مرجع تخصصی آب و فاضلاب

۱. نکات و خطرات جِیاردیا (Giardia) و کریپتوسپوریدیوم (Cryptosporidium)

• چرخه زندگی و فرم‌های عفونی

  • جِیاردیا: به‌صورت کیست (cyst) در مدفوع پستانداران آزاد می‌شود؛ هر کیست حاوی ۲ تروفوزوئیت است و با بلع تنها ۱۰–۲۵ کیست می‌تواند عفونت ایجاد کند.

  • کریپتوسپوریدیوم: اووسیست (oocyst) دوکی‌شکل با پوشش مقاوم است؛ نیاز به ۱۰–۱۰۰ اووسیست برای ایجاد بیماری در انسان.

• علائم بالینی

  • Giardia: اسهال چرب، بوی بد مدفوع، درد شکم، نفخ، سوءجذب و کاهش وزن مزمن

  • Cryptosporidium: اسهال آبکی شدید (تا ۱۰–۱۵ بار در روز)، گهگاه تب و کم‌آبی؛ در افراد ایمن‌زدا طول کشنده‌تر و در افراد ایمنی‌ضعیف می‌تواند کشنده باشد

• استانداردها و بار عفونی

  • WHO و EPA: هیچ اووسیست یا کیستی در ۱۰ L آب نباید یافت شود

  • شیوع در آب‌های سطحی پس از بارش شدید یا طغیان رودخانه

۲. شیوه‌های تصفیه و حذف پروتوزوآ

1. انعقاد/فلوکولاسیون + فیلتراسیون شنی

   • افزودن آلوم یا سولفات آلومینیوم → تشکیل فلوک‌های بزرگ → فیلتراسیون شنی کند یا سریع حذف > 90 ٪ کیست/اووسیست

2. میکروفیلتراسیون (MF) و اولترافیلتراسیون (UF)

   • MF (0.1–1 µm): حذف بخش عمده

   • UF (0.01–0.1 µm): حذف تقریباً کامل (> 99 ٪)

3. ضد‌عفونی‌کننده‌های شیمیایی

   • کلرزنی: Giardia نسبتاً حساس است (CT کلر ≤ 3 mg·min/L)، اما Cryptosporidium بسیار مقاوم (نیاز به CT > 15 mg·min/L یا کلرآمین)

   • دی‌اکسید کلر و ازن: حذف مؤثر هر دو (> 99 ٪) با CT و زمان تماس مناسب

4. گندزدایی فیزیکی

   • UV-C (254 nm): دُز UV ~ 5–10 mJ/cm² برای Giardia و ~ 30 mJ/cm² برای Cryptosporidium → نابودی DNA و انسداد تکثیر

5. اسمز معکوس (RO)

   • حذف کامل ذرات و اووسیست/کیست، اما هزینه و تولید پساب شور

۳. روش‌های اندازه‌گیری آزمایشگاهی

1. EPA Method 1623 (Immunomagnetic Separation + IFA)

   • جداسازی با مگنتیک‎بی‌مقید به آنتی‌بادی (IMS) + رنگ‌آمیزی ایمنی‌فلورسنت → شمارش زیر میکروسکوپ فلورسنت

   • حد تشخیص: ~ ۱–۲ کیست/اوسیست در ۱۰ L

2. میکروسکوپ نوری پس از غلیظ‌سازی

   • غلیظ‌سازی با فیلتراسیون قوی (1 µm) + شناورسازی در ساکارز یا ZnSO₄ + شمارش زیر میکروسکوپ نوری

3. RT‑qPCR

   • استخراج DNA/RNA → qPCR برای ژن‌های اختصاصی (gdh در Giardia، 18S rRNA در Crypto)

   • حساسیت ~ ۱۰ کپی/واحد حجم

4. سنجش‌های ایمنی (ELISA / Lateral Flow Assay)

   • کیت‌های میدانی برای Giardia/Crypto: تغییر رنگ نیمه‌کمی (محدوده µg پروتئین توکسین)

5. DVC–FISH

   • تشخیص زنده/مرده با تکثیر مستقیم در حضور ترکیبات مهارکننده + هیبریداسیون فلورسنت

۴. روش‌های سنتی حسی و چشمی

• طعم و بو:

  • آب آلوده به کیست/اووسیست بی‌بو و بی‌طعم است؛ هیچ نشانه حسی ندارد.

• رنگ و کدورت:

  • ممکن است به‌علت بار میکروبی و ذرات معلق کمی کدر شود، اما غیر اختصاصی است.

• آزمون میدانی تقریبی

  • کدورت‌سنجی (NTU): افزایش NTU پس از طغیان و bloom سیانو یا جلبک می‌تواند هشدار اولیه باشد.

  • مشاهده توده‌های گل‌آلود: پس از بارندگی شدید

۵. سایر روش‌های ساده و پیشرفته

1. تست‌های میدانی سریع (Portable Kits)

   • کیت‌های IMS+IFA پرتابل یا نوارهای کاست آنتی‌بادی (LFIA) برای Giardia/Crypto

2. µPADs (Microfluidic Paper‑Based Devices)

   • مناطق پوشش‌داده‌شده با آنتی‌بادی + ناحیه رنگ‌سنجی فلورسنت → خوانش موبایلی

3. Passive Samplers (CO2‑Based Sampling)

   • جذب اووسیست/کیست روی رزین یا غشا در دوره چند روزه → آنالیز آزمایشگاهی

4. سنسورهای الکتروشیمیایی

   • الکترودهای پوشش‌داده‌شده با Aptamer برای پروتئین‌های سطحی (VSP در Giardia)

۶. علائم و نشانه‌های محیطی وجود پروتوزوآ

• شکوفایی جلبکی/سیانوباکتری

  • تجمع غذا برای پروتوزوآها و همراهی با bloom → افزایش کیست/اوسیست

• مسمومیت حیوانات وحشی و دام

  • اسهال و دهیدراسیون ناگهانی در گله‌ها پس از دسترسی به آب سطحی

• اپیدمی انسانی محلی

  • افزایش موارد اسهال بدون تب یا با تب مختصر (Giardia): چرخه ۲–۴ هفته‌ای

  • موارد شدید اسهال آبکی با نفخ و درد (Crypto): دوره کمون 1–2 روزه

جمع‌بندی مهندسی:
برای حذف ایمن Giardia و Cryptosporidium از آب آشامیدنی، باید «انعقاد–فلوکولاسیون + UF/MF + UV-C + کلرزنی/ازن» را به‌صورت ترکیبی اجرا کرد. پایش دوره‌ای با EPA 1623 (IMS+IFA) و تأیید با RT‑qPCR توصیه می‌شود؛ در میدانی می‌توان از کیت‌های LFIA یا µPADs برای غربالگری اولیه استفاده کرد و نمونه‌های مشکوک را برای آنالیز دقیق به آزمایشگاه‌های مرجع ارسال نمود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب