الأساليب المتبعة لتلاشي فعالية الجراثيم في البيئة البحرية

800 3 دقائق

1996 المصبات البحرية لمياه الصرف الصحي

أ.د عادل رفقي عوض

KFAS

تلاشي فعالية الجراثيم في البيئة البحرية علوم الأرض والجيولوجيا

تصرف كميات كبيرة جدا من الكائنات الحية الدقيقة الممرضة إلى مياه البحار والمحيطات عن طريق صب مياه الصرف الصحي مباشرة في هذه المياه المتلقية، وتشكل بذلك خطرا فعالا على الصحة العامة للسابحين في مياه الشواطئ الملوثة، وكذلك لمستهلكي منتوجات المحارات من مياه المناطق القريبة أو المجاورة (29).

يحدث تناقص التركيز الجرثومي في البيئة البحرية من خلال عمليتين أساسيتين هما الآلية الفيزيائية (الانحلال، الخليط والتشتت، والترسيب) وفعالية البحر البيولوجية، والتي تخضع لتأثير عوامل مختلفة (مراجع 30 و 31).

إن معرفة هذه الظواهر سيفيد جدا في تحديد تراكيز الجراثي الممرضة على الشواطئ الساحلية، وهل ستكون بمستويات غير ممرضة للسابحين؟.

في بحث أجري على التأثير الجرثومي لثلاثة مصبات بحرية لمياه الصرف الصحي لمناطق واقعة في الساحل الجنوبي لحوض البحر الأبيض المتوسط من أسبانيا وهي الدانينو Aldanino وفانجيرولا Fuengirola في منطقة مالاغا Malaga وكوستا كابانا costa cabana في منطقة الميرا Alemera (مرجع 32).

فقد لوحظ انخفاض شديد لتراكيز الملوثات الجرثومية عند خروج مياه الصرف الصحي من فتحات المصبات البحرية أي في مناطق الخلط القريبة وعند صعود مياه الصرف باتجاه سطح مياه البحر.

وكان هذا الانخفاض سريعا ابتداء من نقطة التصريف وحتى السطح، وذلك بسبب التأثيرات الفيزيائية والبيولوجية المذكورة سابقا. وقد تمت الدراسات على ثلاث مجموعات من الجراثيم هي: عصيات الكوليفورم الكلية (Total coliforms) وعصيات الكوليفورم الغائطية (Faecal coliforms) وعصيات ستربتوكوك الغائطية (Faecal Streptococci).

وقد كانت سلوكيتها مختلفة ومدة ثباتها في مياه البحر مختلفة، وهذا أساسا يعود إلى مدى قابلية تحمل كل منها للعوامل البيئية البحرية.

لقد تم تقييم تلاشي الفعالية الجرثومية من خلال استخدام عاملين، وهما 90^T (يمثل زمن الاقامة المطلوب في الوسط المائي حتى يتم تخفيض فعالية الجراثيم إلى معدل 90%) و K (ثابت تخفيض الفعالية الجرثومية).

وكانت النتائج مهمة إذ لوحظ أن قيمة 90^T للمجموعتين الأوليين (العصيات الكلية والعصيات الغائطية ) كانت وسطيا 20 دقيقة، بينما كانت قيمة 90^T لعصيات الستربتوكوك أعلى بمقدار الضعف، أي بحدود 40 دقيقة (مرجع 32)، وهذا ما تطابق مع نتائج كثيرة من الباحثين (مرجع 31).

أما قيم K بشكل عام فكانت تغيراتها أكبر عما هي عليه في القيم الـ 90^T . فقد لوحظ أن أعلى قيمة لـ K كانت لمجموعة عصيات الستربتوكوك الغائطية كما لوحظ أن انخفاض العصيات الكوليفورمية الغائطية أسرع من انخفاض العصيات الكوليفورمية الكلية (قيمة K لعصيات F, C كانت أصغرية).

وبهذا يمكن اعتبار أن عصيات الكوليفورم الكلية كانت أكثر مقاومة من عصيات الكوليفورم الغائطية لشروط البيئة البحرية، كما يمكن أن نستنتج أن عصيات الستربتوكوك الغائطية (F. S) هي بوضوح أكثر مقاومة من عصيات الكوليفورم بنوعيها لشروط البيئة البحرية، وهذا ما يتطابق مع نتائج المصادر (31 و 33).

أبحاث أخرى (34) تمت على تقييم تلاشي أو موت جراثيم السالمونيلا (Salmonella) الواصلة إلى مياه البحر عن طريق مياه الصرف الصحي المصرفة في مياه البحر بواسطة المصب البحري، وكانت النتيجة أن مقاومة السالمونيلا لشروط البيئة البحرية مشابهة تماما لمقاومة العصيات الكوليفورمية الغائطية (E. coli) للشروط البحرية.

كما دلّت نتائج الدراسات التي تمت على المصبات البحرية لمياه الصرف الصحي في أسبانيا (مصدر 32) من حيث تأثير التغيرات الموسمية على تلاشي أو موت الجراثيم الممرضة أن أعلى قيمة لـ 90^T و K للمجموعات الجرثومية الثلاث (FS, Fc, Tc) لوحظت في أشهر الربيع والصيف، وهذا يعني أن عمليات موت الجراثيم كانت أبطأ في الصيف مقارنة بالفصول الأخرى.

وهذه نتيجة غير متوقعة وذلك بحسب المصدر (33) الذي يبين أن بعض الآليات لتلاشي فعاليات الجراثيم في مياه البحر ستكون أسرع بارتفاع درجة حرارة المياه في الأشهر الدافئة أو الحارّة.

إن القليل جدا من المصبات البحرية مصمم اليوم دون مراعاة تخفيض الفعالية الجرثومية (microbial inactivation). وحتى في الحالات المثالية للانتشار الاضطرابي الدوامي لمياه الوسط المحيط، وتوافر الرذاذ الجيد عند نهاية فتحة المصب، فإنه من الصعب تحقيق الانحلال (التمدد للملوثات) الفيزيائي بأكبر من 1000 إلى 01 وهذا ما رايناه سابقا في مجال الانتشار في الحقل القريب.

فإذا كانت مياه المجاري حاوية على عدد من العصيات (Coli count) بمعدل (10 ⁶) في كل ميللي لتر ماء، فهذا يعني أنه يجب أن يتم تخفيض إضافية للجراثيم بمعدل لا يقل عن 10 ² في كل ميللي لتر ماء.

وهنا يأتي دور الانتشار في الحقل البعيد. إنه من الشائع والمعروف أن يفرض لانخفاض معدل جراثيم الكوليفورم تابع من الدرجة الأولى، وهذا يعني بأن معدل الانخفاض (التلاشي للجراثيم) متناسب طرداً مع التركيز الفعلي وفق النموذج الإحصائي الخطي التالي:

ثابت الهضم البيولوجي أو ثابت تخفيض فعالية الجراثيم = K

والحل يكون:

تركيز الجراثيم الكلية (الحية والميتة) عند نقطة مدروسة (التركيز الأولى) = Co

تركيز البكتيريا الحية عند أية نقطة مدروسة = C

إن معدل التلاشي أو الهضم غالبا ما يوصف بالعامل 90^T والذي يمثل زمن الإقامة المطلوبة والواجب تحقيقه في الوسط المائي حتى يتم تخفيض فعالية الجراثيم إلى معدل 90%.

فالقيمة 90^T تعبر عن الوقت الذي تصل به النسبة C/ Co إلى 0.1 ولذلك فإن العلاقة بين k، 90^T يجب أن تكون: 0.1 = exp (-K. T₉₀)

أو