Fecal indicator bacteria in Alalay Lagoon, Cochabamba, Bolivia: sanitary assessment and implications for opportunistic pathogen monitoring

إن المياه في المدينة هي أكثر من مجرد مورد؛ إنها سجل حي لما يحدث في الشوارع فوقها. فعندما يسقط المطر أو تتسرب مياه الصرف الصحي، تحمل المياه تاريخاً مجهرياً للنشاط البشائي، بما في ذلك البكتيريا التي تشير إلى ما إذا كانت المياه آمنة أم لا. يستخدم العلماء هذه البكتيريا كرسل، حيث يبحثون عن مجموعات محددة تعمل كإنذارات مبكرة للتلوث. وإذا وجدت هذه الرسائل بأعداد كبيرة، فإن ذلك يشير إلى دخول الفضلات البشرية إلى الماء، مما يرفع خطر الإصابة بالأمراض. هذا المفهوم حيوي للصحة العامة، خاصة في المناطق الحضرية حيث تُستخدم البحيرات والبرك غالباً للترفيه أو تكون ببساطة جزءاً من المشهد اليومي. والسؤال الذي يواجهه الباحثون هو ما إذا كانت هذه الرسائل المعيارية تروي القصة كاملة، أم أنها تغفل ميكروبات خطيرة أخرى قد تكون مختبئة في الماء نفسه.

في مدينة كوتشابامبا المرتفعة في بوليفيا، تبرز بحيرة أللاي كمعلم مركزي في البيئة الحضرية، ومع ذلك فقد عانت طويلاً من التلوث. تستقبل هذه المسطحات المائية الضحلة تدفقاً مستمراً من مياه الصرف الصحي غير المعالجة من نهر روتشا ومصارف العواصف المختلفة، مما يؤدي إلى تراكم المغذيات والمواد العضوية التي تجعل المياه "إيتروفيكية" (eutrophic)، أي غنية جداً بالحياة. لسنوات، راقبت السلطات والعلماء هذه البحيرة لفهم مدى تلوثها. ركزت دراسة حديثة على الحياة البكتيرية في البحيرة، وتحديداً في كيفية قدرة المؤشرات القياسية للتلوث البرازي — وهي البكتيريا التي تشير إلى وجود الفضلات البشرية — على التنبؤ بوجود مسببات أمراض انتهازية أخرى قد تسبب الأمراض للبشر. أراد الباحثون معرفة ما إذا كان العثور على أعداد عالية من هذه البكتيريا القياسية يعني أن الماء خطير، أم أن ميكروبات ضارة أخرى يمكن أن تكون موجودة حتى عندما تكون العلامات القياسية منخفضة.

للإجابة على ذلك، جمع الفريق عينات من المياه شهرياً من ثلاثة مواقع مختلفة في البحيرة على مدار عشرة أشهر، كما قاموا بأخذ عينات من القنوات التي تتدفق منها المياه إلى البحيرة. واختبروا "المشتبه بهم المعتادين": إجمالي القولونيات، والقولونيات البرازية، والإشريكية القولونية (E. coli)، وهي البكتيريا القياسية المستخدمة لتقييم سلامة المياه. كما بحثوا عن مجموعات أخرى من البكتيريا، بما في ذلك المسببات المرضية الانتهازية مثل "الزائفة" (Pseudomonas) و"المطثية" (Clostridium)، والتي يمكن أن تسبب عدوى للأشخاص الذين يعانون من ضعف المناعة أو الجروح المفتوحة. كانت النتائج صارخة؛ فقد كانت المياه المتدفقة إلى البحيرة ملوثة بشدة، حيث وصلت أعداد القولونيات البرازية إلى أكثر من مليون وحدة لكل مائة ملليلتر، وهو رقم يتجاوز بكثير الحدود القانونية للسلامة التي وضعتها القوانين البوليفية. أما داخل البحيرة نفسها، فكانت المستويات أقل بسبب التخفيف، لكن المياه ظلت ملوثة باستمرار بالفضلات البشرية.

كشفت الدراسة عن نمط واضح في كيفية سلوك هذه البكتيريا المختلفة. فقد تحركت المؤشرات القياسية، مثل إجمالي القولونيات والقولونيات البرازية، معاً بطريقة يمكن التنبؤ بها، حيث ترتفع وتنخفض مع المواسم وتدفق مياه الصرف الصحي. وقد أكد هذا أن البحيرة تعاني بالفعل من تلوث برازي مزمن. ومع ذلك، عندما نظر الباحثون في العلاقة بين هذه المؤشرات القياسية والمسببات المرضية الانتهازية، انكسرت تلك الصلة. فلم يكن وجود مستويات عالية من البكتيريا القياسية مؤشراً موثوقاً على وجود المجموعات الضارة الأخرى. وفي الواقع، أظهرت بعض البكتيريا البديلة، مثل "المكورات العقدية البرازية" (Streptococcus faecalis)، سلوكاً غريباً: فقد كانت تزداد أحياناً عندما تنخفض البكتيريا البرازية القياسية. يشير هذا إلى أن لهذه الميكروبات المختلفة استراتيجيات بقاء متنوعة؛ فبعضها أكثر صموداً أمام الظروف القلوية القاسية للبحيرة أو يمكنه البقاء لفترة أطول في الرواسب مقارنة بالمؤشرات القياسية.

كما بحث الباحثون عن بكتيريا محددة مسببة للأمراض مثل "السالمونيلا" و"الشيجيلا"، وهي مسببات شائعة لأمراض الجهاز الهضمي الشديدة، لكنهم لم يجدوها في العينات التي اختبروها. ومع ذلك، فإن هذا الغياب لا يضمن سلامة المياه. تؤكد الدراسة أن عدم وجود تطابق بين المؤشرات القياسية والبكتيريا الانتهازية يعني أن الاعتماد فقط على الاختبارات التقليدية قد يعطي شعوراً زائفاً بالأمان. فالبكتيريا الانتهازية يمكن أن تستمر في الماء بشكل مستقل، مختبئة في النظام البيئي حتى عندما تكون علامات التحذير المعتادة باهتة. وتخلص الدراسة إلى أنه بينما تعد البكتيريا القياسية ممتازة في إخبارنا بوجود الفضلات البشرية، إلا أنها ليست متنبئاً مثالياً لكل المخاطر الصحية. ولإدراك السلامة الحقيقية لبحيرة حضرية ملوثة مثل "أللاي"، تحتاج برامج المراقبة إلى النظر إلى ما وراء الاختبارات القياسية، وربما استخدام طرق أكثر تقدماً للكشف عن هذه الميكروبات الانتهازية العنيدة التي لا تتبع نفس قواعد تلك التي نراقبها منذ عقود.