Bakterie żelazowe (żelaziste) w wodzie

Często pytacie mnie o bakterie żelazowe zwane też żelazistymi. Wzmianki o tych mikroorganizmach często pojawiają się przy tematach związanych z wysokim stężeniem żelaza i manganu w wodzie, jednak sama kwestia ich występowania jest jedynie sygnalizowana. Aby znaleźć szczegółowe informacje na temat bakterii żelazowych, trzeba być wytrwałym i szukać. Właśnie dlatego postanowiłem ułatwić tą sprawę i napisać na ich temat. Czym są? Czy szkodzą naszemu zdrowiu? Jak je usuwać? Bakterie żelaziste mogą pojawić się w wodzie niezależnie od użytkowanego ujęcia. Częściej występują w wodach podziemnych niż w wodach powierzchniowych. Mogą bytować w studniach, przewodach wodociągowych, a nawet na złożach filtracyjnych w stacjach uzdatniania wody. Jeśli chodzi o wodociągi, to szczególną tendencję do gromadzenia się bakterii żelazowych zauważono w systemach dystrybucji składających się z rurociągów metalowych o niewystarczająco dobrym stanie technicznym.

Bakterie żelaziste – najważniejsze informacje

Bakterie żelazowe oraz bakterie manganowe należą do organizmów nitkowatych. Ten rodzaj nie został dokładnie poznany. Wiele mikroorganizmów tego typu nie da się wyizolować ze skupisk obejmujących również inne rodzaje. Liczne nie są możliwe do wyhodowania w środowisku laboratoryjnym, a co za tym idzie, nie jest możliwe określenie ich przynależności taksonomicznej. Nie są udokumentowane w wielu podręcznikach naukowych. Organizmy nitkowate są w stanie zmienić swoją morfologię w odpowiedzi na zmianę warunków środowiskowych. Zarówno bakterie żelazowe, jak i manganowe to grupa organizmów różniących się od siebie pod względem fizjologicznym oraz morfologicznym. Część z tej grupy to organizmy oddychające tlenowo. Ze względu na wymagania pokarmowe bakterie nitkowate bytujące w instalacjach wodnych można podzielić na:

• Chemolitotroficzne
• Chemoorganotroficzne
• Mikotroficzne

Organizmy mikotroficzne jako pierwsze rozpoczynają proces zasiedlania instalacji wodnych. Większość bakterii żelazistych jest w stanie utleniać jednocześnie żelazo i mangan, jednak są też takie, które wykazują zdolność utleniania jedynie jednego ze związków. Wśród bakterii, które są odpowiedzialne jedynie za utlenianie żelaza można wymienić między innymi Sphaerotilus natans. Jest to rodzaj, który do bytowania wybiera miejsca bogate w substancje organiczne, a ubogie w tlen. Z kolei gatunki z rodzaju Leptothrix utleniają żelazo i mangan. Ich najlepsze środowisko bytowania musi być bogate w tlen, a ubogie w związki organiczne. Bakterie są w stanie akumulować produkty żelaza, manganu bądź obu metali na zewnątrz komórek bądź w organellach wewnątrzkomórkowych (w zależności od rodzaju). Złogi tlenków oraz wodorotlenków żelaza sprawiają, że pojedyncze komórki bądź skupiska bakterii nabierają koloru brązowożółtego. Magazynowanie produktów manganu sprawia, że mikroorganizmy nabierają barwy zielonooliwkowej lub brązowo-czerwonej. Jak już wspominałem, niektóre rodzaje bakterii są w stanie utleniać i żelazo, i mangan. Na skutek tego działania świeże osady żelazo-manganowe powstałe na drodze mikrobiologicznej charakteryzują się barwą rdzy, natomiast im są starsze, tym bardziej zmienia się ich odcień. Z czasem zmienia się też ich konsystencja z luźnej i gąbczastej na zwartą i silnie przylegającą do ścian.

Czy bakterie żelazowe bezpośrednio szkodzą zdrowiu?

W sieci dystrybucji wody przeznaczonej do codziennego użytkowania oraz spożycia mogą bytować różne mikroorganizmy, jak na przykład bakterie żelazowe i manganowe. Ich obecność może przyczyniać się do powstawania biofilmu. Biofilm jest jedną z głównych przyczyn wtórnego zanieczyszczenia wody i stanowi skupisko idealnych warunków do rozwoju mikroorganizmów chorobotwórczych. Biofilm tworzony między innymi z bakterii żelazistych stanowi strukturę, do której z łatwością dołączają inne mikroorganizmy, które już mogą mieć negatywny wpływ na zdrowie człowieka. Takie skupiska bakterii mogą powstawać na powierzchni materiałów, z których konstruowana jest instalacja. Nie ma znaczenia czy jest to miejsce stagnacji wody, szybkiego przepływu, czy przepływu turbulentnego. Tak więc można uznać, że bakterie żelazowe nie stanowią bezpośredniego zagrożenia dla zdrowia człowieka, jednak współtworzą idealne środowisko do rozwoju bakterii o takim działaniu.

Kilka słów o biofilnie

Biofilm jest zespołem mikroorganizmów otoczonych zewnątrzkomórkowym materiałem polisacharydowym wykazującym zdolność przylegania do powierzchni stałych oraz do siebie nawzajem. W biofilnie powstają struktury, które są zorganizowane, funkcjonalne oraz posiadają złożoną budowę. Biofilm składa się z mikroorganizmów, zewnątrzkomórkowych enzymów, produktów metabolizmu. W jego skład wchodzą również osady pochodzące z wody, a także produkty korozji. Dojrzały i rozwinięty biofilm tworzy sieć kanałów oraz mikrokolonii. Bytują w nim organizmy o różnych preferencjach pokarmowych oraz tlenowych. Często ta masa biologiczna zapewnia komórkom ochronę przed środkami dezynfekującymi.

Rola bakterii żelazowych w biofilnie

Już wiemy, że bakterie żelaziste należą do organizmów nitkowatych. Ten rodzaj mikroorganizmów posiada organelle ruchowe, które mają ogromny wpływ na przyleganie całego biofilmu do powierzchni. Dzięki między innymi bakteriom żelazowym masa biologiczna zyskuje możliwość rozprzestrzeniania się i zasiedlania kolejnych odcinków przewodów. Przykładowo bakterie z gatunku Leptothrix, o których było mowa wyżej, jako pierwsze zaczynają ekspansję na nowe tereny. Wynika to z faktu, że mają niskie wymagania pokarmowe, doskonałą budowę oraz są odporne na czynniki zewnętrzne. Szybko zwiększają powierzchnię możliwą do zasiedlenia przez inne mikroorganizmy, stanowiąc także ich pokarm. Produkty przemiany materii drobnoustrojów przedostają się do wody i w ten sposób zmieniają jej właściwości. Jako źródło węgla potrzebnego do bytowania, bakterie żelazowe wykorzystują często osady bogate w węglany. Może to prowadzić do korozji przewodów z żelaza i żeliwa.

Rodzaje bakterii żelazowych

Istnieją dwa rodzaje bakterii żelazistych. Pierwszy typ to bakterie utleniające związki żelaza, a drugi stanowią bakterie redukujące związki żelaza. W skład bakterii utleniających związki żelaza wchodzą bakterie utleniające w warunkach tlenowych oraz bakterie utleniające w warunkach beztlenowych.

Czy bakterie żelazowe mają wpływ na zmianę właściwości organoleptycznych wody?

W wielu źródłach można znaleźć informację, że to właśnie bakterie żelazowe mają wpływ na zmianę smaku, zapachu, a nawet barwę wody. Tymczasem nie jest to do końca prawdą, ponieważ wpływ na pogorszenie właściwości organoleptycznych wody mają bakterie odpowiedzialne za redukcję siarczanów. Bakterie te przy występowaniu w większych ilościach nadają wodzie metaliczny zapach, cierpki posmak, mają wpływ na zmianę barwy oraz mętności.

Jak usuwać bakterie żelaziste?

Jednym z pomysłów, który przychodzi do głowy jest dozowanie utleniaczy do instalacji, na przykład w postaci tlenu lub powietrza. To faktycznie pomaga, jednak nie zwalcza problemu występowania bakterii żelazistych w stu procentach. Wszystko dlatego, że w wodzie są również obecne tlenowe odmiany bakterii żelazowych, na które powyższa metoda w żaden sposób nie zadziała. Najskuteczniejszą metodą na wszystkie odmiany bakterii żelazowych jest dezynfekcja z udziałem aktywnego chloru. Należy mieć jednak na uwadze, że problem w każdej chwili może powrócić. Jako dodatkowe zabezpieczenie można zastosować lampę bakteriobójczą. Najlepiej jednak zacząć od przechorowania całej instalacji i ewentualnie powtórzyć proces.