- Een woord over microbiologische biofilms:
Biofilm vervuiling is nog steeds vrij onbekend bij het grote publiek.
De studie van biofilm ontwikkeling is een zeer ruime discipline en in detail treden zou buiten het doel van deze website vallen.
Wat wij kunnen zeggen is dat allerlei micro-organismen, van nature uit, neigen om zich te hechten aan vochtige oppervlakken. Zo vormen ze (samen met hun zelf geproduceerde slijm) een laagje van dode en levende micro organismen.
Het achtergebleven kleverige laagje vervuiling vormt terug een voedingsbodem voor allerlei bacteriën en is oorzaak voor verdere contaminatie van organisch en anorganisch gebonden mineralen aan het oppervlak.
Biofilms zijn voedingsrijke en vaak slijmerige laagjes die vrijwel overal en in bijna elke omgeving kunnen ontstaan.
Ze hebben een combinatie nodig van:
- een vloeistof of tenminste een vochtige omgeving
- voedingsstoffen
- een natuurlijk, of door de mens gemaakt, oppervlak (het substraat)
Daarnaast zullen optimale zuurgraad en temperaturen + stilstaand water de groei nog versnellen.
Bijvoorbeeld, temperaturen tussen 20 en 45°C bevorderen de groei van legionella, terwijl ze het best prolifereren bij temperaturen tussen 32 en 35°C.
Bovendien zijn de zogenaamde ”death-ends” of eind-pijpen (bvb bij nooddouches en sprinklerinstallaties, maar ook bij slecht ontworpen sanitaire leidingsystemen) kwetsbaar voor deze bacteriële opbouw.
In tegenstelling tot wat veel mensen denken, kunnen zelfs elektrolytisch gepolijste roestvrijstalen oppervlakken een biofilmvorming aantrekken.
Afbeelding Rechts: Roestvrijstalen oppervlak met porievervuiling, A=1500x
(Bron: Dockweiler Nederland b.v.)
Afbeelding Links: Polymicrobische biofilm gegroeid op een roestvrijstalen oppervlak in een laboratorium drinkwater biofilmreactor gedurende 14 dagen, daarna gekleurd en onderzocht met epifluorescentie microscopie. (bron: CDC, 2002)
Zelfs volledig ontzilt, gedemineraliseerd en UPW (Ultra Puur Water) zijn vatbaar voor biofilmvorming vanwege de aanwezigheid van oligotrofen. (organismen die overleven in een omgeving met zeer lage voedingsniveaus)
Op deze website concentreren we ons op de toepassingen waar bacteriën en/of hardnekkige biofilmvorming niet gewenst is vanwege economische, functionele, esthetische of gezondheidsredenen. (veroorzaakt ongewenste geur, verstopping, slijmvorming, algenbloei, verminderde warmteoverdracht, enz…)
In essentie verwijderen we de voedingsbodem van vele micro-organismen en stoppen de binaire deling (vermenigvuldiging) van bacteriën door trillingen en stress in de vloeistof te veroorzaken. Daarnaast kunnen resonantiefrequenties de vitale membranen van cellen en vacuolen aantasten.
Het resultaat is een verminderde KVE-waarde en dus een meer steriele omgeving.
In het algemeen hebben micro-organismen de neiging om zich aan oppervlakken te hechten en biofilms te ontwikkelen.
Een biofilm is een verzameling van aan oppervlakken geassocieerde microbiële cellen die een extracellulaire polymere stof vormen, genaamd EPS-matrix.
Daarom bestaat een biofilm uit sterk gehydrateerde en geïmmobiliseerde cellen die aan een substraat kleven.
Bacteriën hebben alle belang bij de ontwikkeling van deze biofilm:
- Voor hun bescherming (tegen bvb antibiotica en ontsmettingsmiddelen).
- Voor intercellulaire communicatie en snelle aanpassing aan hun habitat.
- Ter vergroting van hun overlevingskansen in een voedingsarme omgeving.
⚡ Microben zijn microscopische eencellige organismen en zijn overal aanwezig. Zij behoren tot de oudste levensvormen op aarde en bevatten bacteriën, schimmels, algen, gisten en zelfs virussen. ⚡
Ongeveer 99% van de wereldwijde bacterie populatie wordt teruggevonden in de vorm van een biofilm (sessile bacteria). Een kleine minderheid is vrij drijvend in de vloeistof (in planktonische vorm)
Niettegenstaande vele micro-organismen nuttig en goedaardig zijn (zoals bvb in de productie van bier, yoghurt of kaas), zijn velen dikwijls niet gewenst in andere industrieën en omstandigheden.
De negatieve implicaties en voortkomende kosten van de gevolgen van biofilm vorming in de industrie zijn enorm, bijvoorbeeld in de:
-maritieme industrie (koelwater, ballastwater, sanitair water)
-voedingsmiddelen industrie (bvb melk, vleesverwerking, brouwerijen,…)
-water behandeling industrie (UV-reactoren, membraan filtratie , opslagtanks…)
-energieproductie (koeltorens)
-olie, pulp en papierindustrie
-recreatieve zwembaden en vijvers, viskwekerijen
-hotels en publieke gebouwen
Enkele voorbeelden van nadelige effecten van biofilm vorming:
Gezondheid problemen zoals infecties, verlies van productiecapaciteit, de afkeuring van producten, problemen door corrosie, storende geur, verstoppingen in pijpleidingen of filtratiesystemen, machine defecten, verhoging van onderhoudskosten en energieverbruik, etc…
Olieopslag en transportbedrijven hebben sporadisch problemen met Microbiologisch Beïnvloede Corrosie (MIC).
Dit kan door de aanwezigheid van de zogenaamde “bad bugs” zoals de sulfaat-reducerende-bacterie (SRB, welke H2S produceert) in pijpleidingen en reservoirs. Het resultaat is verstoppingen, dichtslibben, corrosie en een noodgedwongen hoger verbruik in chemicaliën (welke op hun beurt meestal terug meer corrosie veroorzaken).