Mikrobiologia Wody zajmuje się mikroorganizmami, które żyją w wodzie, lub mogą być transportowane z jednego siedliska do drugiego przez wodę.
Woda może wspierać wzrost wielu typów mikroorganizmów. Może to być korzystne. Na przykład, aktywność chemiczna niektórych szczepów drożdży zapewnia nam piwo i chleb. Jak również, wzrost niektórych bakterii w skażonej wodzie może pomóc strawić trucizny z wody.
Jednakże obecność innych mikrobów powodujących choroby w wodzie jest niezdrowa, a nawet zagrażająca życiu. Na przykład bakterie, które żyją w jelitach ludzi i innych zwierząt ciepłokrwistych, takie jak Escherichia coli, Salmonella, Shigella i Vibrio, mogą skazić wodę, jeśli do wody dostaną się odchody. Skażenie wody pitnej rodzajem bakterii Escherichia coli znanej jako O157:H7 może być śmiertelne. Zanieczyszczenie miejskiej sieci wodociągowej w Walkerton, Ontario, Kanada w lecie 2000 roku przez szczep O157:H7 spowodowało zachorowanie 2000 osób i śmierć siedmiu osób.
Przewód jelitowy zwierząt ciepłokrwistych zawiera również wirusy, które mogą zanieczyścić wodę i wywołać chorobę. Przykłady obejmują rotawirusy, enterowirusy i coxsackievirusy.
Inną grupą drobnoustrojów budzących obawy w mikrobiologii wody są pierwotniaki. Dwa pierwotniaki budzące największe obawy to Giardia i Cryptosporidium. Żyją one normalnie w przewodzie jelitowym zwierząt takich jak bóbr i jeleń. Podczas swojego cyklu życiowego Giardia i Cryptosporidium tworzą uśpione i odporne formy zwane cystami. Formy cyst są odporne na działanie chloru, który jest najpopularniejszą formą dezynfekcji wody pitnej, i mogą przechodzić przez filtry stosowane w wielu stacjach uzdatniania wody. Jeśli zostaną spożyte w wodzie pitnej, mogą powodować wyniszczającą i długotrwałą biegunkę u ludzi, a dla osób z osłabionym układem odpornościowym mogą stanowić zagrożenie życia. Skażenie Cryptosporidium wody pitnej w Milwaukee, Wisconsin w 1993 r. spowodowało zachorowanie ponad 400 000 osób i śmierć 47 osób.
Wiele mikroorganizmów występuje naturalnie w wodzie słodkiej i słonej. Należą do nich bakterie, sinice, pierwotniaki, glony i drobne zwierzęta, takie jak wrotki. Mogą one być ważne w łańcuchu pokarmowym, który stanowi podstawę życia w wodzie. Na przykład mikroby zwane cyjanobakteriami mogą przekształcać energię słoneczną w energię potrzebną do życia. Duża liczba tych organizmów jest z kolei wykorzystywana jako pożywienie dla innych form życia. Glony, które rozwijają się w wodzie, są również ważnym źródłem pożywienia dla innych form życia.
W wodzie słodkiej żyją różnorodne mikroorganizmy. Region zbiornika wodnego w pobliżu linii brzegowej (strefa litoralu) jest dobrze oświetlony, płytki i cieplejszy niż inne regiony wody. W tej strefie dobrze rozwijają się glony fotosyntetyzujące i bakterie, które wykorzystują światło jako źródło energii. W dalszej odległości od brzegu znajduje się strefa limniczna. Tutaj również żyją mikroorganizmy fotosyntetyzujące. W miarę pogłębiania się wody, temperatura staje się coraz niższa, a stężenie tlenu i światła w wodzie maleje. Mikroby, które wymagają tlenu nie rozwijają się. Zamiast tego dominują fioletowe i zielone bakterie siarkowe, które mogą rosnąć bez tlenu. Wreszcie, na dnie wód słodkich (strefa bentosowa), niewiele mikrobów przeżywa. Bakterie, które mogą przetrwać przy braku tlenu i światła słonecznego, takie jak bakterie produkujące metan, rozwijają się.
Woda słonawa przedstawia inne środowisko dla mikroorganizmów. Wyższe stężenie soli, wyższe pH i niższe składniki odżywcze, w stosunku do wody słodkiej, są śmiertelne dla wielu mikroorganizmów. Ale, bakterie kochające sól (halofilne) obfitują w pobliżu powierzchni, a niektóre bakterie, które żyją również w wodach słodkich są obfite (np. Pseudomonas i Vibrio). Ponadto, w 2001 roku naukowcy wykazali, że starożytna forma życia mikrobiologicznego znana jako archaebakterie jest jedną z dominujących form życia w oceanie. Rola archaebakterii w łańcuchu pokarmowym oceanu nie jest jeszcze znana, ale musi mieć istotne znaczenie.
Innym mikroorganizmem występującym w słonej wodzie są rodzaje glonów znane jako dinoflagellelaty. Szybki wzrost i rozmnażanie dinoflagellates może włączyć wody czerwony. Ten „czerwony przypływ” pozbawia wodę składników odżywczych i tlenu, co może spowodować śmierć wielu ryb. Jak również, ludzie mogą zachorować przez spożywanie zanieczyszczonych ryb.
Woda może być również idealnym środkiem transportu mikroorganizmów z jednego miejsca do drugiego. Na przykład, woda, która jest przenoszona w kadłubach statków w celu ustabilizowania statków podczas ich podróży oceanicznych, jest obecnie znana jako środek transportu mikroorganizmów na całym świecie. Jeden z tych organizmów, bakteria zwana Vibrio cholerae, powoduje zagrażającą życiu biegunkę u ludzi.
Woda pitna jest zwykle uzdatniana w celu zminimalizowania ryzyka skażenia mikrobiologicznego. Znaczenie uzdatniania wody pitnej było znane od wieków. Na przykład, w czasach przedchrześcijańskich praktykowano przechowywanie wody pitnej w dzbankach wykonanych z metalu. Obecnie znane jest antybakteryjne działanie niektórych metali. Podobnie, gotowanie wody pitnej, jako środek ochrony wody jest od dawna znany.
Chemiczne, takie jak chlor lub pochodne chloru jest popularnym środkiem zabijania bakterii, takich jak Escherichia coli w wodzie od wczesnych dziesięcioleci XX wieku. Inne zabiegi zabijające bakterie, które stają się coraz bardziej popularne obejmują użycie gazu zwanego ozonem i unieszkodliwienie materiału genetycznego mikroba poprzez użycie światła ultrafioletowego. Mikroby mogą być również fizycznie usunięte z wody poprzez przepuszczenie jej przez filtr. Nowoczesne filtry mają otwory w nich, które są tak małe, że nawet cząstki tak drobne jak wirusy mogą być uwięzione.
Ważnym aspektem mikrobiologii wody, szczególnie dla wody pitnej, jest badanie wody w celu zapewnienia, że jest ona bezpieczna do picia. Badanie jakości wody można wykonać na kilka sposobów. Jednym z popularnych testów jest pomiar mętności wody. Mętność wskazuje na ilość zawieszonego materiału w wodzie. Zazwyczaj, jeśli w wodzie znajduje się materiał taki jak gleba, obecne są również mikroorganizmy. Obecność cząstek nawet tak małych jak bakterie i wirusy może zmniejszyć przejrzystość wody. Mętność jest szybkim sposobem wskazania, czy jakość wody ulega pogorszeniu, a więc czy należy podjąć działania w celu rozwiązania problemu z wodą.
W wielu krajach mikrobiologia wody jest również przedmiotem ustawodawstwa. Przepisy określają jak często pobierane są próbki wody, w jaki sposób pobierane są próbki, jak przeprowadzana jest analiza, jakie mikroorganizmy są wykrywane oraz dopuszczalne limity dla mikroorganizmów docelowych w próbce wody. Badanie na obecność mikrobów wywołujących choroby (np. Salmonella typhymurium i Vibrio cholerae) może być kosztowne, a jeśli bakterie występują w niewielkich ilościach, mogą pozostać niewykryte. Zamiast tego, inne, bardziej liczne bakterie dostarczają wskazówek na temat kałowego zanieczyszczenia wody. Escherichia coli jest używana jako wskaźnik zanieczyszczenia kałowego od dziesięcioleci. Bakteria ta występuje w przewodzie jelitowym w ogromnych ilościach i jest liczniejsza niż bakterie i wirusy wywołujące choroby. Szanse na wykrycie Escherichia coli są większe niż wykrycie rzeczywistych mikroorganizmów wywołujących choroby. Escherichia coli ma również tę zaletę, że nie jest zdolna do wzrostu i rozmnażania się w wodzie (z wyjątkiem ciepłych i obfitujących w żywność wód w krajach tropikalnych). Tak więc obecność tej bakterii w wodzie wskazuje na niedawne zanieczyszczenie odchodami. Wreszcie, Escherichia coli może być wykrywana łatwo i niedrogo.
.