اُپالین است (اُپالین سنگی نرمتر و سبکتر از دُرکوهی می باشد.).

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

فسفر در بافتهای کلیه موجودات زنده وجود دارد. گردش آن در طبیعت ، با ورود ترکیبات آن از عالم معدنی به عالم جانوری و گیاهی ، آغاز و با مراجعت این ترکیبات به عالم معدنی ، ختم می‌شود. تجزیه ترکیبات معدنی و آلی فسفردار که بخش عمده آن به صورت املاح غیر محلول آهن ، کلسیم و آلومینیوم است در خاک بوسیله باکتریها انجام می‌گیرد.

فسفری که به این طریق آزاد می‌شود به صورت محلول درآمده و بوسیله میکروارگانیسمها و ریشه‌های گیاهان جذب می‌شود. انباشته شدن فسفر در داخل سلولها به وجود سیستهای فسفردار غنی از انرژی یعنی ATP بستگی دارد. یونهای فسفات در مناطق مریستمی گیاهان جوان بیشتر انباشته می‌شوند ولی بر حسب احتیاج در مناطق دیگر گیاه وارد شده و در متابولیسم گلوسیدها ، لیپیدها و پروتئینها ، شرکت می‌کنند.

ترکیبات فسفر در عالم جانداران
ترکیبات فسفر موجود در عالم جاندار را می‌توان بر حسب قابلیت انحلال و استخراج پذیر بودن آنها به سه دسته تقسیم کرد.


* ترکیباتی نظیر فسفاتهای معدنی ، نوکلئوزید- فسفاتها و استرهای فسفریک که محلول در اسید تری کلرواستیک بوده و املاح باریوم عده‌ای دیگر نظیر نوکلئوتیدها ، هگزوز فسفاتها و گلیسروفسفات در آب محلول هستند.

* ترکیباتی نظیر فسفو لیپیدها و استرهای فسفریک که در حلالهای لیپیدها ، حل می‌شوند.

* ترکیباتی نظیر اسیدهای نوکلئیک و فسفوپروتئینها که ترکیباتی غیر محلول هستند.

* شکل معدنی فسفر در موجودات زنده شامل فسفاتها است که می‌توان از بین آنها به اورتوفسفاتها ، متافسفاتها و پیروفسفاتها اشاره کرد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

میکروبیولوژیست نقش دائمی و مهمی در صنایع میکروبی بر عهده دارد. او میکروبهای مورد نیاز را انتخاب کرده و محیط کشت مناسب و شرایط مساعد ( تهویه ، بهم زدن محیط ، PH و درجه حرارت) را تعیین می‌نماید. او با انجام فرایند در لوله آزمایش و ارلن ، طرح را در سطح کارخانه پیاده می‌کند، همواره روش آزمایشگاهی در سطح وسیع نتیجه مطلوب نمی‌دهد لذا تنظیم مجدد برای متناسب کردن آن برای کاربرد تجارتی ضرورت دارد. در سرتاسر فرایند آماده کردن مواد غذایی نظارت جهت حفظ کیفیت فرآورده ضرورت دارد. کاربرد صنعتی میکروبیولوژی شامل میکروارگانیسمها در مقیاس بزرگ ، سنتز انواع مواد شیمیایی می‌باشد.

کشت میکروارگانیسمها در مقیاس بزرگ
در صنعت میکروارگانیسمها را در مقیاس بزرگ پرورش می‌دهند. مخمر نانوایی در شیرینی‌پزی و تهیه انواع نانها جهت خمیر مورد استفاده قرار می‌گیرد. کشاورزان دانه‌های گیاهان تیره نخود را جهت ایجاد گرههای ریشه‌ای به باکتری ریزبیوم آغشته می‌کنند. تهیه مایه میکروبی جهت تهیه کره و انواع پنیرها در صنایع شیری لازم است. به علاوه مخمرها و کپکها به عنوان غذا یا جهت تهیه غذا مورد استفاده قرار می‌گیرند. و باکتریهای بیماریزا در مقیاس وسیعی برای تهیه واکسنها به منظور ایجاد ایمنی در انسان و حیوانات کشت داده می‌شوند.
مخمر نانوایی
مخمر نان سویه‌ای از قارچ ساکارومایسس سروزیه است که قدرت تولید گاز و مزه مطبوع دارد. ابتدا باید کشت خالصی از مخمر را در آزمایشگاه تهیه کرده و بعد آن را در مقیاس بزرگ تهیه نموده و سرانجام آن را در بشکه‌های بزرگ وارد سازند. در جریان این مراحل توجه زیادی باید بکار رود تا از بروز آلودگی جلوگیری شود. مخمرها را با سانتریفوگاسیون و شستشو از محیط جدا ساخته و آن را با نشاسته مخلوط کرده و سپس تحت فشار را به صورت کیک درمی‌آورند. کیک مخمری را در شرایط سرما نگه می‌دارند تا از فساد آن توسط میکروبهای دیگر ممانعت به عمل آید. مخمرها را می‌توان تا 10 درصد رطوبت خشک کرد. در این حالت مخمرها ماهها سالم باقی می‌مانند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

فقدان اکسیژن یکی از خواص مهم جو اولیه به شمار می آید. چنانچه در آن آمیزش برق آسای عناصر اکیسژنی وجود می داشت، مولکولهای ناپایدار حاصل ، به سادگی بر اثر احتراق نابود می شدند. اگر حیات بدون استعانت از اکسیژن حادث شده باشد، باید تخمیر آن را تامین کرد و باشد، که لولی پاستور ، شیمیدان فرانسوی نیز آن را حیات بدون آزمایش‌های مربوط به هوا توصیف کرد. عمل تخمیر بر اثر شکستن مولکولهای آلی (ترکیبات حاوی کربن) انرژی لازم را در اختیار یاخته قرار می دهد، فسفاتهای پر انرژی از قبیل آدنوزین تری فسفات را رها می کند.


برخی از اشکال تخمیر ، مانند تخمیر های مواد الکل ، به عنوان فرآورده فرعی ، دی اکسید کربن تولید می کنند. رها شدن این گاز در جو به وسیله اشکال بی هوازی حیات ، که به اکسیژن نیاز دارند، در تکامل فرایند های سوخت و ساز بعدی ، از جمله عمل تنفس سهیم اند.
آدنوزین تری فسفات در مرحله دوم سوخت و ساز
بعد از عمل تخمیر ، پیشرفت بعدی سوخت و ساز عبارت بود از چرخه مونوفسفات ششگانه (HMP). این عمل اساسا فرایندی بی هوازی است که به کمک انرژی حاصل از آدنوزین تری فسفات ، هیدروژن را از قند آزاد می کند. دی اکسید کربن نیز به عنوان فراورده فرعی به دست می آید. نیمی هیدروژن مربوط به چرخه HMP از آب به دست می آید. این چرخه معرف مرحله‌ای نسبتا پیشرفته (طی میلیونها سال) است، زیرا ، از دشوارترین راه به هیدروژن می رسد، نمایشگر دو روای است که عملا تمامی هیدروژن آزاد از سیاره ها فرار کرده است.
منبع خورشیدی آدنوزین تری فسفات
سومین مرحله در این جریان تکاملی (سوخت و ساز) ، احتمالا تغییر ماده آلی به فسفات آلی به کمک نور (فرایندی که طی آن گیاهان سبز انرژی نورانی را به انرژی شیمیایی تبدیل می کنند) ، یعنی استفاده مستقیم در تولید ATP است. انجام این عمل مستلزم وجود ماده رنگی کلروفیل (پوروفیرین منیزیم) برای جذب نور ، حضور مواد رنگین یاخته (پروتئینهای آهن دار) برای تبدیل انرژی خارجی ، یعنی نور خورشید ، به انرژی ذخیره ای موسوم به (ATP) است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

هزار سال پیش از اختراع قطب‌نمای مغناطیسی در سده‌های میانه ، چینی‌ها و یونانیان با ویژگی‌های مغناطیسی سنگ‌های آهن‌ربا آشنا شده بودند. بخش اصلی نخستین قطب‌نما را قطعه‌‌ درازی از آهن‌ربای طبیعی تشکیل می‌داد. سپس آدمی دریافت که با مالش دادن یک سوزن آهنی به آهن‌‌ربای طبیعی ، می‌توان نوعی آهن‌ربای ساختگی بدست آورد و از آن در ساختمان قطب‌نما بهره گرفت. در سال 1600 میلادی، ویلیام گیلبرت از ویژگی‌های مغناطیسی زمین سخن به میان آورد.

پیش از آن ، رابرت ناتمن ، دریافته بود که اگر یک سوزن آهن‌ربا شده را با نخ آویزان کند، سوزن در راستای شمال و جنوب آرایش می‌یابد. البته ، وضع قرارگیری آن افقی نیست، بلکه آن انتهای سوزن که به سوی شمال قرار می‌گیرد، به سوی پایین گرایش دارد. برای مثال ، در لندن انحراف سوزن از حالت افقی نزدیک 70 درجه است. گیلبرت این انحراف را ناشی از تاثیر ویژگی‌های مغناطیسی زمین می‌دانست. او باور داشت که زمین همانند یک‌ آهن‌ربای کروی است و میدان مغناطیسی آن در استوا ، حالت افقی و در قطب‌ها ، حالت عمودی دارد. امروزه می‌دانیم این میدان بین قطب و استوا دارای زاویه انحرافی است که با افزایش عرض جغرافیایی ، افزایش می‌یابد.

بنابراین، آن انتهای سوزن آهن‌ربا شده که به سوی شمال قرار می‌گیرد، در نیم‌کره شمالی به سوی شمال و پایین ، در استوا به سوی شمال و به حالت افقی و در نیم‌کره‌ جنوبی به سوی شمال و بالا آرایش می‌یابد. در مورد آن انتهای سوزن که به سوی جنوب قرار می‌گیرد، وضعیت واژگون است. تا سال‌های اخیر ، آدمی خود را تنها جانداری می‌دانست که برای جهت‌یابی از مغناطیس بهره می‌گیرد. اما در چند سال گذشته ، ذره‌های آهن‌ربا در جاندارن گوناگونی کشف شده است. باکتری‌ها ، نرم تنان دریایی ، زنبورهای عسل ، پروانه‌ها ، کبوترهای خانگی و دلفین‌ها ، از جاندارانی هستند که پیش از روشن شدن ویژگی‌های مغناطیس برای آدمی ، از این پدیده بهره می‌گرفته‌اند.

کشف باکتری‌های مغناطیسی
در سال 1975 میلادی ، بلک مور در جریان مطالعه‌ میکروسکوپی باکتری‌هایی که بطور معمول در گل و لای باتلاق‌های آب شور یافت می‌شوند، مشاهده کرد که آن‌ها همواره در یک سوی میدان دید شنا می‌کنند. آیا این باکتری‌ها در پاسخ به جهت نور چنین رفتاری نشان می‌دهند؟ او برای آزمون این فرضیه ، میکروسکوپ را با جعبه‌ای پوشاند و جهت قرارگیری آن را تغییر داد. حتی آن را به اتاق دیگری جابه‌جا کرد. در همه‌ این وضعیت‌ها ، جهت حرکت باکتری‌ها تغییری نیافت. بررسی‌های بعدی نشان داد که این باکتری‌ها پیوسته به سوی شمال شنا می‌کنند. بلک مور و همکارانش با استفاده از سیم پیچ ویژه‌ای ، میدان مغناطیسی قابل تنظیمی را در پیرامون میکروسکوپ ایجاد کردند.

وقتی محور این سیم پیچ در جهت شمال – جنوب بود، باکتریها در راستای شمال – جنوب به سوی شمال شنا می‌کردند. وقتی جریان الکتریکی جاری در سیم پیچ واژگون شد، باکتری‌ها چرخشی 180 درجه انجام دادند و این بار در جهت مخالف ، یعنی به سوی جنوب، شنا کردند. هر زمان که جریان واژگون می‌شد، باکتریها چرخشی 180 درجه‌ای انجام می‌دادند و در جهت میدان بکار رفته شنا می‌کردند. این باکتری‌ها حتی پس از مرگ ، با وجود این که توان شنا کردن نداشتند، باز هم در میدان مغناطیسی آرایش ثابتی می‌گرفتند و با واژگون شدن جریان ، 180 درجه می‌چرخیدند. خلاصه ، این باکتری‌ها آهن رباهای زنده‌ای هستند که بطور طبیعی تحت تاثیر میدان مغناطیسی زمین قرار می‌گیرند و با بکارگیری یک میدان مغناطیسی نیرومند‌تر می‌توان بر جهت حرکت آن‌ها تاثیر گذاشت.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب