E. coli e coliformi: indicatori microbiologici dell'acqua

I coliformi totali sono un gruppo eterogeneo di batteri Gram-negativi enterobatteri, in parte di origine fecale e in parte ambientali. Escherichia coli è una specie del gruppo, esclusivamente di origine fecale (intestino umano e degli animali a sangue caldo): la sua presenza è prova di contaminazione recente. Enterococchi intestinali sono indicatori complementari, più resistenti nell'ambiente.

Differenza tra coliformi totali ed Escherichia coli

"Coliformi totali" non è il nome di una specie ma di un gruppo definito per caratteristiche funzionali: enterobatteri Gram-negativi a forma di bastoncello, non sporigeni, aerobi o anaerobi facoltativi, che fermentano il lattosio producendo acido e gas a 35-37 °C. Ne fanno parte generi molto diversi tra loro, come Escherichia, Citrobacter, Enterobacter, Klebsiella, Serratia e Hafnia. Molti di questi vivono normalmente nel suolo, sulla vegetazione e nei biofilm delle tubazioni: per questo trovarli non dimostra da solo una contaminazione fecale, ma indica che l'impianto o la captazione non sono adeguatamente protetti.

Escherichia coli è invece una singola specie, appartenente ai coliformi termotolleranti: cresce e fermenta il lattosio anche a 44 °C, produce indolo dal triptofano e possiede l'enzima β-D-glucuronidasi, il marcatore biochimico che i terreni cromogeni usano per riconoscerlo in modo specifico. Il suo habitat naturale è l'intestino di mammiferi e uccelli, quindi la sua presenza in acqua rimanda direttamente a feci o liquami.

In sintesi, i due parametri rispondono a domande diverse: i coliformi totali dicono se il sistema funziona (tenuta, disinfezione, assenza di ristagni), E. coli dice se c'è stato un contatto recente con materiale fecale. Gli enterococchi intestinali completano il quadro: sopravvivono più a lungo nell'ambiente e resistono meglio alla disinfezione, perciò possono segnalare una contaminazione fecale meno recente anche quando E. coli è già assente.

Le cause di contaminazione microbiologica dell'acqua includono:

• Pozzi neri non a tenuta o fosse settiche fessurate vicine al pozzo.
• Spandimenti zootecnici e dilavamento da allevamenti.
• Eventi piovosi intensi con dilavamento di letame e fognature al colare in falda.
• Contaminazione di reti per rotture, mancanza di disinfezione residua, intrusioni.
• Stagnazioni in cisterne, autoclavi, serbatoi non puliti (sviluppo di biofilm).
• Contatti diretti con animali, mani o utensili sporchi durante il prelievo (frequente nei controlli su pozzi).

Il D.Lgs 18/2023, Allegato I Parte A, stabilisce:

• Escherichia coli: 0 UFC / 100 mL.
• Enterococchi intestinali: 0 UFC / 100 mL.

I coliformi totali sono inseriti tra i parametri indicatori (Parte C): anch'essi devono essere 0 UFC / 100 mL nell'acqua destinata al consumo. La presenza di coliformi senza E. coli può segnalare un problema di gestione impiantistica (biofilm, stagnazione) più che una contaminazione fecale, ma resta non conforme.

Per acque di sorgente confezionate la conformitàè ancora più stringente (Reg. UE 2009/54).

La diversa collocazione ha conseguenze pratiche: E. coli è un parametro di sicurezza sanitaria e il suo superamento richiede di sospendere subito l'uso potabile; i coliformi totali sono un indicatore di processo, il cui superamento va corretto rapidamente ma, in assenza di E. coli ed enterococchi, non configura di per sé un'emergenza sanitaria acuta.

Come leggere il referto: quattro casi

• Coliformi 0 ed E. coli 0 UFC/100 mL: esito conforme per gli indicatori di contaminazione fecale; si prosegue con il normale piano di controlli.
• Coliformi presenti, E. coli 0: è il caso più comune in pozzi, cisterne, impianti stagionali e rubinetti poco usati. Di solito dipende da biofilm, ristagno, materiali a contatto o disinfezione insufficiente. Non è un'emergenza, ma va risolto in tempi brevi e verificato con una nuova analisi.
• Coliformi ed E. coli presenti: quadro tipico di contaminazione fecale recente. L'acqua non è idonea al consumo umano finché la causa non è individuata, l'impianto disinfettato e le analisi di verifica non risultano conformi.
• Coliformi 0, E. coli presente: combinazione rara, possibile per contaminazione del solo punto di prelievo o anomalia analitica. Va gestita come il caso precedente finché un secondo campione non chiarisce la situazione.

Anche cariche molto basse di E. coli (1-10 UFC/100 mL) restano una non conformità critica: non esiste una quantità "normale" di batteri fecali nell'acqua da bere.

Mentre la maggior parte dei ceppi di E. coli è innocua, alcune varianti sono patogene:

• E. coli enterotossigeno (ETEC): diarrea del viaggiatore.
• E. coli enteroemorragico (EHEC, es. O157:H7): produce verotossine, può causare sindrome emolitico-uremica (SEU), potenzialmente fatale nei bambini.
• E. coli enteropatogeno (EPEC): gastroenteriti pediatriche.

Tuttavia E. coli è soprattutto un indicatore: la sua presenza segnala che l'acqua è esposta a contaminazione fecale, dunque potenzialmente veicolo di altri patogeni come Salmonella, Campylobacter, virus enterici (norovirus, rotavirus, epatite A/E) e protozoi (Giardia, Cryptosporidium). L'ISS e l'OMS li hanno scelti per questo ruolo sentinella.

Il rischio microbiologico in Italia riguarda soprattutto:

• Pozzi privati superficiali in zone agricole-zootecniche (Pianura Padana, Tavoliere, Maremma).
• Sorgenti di montagna non protette in Appennino e Alpi.
• Acque di cisterne in zone insulari (Sicilia, Sardegna, Puglia) con approvvigionamento autonomo.
• Strutture turistiche stagionali (B&B, agriturismi, camping) con impianti riavviati dopo lunghi fermi.
• Reti acquedottistiche obsolete, soprattutto al Sud, dove è meno frequente la disinfezione finale.

123Acqua esegue le analisi microbiologiche con metodi validati conformi a norme tecniche:

• Filtrazione su membrana (MF) + terreno selettivo (UNI EN ISO 9308-1 per E. coli e coliformi; ISO 7899-2 per enterococchi).
• Substrato definito (Colilert / Enterolert) per il numero più probabile (MPN) in 100 mL (UNI EN ISO 9308-2 e 7899-1).

Con la filtrazione su membrana prevista dalla UNI EN ISO 9308-1 si filtrano 100 mL di campione su una membrana da 0,45 µm, che viene poi incubata su un terreno cromogeno a circa 36 °C per 21 ± 3 ore. Il terreno contiene due substrati: uno rivela la β-galattosidasi comune a tutti i coliformi (colonie rosa-rosse), l'altro la β-glucuronidasi tipica di E. coli (colonie blu-violetto). Per questo il referto riporta due valori distinti, coliformi totali ed E. coli, che non sono ridondanti ma complementari.

I kit fai-da-te e le strisce reattive non seguono metodi normati, non dichiarano limiti di rilevabilità e non hanno valore come documentazione verso ASL o assicurazioni: per un pozzo o una struttura ricettiva serve il rapporto di prova di un laboratorio qualificato.

Il prelievo è critico: bottiglia sterile con tiosolfato (per neutralizzare il cloro), sterilizzazione del rubinetto alla fiamma, riempimento senza contatti, conservazione a 4 °C, consegna al laboratorio entro 24 ore.

Metodi validati. Le analisi di Escherichia coli, batteri coliformi ed enterococchi intestinali sono eseguite con metodi validati secondo UNI EN ISO 9308-1:2017 e UNI EN ISO 7899-2:2003. LOQ e incertezza estesa sono dichiarate nel rapporto di prova. Il campionamento microbiologico segue la norma UNI EN ISO 19458:2006.

I trattamenti efficaci di disinfezione sono:

• Clorazione: con ipoclorito di sodio o pastiglie di cloro. Mantiene un residuo attivo nella rete. Efficace ma forma sottoprodotti (vedi trialometani).
• UV: efficace su batteri e virus, senza residui chimici, ma non protegge la rete a valle.
• Ozono: ottimo disinfettante, costoso e con vita breve.
• Bollitura: a 100 °C per 1 minuto inattiva i patogeni vegetativi: rimedio d'emergenza, non strutturale.
• Microfiltrazione/ultrafiltrazione: barriere fisiche con porosità≤ 0,2 µm.

Importante anche la protezione della testa di pozzo e la pulizia periodica di cisterne e autoclavi.

Cosa fare dopo un referto non conforme

• Solo coliformi: flussaggio dell'impianto, controllo del dosaggio del disinfettante, eliminazione di rami morti e ristagni, nuova analisi dopo 7-10 giorni. Se il punto è un rubinetto periferico poco usato, conviene ripetere il prelievo dopo aver fatto scorrere a lungo l'acqua.
• E. coli presente: stop all'uso potabile (bollitura o acqua in bottiglia per gli usi essenziali), ricerca della causa (fossa settica, perdite fognarie, dilavamento), disinfezione shock e installazione di un sistema stabile, poi due analisi consecutive conformi a distanza di almeno una settimana prima di tornare a bere.

In entrambi i casi è utile affiancare un controllo di nitrati e ammonio: valori elevati in un pozzo rafforzano l'ipotesi di infiltrazioni fecali o di percolato organico e aiutano a individuarne l'origine.