μικροβιολογικό φορτίο και microbiological load | τεχνικές εντοπισμού και detection techniques | αστικά λύματα και municipal wastewater | επιδημικές εξάρσεις και epidemic outbreaks
Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη των παθογόνων μικροοργανισμών στα αστικά λύματα, η σύγκριση των τεχνικών εντοπισμού τους, αλλά και η σύνδεση με την εμφάνιση επιδημικών εξάρσεων. Το μικροβιολογικό φορτίο των λυμάτων συνίσταται κυρίως από τα γένη βακτηρίων Vibrio, Salmonella, Campylobacter και Shigella, από τους εντερόκοκκους και από τα είδη Pseudomonas aeruginosa και Klebsiella pneumoniae. Τα πρωτόζωα Cryptosporidium και Giardia είναι πολύ διαδεδομένα στα λύματα. Σημαντικότερος αντιπρόσωπος των παρασιτικών ελμίνθων είναι το είδος Ascaris lumbricoides. Οι ανθρώπινοι εντεροϊοί που ανιχνεύονται στα λύματα είναι ο Poliovirus, οι Coxsackievirus A και Β, ο Echovirus και ο Enterovirus. Οι σύγχρονες μοριακές τεχνικές ταυτοποίησης πλεονεκτούν σε σχέση με τις παραδοσιακές μικροβιακές καλλιέργειες. Οι τελευταίες είναι αρκετά αξιόπιστες, ευαίσθητες και χαμηλού κόστους, αλλά απαιτούν πολύ κόπο και χρόνο. Βέβαια, υπάρχουν και σημαντικοί περιορισμοί στην περίπτωση των μοριακών τεχνικών, οι οποίοι αναπτύσσονται. Η πιο διαδεδομένη μοριακή τεχνική ανίχνευσης μικροοργανισμών σε δείγματα νερού και λυμάτων αποτελεί η αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης (Polymerase Chain Reaction-PCR). Οι βιοαισθητήρες αστικών λυμάτων Point-of-care (POC) και mHealth διευκολύνουν την πρόληψη, την έγκαιρη διάγνωση και την αποτελεσματική παρέμβαση για ασθένειες, όπως η COVID-19, ενώ χαρακτηρίζονται από μικρό κόστος, μεγάλη ταχύτητα και μικρές απαιτήσεις δείγματος. Στη συνέχεια, μαθηματικά και φυσικοχημικά μοντέλα περιγράφονται ποιοτικά με σκοπό τη δυνατότητα καταγραφής και πρόληψης εμφάνισης επιδημικών εξάρσεων, όπως έχουν εφαρμοστεί ήδη στη Θεσσαλονίκη και την Αττική. Τέλος, γίνεται μία προσπάθεια συνοπτικής ανασκόπησης και ταξινόμησης των μεθόδων αντιμετώπισης των παθογόνων μικροοργανισμών και απολύμανσης των λυμάτων.
The purpose of this work is the study of pathogenic microorganisms in urban wastewater, the comparison of their detection techniques, but also the connection with the occurrence of epidemic outbreaks. The microbiological load of the wastewater consists mainly of the genera Vibrio, Salmonella, Campylobacter and Shigella, the enterococci and the species Pseudomonas aeruginosa and Klebsiella pneumoniae. The protozoa Cryptosporidium and Giardia are very common in wastewater. The most important representative of parasitic helminths is the species Ascaris lumbricoides. The human enteroviruses detected in sewage are Poliovirus, Coxsackievirus A and B, Echovirus and Enterovirus. Modern molecular identification techniques have an advantage over traditional microbial cultures. The latter are quite reliable, sensitive and low cost, but require a lot of effort and time. Of course, there are significant limitations to the molecular techniques that are being developed. The most common molecular technique for detecting microorganisms in water and wastewater samples is the Polymerase Chain Reaction (PCR). Point-of-care (POC) and mHealth municipal wastewater biosensors facilitate the prevention, early diagnosis and effective intervention of diseases such as COVID-19, and are characterized by low cost, high speed and low sample requirements. Then, mathematical and physicochemical models are described qualitatively in order to be able to record and prevent the occurrence of epidemic outbreaks, as have already been applied in Thessaloniki and Attica. Finally, an attempt is made to briefly review and classify the methods of dealing with pathogenic microorganisms and wastewater disinfection.
Μικροβιολογικό φορτίο λυμάτων: Τεχνικές εντοπισμού και συσχέτιση με επιδημικές εξάρσεις.