ASTM E645-18 Standardowa praktyka oceny mikrobicydów stosowanych w układach wody chłodzącej

Norma „ASTM E645-18 Standardowa praktyka oceny mikrobicydów stosowanych w układach chłodzenia wodnego” opracowana przez Amerykańskie Stowarzyszenie Badań i Materiałów (ASTM) opisuje procedurę oceny skuteczności mikrobicydów (algicydów, bakteriobójców i fungicydów) stosowanych w celu kontrolowania wzrostu mikroorganizmów w układach chłodzenia wodnego.

Środki mikrobiologiczne stosuje się przy użyciu symulowanej lub rzeczywistej wody z chłodni kominowej.

• Mikroby pochodzące z wody chłodzącej,
• Mikroby w osadach mikrobiologicznych (biofilmach) pochodzących z działających układów chłodzenia lub
• Oceniono pod kątem obecności mikroorganizmów lub ich kombinacji, o których wiadomo, że zanieczyszczają systemy wody chłodzącej.

Aplikację tę powinny wykonywać osoby zaznajomione z technikami mikrobiologicznymi.

Na potrzeby niniejszej normy, oprócz terminów i definicji podanych w normie „ASTM E2756-19 Standard Terminology for Antimicrobial and Antiviral Agents”, stosuje się następujące definicje:

• Algicyd, substancja chemiczna zabijająca glony; są to rośliny jednokomórkowe lub nitkowate zawierające chlorofil.
• Środek bakteriobójczy to fizyczny lub chemiczny środek zabijający bakterie, ale niekoniecznie ich zarodniki.
• Biofilm to dynamiczna, samorzutnie organizująca się akumulacja mikroorganizmów i produktów ubocznych środowiska, unieruchomiona na podłożu i osadzona w organicznej matrycy polimerowej.
• Układ chłodzenia to sprzęt i czynnik chłodniczy służące do usuwania ciepła z procesów, sprzętu lub obu. Najczęściej stosowanym medium do usuwania lub przenoszenia ciepła jest woda. Podgrzaną wodę można następnie odprowadzić do odbiornika (przepływając przez układ chłodzenia jednokrotnie) lub schłodzić i ponownie wykorzystać (układ chłodzenia z recyrkulacją).
• Wieża chłodnicza to konstrukcja służąca do odprowadzania ciepła w otwartych układach chłodzenia z recyrkulacją.
• Płyn chłodzący to roztwór na bazie wody, który pochłania i przenosi ciepło w układzie wymiany ciepła.
• Fungicydy to środki fizyczne lub chemiczne, które zabijają grzyby, czyli grzybnię wegetatywną lub pączkujące drożdże, w tym zarodniki i konidia.
• Biofouling mikrobiologiczny polega na gromadzeniu się na powierzchniach niepożądanych komórek bakterii, grzybów lub alg albo ich kombinacji oraz ich produktów. Zwykle akumulacji tej towarzyszy akumulacja substancji organicznych i nieorganicznych.
• Mikrobiocydy to środki fizyczne lub chemiczne zabijające mikroorganizmy.

Mikrobicydy są oceniane pod kątem działania na mikroorganizmy w warunkach symulujących układ wody chłodzącej. Mikrobicydy są dodawane do wody chłodzącej w stężeniach zapewniających skuteczną kontrolę mikroorganizmów. W wybranych odstępach czasu określa się liczbę mikroorganizmów lub mierzalny składnik mikroorganizmów i porównuje z wartościami z początku eksperymentu. Bakterie (tlenowe i beztlenowe), grzyby i glony można wykrywać różnymi metodami, takimi jak liczenie płytkowe, oznaczanie liczby najprawdopodobniejszej, oznaczanie zawartości chlorofilu i adenozyno-5ʹ - trifosforanu. Badacz określa zakres stężeń mikrobicydów zapewniających akceptowalną skuteczność na podstawie testów laboratoryjnych, które mogą być wykorzystane do celów dokumentacji lub potrzeb klienta.

W niniejszym wniosku zidentyfikowano potencjalnie skuteczne środki mikrobiobójcze do stosowania w układach chłodzenia wodnego, wykorzystujących wodę chłodzącą oraz osady i biofilm pochodzący z terenu. Dodanie osadów i biofilmu zaspokaja potrzebę uwzględnienia głównego źródła mikroorganizmów w układach chłodzenia wodnego. Nawet po uwzględnieniu tych faktów wyniki badań laboratoryjnych nie zawsze pozwalają w pełni przewidzieć skuteczność środka mikrobiobójczego w terenie. Dzieje się tak, ponieważ warunki terenowe, które mają wpływ na skuteczność środków mikrobiobójczych, są trudne do odtworzenia w laboratorium. Na skuteczność środków mikrobiobójczych wpływają m.in.: szybkość przedmuchiwania, ilość dodawanej wody, twardość wody, wycieki węglowodorów, wartość pH, obciążenie osadem, rozpuszczone substancje stałe, drobnoustroje w szlamie (biofilmy) oraz osady na powierzchniach (sole, minerały żelaza, materia organiczna). Innym czynnikiem jest to, że trudno jest policzyć wszystkie drobnoustroje obecne w wodzie ze względu na brak odpowiednich mediów regeneracyjnych. Wytyczne dotyczące tworzenia i badania mikroorganizmów przylegających do powierzchni (biofilmów) podano w normie ASTM E1427-00, natomiast przewodnik dotyczący niekonwencjonalnych pomiarów mikroorganizmów znajduje się w normie ASTM E1326-13.

Głównym sprzętem używanym w tych testach jest:

• Waga: Waga analityczna skalibrowana do 0,1 mg, służąca do ważenia potencjalnych środków mikrobiobójczych w celu przygotowania roztworów macierzystych.
• Pojemniki: Butelki, fiolki lub probówki odporne na wstrząsy muszą być sterylne przed użyciem.
• Liczniki kolonii: Do liczenia płytek po inkubacji odpowiedni jest ręczny lub sprawdzony analizator obrazu kolonii (elektroniczny/skanerowy).
• Płytka spiralna (alternatywa).
• Wstrząsarka o stałej temperaturze: Niezawodna wstrząsarka o stałej temperaturze zapewniająca mieszanie i napowietrzanie oraz utrzymująca temperaturę na poziomie wybranym w zakresie 10.2 plus/minus 2 stopni (kąpiel wodna lub wstrząsarka inkubacyjna) przez cały okres kontaktu.
• Płytki Petriego: sterylne, 100 x 15 mm, plastikowe lub ze szkła borokrzemianowego.
• Pipety: Pipety standardowe, sterylne, z odpowiednią kalibracją lub innymi odpowiednimi systemami podawania, takimi jak mikropipety.
• Sterylizatory: Sterylizator parowy ciśnieniowy (do mediów, pojemników itp.), piec z gorącym powietrzem do pojemników oraz urządzenia filtrujące do sterylizacji filtracyjnej (jednorazowe jednostki filtrujące, 250 ml, wielkość porów 0,22 µm).
• Mikser: Niezbędny do wymieszania próbki wody chłodzącej podczas jej rozprowadzania w naczyniach testowych. Może to być mieszadło magnetyczne, mieszadło śmigłowe lub jakiekolwiek inne odpowiednie urządzenie.
• Butelki objętościowe: 100 ml, odpowiednie do przygotowywania roztworów podstawowych środków mikrobiobójczych. W razie potrzeby można stosować butelki o mniejszej objętości.
• Blender: Blender, stomacher, kąpiel soniczna lub mieszalnik wirowy służący do homogenizacji osadu mikrobiologicznego przed zmieszaniem go z wodą chłodzącą.
• Mikroskop zapewniający zakres powiększenia od 400 do 1000x przy zastosowaniu odpowiedniego źródła światła. Może być wymagany kontrast fazowy lub ciemne pole.
• Aparat filtrujący z filtrem 0,2 µm.

Nasza organizacja dysponuje silną kadrą, która śledzi rozwój nauki i techniki na świecie i nieustannie się doskonali. Wśród licznych badań testowych, pomiarowych, analitycznych i ewaluacyjnych świadczonych dla przedsiębiorstw z różnych sektorów znajdują się również usługi testowe wchodzące w zakres normy „ASTM E645-18 Standardowa praktyka oceny środków mikrobiobójczych stosowanych w układach chłodzenia wodnego”.