Coliformi ed Escherichia coli

Perché controllare la presenza di coliformi ed Escherichia coli nell’acqua

L’eventuale presenza di batteri coliformi e in particolare di Escherichia coli è un indicatore chiave di qualità dell’acqua. Il decreto legislativo del 2 febbraio 2001, n 31 e successive modificazioni, in attuazione della direttiva 98/83/CE relativa alla qualità delle acque destinate al consumo umano per i parametri microbiologici prevede l’assenza di microorganismi indicatori di contaminazione.

Perché sono indicatori.

I coliformi sono microorganismi aerobi o anaerobi facoltativi e non sporigeni. Al microscopio appaiono a forma di bastoncello con colorazione Gram negativa, il che indica una precisa struttura della parte cellulare. I coliformi sono presenti nel tratto intestinale, nel materiale fecale con concentrazioni pari a 10⁹ cellule/g ma anche in ambienti diversi tra cui suolo e anche acque nelle quali sopravvivono e si riproducono. Essi sono quindi utilizzati come indicatori di qualità ed efficienza di trattamento e potabilizzazione delle acque, poiché dovrebbero essere assenti subito dopo la disinfezione, o ancora per valutare l’integrità dei sistemi di distribuzione e la potenziale presenza di biofilm come fonte di contaminazione e causa di ricrescita microbica.

Escherichia coli è la specie microbica più rappresentativa del gruppo dei coliformi di origine fecale che si presta meglio a fungere da indicatore specifico d’inquinamento fecale, poiché è presente in grande quantità nelle feci di uomini e animali a sangue caldo ed incapace di moltiplicarsi in ambienti acquatici. La sua presenza è quindi considerata a tutti gli effetti un indicatore di recente contaminazione fecale. Le possibili cause della presenza di coliformi e di E.coli nelle acque domestiche possono essere dovute a escrementi (feci o urine) di animali, acque reflue e fanghi. E. coli quindi è il primo parametro da valutare nel monitoraggio dell’acqua.

Il lungo dibattito sulla definizione di coliformi

Il nome coliformi indica un gruppo eterogeneo di microorganismi comuni abitanti del tratto intestinale (gr. colon =intestino) ed è quindi dato in genere a un gruppo di batteri indicatori di contaminazione fecale in campioni di acqua e cibo, proprio perché la maggior parte coliformi provengono dalla flora intestinale degli animali. Tuttavia a questo gruppo appartengono anche specie proveniente da altri ambienti quali acqua e suolo; da qui la distinzione più recente rispetto all’origine del nome coliformi tra coliformi totali e coliformi fecali.

Dal punto di vista strettamente scientifico, inoltre il termine coliformi ha un valore “operativo” e non tassonomico. In questa definizione operativa, ovvero usata per indentificare i microorganismi, i Coliformi sono definiti come Batteri facoltativi aerobi, Gram negativi, non sporigeni, a forma di bastoncello che fermentano il lattosio con la formazione di gas alle temperatura di 35-37°C in 48 ore. In altre parole, se un microorganismo possiede tutte la caratteristiche sopra elencate è considerato un coliforme. Tuttavia è sempre più valida la nozione che la definizione di cui sopra non sia sufficiente; i nuovi metodi di identificazione operativa si basano su diversi test biochimici quali ad esempio sulla presenza enzima beta-galattosidasi presente in tutti i coliformi.

Tra le famiglie dei microrganismi ce n’è una in particolare, ovvero la famiglia delle Enterobacteriaceae che spesso viene intesa come sinonimo di coliformi. Questo però è scorretto poiché la famiglia comprende sì tutti i coliformi, ma anche altre specie diverse dai coliformi. Quinti tutti i coliformi sono un sottoinsieme e appartengono tutti alla famiglia delle Enterobacteriaceae. Al contrario, non tutte le Enterobacteriaceae sono coliformi. La figura illustra le relazioni tra la famiglia e i diversi gruppi. Le specie di microorganismi appartenenti alla famiglia delle Enterobacteriaceae ma non inclusi nei coliformi sono appunto le specie che non fermentano il lattosio e non possiedono l’enzima beta-galattosidasi, tra le quali le più note appartengono ai generi Proteus sp.,Yersina sp, Shigella sp. e Salmonella sp.

Rappresentazione a insiemi dei Coliformi. Famiglia Enterobacteriaceae, Coliformi Totali, Coliformi Fecali, Escherichia coli, Ceppi patogeni di Escherichia coli

Per avere un quadro completo e aggiornato della storia e dell’evoluzione della definizione del gruppo di coliformi, quindi coliformi fecali e totali e della loro relazione con le specie della famiglia delle Enterobacteriaceae suggeriamo l’articolo scientifico intitolato “ADVANCES IN THE BACTERIOLOGY OF THE COLIFORM GROUP: Their Suitability as Markers of Microbial Water Safety” di Leclerc H et al, pubblicata su Annual Review of Microbiology nel 2001 (vol:55 e pagine 201–234)

Altri indicatori

Coliformi ed Escherichia coli sono certamente gli indicatori più importanti di qualità dell’acqua potabile. Nel caso fossero presenti è necessario allertare l’azienda sanitaria locale e procedere ad ulteriori indagini sulla natura e causa della contaminazione. Ogni situazione ha le sue cause specifiche dipendenti da diversi fattori tra cui per esempio lo stato del sistema di distribuzione dell’ acqua, la presenza di vasche, di sistemi di filtrazione o di addolcitori.

Per esempio dopo la scoperta di coliformi o Escherichia coli nei sistemi di distribuzione, si può procedere alla ricerca degli Enterococchi come indicatore aggiuntivo dell’efficacia del trattamento. Al microscopio gli Enterococchi appaiono singolarmente o a coppie o sotto forma di corte catene e rispondono positivamente alla colorazione di Gram e sono anaerobi facoltativi. Gli Enterococchi tendono a sopravvivere più a lungo nell’acqua rispetto ad E. coli o ai coliformi termotolleranti e sono maggiormente resistenti all’essiccamento e alla disinfezione con cloro. Vengono infatti usati come indicatori dopo il posizionamento di nuove condutture o la riparazione di quelle esistenti.

Quando si sospetta che il liquame sia la fonte di inquinamento, un altro indicatore usato è Clostridium perfringens. I clostridi sono batteri Gram-positivi, a forma di bastoncello, anaerobi e producono spore che sono resistenti in determinate condizioni ambientali di temperatura, pH e presenza di raggi UV e a processi di trattamento e disinfezione. La loro presenza è spesso associata alla presenza di virus e cisti o oocisti di protozoi nell’acqua trattata. Nella valutazione generale dell’igiene dei sistemi di distribuzione e della qualità dell’acqua imbottigliata la presenza Pseudomonas aeruginosa è un adeguato indicatore. La sua presenza è, infatti, una spia di un serio deterioramento nella qualità batteriologica dell’acqua e spesso si associa anche ad alterazioni nelle caratteristiche organolettiche dell’acqua. In genere si rinviene nei sistemi di distribuzione in cui c’è un basso flusso e un aumento della temperatura dell’acqua.