Bagaimana Cara Menguji Kualitas Air? Opsi Teknologi Biaya Rendah untuk Pengujian Mikroba

Kualitas air adalah inti dari tantangan untuk memastikan air yang aman untuk semua. Pengujian mikroba bisa dibilang merupakan faktor yang paling penting ketika memantau kualitas air minum. Tanpa memperhatikan sesuatu yang aneh, segelas air dingin yang menyegarkan bisa mengandung miliaran mikroorganisme. Hanya beberapa lusin organisme ini yang cukup untuk membuat kita sakit. Menurut perkiraan Organisasi Kesehatan Dunia (WHO), penyakit diare dari air minum yang terkontaminasi menyebabkan lebih dari setengah juta kematian setiap tahun.

The holy grail

Dalam sebuah presentasi baru-baru ini, Dr. Mark Sobsey, dari University of North Carolina di Chapel Hill, menguraikan karakteristik ideal dari tes mikroba untuk pemantauan kualitas air dengan anggaran terbatas:

Itu harus portabel, keterampilan rendah, mandiri, bebas laboratorium, dan bebas listrik. Ini harus tersedia secara global dengan biaya kurang dari $ 0,10 (USD) per tes, dan harus mudah untuk berinteraksi dengan pelaporan data dan teknologi komunikasi. Ini juga harus diintegrasikan ke dalam program pendidikan untuk memobilisasi pemangku kepentingan. Untuk ini kami dapat menambahkan bahwa (semi) hasil kuantitatif harus tersedia dengan cepat, tanpa masa inkubasi 12 (24, 48, dll.).

Tes “holy grail” ini belum ada.

Virus yang ditularkan melalui air, protozoa, dan cacing (cacing) semuanya dapat berbahaya bagi kesehatan manusia. Namun, pengujian untuk sejumlah besar patogen yang berbeda tidak mungkin dilakukan. Solusi yang lebih praktis adalah dengan menguji “organisme indikator” yang bertindak sebagai tanda kontaminasi tinja. Menurut Pedoman WHO untuk Kualitas Air Minum, Escherichia coli (umumnya disingkat E. coli ) adalah organisme indikator yang disukai. Konsentrasi target adalah 0 organisme per 100 mL sampel.

Penggantinya

Ada sejumlah besar opsi pengujian mikroba yang tersedia saat ini, tetapi mereka tidak sempurna. Media selektif dan uji berbasis enzim yang mendeteksi enzim beta-glucuronidase E. coli sering cocok untuk pengaturan sumber daya yang rendah. Secara keseluruhan, tes kualitas air mikroba ini mengambil salah satu dari tiga pendekatan:

• Presence-Absence (P-A): Tes P-A tidak memberikan informasi kuantitatif tentang kualitas air mikroba. Sebaliknya, mereka berubah warna untuk memberi tahu kita apakah kontaminasi mikroba telah terdeteksi. Kit uji relatif murah, tetapi sering melibatkan penambahan campuran nutrisi bubuk dan memungkinkan periode inkubasi 24 jam bagi organisme untuk tumbuh. Tes P-A cocok untuk penyaringan dalam situasi di mana kontaminasi mikroba tidak diharapkan, misalnya di air tanah dalam.
• Most Probable Number (MPN): Tes MPN semi-kuantitatif. Beberapa sampel air yang sama diuji dalam tabung, kantong plastik, atau piring plastik kecil dengan banyak “sumur”. Pengguna menambahkan larutan nutrisi (“media kultur”) dan menunggu 12-48 jam bagi organisme untuk tumbuh sebelum menghitung jumlahnya sampel positif, ditunjukkan oleh perubahan warna. Pengguna kemudian mengonversi jumlah positif itu ke perkiraan statistik konsentrasi bakteri, sesuai instruksi untuk pengujian tertentu.
• Filtrasi membran: Tes berbasis membran adalah yang paling akurat secara kuantitatif. Secara umum, sampel air 100 mL dipaksa atau dihisap melalui kertas saring bulat kecil (membran) menggunakan pompa tangan kecil. Semua bakteri dalam sampel ditangkap pada filter saat air melewati. Filter kemudian diinkubasi dengan semacam media kultur. Setiap bakteri yang tertangkap pada filter akan berlipat ganda menjadi koloni kecil. Setelah inkubasi, pengguna menghitung koloni (mungkin dengan bantuan lup / kaca pembesar) untuk menentukan berapa banyak “unit pembentuk koloni” yang ada dalam sampel 100 mL asli. Karena langkah penyaringan, tes berbasis membran lebih sulit ketika sampel air mengandung banyak bahan yang tersuspensi, dan mereka dapat mengambil sedikit waktu.

Ketika memilih tes, akan bermanfaat untuk mempertimbangkan tidak hanya kebutuhan kuantifikasi dan biaya, tetapi juga faktor-faktor seperti volume sampel, format dan stabilitas media kultur (misalnya, bubuk, cairan, agar, film, bantalan penyerap), waktu inkubasi, dan kemudahan membaca hasil. Suhu inkubasi juga merupakan pertimbangan praktis yang penting: Beberapa tes memerlukan inkubator hangat, sementara yang lain dapat menangani suhu lingkungan (iklim hangat). Beberapa tes volume kecil bahkan dirancang untuk diinkubasi dengan panas tubuh pengguna sendiri (misalnya, di saku Anda)!

Seperti disebutkan sebelumnya, “holy grail” pengujian mikroba belum ada, dan semua opsi pengujian yang tersedia saat ini memiliki kelemahan. Untungnya, para peneliti sedang mengerjakan masalah dari sejumlah sudut, termasuk pendekatan imunogenik, kimia, dan molekuler. Upaya-upaya untuk memajukan pengujian mikroba berbiaya rendah ini sangat penting. Dampak berbahaya bahkan mematikan dari penyakit yang ditularkan melalui air dirasakan di seluruh negara berkembang, terutama oleh orang-orang yang paling rentan. Kemajuan dalam pengujian mikroba akan membuatnya lebih mudah untuk memenuhi tantangan air yang aman untuk semua.