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

Water in een stad is meer dan alleen een hulpbron; het is een levend verslag van wat er op de straten erboven gebeurt. Wanneer het regent of wanneer riolering lekt, draagt het water een microscopische geschiedenis van menselijke activiteit met zich mee, inclusief bacteriën die aangeven of het water veilig is. Wetenschappers gebruiken deze bacteriën als boodschappers en zoeken naar specifieke groepen die fungeren als vroege waarschuwingen voor contaminatie. Als deze boodschappers in grote aantallen aanwezig zijn, suggereert dit dat menselijke afvalstoffen in het water zijn terechtgekomen, wat het risico op ziekte vergroot. Dit concept is essentieel voor de volksgezondheid, vooral in stedelijke gebieden waar meren en lagunes vaak worden gebruikt voor recreatie of simpelweg deel uitmaken van het dagelijkse landschap. De vraag waarmee onderzoekers worden geconfronteerd, is of deze standaardboodschappers het hele verhaal vertellen, of dat ze andere gevaarlijke microben missen die in hetzelfde water verborgen kunnen zitten.

In de hooggelegen stad Cochabamba, Bolivia, ligt de Alalay-lagune als een centraal kenmerk van de stedelijke omgeving, maar het kampt al lang met vervuiling. Dit ondiepe waterlichaam ontvangt een constante stroom van ongezuiverd afvalwater uit de Rocha-rivier en diverse regenwaterafvoeren, wat leidt tot een ophoping van voedingsstoffen en organisch materiaal waardoor het water eutroof wordt, oftewel overmatig rijk aan leven. Jarenlang hebben autoriteiten en wetenschappers de lagune gemonitord om de omvang van de contaminatie te begrijpen. Een recente studie richtte zich op het bacteriële leven in de lagune, waarbij specifiek werd gekeken naar hoe goed de standaardindicatoren van fecale contaminatie — bacteriën die de aanwezigheid van menselijk afval signaleren — de aanwezigheid van andere, meer opportunistische pathogenen konden voorspellen die ziekten bij mensen kunnen veroorzaken. De onderzoekers wilden weten of het vinden van hoge aantallen van deze standaardbacteriën betekende dat het water gevaarlijk was, of dat er zelfs wanneer de standaardtekens laag waren, andere schadelijke microben aanwezig konden zijn.

Om dit te beantwoorden, verzamelde het team gedurende tien maanden maandelijks watermonsters van drie verschillende locaties in de lagune, en bemonsterden zij ook de kanalen waar het water in het meer stroomt. Ze testten op de gebruikelijke verdachten: totale coliformen, fecale coliformen en Escherichia coli, die de standaardbacteriën zijn die worden gebruikt om de veiligheid van het water te beoordelen. Ze keken ook naar andere groepen bacteriën, waaronder opportunistische pathogenen zoals Pseudomonas en Clostridium, die infecties kunnen veroorzaken bij mensen met een verzwakt immuunsysteem of open wonden. De resultaten waren schrijnend. Het water dat de lagune instroomt, was zwaar gecontamineerd, met fecale coliformenaantallen die de miljoen eenheden per honderd milliliter overschreden, een cijfer dat de wettelijke veiligheidslimieten volgens de Boliviaanse wet ver overschrijdt. Binnen de lagune zelf waren de niveaus lager door verdunning, maar het water bleef consistent vervuild met menselijk afval.

De studie onthulde een duidelijk patroon in hoe deze verschillende bacteriën zich gedragen. De standaardindicatoren, zoals totale coliformen en fecale coliformen, bewogen samen op een voorspelbare manier, stijgend en dalend met de seizoenen en de stroom van afvalwater. Dit bevestigde dat de lagune inderdaad lijdt onder chronische fecale contaminatie. Echter, toen de onderzoekers naar de relatie tussen deze standaardindicatoren en de opportunistische pathogenen keken, viel de verbinding weg. De aanwezigheid van hoge niveaus van standaardbacteriën voorspelde niet betrouwbaar de aanwezigheid van de andere schadelijke groepen. Sterker nog, sommige van deze alternatieve bacteriën, zoals Streptococcus faecalis, vertoonden een vreemd gedrag: ze namen soms toe wanneer de standaard fecale bacteriën afnamen. Dit suggereert dat deze verschillende microben verschillende overlevingsstrategieën hebben; sommigen zijn veerkrachtiger tegen de harde, alkalische omstandigheden van de lagune of kunnen langer overleven in het sediment dan de standaardindicatoren.

De onderzoekers zochten ook naar specifieke ziekteverwekkende bacteriën zoals Salmonella en Shigella, die veelvoorkomende oorzaken zijn van ernstige gastro-intestinale aandoeningen, maar zij vonden deze niet in de geteste monsters. Deze afwezigheid garandeert echter niet dat het water veilig is. De studie benadrukt dat het gebrek aan een overeenkomst tussen de standaardindicatoren en de opportunistische bacteriën betekent dat het vertrouwen op louter de traditionele tests een vals gevoel van veiligheid kan geven. De opportunistische bacteriën kunnen onafhankelijk van de rest in het water voortbestaan en verborgen blijven in het ecosysteem, zelfs wanneer de gebruikelijke waarschuwingssignalen zwak zijn. De studie concludeert dat hoewel de standaardbacteriën uitstekend zijn in het vertellen ons dat menselijk afval aanwezig is, ze geen perfecte voorspellers zijn van elk gezondheidsrisico. Om de veiligheid van een vervuilde stedelijke lagune zoals de Alalay echt te begrijpen, moeten monitoringsprogramma's verder kijken dan de standaardtests, wellicht door gebruik te maken van meer geavanceerde methoden om deze hardnekkige, opportunistische microben te detecteren die niet dezelfde regels volgen als degenen die we al decennia in de gaten houden.