HETEROTROOF KIEMGETALTEST

DRINKWATERANALYSE
HETEROTROOF
KIEMGETALTEST
Door Dan Kroll
Wat is zijn heterotrofen?
Heterotrofen zijn een groep organismen, waaronder gisten, schimmels en bacteriën, die organisch
koolstof als enige koolstof-en energiebron gebruiken. Dit is in contrast met autotrofe organismen
zoals algen, die gebruikmaken van anorganische koolstof en zonlicht als energiebron. De overgrote
meerderheid van bekende soorten bacteriën, zowel aëroob als anaëroob, zijn heterotroof. Veel heterotrofe organismen gebruiken koolstofverbindingen zoals suikers, alcohol en organische zuren als
voedselbron. Er zijn echter enkele gespecialiseerde organismen die cellulose, lignine, chitine, keratine,
complexe koolwaterstoffen, fenolen en andere stoffen kunnen afbreken. Heterotrofe organismen
worden veel aangetroffen in de bodem, water, voedsel en in de beddingen van opppervlaktewateren.
Waarom meet men heterotrofen?
Micro-organismen groeien normaliter in water en als biofilms op oppervlakken die met water in contact komen. Groei
van deze micro-organismen na waterzuivering wordt doorgaans nagroei genoemd. De aanwezigheid van nagroei wordt
gewoonlijk gekenmerkt door verhoogde HPC-waarden (Heterotrophic Plate Count: heterotroof kiemgetal) in watermonsters. Doorgaans worden verhoogde HPC-waarden aangetroffen in delen van distributiesystemen waar water stil kan staan,
in waterleidingen, in gebotteld water en in ingebouwde apparaten zoals ontharders, koolstoffilters en drankautomaten.
Het testen van HPC wordt al lang toegepast om de kwaliteit van watervoorzieningen te controleren. HPC-testen werden
in eerste instantie gebruikt als een controle van waterzuiveringsprocessen, met name zandfiltratie. De testen gaven hiermee
een indicatie van de veiligheid van het water. Naarmate bewakingstechnieken voor specifieke indicatoren als E. coli en
totaal coliformen steeds meer beschikbaar werden, nam het nut van HPC voor deze doeleinden af. HPC speelt nog steeds
een rol in veel voorschriften en richtlijnen, en ook als een waardevol hulpmiddel voor procescontroles.
DRINKWATERANALYSE
HPC-metingen worden gebruikt:
• ter indicatie van de effectiviteit van waterbehandelingsprocessen als een directe indicator van de verwijdering van
ziekteverwekkers;
• als een controle op de aanwezigheid en aantal nagegroeide organismen die wel of geen invloed hebben op hygiëne;
• als een controle op mogelijke verstoring van coliformmetingen aan de hand van lactose;
• als doelstellingen met betrekking tot gezondheid die zijn gebaseerd op bescherming van de volksgezondheid en
ziektepreventie als onderdeel van de waterveiligheid;
• ter beoordeling van het vermogen van de gehele watervoorziening om water te leveren met een kwaliteit die voldoet
aan de doelstellingen;
• ter bewaking van de stappen in de watervoorziening die van uitzonderlijk belang zijn voor de waarborging van veilig
drinkwater;
• om ervoor te zorgen dat leidingwerk, waaronder opslagtanks, wordt gereinigd en onderhouden op een manier die
risico's voor de volksgezondheid beperkt;
• om de prestaties van filtratie- en desinfectieprocessen te meten;
• ter controle van distributiesystemen waarin HPC-metingen naar veronderstelling voornamelijk reageren op de staat
van het distributiesysteem die het gevolg zijn van stilstand, verlies van resterend desinfectiemiddel, hoge gehaltes
opneembare organisch koolstof, hogere watertemperaturen en de aanwezigheid van nutriënten;
• ter bewaking van systemen waarin chlooramine is gebruikt en in systemen waarbij ammonia in de waterbron zit als
mogelijke indicator van beginnende nitrificatie;
• als mogelijke indicator van beginnende smaak- en geurproblemen en andere esthetische problemen.
De heterotroof-kiemgetaltest (HPC):
Zoals de eerdergenoemde definitie van heterotrofen impliceert, vormen heterotrofen een breed gedefinieerde en diverse
groep organismen die organische koolstof nodig hebben om te groeien. In de loop der jaren is een reeks kweektests
geïntroduceerd die een grote verscheidenheid aan door water verspreide micro-organismen moet onderscheppen. Deze
soorten tests worden 'heterotroof-kiemgetal'- of 'HPC'-testprocedures genoemd.
Er is geen universele test voor HPC-meting. Omdat er een grote verscheidenheid is aan beschikbare testmethoden en
vanwege de diversiteit van mogelijk aanwezige organismen, geldt over het algemeen dat er een methode moet worden
geselecteerd die werkt voor de locatie waar monsters worden genomen. Er moet vervolgens meer nadruk worden gelegd
op trends dan op werkelijke tellingen. Verschillende methoden kunnen beter werken (bijv. om meer organismen te onderscheppen) in een bepaald monster. Dit betekent niet dan één methode correct is en de andere incorrect. Elke methode
richt zich simpelweg op verschillende subpopulaties die al dan niet aanwezig zijn in het specifieke monster. Heterotroofkiemgetalanalyses zijn een treffend voorbeeld van een door een methode gedefinieerde parameter.
Delen van HPC-methoden zijn gestandaardiseerd, bijvoorbeeld het gebruik van nutriëntagar of R2A-agar. HPC-testmethoden
omvatten echter een breed scala aan door gebruikers gedefinieerde testomstandigheden die leiden tot een grote verscheidenheid aan kwantitatieve en kwalitatieve resultaten. Door gebruikte maken van nieuwere methoden (Reasoner and
Geldreich 1985, ook wel R2A) is een aanzienlijke toename mogelijk in het aantal bacteriën dat gekweekt kan worden uit
watermonsters, ten opzichte van oudere methoden zoals nutriëntagar. Door het gebruik van media met lage nutriëntgehaltes (bijv. R2A), die beter passen bij de behoeften van micro-organismen in drinkwater dan klassieke nutriëntagar, is het
mogelijk om meer door water verspreide micro-organismen aan te tonen met behulp van kweek. Een nadeel van deze
methode is de langere incubatietijd (5-7 dagen bij 28 °C).
Er is geen combinatie van groeifactoren voor nutriënten, temperatuur, licht en tijd die geschikt is voor de groei van het
volledige scala aan bacteriesoorten en stammen die in een bepaald watermonster kunnen worden aangetoond. Dit heeft
geresulteerd in een aantal verschillende meetmethoden, met verschillende kweekmedia, incubatietijden en temperaturen.
De incubatietemperaturen die zijn gebruikt variëren van 20 °C tot 40 °C. Incubatietijden variëren van een paar uur tot zelfs
een paar weken, en nutriëntomstandigheden kunnen sterk variëren, van de rijke omstandigheden in nutriëntagar tot de
nutriëntarme omstandigheden die geldend zijn in R2A-media. Kweekmethoden kunnen ook afwijken en kunnen uitplaattechnieken, giettechnieken en membraanfiltratiemethoden omvatten.
De HPC-test zelf geeft niet aan welke organismen zijn gedetecteerd. In werkelijkheid zal slechts een klein deel van de
metabolisch actieve micro-organismen in een watermonster groeien en detecteerbaar zijn onder een reeks bepaalde
omstandigheden. De populatie zal per gebruikte methode aanzienlijk afwijken. Er wordt gedacht dat ongeveer 0,01 % van
door water verspreide micro-organismen behoort tot de groep kweekbare heterotrofe bacteriën, en ongeveer 1 % van de
2
DRINKWATERANALYSE
levende bacteriën is niet kweekbaar. Het kan moeilijk zijn correlaties vast te stellen tussen de resultaten van dezelfde methode
voor verschillende monsters, verschillende methoden voor dezelfde monsters of zelfs kleine aanpassingen van dezelfde
methode, omdat de resultaten drastisch kunnen verschillen. De werkelijke organismen die worden aangetoond in HPC-tests
kunnen ook sterk variëren tussen locaties, seizoenen en zelfs tussen twee opeenvolgende monsters op dezelfde locatie.
Onder de micro-organismen die worden aangetoond door HPC-tests vallen vaak de organismen die deel uitmaken
van de natuurlijke (gewoonlijk niet gevaarlijke) microbiële florawater. In sommige gevallen betreft het ook organismen die
afkomstig zijn van vervuilingsbronnen of ziekteverwekkers.
Totaal heterotrofen
Nutriëntagar
Peel Plates
R2A-agar
Verschillende methoden detecteren verschillende subpopulaties van het totaal aan heterotrofen.
Conclusie
Bron: Heterotrophic Plate Counts and Drinking-water Safety. The Significance of HPCs for Water Quality and Human Health. Redactie
door J. Bartam, J. Cotruvo, M. Exner, C Fricker en A. Glasmacher. Gepubliceerd namens de Wereldgezondheidsorganisatie door IWA
Publishing, Alliance House, 12 Caxton Street, London SW1H 0QS, UK. 2003
DOC042.56.20226.Mar16
Heterotroof-kiemgetalanalyses zijn een waardevol hulpmiddel bij de evaluatie van drinkwatermonsters. De correcte toepassing van HPC-bewaking geeft inzicht in de effectiviteit van waterbehandelingsprocessen, verzorgt verificatie van voortdurende kwaliteit van de watervoorziening en biedt een indicatie van potentiële storingen in het systeem. Een verhoogd
aantal heterotrofe bacteriën kan duiden op een procesverstoring of zelfs een gevaar voor de volksgezondheid. De selectie
en toepassing van een geschikte HPC-test kan een waardevol inzicht verschaffen in de kwaliteit van drinkwater door het
productie- en distributiesysteem heen.