Biofilms in waterleidingen: hoe ontstaat het, welke problemen veroorzaakt het en wat kan je er tegen doen

Wat is biofilm? Als er een biofilm ontstaat, betekent het dat micro-organismes zoals bacteriën, schimmels, protozoa of algen een laag slijm vormen die zich aan een oppervlak hecht.

Deze micro-organismes passen zich heel goed aan hun omgeving aan. Dit komt doordat de micro-organismes die zich in biofilms bevinden zowel de stofwisselingseigenschappen van de andere soorten waarmee ze samenleven als hun beschermingsmechanismen kunnen gebruiken om zich in deze biofilms te vermenigvuldigen.

Hoe ontstaat een biofilm?

Sommige bacteriën kunnen een slijmlaag vormen (extracellulaire polymere stoffen, EPS) waarmee ze zich aan een oppervlak hechten. Deze laag vormt de basisstructuur voor biofilms.

De biofilmstructuur groeit en maakt het uiteindelijk eenvoudiger voor micro-organismes om te gedijen. Dit leidt tot de laterale groei van biofilms en de vorming van driedimensionale structuren met meerdere lagen. De biofilm kan zich zo verspreiden.

De structuur, een zogenaamde extracellulaire matrix, biedt bijvoorbeeld bescherming tegen chemische en thermische desinfectiemaatregelen. Hierdoor is het bijna onmogelijk om een biofilm te verwijderen als deze zich eenmaal heeft gevormd.

Op bepaalde plaatsen, zoals in waterleidingen, kan biofilm al ontstaan na een aantal dagen. Zelfs als de waterkwaliteit hoog is.

Waar vormen biofilms zich?

Biofilms vormen zich bijvoorbeeld op stenen op de bodem van een rivier, maar ook aan de binnenzijde van waterleidingen. En dat kan een belangrijke rol spelen in de kwaliteit van drinkwater.

In het menselijk lichaam kunnen biofilms gevonden worden op implantaten, waar ze voor gezondheidsproblemen kunnen zorgen. Biofilms kunnen echter ook nuttige functies vervullen door de kolonisatie van ziekteverwekkers in het maag-darmkanaal te voorkomen.

Waarom veroorzaken biofilms problemen?

Hoewel biofilms in de natuur zeer nuttig kunnen zijn, bijvoorbeeld voor zelfreinigende processen in de bodem of in water of voor het binden van koolstofdioxide, zorgen ze elders voor aanzienlijke problemen. De micro-organismes die aanwezig kunnen zijn in biofilms en die bij mensen voor ziektes kunnen zorgen zijn onder andere de legionellabacterie en de pseudomonas (ook wel bekend als pseudomonas aeruginosa). Die laatste kan voor diverse infecties zorgen zoals longontsteking, urineweg- en wondinfecties. Andere ziektekiemen die vaak in biofilms worden teruggevonden, zijn de Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus aureus, Escherichia coli en Candida albicans.

Biofilm in watersystemen

Een lage stroomsnelheid of doodlopende uiteindes in drinkwaterinstallaties (stilstaand water) bevorderen de vorming van biofilm. Dat kan ervoor zorgen dat schadelijke bacteriën zich gemakkelijker verspreiden.

Als het slijm eenmaal een bepaalde dikte heeft bereikt, zullen delen ervan losraken door de kracht van het stromende water en zo andere delen van de drinkwaterinstallatie bereiken. Mensen kunnen zo in aanraking komen met de bacteriën via kranen, douchekoppen en sifons.

Waterbacteriën kunnen ook terechtkomen in medische apparatuur zoals endoscopen tijdens reinigingsprocessen.

Ziekenhuizen nemen daarom hun toevlucht tot handmatige waterfiltersystemen met membraanfilters, vooral voor patiënten met een zwakker immuunsysteem. Dankzij de technologie met holle membraanvezels stoppen deze steriele waterfilters alle waterbacteriën met inbegrip van legionella (ook wel bekend als legionella pneumophila) en pseudomonas.