Lenntech Waterbehandeling en luchtbehandeling Lenntech Waterbehandeling en luchtbehandeling

Water microbiologie FAQ Veel gestelde Vragen

De vraagbaak voor onderwerpen op het gebied van water

English

Wat is microbiologie?
Microbiologie is de wetenschap die zich bezighoudt met de studie van microorganismen.


Wat zijn microorganismen?
Alle levende wezens bestaan uit cellen. Cellen zijn zeer kleine basiseenheden van het leven. Het zijn de kleinste levensstructuren die basislevensprocessen uit kunnen voeren zoals het opnemen van voedingsstoffen en het uitscheiden van afval. Cellen kunnen alleen zichtbaar gemaakt worden met behulp van een microscoop. Doorgaans bestaan microorganismen uit één cel. Daarom worden ze vaak eencellige organismen genoemd. Ze zijn zo klein, dat mensen ze niet kunnen zien. We kunnen ze alleen waarnemen met behulp van een microscoop.

Vroeger werden microorganismen niet gezien als een aparte soort. Microorganismen die fotosynthese uitvoeren, (zie de koolstofcyclus) werden geklassificeerd in het plantenrijk, en microorganismen die voedsel verteerden, werden in het dierenrijk geplaatst. In de 19e eeuw echter hadden wetenschappers een groot aantal microorganismen geïdentificeerd met diverse celstructuren en zeer specifieke interne structuren en specifieke reproductieve patronen waardoor ze zich realiseerden dat deze organismen noch tot het planten-, noch tot het dierenrijkdom behoren.


Wat voor microorganismen bestaan er?
Microorganismen worden op dezelfde wijze als planten en dieren ingedeeld naar hun celkarakteristieken. Er zijn twee soorten (micro)organismen. De eerste soort zijn de eukaryoten (protista). De meeste organismen zijn eukaryoot, wat er op neer komt dat de cellen waar ze uit bestaan kernen en andere interne onderdelen bevatten, die omgeven zijn door membranen. De tweede soort microorganismen. Zijn de prokaryote organismen (monera). Prokaryote cellen zijn omgeven door een membraan, maar bevatten, in tegenstelling tot eukaryote cellen geen kern of interne delen (organellen).

Monera en protisten
De monera bestaan uit bacteriën en cyanobacteriën. Het zijn eencellige prokaryote microorganismen. Bacteriën zijn heel belangrijk voor andere organismen, omdat ze organische materie afbreken. Tijdens dit proces worden er voedingsstoffen gevormd, die hergebruikt worden door planten en dieren. Sommige bacteriën die op aarde leven kunnen ziektes veroorzaken, maar de meeste zijn zeer bruikbaar omdat ze dieren helpen bij de afbraak van voedsel in hun lichaam. Bacteriën verschillen van andere cellen omdat ze geen kern hebben. Bij planten en dieren kun je in de kern het DNA (waarin zich de genetische informatie bevindt) vinden. Bij bacteriën drijft de genetische informatie in de cel. Bacteriën reproduceren zichzelf door eerst hun DNA te kopiëren en vervolgens hun cel te splitsen. Bacteriën bezitten ook geen membraan gebonden organellen, zoals mitochondria, de celstructuren die betrokken zijn bij het energie metabolisme.
Bacteriele cellen zijn zo klein, dat wetenschappers ze meten in eenheden die micrometers (µm), een miljoenste van een meter, worden genoemd. Een gemiddelde bacterie is ongeveer een micrometer lang.
Bacteriën kennen verschillende soorten subdivisies, zoals bolronde (coccus) en roedevormige (bacillus) bacteriën.

Bolronde bacteriën

Roedevormige bacteriën

De protisten zijn eencellige eukaryote microorganismen, zoals we eerder gezegd hebben. Voorbeelden zijn amoebes, diatomen, algen en protozoën. Deze kunnen een gevaar vormen voor de menselijke en dierlijke gezondheid, omdat sommige protisten ziekten kunnen veroorzaken zoals malaria en de slaapziekte. Er is een grote verscheidenheid aan protisten en ze kunnen in verschillende milieus voorkomen, zoals zoet water, zeewater, de bodem, en de ingewanden van dieren, waar ze belangrijke verteringsprocessen ondersteunen.
Veel soorten protisten kunnen hun eigen voedingsstoffen produceren, door middel van fotosynthese en veel protisten kunnen ook op eigen kracht voortbewegen. Protisten kunnen variëren in grootte en vorm, de groene alg Nanochlorum is slechts 0,01 milimeter lang, maar reuze kelpen (algen) kunnen 65 meter of zelfs nog langer worden.

Welke microorganismen in het water veroorzaken ziektes?
Soms kunnen in het drinkwater microorganismen gevonden worden die effect hebben op de gezondheid. Tegenwoordig wordt het drinkwater echter grondig gedesinfecteerd, zodat ziektes veroorzaakt door microorganismen zelden afkomstig zijn van het drinkwater.
Mensen die in zwembaden zwemmen, zullen merken dat het water waarin ze zwemmen gedesinfecteerd is met chloor, ozon, UV of chloordioxide. Er zijn ook mensen die elk jaar buiten in oppervlaktewater gaan zwemmen. Dit zijn de mensen die het meest vatbaar zijn voor bacteriële infecties en andere infecties die door microorganismen veroorzaakt zijn. Microorganismen kunnen dikwijls in oppervlaktewater terecht komen als gevolg van industriële lozingen en dierlijke uitwerpselen. Wanneer u buiten gaat zwemmen is het belangrijk om altijd voorzichtig te zijn en de borden te lezen die aan de waterkant zijn geplaatst, omdat het water geinfecteerd kan zijn met bijvoorbeeld botulisme.
Er zijn verschillende soorten bacteriën en protozoën die ziektes kunnen veroorzaken als ze zich in het water bevinden.

Bacteriën staan er niet alleen om bekend dat ze ziektes kunnen veroorzaken wanneer ze het menselijk lichaam via voedsel binnendringen, ook oppervlaktewater kan een belangrijke bron zijn van bacteriële infectie. In onderstaande tabel kan je verschillende bacteriën zien die gevonden worden in oppervlaktewater, en de ziektes (met symptomen) die veroorzaakt kunnen worden wanneer men grote hoeveelheden van deze ziekteverwekkers binnenkrijgt.

Bacteriën

Ziektes / infectie

Symptomen

Aeromonas

Darmontsteking

Zeer dunne bloed- en slijm bevattende diarree

Campylobacter jejuni

Campilobacteriose

Griep, diarree, hoofd en buikpijn, koorts, kramp en misselijkheid

Plesiomonas shigelloides

Plesiomonas-infectie

Misselijkheid, buikpijn en waterige diarree, soms koorts, hoofdpijn en overgeven

Salmonella

tyfuskoorts

koorts

Salmonella

misselijkheid, darmkrampen, overgeven, diarree en soms lichte koorts

Streptococcus

Darmziekte

Buikpijnen, diarree en koorts, soms overgeven

Vibrio El Tor (zoet water)

(Lichte vorm van ) Cholera

Ernstige diarree

Protozoën kunnen in bepaalde delen van het lichaam accumuleren, nadat ze het menselijk lichaam zijn binnengedrongen. Deze ophopingen worden cysten genoemd.
Vanwege hun parasitaire natuur kunnen protozoën verschillende ziektes veroorzaken. In de onderstaande tabel worden verschillende protozoën genoemd die zich in het oppervlaktewater kunnen bevinden. Daarnaast staan de ziektes en de symptomen van deze ziektes die ze kunnen veroorzaken wanneer ze in grote getalen worden ingeslikt.

Microorganisme

Ziekte

Symptomen

Amoebe

Amoebe dysenterie

Ernstige diarree, hoofdpijn, buikspierpijn, rillingen, koorts, als het niet wordt behandeld kan het lever abcessen, darmperforatie en de dood als gevolg hebben

Cryptosporidium parvum

Cryptosporidiose

misselijkheid, waterige diarree, overgeven, gebrek aan eetlust

Giardia

Giardiase

Diarree, buikspierkrampen, flatulentie, uitstoten, vermoeidheid

Toxoplasm gondii

Toxoplasmose

Griep, opzwellen van de lymfeklieren
Bij zwangere vrouwen kan het plotselinge abortus en herseninfecties veroorzaken

Hoe kan men schadelijke organismen in het water elimineren?
Om schadelijke organismen in het water te elimineren kan men gebruik maken van desinfecterende middelen. Voorbeelden zijn chloor, UV, ozon (O3) en chloordioxide (CLO2). Er kleven verschillende voor- en nadelen aan de verscheidene desinfectietechnieken, zoals te lezen is op onze desinfectiepagina.
Chemicaliën die schadelijk zijn voor bepaalde typen microorganismen, worden vaak gebruikt om ze te elimineren. Deze chemicaliën worden biocides genoemd, omdat ze dodelijk zijn voor microorganismen.

Hoe kunnen microorganismen nuttig gebruikt worden in de waterbehandeling?
Microrganismen kunnen gebruikt worden om verontreinigingen in het oppervlaktewater af te breken. Deze vorm van waterbehandeling wordt biologische waterbehandeling genoemd. Tijdens de biologische waterbehandeling breken microorganismen organisch materiaal, nitraten en fosfaten af. Hieronder volgt een korte uitleg van de werking van deze biologische waterbehandelingsprocessen.

Verwijdering van organische materie
Biologische waterzuivering wordt uitgevoerd om de organische lading aan opgeloste organische stoffen te verlagen. Microorganismen, en dan vooral de bacteriën breken deze bestanddelen af. Er zijn twee hoofdcategoriën in de biologische behandeling: aërobe en anaërobe behandeling. Bij aërobe behandeling wordt er organische materie afgebroken door bacteriën die voor dit proces zuurstof nodig hebben.
Anaërobe waterbehandeling is de afbraak van organische materie door microorganismen die geen zuurstof gebruiken.
In aërobe systemen wordt het water belucht met perslucht (in sommige gevallen bestaat deze lucht voor het grootste gedeelte uit zuurstof, terwijl anaërobe systemen onder zuurstofvrije condities werken.

Verwijdering van ammonium en nitraten
De verwijdering van ammonium en nitraten is behoorlijk complex. Het is een waterbehandelingsproces waarbij zowel de aërobe als de anaërobe omzetting nodig is om verontreinigingen te verwijderen.
Bij de aërobe omzetting zijn twee bacteriesoorten betrokken. Eerst zet de Nitrosomonas bacterie ammoniak om in nitriet. Als tweede zet de Nitrobacter bacterie nitriet om in nitraat. Deze twee processen vormen samen het proces dat ook bekend staat als het nitrificatieproces.

Daarna nemen de anaërobe bacteriën het over. Deze bacteriën zetten nitraat om in atmosferisch stikstofgas. Dit proces wordt denitrificatie genoemd. Denitrificatie wordt gedaan door een groot aantal anaërobe bacteriën, zoals Achromobacter, Bacillus en Pseudomonas. Het eerste stadium van de denitrificatie is de omzetting van het nitrificatie proces, het zet nitraat terug in nitriet. De tweede stap van de denitrificatie is de omzetting van nitriet in stikstofgas (N2). Dit gas kan vrijelijk losgelaten worden in de atmosfeer, zonder milieuschade te veroorzaken.

Verwijdering van fosfaten
Fosfaten kunnen uit het afvalwater worden verwijderd door de Acinetobacter. Dit is een aërobe (van zuurstofafhankelijke) bacterie. Deze bacterie slaat polyfosfaten op in zijn celweefsels. De Acinetobacter kan meer fosfaten opnemen dan hij nodig heeft voor celsynthese. Deze extra hoeveelheden fosfaten worden als polyfosfaten opgeslagen in de cellen.
De opslag van polyfosfaten zorgt er voor dat de Acinetobacter tijdelijk anaërobe omstandigheden kan overleven. Wanneer de Acinetobacter zich in een anaërobe zone in het afvalwater bevindt, neemt hij vetzuren op om ze als voorraadstoffen op te slaan. Tijdens dit proces worden polyfosfaten afgebroken voor de energievoorziening, waarbij er fosfaten vrijgelaten worden in de atmosfeer. Wanneer de Acinetobacter een aërobe zone binnengaat, neemt hij weer fosfaten op. Hierdoor neemt het fosfaatgehalte van het afvalwater af.

Bronnen: Encarta Encyclopedie, Waterzuivering FAQ

Klik hier voor informatie over blauwalgen

Voor meer over microbiologie, bezoek onze begrippenlijst van watergedragen ziektes

Zie ook onze uitgebreide Water Begrippenlijst

Of ga terug naar het Water FAQ overzicht

Als u vragen heeft, kunt u altijd met ons contact opnemen

Over Lenntech

Lenntech BV
Distributieweg 3
2645 EG Delfgauw

tel: +31 152 755 703
fax: +31 152 616 289
e-mail: info@lenntech.com


Copyright © 1998-2017 Lenntech B.V. All rights reserved