غالبًا ما تعج أنظمة السباكة المنزلية بالحياة الميكروبية، ومعظمها غير ضار. ومع ذلك، لم يتمكن العلماء بعد من توثيق المجتمعات البكتيرية التي تعيش داخل منازل الناس بشكل كامل.
وفي حين يضمن قانون مياه الشرب الآمنة المراقبة من جانب مرافق المياه العامة، فإن هذه المراقبة تتوقف عند حدود الملكية.
بمجرد دخول الماء إلى المنزل، يمكن أن يتغير تركيبه الميكروبي بشكل كبير، ويتطور بطرق تظل إلى حد كبير غير خاضعة للمراقبة وسوء الفهم.
وتقوم فانجتشيونج لينج، الأستاذة المساعدة في هندسة الطاقة والبيئة والكيمياء في جامعة واشنطن في سانت لويس، بإجراء أبحاث لمعالجة هذه الفجوة المعرفية.
تهدف لينج، بالتعاون مع فريقها، إلى تحسين فهم ميكروبات المياه المنزلية وتداعياتها المحتملة على الصحة العامة.
المجتمعات الميكروبية في السباكة المنزلية
وفي ورقة بحثية نشرت في مجلة Nature Water ، قدمت لينج وزملاؤها تفاصيل النتائج من دراسة قامت بأخذ عينات من صنابير الحمامات في ثمانية منازل في منطقة مترو سانت لويس.
على مدى فترة سبعة أيام، قاموا بتتبع تدفق وتطور مجموعات البكتيريا، وفي حين أن جميع المنازل تشترك في فئات بكتيرية رئيسية، كان هناك اختلاف كبير على مستوى الأنواع من منزل إلى آخر.
وأوضح لينج قائلاً: “تتمتع المنازل بتوقيعها الفريد مقارنة ببقية المنازل”.
وعلى الرغم من بروتوكولات المعالجة والتطهير الصارمة المطبقة على مياه الصنبور العامة، فقد حدد الباحثون مجموعات صغيرة ولكنها مرنة من الميكروبات.
غالبًا ما تحمل هذه الميكروبات جينات مقاومة للمضادات الحيوية – وهي الظاهرة التي توقعها الباحثو، إن استخدام نفس المطهرات عبر الأنظمة المختلفة يخلق بيئة، حيث تتطور مقاومة لبعض الميكروبات وتشكل ما يسميه العلماء “المقاومة”.
وكشفت الدراسة عن أنماط هذه المقاومات عبر الأسر، لكنها تركت أسئلة حول التباين على مستوى الأنواع دون إجابة.
الميكروبات في السباكة والصحة العامة
استخدم الباحثون النمذجة الحاسوبية لاستكشاف كيفية إنشاء المجتمعات الميكروبية نفسها.
وتشير النتائج إلى أن العوامل الحتمية (مثل كيمياء المياه) والعمليات العشوائية (الأحداث العشوائية) تؤثر على تكوين المجتمع.
وتساهم متغيرات مثل توقيت وصول الميكروبات، وديناميكيات النمو، وعوامل غير معروفة حتى الآن في التنوع الملحوظ.
ويهدف عمل لينج إلى توقع ومنع تفشي مسببات الأمراض الانتهازية والبكتيريا المسببة للأمراض.
وفي حين يجري تطوير أنظمة مراقبة مماثلة للمستشفيات وغيرها من المؤسسات الكبيرة، فإن أنظمة المراقبة الفردية للأسر لا تزال غير مدروسة.
وأكد لينج أن “المنازل لا تزال هي المكان الذي تحدث فيه غالبية تفاعلاتنا مع الماء، لذلك نريد دراسة الأسر”.
ورغم أن الدراسة كشفت عن وجود بكتيريا مسببة للأمراض بكميات صغيرة، فإن هذا لا يشير بالضرورة إلى أن مياه الشرب المنزلية غير آمنة، ومع ذلك، يعتقد لينج أن الجهات التنظيمية للصحة العامة ينبغي أن تولي اهتماما أكبر للمخاطر المحتملة.
العلوم المجتمعية ومصادر البيانات الجماعية
وقد قاد لين تشانج، طالب الدكتوراه والمؤلف الرئيسي للدراسة، الجهود الرامية إلى توسيع نطاق الدراسة.
ومن خلال إشراك طلاب المدارس الثانوية كعلماء مجتمعيين، جمع الفريق عينات من نحو 100 أسرة في منطقة مترو سانت لويس، وتشكل هذه المساهمات الآن جزءًا من مشروع الدكتوراه الأخير لتشانج، والذي يحلل التوقيعات الميكروبية الخاصة بكل أسرة والمقاومات المشتركة بينها.
“أعجبني أننا تمكنا من منح طلاب المدارس الثانوية لمحة عن الأبحاث في العالم الحقيقي والمنهج العلمي، ونأمل أن يحفزهم هذا على متابعة مستقبل في مجال الهندسة البيئية”، كما قال تشانج.
تسلط الدراسة الضوء على أهمية دراسة ميكروبات السباكة المنزلية، ففي حين أن معظم البكتيريا غير ضارة، فإن جينات المقاومة التي تحملها يمكن أن تنتقل إلى مسببات الأمراض، وخاصة عندما يخضع الأفراد للعلاج بالمضادات الحيوية.
ويعد فهم هذه الديناميكيات أمرا بالغ الأهمية، نظرا للتفاعل البشري المتكرر مع هذه الميكروبات من خلال الأنشطة اليومية مثل الاستحمام والطهي.
ترقيات البنية التحتية والرصد المستقبلي
قبل بضعة أشهر فقط، قدمت وكالة حماية البيئة (EPA) قاعدة جديدة تلزم البلديات باستبدال أنابيب السباكة التي تحتوي على الرصاص خلال العقد المقبل.
وقد يوفر هذا الإصلاح الشامل للبنية الأساسية فرصاً لتعزيز مراقبة أنظمة المياه المنزلية، فبالإضافة إلى التعامل مع المعادن، قد تركز أنظمة السباكة الجديدة أيضاً على التخفيف من وجود المواد البلاستيكية الدقيقة، وفهم الميكروبات بشكل أفضل.
يقود البروفيسور دان جيامار مشاريع لتحسين جودة مياه الشرب، وقد سلط الضوء على التحديات المتمثلة في تتبع التغيرات في جودة المياه من محطات المعالجة إلى صنابير المياه المنزلية.
وقال البروفيسور جرامر: “لقد كان من الصعب للغاية مراقبة جوانب جودة مياه الشرب التي يمكن أن تتغير بين محطة المعالجة وصنبور العميل”، “يقدم هذا العمل المبتكر رؤى جديدة حول كيفية نمو الميكروبات وما هي الميكروبات الموجودة في سباكة المباني”.
فهم ميكروبيوم السباكة
تستمر أبحاث لينج وتشانج في الكشف عن تنوع الميكروبات في المنازل، ومع كل منزل إضافي يتم أخذ عينات منه، يظهر المزيد من التنوع الميكروبي – مما يطرح أسئلة جديدة على العلماء معالجتها.
يعد فهم الميكروبيوم والمقاومة في أنظمة السباكة المنزلية أمرًا بالغ الأهمية لمنع المخاطر الصحية وتحسين جودة المياه.
إن الجهود التعاونية للباحثين والطلاب وعلماء المجتمع تمهد الطريق أمام نهج أكثر أمانًا واستنارة لإدارة أنظمة المياه في منازلنا.
نُشرت الدراسة في مجلة Nature Water .
