باکتری های شکارچی جایگزینی برای کلر در فرایند تصفیه آب

به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از تارنمای اخبار علمی نیواطلس، کلر ازدیرباز به عنوان یک روش موثر حذف میکروارگانیسم ها از جمله باکتری ها از آب آشامیدنی کاربرد یافته است، اما این روش با مشکلات سلامتی مرتبط است.

یک لیوان آب آشامیدنی تمیز حاوی حدود ۱۰ میلیون باکتری است، اما به لطف فرآیندهایی که روی آب قبل از خروج از شیر آب انجام می شود، این باکتری ها بی ضرر می شوند. تصفیه آب شامل چندین مرحله است: استفاده از فیلترهایی برای حذف فیزیکی ذرات و میکروارگانیسم‌ها و پرتو فرابنفش که به عنوان یک ضدعفونی‌کننده عمل می‌کند، اما آخرین مرحله تقریباً همیشه افزودن کلر است.

کلر به شکل مونوکلرامین یک ضد عفونی کننده موثر است، اما این ماده عاری از مشکل نیست. اگرچه مونوکلرامین نسبت به کلر آزاد کمتر احتمال دارد، مواد آلی را به فراورده های فرعی سرطان‌زا تبدیل کند، اما این خطر همچنان به قوت خود باقی است. مطالعات انجام شده بین آب آشامیدنی کلردار و این فراورده های جانبی و افزایش خطر ابتلا به سرطان کولورکتال (روده بزرگ) ارتباطی را کشف کرده اند.

در سال ۲۰۲۰، شهر واربره در سواحل غربی سوئد یک سامانه اولترافیلتراسیون را برای جلوگیری از ورود میکروارگانیسم‌ها از دریاچه‌ها و آب‌های زیرزمینی به آب آشامیدنی نصب و استفاده از کلر به عنوان ضدعفونی‌کننده را متوقف کرد. محققان دانشگاه لوند از این موقعیت برای آزمایش تأثیر حذف کلر بر رشد باکتری ها در شبکه آب شهری، استفاده کردند.

کاترین پال، نویسنده این مطالعه گفت: کلر یک روش موثر برای به کاهش حداقلی رشد باکتری ها است، اما خطر آثار بالقوه فراورده های فرعی که با کلر تشکیل می شود، وجود دارد. کلر با سرطان و آسیب جنین مرتبط است و مطالعه برای یافتن جایگزینی برای کلر مناسب است.

داخل لوله‌های انتقال آب آشامیدنی، شبیه پوشش جدار داخلی روده انسان است که با یک بیوفیلم یا لایه زیستی پوشانده شده اند و از باکتری های خوب و بد محافظت می کنند و به منزله میکروبیوم لوله آب عمل می کنند. مطالعات قبلی نشان داده بود که باکتری‌های موجود در آب آشامیدنی شبیه باکتری‌های موجود در میکروبیوم لوله هستند و بسیاری از آنها برای انسان بی‌ضرر هستند.

محققان نمونه های گرفته شده از نقاط مختلف شبکه توزیع آب شهر واربره را ۶ ماه قبل و بعد از حذف کلر مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند. محققان با توالی یابی دی ان ای، باکتری هایی را که از میکروبیوم شبکه آب جمع آوری شده بود، شناسایی کردند. یک سال پس از حذف کلر، آنها نمونه های بیشتری جمع آوری کردند تا ببینند آیا میکروبیوم تغییر کرده است یا خیر.

پل گفت: کلرامین باکتری‌های خاصی را می‌کشد، اما می‌توانیم ببینیم که باکتری‌های دیگری را تغذیه می‌کند. در طول این دوره می‌توانستیم ببینیم که چگونه مجموعه باکتری‌ها تغییر کرده اند.

محققان در ماه سوم پس از حذف کلر از شبکه آب، دریافتند تعداد باکتری‌های خاصی به طور قابل توجهی کاهش یافته است، اما تعداد یک نوع باکتری افزایش یافته است. باکتری Bdellovibrio، به شکارچی باکتری‌های دیگر از باکتری های مقاوم در برابر آنتی بیوتیک ها شهرت دارد و برای سلول های انسان غیر سمی است.

پل گفت: در مطالعات قبلی شبکه آب آشامیدنی، دقیقاً این نوع باکتری را ندیده‌ بودیم که احتمالاً در بیوفیلم پنهان شده بودند، اما اکنون فرصتی به آنها داده شد. این باکتری برای انسان کاملا بی ضرر است. بنابراین نتیجه گیری ما این است که می توان آب آشامیدنی سالم و پاکیزه بدون کلر داشت. محققان هیچ افزایش خطری مشاهده نکردند که این موضوع برای شرکت آب و مشتریان آنها بسیار مهم بود.

اکنون که محققان از وجود باکتری‌هایی که پس از حذف کلر می‌توانند در آب آشامیدنی رشد کنند، آگاه شده‌اند، مشتاقند تأثیر آن باکتری‌ها را بر انسان بدانند.

پل گفت: برای درک بهتر نحوه عملکرد طبیعت در محیط های شهری و غیرطبیعی، به مطالعات بیشتری نیاز است. محققان می خواهند تاثیر همه باکتری‌های آب آشامیدنی بر انسان را بدانند. این باکتری ها مضر نیستند، اما آیا می توانند برای ما مفید باشند؟

محققان می‌گویند استفاده از باکتری‌ها به عنوان جایگزینی برای کلر، روشی کم‌هزینه و با بازده انرژی بهتر برای تصفیه آب آشامیدنی است.

پل گفت: هر روشی مزایا و معایب خود را دارد. پرتوفرابنفش یک روش موثر است، اما نقطه ضعف این است که لامپ ها انرژی زیادی مصرف می کنند. بیوفیلترها اغلب به هیچ انرژی نیاز ندارند، اما فضای زیادی را اشغال می کنند. اولترافیلترها گران هستند. بسیاری از تصفیه خانه های آب آشامیدنی در سوئد با استفاده از روش های ترکیبی آب را تصفیه می کنند. با این حال این مطالعه نشان می دهد اگر راهبردهای دیگری برای مقابله و کنترل باکتری ها در دسترس باشد، کلر ضروری نیست.

نتایج این مطالعه در مجله NPJ Clean Water منتشر شده است.