ניטור מיקרוביאלי מקוון

 הטמעת מערכות אוטומטיות להתרעה מהירה על זיהום מיקרוביאלי במערכות מי שתייה בחברת מקורות

לפי תקנות בריאות העם לאיכות מי שתייה (1), נוכחות חיידקים קוליפורמיים במים, ובמיוחד מהמין E.coli, מהווה אינדיקציה לזיהום אפשרי ממקור של שפכים. מערך הבקרה על איכות המים ב"מקורות" כולל בדיקות מיקרוביאליות מעבדתיות של חיידקים אלו (בעיקר זריעה על צלחות פטרי) המבוצעות בתדירות המוכתבת על פי התקנות. בשיטות המקובלות כיום, תוצאות הבדיקות הבקטריאליות מתקבלות 24 עד 48 שעות ממועד הדיגום.
בשל הסיכון הכרוך באירוע זיהום מים, חברת מקורות בוחנת ומטמיעה בשנים האחרונות מכשור רציף ומקוון לניטור זיהומים בקטריאליים במערכת אספקת המים. ניטור רציף בשיטות אלו ישפר את הבקרה על איכות המים המסופקים, ויקטין את ההסתברות להתפשטות זיהום ואת הסיכונים הכרוכים בכך לאוכלוסייה.
ניטור מיקרוביאלי מקוון (online) במערכות אספקת מים הינו תחום שמתפתח במהירות בשנים האחרונות.
חלק מהטכנולוגיות הינן כלליות – מסוגלות לאמוד את כלל החיידקים במים הנבדקים, והאחרות הינן סלקטיביות – מסוגלות למדוד באופן ספציפי את כמות החיידקים האינדיקטוריים לזיהומי מים, כגון קוליפורמים או E.coli.
המכשירים הקיימים בשוק מתבססים על מגוון טכניקות גילוי, זיהוי וכימות - טכנולוגיות ביוכימיות, פיסיקוכימיות (כגון ספקטרוסקופיה) או משולבות (2).
חברת מקורות בחנה בשנים האחרונות טכנולוגיות אונליין ביוכימיות אנזימטיות.
במקביל, מקורות יישמה בעשור האחרון שיטות מעבדה וערכות שדה לגילוי זיהומים מיקרוביאליים בטכניקות לכימות ATP (מולקולת האנרגיה של המיקרואורגניזמים בדוגמה), שיטות אימונלוגיות ושיטות ביומולקולריות לזיהוי רצפי DNA.
הטכנולוגיות האנזימטיות המקוונות שנבחנו מיועדות לגילוי והתרעה על הימצאות חיידקים אינדיקטוריים, כגון חיידקים קוליפורמיים או חיידקי מעיים מהמין E.coli, העשויים להצביע על זיהום ממקור של שפכים ביתיים.
המכשירים מיועדים להתקנה בחדרי בקרה מקוונים המפוזרים לאורך מערכת אספקת מי השתייה המרכזית.
מים הנבדקים מהקו הראשי מוזרמים במרווחי זמן קבועים מראש למיכל קטן בתוך המכשיר.
למיכל מוסף באופן אוטומטי מצע מזון וסובסטראט, והמים הנדגמים מודגרים בטמפרטורה מתאימה.

חברת מקורות יישמה בעשור האחרון שיטות מעבדה וערכות שדה לגילוי זיהומים מיקרוביאליים בטכניקות לכימות ATP, שיטות אימונלוגיות ושיטות ביומולקולריות לזיהוי רצפי DNA

באם נמצאים בדוגמה חיידקים אינדיקטוריים, הם יתרבו במהירות ויפרישו לתמיסה אנזימים הקשורים בפעילות המטבולית שלהם. במקרה כזה, האנזימים הללו יפרקו את הסובסטראט, ואחד מתוצרי הפירוק יצור סיגנל אור (פלורוסנטי או אחר) הניתן לזיהוי ולכימות על ידי גלאי ייעודי במכשיר (איורים 1, 2).

כאשר עוצמת הסיגנל עולה על ערך שנקבע מראש, משודרות התרעות והודעת טקסט לחדר הבקרה ולבעלי תפקידים המוגדרים מראש. בהתאם, מופעל נוהל דיווח, דיגום ובדיקות מעבדתיות דחופות.

המערכות שנבחנו במקורות דורשות תחזוקה חודשית או חצי חודשית לחידוש הריאגנטים, וטיפולים שנתיים לחידוש הצנרת והמיכלים.

בחינת הטכנולוגיות החדשניות והטמעתן

בשנים האחרונות מקורות בחנה את התאמתם של מכשירים מקוונים לשימוש במערך הניטור הרציף של איכות המים במערכת האספקה הארצית.
הבחינה כללה 1) איתור ספי הזיהוי בפועל של החיידקים הקוליפורמיים ושל חיידקי ה- E.coli באמצעות המכשירים הנבחנים; 2) השפעת שינויים יומיים ועונתיים בהרכב המים על אמינות מדידות המכשירים; 3) אמצעים לצמצום התרעות שווא; ו- 4) קביעת תנאי התפעול המיטביים. במסגרת הפרויקט, מקורות השלימה בחינה של מכשיר ה- Colifast ALARM (תוצרת חברת Colifast AS הנורווגית, משווקת בארץ על ידי חברת מעבדות חי).
בשלב הראשון של הניסוי, המכשיר הותקן והופעל בצומת מרכזי של מערכת אספקת המים במרכז הארץ. השוואת הקריאות היומיות לבדיקות הסטנדרטיות במעבדה הראתה, כי המכשיר מתאים להפעלה בתחנות הניטור המקוונות ואינו מייצר התראות שווא.
בשלב השני, המכשיר הופעל במעבדה המרכזית של מקורות באתר אשכול, חבל הירדן,, שם נבדקו מי ברז מסוננים, מי תהום מקידוחים, מים ממתקני התפלה ומי מעיינות, להם הוספו כמויות משתנות ידועות של חיידקים מזני ייחוס שונים.
תוצאות הניסויים במעבדה הראו כי 1) סף הזיהוי של המכשיר עמד על חיידקי קוליפורם בודדים ב- 100 מ"ל מים; 2) המכשיר לא התריע כלל על חיידקים שאינם קוליפורמיים: לא התקבלו תוצאות false positive המהוות כשל בזיהוי חיידקים שאינם אינדיקטוריים ויצירת התראות שווא; 3) בכל סוגי המים המכשיר זיהה ביעילות חיידקים קוליפורמיים: לא התקבלו תוצאות false negative המהוות כשל בזיהוי של החיידקים המזהמים שהוכנסו למי הניסוי; 4) נמצא מתאם בין ריכוז החיידקים במים ובין הזמן שנדרש להתרעה על ידי המכשיר; 5) התרעות אמת התקבלו תוך 7-12 שעות מחדירת הזיהום בניסויי הסימולציה המעבדתית, כתלות בריכוז החיידקים המזהמים.
מתוצאות אלו הוסק כי מכשיר ה- Colifast ALARM עשוי להתאים לניטור מקוון של זיהום קוליפורמי במערכות אספקת מי השתייה בישראל.

טכנולוגיות אלו, שיושמו עד כה בעולם בעיקר לניטור מי גלם מנהרות ומים במערכות טיהור שפכים, יבדקו בפרויקט זה למידת התאמתן כאמצעי ניטור רציף של איכות מי שתייה

בהתאם, מכשיר זה הותקן בתחנת ניטור בקוו ראשי בשדרה המרכזית של מערכת אספקת מי השתייה, המקבלת מים מותפלים ומי קידוחים רדודים הרגישים יחסית לזיהום מפני הקרקע. במהלך ההפעלה בשנתיים האחרונות, שבהן נדגמו בכל בוקר (5 ימים בשבוע) חיידקים קוליפורמיים במעבדה, ובכל לילה חיידקים קוליפורמיים באמצעות מכשיר ה- Colifast ALARM, לא היו חריגות בקטריאליות בבדיקות המעבדה או התרעות מהמכשיר הרציף על זיהומים בתחנה.
חברת מקורות בוחנת כעת שתי מערכות נוספות, Coliminder של חברת VWM האוסטרית (אשר זכתה בשנת 2016 ב"שבוע המים" בסינגפור בפרס החדשנות על טכנולוגיה זאת) ו- AquaBio של חברת Adasa הספרדית (אשר משווקת בארץ ע"י חברת IsrAWAter).
שני מכשירים חדשניים אלו מיועדים לזיהוי חיידקים אינדיקטוריים בעזרת פעילות אנזימטית הייחודית לחיידקי המטרה, והפעלתם צפויה לקצר משמעותית את הזמן הנדרש לזיהוי אירוע הזיהום. הטכנולוגיה של AquaBio מאפשרת בדיקה סימולטנית הן של קוליפורמים והן של E. coli בדוגמת המים, וכמו ב- Colifast ALARM, תוצאה חיובית מתקבלת לאחר 7-12 שעות. מכשיר ה- Coliminder, שבו לא מתבצעת הדגרה של דוגמת המים הנבדקים, יאפשר ככל הנראה לגלות חדירה של זיהום למים אפילו תוך זמן קצר של כ- 30 דקות.
טכנולוגיות אלו, שיושמו עד כה בעולם בעיקר לניטור מי גלם מנהרות ומים במערכות טיהור שפכים, יבדקו בפרויקט זה למידת התאמתן כאמצעי ניטור רציף של איכות מי שתייה.
ככל הנראה, מדינות אירופאיות שבהן קיימות מערכת אספקת מי שתייה ללא מחטא שאריתי, יטמיעו גם הן מערכות מעין אלו לניטור מקוון של איכות המים המסופקים.
מקורות בוחנת כרגע את האפשרות לבדוק בשנים הקרובות טכנולוגיות מקוונות נוספות, כגון מכשירים רציפים לכימות ATP, כמדד כללי לביומסה מיקרוביאלית, ומכשיר למדידה אלקטרוכימית רציפה, כמדד של היווצרות ביופילמים בממברנות במתקני התפלה.

מורן פנחס, עודד סוואד, דן גלעד, שלומי קוסטליץ, סיון בלייך, דלית ויזל אוחיון - מקורות, חברת המים הלאומית | This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
הדפסה הורדה

לשאלות ופרטים נוספים

נא מלאו את פרטיכם ונציגינו ייצרו עמכם קשר בהקדם