## Inleiding

### Hoe schoon is ons zwemwater?

Dat is een vraag die elk jaar in de zomer weer boven komt drijven. De temperaturen stijgen en wie wil er dan niet een lekker verfrissende duik nemen in onze mooie natuurwateren. Maar hoe schoon is dat water eigenlijk? En hoe veilig is die ‘verfrissende’ duik nu echt? Het vergt een steeds grotere inspanning om zwemwater vrij te houden van poepbacteriën. Door regenbuien komt rioolwater steeds vaker terecht in het zwemwater (Theuwis, 2019).

Ook eenden kunnen een infectiebron van poepbacteriën zijn in ons water. Een optie is om natuurzwemwater te scheiden van het deel waar dieren komen, maar dan nog zal het risico stijgen naarmate het zwemwater intensiever gebruikt wordt. Dan zitten er opeens heel veel vieze billen en handen tegelijk in het zwemwater. (Oosterom, 2018). Nu is de ene E. coli-bacterie de andere niet en ze zijn niet allemaal even schadelijk. E. coli-bacteriën zijn meestal onschuldig en komen ook in de darmen van mensen voor. Hier hebben ze verschillende functies en helpen ze jou gezond te houden. Toch zijn er ook enkele soorten die een stuk schadelijker zijn. Deze komen in de darmen van dieren voor. Voor de dieren zelf zijn ze onschadelijk, maar voor mensen niet altijd. Het gevolg kan braken, diarree en buikkramp zijn. (RIVM.nl) Er moet dus een verschil gemaakt worden tussen de verschillende E. colibacteriën en hun schadelijkheid. De bacterie leeft dus in darmen van mensen en dieren en plant zich hier voort. Toch kunnen ze ook buiten darmen overleven en zo kunnen ze in zwemwater voor veel problemen zorgen. Het is dan ook belangrijk dat zwemwater regelmatig getest wordt in tijden dat het zwemwater gebruikt wordt. En dat is nu precies wat jullie gaan doen.

# De examenopdracht

Doel

Vaststellen van de geschiktheid van vijverwater als zwemwater door het bepalen van de besmettingsgraad van vijverwater met behulp van de kolonietelling en het bepalen van de aan-/afwezigheid van darmbacteriën (waaronder E. coli) in vijverwater met een selectief en differentiërend medium.

Theoretische achtergrond

Het onderzoek dat jullie uit gaan voeren naar de microbiologische kwaliteit van vijverwater bestaat uit twee deelonderzoeken. Enerzijds een kwantitatief deelonderzoek waarbij de besmettingsgraad wordt vastgesteld door de bepaling van het aerobe kiemgetal, anderzijds een kwalitatief deelonderzoek waarbij de aan-/afwezigheid van de darmbacteriën (waaronder E. coli) wordt onderzocht.

Kiemgetalbepaling

De hoeveelheid levende bacteriën in een monster (kiemgetal) wordt bepaald door de uitvoering van een kolonietelling. Elke levende cel op een agarplaat ontwikkelt zich tot een kolonie, dus het aantal kolonies op de agarplaat komt overeen met het aantal levende bacteriën in het monster (eventueel corrigeren voor een gebruikte verdunning). Omdat aan elkaar geplakte cellen zich ook ontwikkelen tot één kolonie spreken we van kiemvormende eenheden (KVE, colony forming units (CFU) in het Engels). Het kiemgetal wordt uitgedrukt in KVE/mL of KVE/g en wordt als volgt berekend:

- Kiemgetal (in KVE/mL of KVE/g) = (gemiddeld) aantal kolonies * verdunningsfactor

Kwantitatief deelonderzoek

Voor het bepalen van de besmettingsgraad van het watermonster wordt gebruik gemaakt van het medium Plate Count Agar (PCA). PCA is niet selectief, en met behulp van dit medium wordt het aerobe kiemgetal bepaald. Dit kiemgetal geeft een indicatie over het totale aantal bacteriën aanwezig in het watermonster dat kan groeien bij 37 graden Celcius. Hoewel dit niks zegt over de pathogeniteit van de aangetroffen bacteriën geeft dit een beeld van de hoeveelheid aanwezige bacteriën. Hoe groter het aantal bacteriën, hoe slechter de microbiologische hygiëne.

Kwalitatief deelonderzoek

E. coli wordt algemeen gebruikt om fecale besmetting aan te tonen, en wordt daarom indicator-organisme genoemd. E. coli is een commensaal van de dikke darm en wordt in grote aantallen aangetroffen in fecaliën. De aanwezigheid van E. coli in water legt daarom een direct verband met fecale verontreiging van het water. Bovendien sterven darmpathogenen sneller af in oppervlaktewater dan E. coli. Dus als E. coli niet wordt aangetoond in een watermonster, dan is het aannemelijk dat er geen darmpathogenen aanwezig zijn.

Voor het bepalen van de aan-/afwezigheid van coliformen (waaronder E. coli) in het watermonster wordt gebruik gemaakt van het medium MacConkey-agar (MCA). Om de selectieve werking van MCA beter te begrijpen is het van belang het verschil te kennen tussen de opbouw van de celwand van een Gram-positieve en een Gram-negatieve bacterie. Onderstaande afbeelding (Madigan, 2012) geeft weer dat Gram-negatieve bacteriën naast het plasmamembraan ook nog in het bezit zijn van een buitenmembraan (met daarin verschillende structuren zoals LPS). Dit buitenmembraan is niet aanwezig bij Gram-positieve bacteriën. Daarnaast zijn Gram-negatieve bacteriën in het bezit van een dunne peptidoglycaanlaag, en is deze peptidoglycaanlaag bij Gram-positieve bacteriën veel dikker.

MCA is zowel selectief als differentiërend. Door de remmende werking van galzouten en kristalviolet selecteert dit medium voor (met name enterische) Gram-negatieve bacteriën. De buitenmembraan van deze Gram-negatieve enterische bacteriën is namenlijk resistent tegen galzouten. Daarnaast hebben Gram-negatieve bacteriën een hoog isoelectrisch punt en bevatten ze minder zure componenten dan Gram-positieve bacteriën, waardoor Gram-negatieve bacteriën minder snel een complex vormen met kristalviolet. Door toevoeging van lactose en een pH-indicator (neutraalrood) kan onderscheid gemaakt worden tussen lactose fermenterende en niet-lactose fermenterende bacteriën (differentiërend). Lactose fermenterende bacteriën produceren een zuur restproduct waardoor de zuurgraad daalt. De pH-indicator neutraalrood zorgt voor een "rode" verkleuring van lactose fermenterende bacteriën. E. coli vormt op dit medium grote paarse kolonies.

Richtlijnen

Tabel 1. Gestelde eisen van water in Nederland
Water | Eisen
zwemwater in zwembad | ≤ 100 KVE/mL (37 ℃) 0 coliformen in 100 mL
zwemwater in oppervlaktewater | ≤ 2000 coliformen per 100 mL
drinkwater | ≤ 10 KVE/mL (37 ℃) ≤ 100 KVE/mL (22 ℃)
| 0 coliformen in 100 mL