![\"ORCID](\"http:\/\/gwits.pl\/wp-content\/uploads\/2025\/03\/ORCID.png\")
<\/a> 1*<\/sup><\/em><\/p>\n\n\n\nAfiliacja<\/summary>\n1<\/sup> Politechnika Krakowska im. Tadeusza Ko\u015bciuszki, Wydzia\u0142 In\u017cynierii \u015arodowiska i Energetyki, Katedra Technologii \u015arodowiskowych,
*Kontakt \/ Correspondence: klaudia.kwiatkowska@pk.edu.pl<\/a><\/p>\n<\/details>\n\n\n\n
DOI: 10.65545\/GWITS.2026.01.02<\/strong><\/strong>, GWiTS 1\/2026, stycze\u0144 2025<\/p>\n\n\n\nPobierz PDF<\/a> (Open Access)<\/p>\n\n\n\n
\n\n\n\nStreszczenie:<\/strong>
Jednym z najistotniejszych problem\u00f3w zwi\u0105zanych z eksploatowaniem instalacji wodnych jest powstawanie i osadzanie si\u0119 biofilm\u00f3w mikrobiologicznych. Obecno\u015b\u0107 tych struktur wp\u0142ywa bezpo\u015brednio na jako\u015b\u0107 wody, rozw\u00f3j organizm\u00f3w patogennych oraz zapocz\u0105tkowanie procesu korozji system\u00f3w. W konsekwencji dochodzi do zmniejszenia efektywno\u015bci system\u00f3w hydraulicznych doprowadzaj\u0105cych wod\u0119 do odbiorc\u00f3w. Biofilmy w instalacjach wodnych s\u0105 z\u0142o\u017conymi, wielogatunkowymi konsorcjami mikroorganizm\u00f3w, w kt\u00f3rych kluczow\u0105 rol\u0119 odgrywaj\u0105 interakcje kom\u00f3rkowe oraz procesy molekularne reguluj\u0105ce adhezj\u0119, produkcj\u0119 macierzy pozakom\u00f3rkowej (EPS) i organizacj\u0119 struktury przestrzennej. W pracy om\u00f3wiono aktualny stan wiedzy dotycz\u0105cy mechanizm\u00f3w tworzenia biofilm\u00f3w, czynnik\u00f3w \u015brodowiskowych wp\u0142ywaj\u0105cych na ich stabilno\u015b\u0107 oraz zakres metod kontroli i usuwanie biofilm\u00f3w. Szczeg\u00f3ln\u0105 uwag\u0119 zwr\u00f3cono na metody fizyczne, chemiczne, enzymatyczne, a tak\u017ce modyfikacje powierzchni materia\u0142\u00f3w instalacyjnych.<\/p>\n\n\n\nS\u0142owa kluczowe:<\/strong> biofilm, zanieczyszczenie mikrobiologiczne, instalacje wodne, jako\u015b\u0107 wody<\/em><\/p>\n\n\n\nAbstract:<\/strong>
One of the most significant problems associated with the operation of water systems is the formation and deposition of microbial biofilms. The presence of these structures directly affects water quality, the growth of pathogenic organisms, and the initiation of corrosion processes in the systems. As a result, the efficiency of hydraulic systems supplying water to consumers is reduced. Biofilms in water systems are complex, multi-species consortia of microorganisms in which cellular interactions and molecular processes regulating adhesion, extracellular matrix (EPS) production, and spatial structure organization play a key role. The paper discusses the current state of knowledge on the mechanisms of biofilm formation, environmental factors affecting their stability, and the range of methods for controlling and removing biofilms. Particular attention is paid to physical, chemical, and enzymatic methods, as well as modifications to the surface of installation materials.<\/p>\n\n\n\nKeywords: <\/strong>biofilm, microbial contamination, water installations, water quality<\/em><\/p>\n\n\n\n
\n\n\n\n1. Wst\u0119p<\/h3>\n\n\n\n
Biofilmy, kt\u00f3re mog\u0105 wyst\u0119powa\u0107 w instalacjach wodnych, stanowi\u0105 jeden z kluczowych problem\u00f3w \u0142\u0105cz\u0105cych mikrobiologi\u0119 \u015brodowiskow\u0105, in\u017cynieri\u0119 sanitarn\u0105 oraz bezpiecze\u0144stwo zdrowia publicznego. Biofilm definiowany jest jako z\u0142o\u017cona, tr\u00f3jwymiarowa populacja kom\u00f3rek, kt\u00f3re s\u0105 owini\u0119te matryc\u0105 EPS (Extracellular Polymeric Substances) [1]. Maj\u0105 r\u00f3wnie\u017c zdolno\u015b\u0107 do adhezji do powierzchni sta\u0142ej, kt\u00f3ra nast\u0119puje w kontakcie z wod\u0105. Z tego wzgl\u0119du, w warunkach instalacji wodoci\u0105gowych, biofilm jest zjawiskiem bardzo cz\u0119sto spotykanym, kt\u00f3ry wynika z zachodzenia naturalnych proces\u00f3w mikrobiologicznych. W obecno\u015bci wody, substancji od\u017cywczych i dost\u0119pu do powierzchni instalacji wodnych dochodzi do kolonizacji i rozwoju biofilmu, a wi\u0119c wielogatunkowych struktur biologicznych, w kt\u00f3rych zachodz\u0105 procesy fizjologiczne i molekularne [2].<\/p>\n\n\n\n
Biofilm nie jest jedynie zlepkiem kom\u00f3rek bakteryjnych. Jest to zorganizowany, dynamicznie rozwijaj\u0105cy si\u0119 ekosystem, kt\u00f3rego w\u0142a\u015bciwo\u015bci i zachowanie r\u00f3\u017cni\u0105 si\u0119 znacz\u0105co w zale\u017cno\u015bci od sk\u0142adu gatunkowego. W obr\u0119bie biofilmu mikroorganizmy znajduj\u0105 si\u0119 w stanie wysokiego zr\u00f3\u017cnicowania metabolicznego, wykorzystuj\u0105c z\u0142o\u017con\u0105 sie\u0107 interakcji mi\u0119dzygatunkowych opartych na konkurencji, kooperacji i komunikacji chemicznej [1].<\/p>\n\n\n\n
Szczeg\u00f3lnie w instalacjach wodnych znaczenie biofilm\u00f3w w kontek\u015bcie mikrobiologicznym jest kluczowe. Jest to zwi\u0105zane z mo\u017cliwo\u015bci\u0105 stania si\u0119 rezerwuarem dla drobnoustroj\u00f3w patogennych oraz oportunistycznych, takich jak Legionella pneumophila, Pseudomonas aeruginosa , czy wolno rosn\u0105ce mykobakterie [3]. Ponadto biofilmy mog\u0105 uczestniczy\u0107 w procesach korozji, zaburza\u0107 jako\u015b\u0107 fizykochemiczn\u0105 wody oraz wp\u0142ywa\u0107 na efektywno\u015b\u0107 zastosowanych proces\u00f3w dezynfekcji wody. Z tego wzgl\u0119du zrozumienie mechanizm\u00f3w formowania biofilm\u00f3w jest kluczowe dla opracowania skutecznych strategii prewencji i kontroli [4].<\/p>\n\n\n\n
Celem niniejszego artyku\u0142u jest przedstawienie mikrobiologicznych podstaw powstawania biofilm\u00f3w w instalacjach wodnych, ze szczeg\u00f3lnym uwzgl\u0119dnieniem etap\u00f3w adhezji kom\u00f3rek, regulacji molekularnej oraz proces\u00f3w prowadz\u0105cych do dojrzewania i dyspersji biofilmu. Poznanie mechanizm\u00f3w funkcjonowania biofilm\u00f3w stanowi fundament dla zrozumienia, dlaczego te struktury s\u0105 tak trudne do eliminacji oraz jakie warunki sprzyjaj\u0105 ich utrwalaniu si\u0119 w \u015brodowisku wodnym.<\/p>\n\n\n\n
2. Mechanizm powstawania biofilm\u00f3w<\/h3>\n\n\n\n
Mechanizm formowania biofilm\u00f3w jest procesem wieloetapowym, w kt\u00f3rym uczestnicz\u0105 czynniki mikrobiologiczne, fizykochemiczne oraz w\u0142a\u015bciwo\u015bci materia\u0142\u00f3w konstrukcyjnych instalacji. W pocz\u0105tkowej fazie tworzenia biofilmu, mikroorganizmy s\u0105 lu\u017ano i odwracalnie przyczepione do powierzchni, w spos\u00f3b polarny [5]. Ju\u017c w pierwszych sekundach kontaktu dochodzi do szeregu oddzia\u0142ywa\u0144 molekularnych, warunkuj\u0105cych dalsze etapy kolonizacji. W \u015brodowisku wodnym odpowiedzialne za inicjacj\u0119 adhezji s\u0105 g\u0142\u00f3wnie si\u0142y Van der Waalsa, zwi\u0105zki hydrofobowe oraz \u0142adunki elektrostatyczne, kt\u00f3re determinuj\u0105 stopie\u0144 przyci\u0105gania kom\u00f3rek do powierzchni instalacji. Materia\u0142y wykorzystywane w systemach hydraulicznych r\u00f3\u017cni\u0105 si\u0119 chropowato\u015bci\u0105, energi\u0105 powierzchniow\u0105 i sk\u0142onno\u015bci\u0105 do gromadzenia osad\u00f3w, co znacz\u0105co wp\u0142ywa na intensywno\u015b\u0107 kolonizacji [6].<\/p>\n\n\n\n
Wkr\u00f3tce po pomy\u015blnej adhezji mikroorganizm\u00f3w do powierzchni, przylegaj\u0105ce mikroorganizmy rozpoczynaj\u0105 namna\u017canie i agregacj\u0119 w obr\u0119bie samodzielnie wyprodukowanego EPS, prowadz\u0105c do powstania mikrokolonii [7]. W tym etapie EPS odgrywa kluczow\u0105 rol\u0119, poniewa\u017c umo\u017cliwia dojrzewanie biofilmu, poprzez stabilizowanie tr\u00f3jwymiarowej struktury biofilmu, grupowanie kom\u00f3rek oraz ochron\u0119 przed r\u00f3\u017cnymi stresorami. Dojrza\u0142y biofilm mo\u017ce uzyska\u0107 struktur\u0119 w kszta\u0142cie \u201egrzyba\u201d lub \u201ewie\u017cy\u201d, w kt\u00f3rej mikroorganizmy s\u0105 u\u0142o\u017cone zgodnie z tempem metabolizmu. Tak powsta\u0142y dojrza\u0142y biofilm ma struktur\u0119 tr\u00f3jwarstwow\u0105: wewn\u0119trzn\u0105 warstw\u0119 reguluj\u0105c\u0105, \u015brodkow\u0105 warstw\u0119 sk\u0142adaj\u0105c\u0105 si\u0119 z drobnoustroj\u00f3w oraz warstw\u0119 zewn\u0119trzn\u0105 tworzon\u0105 przez mikroorganizmy gotowe do opuszczenia biofilmu [8] (rys. 1). Stworzony uk\u0142ad pe\u0142ni funkcj\u0119 stabilizuj\u0105c\u0105 i ochronn\u0105, poniewa\u017c zapewnia kom\u00f3rkom retencj\u0119 wody i substancji od\u017cywczych, a tak\u017ce chroni przed stresem termicznym i chemicznym. W biofilmie zachodzi jednocze\u015bnie reorganizacja przestrzenna, poniewa\u017c kom\u00f3rki \u0142\u0105cz\u0105 si\u0119 w mikrokolonie, mi\u0119dzy kt\u00f3rymi tworz\u0105 si\u0119 kana\u0142y umo\u017cliwiaj\u0105ce cyrkulacj\u0119 wody i dyfuzj\u0119 metabolit\u00f3w. Instalacje wodne, dzi\u0119ki zmiennemu przep\u0142ywowi, r\u00f3\u017cnicom temperatury i mo\u017cliwo\u015bci gromadzenia si\u0119 cz\u0105stek organicznych, sprzyjaj\u0105 powstawaniu heterogenicznych struktur o zr\u00f3\u017cnicowanych warunkach tlenowych i redoks [7].<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/gwits.pl\/wp-content\/uploads\/2026\/01\/10.65545GWITS.2026.01.02_R1.png\")
Rys. 1. Schemat dojrzalego biofilmu, opracowanie w\u0142asne
Fig. 1. Diagram of a mature biofilm, own elaboration<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nW momencie kontaktu z powierzchni\u0105, mikroorganizmy uruchamiaj\u0105 mechanizmy u\u0142atwiaj\u0105ce stabilizacj\u0119 adhezji. Istotn\u0105 rol\u0119 odgrywaj\u0105 fimbrie typu IV, bia\u0142ka adhezyjne oraz substancje o charakterze mukopolisacharydowym, kt\u00f3re ulegaj\u0105 ekspresji w odpowiedzi na sygna\u0142y \u015brodowiskowe [9]. Po fazie adhezji odwracalnej nast\u0119puje etap trwa\u0142ego przytwierdzenia, zwi\u0105zany z przeorganizowaniem ekspresji gen\u00f3w. Jednym z kluczowych regulator\u00f3w w tym procesie jest cykliczny di-GMP (c-di-GMP), kt\u00f3rego wysokie st\u0119\u017cenie sprzyja zahamowaniu ruchliwo\u015bci kom\u00f3rki i zwi\u0119kszeniu syntezy komponent\u00f3w macierzy pozakom\u00f3rkowej. Wzrost poziomu c-di-GMP stanowi sygna\u0142 do formowania wielowarstwowej, stabilnej struktury. Rozw\u00f3j biofilmu wi\u0105\u017ce si\u0119 tak\u017ce z zaawansowan\u0105 komunikacj\u0105 mi\u0119dzykom\u00f3rkow\u0105 [10]. Mikroorganizmy w biofilmie wykorzystuj\u0105 mechanizmy quorum sensing (QS), oparte na cz\u0105steczkach sygna\u0142owych takich jak acylowane homoserynolaktany (AHL), autoinduktory peptydowe (AIP) oraz autoinduktor-2 (AI-2). Sygna\u0142y te reguluj\u0105 ekspresj\u0119 gen\u00f3w odpowiedzialnych za produkcj\u0119 EPS, syntez\u0119 biofilmotw\u00f3rczych enzym\u00f3w, tolerancj\u0119 na stres oksydacyjny oraz odporno\u015b\u0107 na \u015brodki dezynfekcyjne. Dzi\u0119ki QS biofilm staje si\u0119 struktur\u0105 zorganizowan\u0105, w kt\u00f3rej r\u00f3\u017cne populacje mikroorganizm\u00f3w mog\u0105 synchronizowa\u0107 swoje zachowania i dostosowywa\u0107 je do warunk\u00f3w panuj\u0105cych w instalacji [11]. Komunikacja ta sprzyja jednocze\u015bnie utrzymywaniu zr\u00f3wnowa\u017conego uk\u0142adu ekologicznego, w kt\u00f3rym wsp\u00f3\u0142istniej\u0105 bakterie tlenowe, mikroaerofilne i beztlenowe. W dojrzewaj\u0105cym biofilmie wa\u017cn\u0105 rol\u0119 odgrywaj\u0105 gradienty \u015brodowiskowe. Na powierzchni biofilmu dominuj\u0105 bakterie intensywnie metabolizuj\u0105ce i dobrze dotlenione, podczas gdy wewn\u0119trzne warstwy zamieszkuj\u0105 mikroorganizmy o obni\u017conym metabolizmie. Takie kom\u00f3rki wykazuj\u0105 wyj\u0105tkow\u0105 tolerancj\u0119 na biocydy oraz wysok\u0105 zdolno\u015b\u0107 przetrwania niekorzystnych warunk\u00f3w. Zr\u00f3\u017cnicowanie to sprzyja r\u00f3wnie\u017c powstawaniu nisz ekologicznych dla patogen\u00f3w, takich jak Legionella pneumophila, kt\u00f3ra preferuje warunki mikroaerofilne [12].<\/p>\n\n\n\n
Ostatnim etapem cyklu \u017cycia biofilmu jest jego dyspersja [9]. Proces ten mo\u017ce by\u0107 wywo\u0142any zmianami \u015brodowiska, dzia\u0142aniem biocyd\u00f3w, stresem mechanicznym lub aktywacj\u0105 bakteryjnych enzym\u00f3w degraduj\u0105cych EPS, takich jak nukleazy czy proteazy. Dyspersja prowadzi do uwalniania kom\u00f3rek w formie pojedynczej lub agregatowej, kt\u00f3re mog\u0105 kolonizowa\u0107 nowe odcinki instalacji, a tak\u017ce przedostawa\u0107 si\u0119 do u\u017cytkowej wody. Uwolnione kom\u00f3rki cz\u0119sto cechuj\u0105 si\u0119 zwi\u0119kszon\u0105 wirulencj\u0105 i zdolno\u015bci\u0105 szybkiego przylegania, co stanowi realne zagro\u017cenie epidemiologiczne [13]. W ostatnim etapie rozwoju biofilm osi\u0105ga tzw. krytyczn\u0105 grubo\u015b\u0107 i stopniowo przestaje utrzymywa\u0107 istniej\u0105c\u0105 form\u0119. Nast\u0119puje w\u00f3wczas migracja kom\u00f3rek z peryferyjnych cz\u0119\u015bci dojrza\u0142ego biofilmu do otoczenia [9] (rys. 2). Prawdopodobnie dochodzi do degradacji polimerowej matrycy, aktywacji aparat\u00f3w ruchowych i zmian fizjologicznych w kom\u00f3rkach, umo\u017cliwiaj\u0105cych ich egzystencj\u0119 poza biofilmem. Przypuszcza si\u0119 tak\u017ce, \u017ce od\u0142\u0105czanie kom\u00f3rek od biofilmu i jego dyspersja jest celow\u0105 separacj\u0105, wynikaj\u0105c\u0105 z reakcji na niesprzyjaj\u0105ce zmiany \u015brodowiskowe. Przyczyn\u0105 tego zjawiska mo\u017ce by\u0107 wyczerpanie sk\u0142adnik\u00f3w pokarmowych lub problemy ich przep\u0142ywu w obr\u0119bie biofilmu. W ten spos\u00f3b biofilm przystosowuje si\u0119 do zmian \u015brodowiskowych, a oderwane kom\u00f3rki rozpoczynaj\u0105 proces kolonizacji nowych powierzchni [14].<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/gwits.pl\/wp-content\/uploads\/2026\/01\/10.65545GWITS.2026.01.02_R2-1024x457.png\")
Rys. 2. Schemat powstawania biofilmu [21]
Fig. 2. Biofilm formation diagram [21]<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n3. Czynniki wp\u0142ywaj\u0105ce na tempo i stabilno\u015b\u0107 formowania biofilm\u00f3w<\/h3>\n\n\n\n
Z\u0142o\u017cono\u015b\u0107 czynnik\u00f3w wp\u0142ywaj\u0105cych na tempo formowania biofilm\u00f3w w instalacjach wodnych sprawia, \u017ce proces ten jest dynamiczny oraz bardzo cz\u0119sto trudny do przewidzenia. W zwi\u0105zku z tym wymaga przestrzegania re\u017cimu eksploatacyjnego, wraz z odpowiednio wdro\u017conymi strategiami prewencyjnymi. Tylko ca\u0142o\u015bciowe podej\u015bcie, uwzgl\u0119dniaj\u0105ce w\u0142a\u015bciwo\u015bci wody, konstrukcj\u0119 instalacji, parametry eksploatacyjne oraz biologi\u0119 mikroorganizm\u00f3w, pozwala skutecznie kontrolowa\u0107 rozw\u00f3j biofilm\u00f3w [15].<\/p>\n\n\n\n
Za najwa\u017cniejszy czynnik determinuj\u0105cy szybko\u015b\u0107 powstawania biofilm\u00f3w uwa\u017cany jest sk\u0142ad fizykochemiczny wody, w szczeg\u00f3lno\u015bci obecno\u015b\u0107 substancji organicznych i mikroelement\u00f3w. Nawet niewielkie st\u0119\u017cenia w\u0119gla organicznego (TOC) potrafi\u0105 stymulowa\u0107 wzrost bakterii heterotroficznych. Obecno\u015b\u0107 zwi\u0105zk\u00f3w azotu, fosforu i \u017celaza zapewnia \u017ar\u00f3d\u0142o sk\u0142adnik\u00f3w od\u017cywczych, przyspieszaj\u0105c tworzenie mikrokolonii. Z kolei wysoka twardo\u015b\u0107 wody sprzyja odk\u0142adaniu si\u0119 w\u0119glanu wapnia, kt\u00f3ry zwi\u0119ksza chropowato\u015b\u0107 powierzchni, przyspieszaj\u0105c tym samym adhezj\u0119 bakterii [16].<\/p>\n\n\n\n
Temperatura wody r\u00f3wnie\u017c odgrywa znacz\u0105c\u0105 rol\u0119, poniewa\u017c warunkuje aktywno\u015b\u0107 enzymatyczn\u0105 i tempo metabolizmu mikroorganizm\u00f3w. To w\u0142a\u015bnie w instalacjach ciep\u0142ej wody u\u017cytkowej (30\u201350\u00b0C) wzrost biofilm\u00f3w zachodzi najbardziej intensywnie, poniewa\u017c zakres ten sprzyja rozwojowi wielu bakterii \u015brodowiskowych. Obni\u017cenie temperatury spowalnia rozw\u00f3j biofilmu, ale go ca\u0142kowicie nie hamuje, poniewa\u017c niekt\u00f3re mikroorganizmy potrafi\u0105 funkcjonowa\u0107 nawet przy 4\u201310\u00b0C, szczeg\u00f3lnie te o strategii przetrwalnej [4].<\/p>\n\n\n\n
Bardzo istotnym parametrem jest tak\u017ce pr\u0119dko\u015b\u0107 i charakter ruchu wody. Zbyt niski przep\u0142yw sprzyja sedymentacji cz\u0105stek organicznych oraz umo\u017cliwia kom\u00f3rkom d\u0142ugotrwa\u0142y kontakt z powierzchni\u0105, co prowadzi do szybkiego przytwierdzania i rozpocz\u0119cia procesu adhezji biofilmu [17]. Z drugiej strony, zastosowanie przep\u0142ywu turbulentnego, utrudniaj\u0105cego dzia\u0142anie na wczesn\u0105 adhezj\u0119, sprzyja dojrzewaniu biofilmu, poprzez dostarczanie tlenu i sk\u0142adnik\u00f3w od\u017cywczych do g\u0142\u0119bszych warstw [18]. Z tego wzgl\u0119du te instalacje, kt\u00f3re przez d\u0142u\u017cszy czas pozostaj\u0105 nieu\u017cytkowane lub poddane stagnacji, stwarzaj\u0105 \u015brodowisko sprzyjaj\u0105ce gwa\u0142townemu narastaniu biofilm\u00f3w. R\u00f3wnie\u017c materia\u0142 konstrukcyjny instalacji to czynnik maj\u0105cy wp\u0142yw na tempo formowania biofilmu. Metale, takie jak stal ocynkowana czy mied\u017a, wykazuj\u0105 w\u0142a\u015bciwo\u015bci bakteriostatyczne, jednak z czasem ulegaj\u0105 korozji, tworz\u0105c osady sprzyjaj\u0105ce adhezji mikroorganizm\u00f3w. Tworzywa sztuczne (PVC, PEX, PP) charakteryzuj\u0105 si\u0119 g\u0142adk\u0105 powierzchni\u0105, lecz ich chemiczna oboj\u0119tno\u015b\u0107 i mo\u017cliwo\u015b\u0107 uwalniania niewielkich ilo\u015bci zwi\u0105zk\u00f3w organicznych, cz\u0119sto przyspieszaj\u0105 rozw\u00f3j biofilm\u00f3w. Dodatkowo r\u00f3\u017cnice w \u0142adunku elektrostatycznym i hydrofobowo\u015bci wp\u0142ywaj\u0105 na preferencyjne zasiedlanie biofilmu przez okre\u015blone grupy mikroorganizm\u00f3w [10].<\/p>\n\n\n\n
Nie bez znaczenia pozostaje jako\u015b\u0107 procesu dezynfekcji czy obecno\u015b\u0107 biocyd\u00f3w. Niskie st\u0119\u017cenie \u015brodk\u00f3w dezynfekcyjnych, ich nieregularne dawkowanie lub utrata aktywno\u015bci chemicznej prowadz\u0105 do subletalnego stresu, kt\u00f3ry mo\u017ce paradoksalnie przyspieszy\u0107 rozw\u00f3j biofilmu, poprzez indukcj\u0119 mechanizm\u00f3w obronnych i zwi\u0119kszon\u0105 produkcj\u0119 EPS. Zjawisko to obserwuje si\u0119 szczeg\u00f3lnie w instalacjach z niestabilnym poziomem chloru lub w warunkach nag\u0142ych zmian parametr\u00f3w wody. Jest to zjawisko powi\u0105zane ze wzrostem nekrotroficznym, kt\u00f3ry jest definiowany jako zjawisko polegaj\u0105ce na wykorzystywaniu przez bakterie martwych kom\u00f3rek mikroorganizm\u00f3w jako \u017ar\u00f3d\u0142a cennych sk\u0142adnik\u00f3w od\u017cywczych [20].<\/p>\n\n\n\n
4. Metody ograniczania i usuwania biofilm\u00f3w<\/h3>\n\n\n\n
Zintegrowane podej\u015bcie, kt\u00f3re \u0142\u0105czy oddzia\u0142ywanie fizyczne, chemiczne oraz konstrukcyjne jest kluczowym aspektem, pozwalaj\u0105cym na kontrol\u0119 i eliminowanie problem\u00f3w w instalacjach zwi\u0105zanych z tworzeniem si\u0119 biofilm\u00f3w [6]. Najcz\u0119\u015bciej podstaw\u0119 dzia\u0142a\u0144 prewencyjnych stanowi\u0105 metody chemiczne, w\u015br\u00f3d kt\u00f3rych kluczow\u0105 rol\u0119 odgrywa chlorowanie. Chlor i jego pochodne, zw\u0142aszcza podchloryny, s\u0105 szeroko stosowane ze wzgl\u0119du na dost\u0119pno\u015b\u0107 i skuteczno\u015b\u0107 wobec mikroorganizm\u00f3w. Jednak\u017ce ich dzia\u0142anie wobec dojrza\u0142ych biofilm\u00f3w jest ograniczone, poniewa\u017c warstwa EPS utrudnia penetracj\u0119 \u015brodka dezynfekcyjnego do g\u0142\u0119bszych warstw struktury. Dlatego w celu zwi\u0119kszenia efektywno\u015bci dezynfekcji coraz cz\u0119\u015bciej stosuje si\u0119 dwutlenek chloru. Jest to zwi\u0105zek, kt\u00f3ry wykazuje wi\u0119ksz\u0105 stabilno\u015b\u0107 i skuteczno\u015b\u0107 w szerokim zakresie pH oraz posiada zdolno\u015b\u0107 przenikania przez matryc\u0119 biofilmu. Inn\u0105 grup\u0119 stosowanych \u015brodk\u00f3w stanowi\u0105 silne utleniacze, takie jak ozon czy nadtlenek wodoru, kt\u00f3re s\u0105 w stanie degradowa\u0107 polimery pozakom\u00f3rkowe, prowadz\u0105c do naruszenia integralno\u015bci biofilmu [19].<\/p>\n\n\n\n
R\u00f3wnolegle stosuje si\u0119 metody fizyczne, kt\u00f3re pe\u0142ni\u0105 rol\u0119 w mechanicznej destabilizacji biofilm\u00f3w. P\u0142ukanie instalacji z wykorzystaniem zwi\u0119kszonej pr\u0119dko\u015bci przep\u0142ywu, usuwa lu\u017aniejsze warstwy formuj\u0105cego si\u0119 biofilmu [12]. Z tego wzgl\u0119du regularne stosowanie takiego zabiegu uwa\u017cane jest za kluczowe, w celu zmniejszenia ryzyka dojrzewania biofilm\u00f3w. W niekt\u00f3rych instalacjach wykorzystuje si\u0119 tak\u017ce techniki hydrodynamiczne, takie jak czyszczenie ruroci\u0105g\u00f3w metod\u0105 piggingu. Ta metoda wykorzystuje przesuwanie specjalnych t\u0142ok\u00f3w, usuwaj\u0105cych biofilm ze \u015bcian rur. Kolejnym rozwi\u0105zaniem jest promieniowanie UV, stosowane g\u0142\u00f3wnie w dezynfekcji wody w przep\u0142ywie. Cho\u0107 promieniowanie nie usuwa biofilmu z powierzchni rur, skutecznie redukuje ilo\u015b\u0107 mikroorganizm\u00f3w dostaj\u0105cych si\u0119 do instalacji, ograniczaj\u0105c mo\u017cliwo\u015bci rozwoju biofilmu [8]. W ostatnich latach ro\u015bnie zainteresowanie wykorzystaniem ultrad\u017awi\u0119k\u00f3w, kt\u00f3rych dzia\u0142anie kawitacyjne mo\u017ce prowadzi\u0107 do uszkodzenia matrycy EPS i tym samym do rozlu\u017anienia struktury biofilmu [14].
Racjonalne projektowanie instalacji ma decyduj\u0105cy wp\u0142yw na ograniczenie adhezji mikroorganizm\u00f3w, przez stosowanie odpowiednio dobranych rozwi\u0105za\u0144 materia\u0142owych i konstrukcyjnych. Wybieranie materia\u0142\u00f3w o mniejszej podatno\u015bci na kolonizacj\u0119, takich jak stal kwasoodporna czy odpowiednio modyfikowane tworzywa sztuczne, mo\u017ce znacz\u0105co wp\u0142yn\u0105\u0107 na tempo formowania biofilm\u00f3w [1]. Coraz cz\u0119\u015bciej w nowo budowanych instalacjach stosuje si\u0119 pow\u0142oki przeciwdrobnoustrojowe, zawieraj\u0105ce m.in. jony srebra, miedzi lub wykorzystuj\u0105ce mechanizmy fotokatalityczne, kt\u00f3re hamuj\u0105 rozw\u00f3j mikroorganizm\u00f3w na powierzchniach kontaktuj\u0105cych si\u0119 z wod\u0105. R\u00f3wnie wa\u017cna jest optymalna konstrukcja, obejmuj\u0105ca eliminacj\u0119 stref stagnacji oraz ograniczenie martwych odcink\u00f3w. Odpowiednie ukszta\u0142towanie systemu przep\u0142ywu oraz zapewnienie optymalnej pr\u0119dko\u015bci wody, minimalizuje mo\u017cliwo\u015b\u0107 przylegania kom\u00f3rek bakteryjnych [8].<\/p>\n\n\n\n
Dope\u0142nieniem powy\u017cszych metod jest r\u00f3wnoczesne stosowanie strategii biologicznych, kt\u00f3re obecnie znajduj\u0105 si\u0119 w fazie intensywnego rozwoju. Jednak\u017ce w najbli\u017cszym czasie mog\u0105 stanowi\u0107 istotne wsparcie tradycyjnych metod zwalczania biofilm\u00f3w [2]. W\u015br\u00f3d nich najwi\u0119ksze znaczenie ma zastosowanie endogennych enzym\u00f3w, degraduj\u0105cych sk\u0142adniki macierzy EPS, takie jak alginianazy czy proteazy, kt\u00f3re rozbijaj\u0105 struktur\u0119 biofilmu. Coraz szerzej bada si\u0119 r\u00f3wnie\u017c zastosowanie bakteriofag\u00f3w. S\u0105 to wirusy specyficzne wobec okre\u015blonych gatunk\u00f3w bakterii, kt\u00f3re mog\u0105 skutecznie redukowa\u0107 populacje mikroorganizm\u00f3w, odpowiedzialnych za formowanie biofilm\u00f3w. Innym podej\u015bciem jest stosowanie biokontroli mikrobiologicznej, polegaj\u0105cej na wprowadzaniu niepatogennych szczep\u00f3w, konkuruj\u0105cych z niepo\u017c\u0105danymi bakteriami o przestrze\u0144 i zasoby [20].<\/p>\n\n\n\n
5. Podsumowanie<\/h3>\n\n\n\n
Wyniki prowadzonych bada\u0144 jednoznacznie wskazuj\u0105, \u017ce \u017cadna pojedyncza metoda nie zapewnia pe\u0142nej i d\u0142ugotrwa\u0142ej eliminacji biofilm\u00f3w. Skuteczna kontrola wymaga podej\u015bcia zintegrowanego. Dostosowane do specyfiki danej instalacji, jej warunk\u00f3w eksploatacyjnych oraz rodzaju wyst\u0119puj\u0105cych mikroorganizm\u00f3w jest niezb\u0119dne do efektywnego ograniczania tworzenia biofilm\u00f3w. W obliczu rosn\u0105cych wymaga\u0144, dotycz\u0105cych bezpiecze\u0144stwa sanitarnego oraz efektywno\u015bci system\u00f3w wodnych, konieczne jest rozwijanie innowacyjnych technologii, zw\u0142aszcza w obszarze biotechnologii i materia\u0142oznawstwa. Kompleksowe i wieloaspektowe strategie pozostaj\u0105 zatem kluczem do skutecznego ograniczania biofilm\u00f3w oraz utrzymania wysokiej jako\u015bci wody w instalacjach wodoci\u0105gowych i technicznych [3].<\/p>\n\n\n\n
6. Literatura<\/h3>\n\n\n\n
[1] Stoodley, P., Cargo, R., Rupp, C. J., Wilson, S., & Klapper, I. (2002). Biofilm mechanics and shear-induced deformation and detachment. Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology, 29, 361\u2013367. https:\/\/doi.org\/10.1038\/sj.jim.7000282<\/a><\/p>\n\n\n\n[2] Wingender, J., & Flemming, H.-C. (2011). Biofilms in drinking water and their role as reservoir for pathogens. International Journal of Hygiene and Environmental Health, 214(6), 417\u2013423. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.ijheh.2011.05.009<\/a><\/p>\n\n\n\n[3] World Health Organization. (2022). Drinking-water: Guidelines for drinking-water quality. WHO Press.<\/p>\n\n\n\n
[4] Costerton, J. W., Stewart, P. S., & Greenberg, E. P. (1999). Bacterial biofilms: A common cause of persistent infections. Science, 284(5418), 1318\u20131322. https:\/\/doi.org\/10.1126\/science.284.5418.1318<\/a><\/p>\n\n\n\n[5] Ammar, Y., Swailes, D., & Bridgens, B. (2018). Influence of surface roughness on biofilm formation in water distribution systems. Biofouling, 34(2), 179\u2013190.<\/p>\n\n\n\n
[6] Beech, I. B., & Sunner, J. (2004). Biocorrosion: Towards understanding interactions between biofilms and metals. Current Opinion in Biotechnology, 15(3), 181\u2013186. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.copbio.2004.05.001<\/a><\/p>\n\n\n\n[7] Sim\u00f5es, M., Sim\u00f5es, L. C., & Vieira, M. J. (2010). A review of current and emergent biofilm control strategies. LWT \u2013 Food Science and Technology, 43(4), 573\u2013583.<\/p>\n\n\n\n
[8] Beneduce, L., et al. (2020). Control strategies of microbial biofilms in water distribution systems. Applied Microbiology and Biotechnology, 104, 7079\u20137093. https:\/\/doi.org\/10.1007\/s00253-020-10736-4<\/a><\/p>\n\n\n\n[9] Flemming, H.-C., & Wingender, J. (2010). The biofilm matrix. Nature Reviews Microbiology, 8, 623\u2013633.<\/p>\n\n\n\n
[10] Azeredo, J., Azevedo, N. F., Briandet, R., et al. (2017). Critical review on biofilm methods. Critical Reviews in Microbiology, 43(3), 313\u2013351. https:\/\/doi.org\/10.1080\/1040841X.2016.1208141<\/a><\/p>\n\n\n\n[11] Bridier, A., Briandet, R., Thomas, V., & Dubois-Brissonnet, F. (2011). Resistance of bacterial biofilms to disinfectants: A review. Biofouling, 27(9), 1017\u20131032. https:\/\/doi.org\/10.1080\/08927014.2011.626899<\/a><\/p>\n\n\n\n[12] Liu, G., Verberk, J. Q. J. C., & van Dijk, J. C. (2013). Bacterial growth in drinking water distribution systems. Water Research, 47(3), 1075\u20131087. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.watres.2012.11.042<\/a><\/p>\n\n\n\n[13] Donlan, R. M. (2002). Biofilms: Microbial life on surfaces. Emerging Infectious Diseases, 8(9), 881\u2013890.<\/p>\n\n\n\n
[14] Lopez, D., Vlamakis, H., & Kolter, R. (2010). Biofilms. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, 2(7), a000398. https:\/\/doi.org\/10.1101\/cshperspect.a000398<\/a><\/p>\n\n\n\n[15] Van der Wielen, P. W. J., & van der Kooij, D. (2010). Nontuberculous mycobacteria in drinking water systems: A review. Water Research, 44(15), 4646\u20134655. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.watres.2010.06.037<\/a><\/p>\n\n\n\n[16] Pang, C. M., & Liu, W.-T. (2007). Community structure analysis of reverse osmosis membrane biofilms and the significance of Rhizobiales bacteria in biofouling. Environmental Science & Technology, 41(13), 4728\u20134734. https:\/\/doi.org\/10.1021\/es0622515<\/a><\/p>\n\n\n\n[17] Flemming, H.-C., Wingender, J., Szewzyk, U., et al. (2016). Biofilms: An emergent form of bacterial life. Nature Reviews Microbiology, 14(9), 563\u2013575. https:\/\/doi.org\/10.1038\/nrmicro.2016.94<\/a><\/p>\n\n\n\n[18] Hall-Stoodley, L., Costerton, J. W., & Stoodley, P. (2004). Bacterial biofilms: From the natural environment to infectious diseases. Nature Reviews Microbiology, 2(2), 95\u2013108. https:\/\/doi.org\/10.1038\/nrmicro821<\/a><\/p>\n\n\n\n[19] Proctor, C. R., & Hammes, F. (2015). Drinking water microbiology\u2014from measurement to management. Current Opinion in Biotechnology, 33, 87\u201394. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.copbio.2014.12.014<\/a><\/p>\n\n\n\n[20] Szewzyk, U., Szewzyk, R., Manz, W., & Schleifer, K.-H. (2000). Microbiological safety of drinking water. Annual Review of Microbiology, 54, 81\u2013127. https:\/\/doi.org\/10.1146\/annurev.micro.54.1.81<\/a><\/p>\n\n\n\n[21] Emery Pharma Services. Biofilm formation diagram. Dost\u0119p online: https:\/\/www.emerypharmaservices.com\/<\/a> (dost\u0119p: 6 stycznia 2026).<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
*Kontakt \/ Correspondence: klaudia.kwiatkowska@pk.edu.pl<\/a><\/p>\n<\/details>\n\n\n\n
Pobierz PDF<\/a> (Open Access)<\/p>\n\n\n\n Streszczenie:<\/strong> S\u0142owa kluczowe:<\/strong> biofilm, zanieczyszczenie mikrobiologiczne, instalacje wodne, jako\u015b\u0107 wody<\/em><\/p>\n\n\n\n Abstract:<\/strong> Keywords: <\/strong>biofilm, microbial contamination, water installations, water quality<\/em><\/p>\n\n\n\n Biofilmy, kt\u00f3re mog\u0105 wyst\u0119powa\u0107 w instalacjach wodnych, stanowi\u0105 jeden z kluczowych problem\u00f3w \u0142\u0105cz\u0105cych mikrobiologi\u0119 \u015brodowiskow\u0105, in\u017cynieri\u0119 sanitarn\u0105 oraz bezpiecze\u0144stwo zdrowia publicznego. Biofilm definiowany jest jako z\u0142o\u017cona, tr\u00f3jwymiarowa populacja kom\u00f3rek, kt\u00f3re s\u0105 owini\u0119te matryc\u0105 EPS (Extracellular Polymeric Substances) [1]. Maj\u0105 r\u00f3wnie\u017c zdolno\u015b\u0107 do adhezji do powierzchni sta\u0142ej, kt\u00f3ra nast\u0119puje w kontakcie z wod\u0105. Z tego wzgl\u0119du, w warunkach instalacji wodoci\u0105gowych, biofilm jest zjawiskiem bardzo cz\u0119sto spotykanym, kt\u00f3ry wynika z zachodzenia naturalnych proces\u00f3w mikrobiologicznych. W obecno\u015bci wody, substancji od\u017cywczych i dost\u0119pu do powierzchni instalacji wodnych dochodzi do kolonizacji i rozwoju biofilmu, a wi\u0119c wielogatunkowych struktur biologicznych, w kt\u00f3rych zachodz\u0105 procesy fizjologiczne i molekularne [2].<\/p>\n\n\n\n Biofilm nie jest jedynie zlepkiem kom\u00f3rek bakteryjnych. Jest to zorganizowany, dynamicznie rozwijaj\u0105cy si\u0119 ekosystem, kt\u00f3rego w\u0142a\u015bciwo\u015bci i zachowanie r\u00f3\u017cni\u0105 si\u0119 znacz\u0105co w zale\u017cno\u015bci od sk\u0142adu gatunkowego. W obr\u0119bie biofilmu mikroorganizmy znajduj\u0105 si\u0119 w stanie wysokiego zr\u00f3\u017cnicowania metabolicznego, wykorzystuj\u0105c z\u0142o\u017con\u0105 sie\u0107 interakcji mi\u0119dzygatunkowych opartych na konkurencji, kooperacji i komunikacji chemicznej [1].<\/p>\n\n\n\n Szczeg\u00f3lnie w instalacjach wodnych znaczenie biofilm\u00f3w w kontek\u015bcie mikrobiologicznym jest kluczowe. Jest to zwi\u0105zane z mo\u017cliwo\u015bci\u0105 stania si\u0119 rezerwuarem dla drobnoustroj\u00f3w patogennych oraz oportunistycznych, takich jak Legionella pneumophila, Pseudomonas aeruginosa , czy wolno rosn\u0105ce mykobakterie [3]. Ponadto biofilmy mog\u0105 uczestniczy\u0107 w procesach korozji, zaburza\u0107 jako\u015b\u0107 fizykochemiczn\u0105 wody oraz wp\u0142ywa\u0107 na efektywno\u015b\u0107 zastosowanych proces\u00f3w dezynfekcji wody. Z tego wzgl\u0119du zrozumienie mechanizm\u00f3w formowania biofilm\u00f3w jest kluczowe dla opracowania skutecznych strategii prewencji i kontroli [4].<\/p>\n\n\n\n Celem niniejszego artyku\u0142u jest przedstawienie mikrobiologicznych podstaw powstawania biofilm\u00f3w w instalacjach wodnych, ze szczeg\u00f3lnym uwzgl\u0119dnieniem etap\u00f3w adhezji kom\u00f3rek, regulacji molekularnej oraz proces\u00f3w prowadz\u0105cych do dojrzewania i dyspersji biofilmu. Poznanie mechanizm\u00f3w funkcjonowania biofilm\u00f3w stanowi fundament dla zrozumienia, dlaczego te struktury s\u0105 tak trudne do eliminacji oraz jakie warunki sprzyjaj\u0105 ich utrwalaniu si\u0119 w \u015brodowisku wodnym.<\/p>\n\n\n\n Mechanizm formowania biofilm\u00f3w jest procesem wieloetapowym, w kt\u00f3rym uczestnicz\u0105 czynniki mikrobiologiczne, fizykochemiczne oraz w\u0142a\u015bciwo\u015bci materia\u0142\u00f3w konstrukcyjnych instalacji. W pocz\u0105tkowej fazie tworzenia biofilmu, mikroorganizmy s\u0105 lu\u017ano i odwracalnie przyczepione do powierzchni, w spos\u00f3b polarny [5]. Ju\u017c w pierwszych sekundach kontaktu dochodzi do szeregu oddzia\u0142ywa\u0144 molekularnych, warunkuj\u0105cych dalsze etapy kolonizacji. W \u015brodowisku wodnym odpowiedzialne za inicjacj\u0119 adhezji s\u0105 g\u0142\u00f3wnie si\u0142y Van der Waalsa, zwi\u0105zki hydrofobowe oraz \u0142adunki elektrostatyczne, kt\u00f3re determinuj\u0105 stopie\u0144 przyci\u0105gania kom\u00f3rek do powierzchni instalacji. Materia\u0142y wykorzystywane w systemach hydraulicznych r\u00f3\u017cni\u0105 si\u0119 chropowato\u015bci\u0105, energi\u0105 powierzchniow\u0105 i sk\u0142onno\u015bci\u0105 do gromadzenia osad\u00f3w, co znacz\u0105co wp\u0142ywa na intensywno\u015b\u0107 kolonizacji [6].<\/p>\n\n\n\n Wkr\u00f3tce po pomy\u015blnej adhezji mikroorganizm\u00f3w do powierzchni, przylegaj\u0105ce mikroorganizmy rozpoczynaj\u0105 namna\u017canie i agregacj\u0119 w obr\u0119bie samodzielnie wyprodukowanego EPS, prowadz\u0105c do powstania mikrokolonii [7]. W tym etapie EPS odgrywa kluczow\u0105 rol\u0119, poniewa\u017c umo\u017cliwia dojrzewanie biofilmu, poprzez stabilizowanie tr\u00f3jwymiarowej struktury biofilmu, grupowanie kom\u00f3rek oraz ochron\u0119 przed r\u00f3\u017cnymi stresorami. Dojrza\u0142y biofilm mo\u017ce uzyska\u0107 struktur\u0119 w kszta\u0142cie \u201egrzyba\u201d lub \u201ewie\u017cy\u201d, w kt\u00f3rej mikroorganizmy s\u0105 u\u0142o\u017cone zgodnie z tempem metabolizmu. Tak powsta\u0142y dojrza\u0142y biofilm ma struktur\u0119 tr\u00f3jwarstwow\u0105: wewn\u0119trzn\u0105 warstw\u0119 reguluj\u0105c\u0105, \u015brodkow\u0105 warstw\u0119 sk\u0142adaj\u0105c\u0105 si\u0119 z drobnoustroj\u00f3w oraz warstw\u0119 zewn\u0119trzn\u0105 tworzon\u0105 przez mikroorganizmy gotowe do opuszczenia biofilmu [8] (rys. 1). Stworzony uk\u0142ad pe\u0142ni funkcj\u0119 stabilizuj\u0105c\u0105 i ochronn\u0105, poniewa\u017c zapewnia kom\u00f3rkom retencj\u0119 wody i substancji od\u017cywczych, a tak\u017ce chroni przed stresem termicznym i chemicznym. W biofilmie zachodzi jednocze\u015bnie reorganizacja przestrzenna, poniewa\u017c kom\u00f3rki \u0142\u0105cz\u0105 si\u0119 w mikrokolonie, mi\u0119dzy kt\u00f3rymi tworz\u0105 si\u0119 kana\u0142y umo\u017cliwiaj\u0105ce cyrkulacj\u0119 wody i dyfuzj\u0119 metabolit\u00f3w. Instalacje wodne, dzi\u0119ki zmiennemu przep\u0142ywowi, r\u00f3\u017cnicom temperatury i mo\u017cliwo\u015bci gromadzenia si\u0119 cz\u0105stek organicznych, sprzyjaj\u0105 powstawaniu heterogenicznych struktur o zr\u00f3\u017cnicowanych warunkach tlenowych i redoks [7].<\/p>\n\n\n\n W momencie kontaktu z powierzchni\u0105, mikroorganizmy uruchamiaj\u0105 mechanizmy u\u0142atwiaj\u0105ce stabilizacj\u0119 adhezji. Istotn\u0105 rol\u0119 odgrywaj\u0105 fimbrie typu IV, bia\u0142ka adhezyjne oraz substancje o charakterze mukopolisacharydowym, kt\u00f3re ulegaj\u0105 ekspresji w odpowiedzi na sygna\u0142y \u015brodowiskowe [9]. Po fazie adhezji odwracalnej nast\u0119puje etap trwa\u0142ego przytwierdzenia, zwi\u0105zany z przeorganizowaniem ekspresji gen\u00f3w. Jednym z kluczowych regulator\u00f3w w tym procesie jest cykliczny di-GMP (c-di-GMP), kt\u00f3rego wysokie st\u0119\u017cenie sprzyja zahamowaniu ruchliwo\u015bci kom\u00f3rki i zwi\u0119kszeniu syntezy komponent\u00f3w macierzy pozakom\u00f3rkowej. Wzrost poziomu c-di-GMP stanowi sygna\u0142 do formowania wielowarstwowej, stabilnej struktury. Rozw\u00f3j biofilmu wi\u0105\u017ce si\u0119 tak\u017ce z zaawansowan\u0105 komunikacj\u0105 mi\u0119dzykom\u00f3rkow\u0105 [10]. Mikroorganizmy w biofilmie wykorzystuj\u0105 mechanizmy quorum sensing (QS), oparte na cz\u0105steczkach sygna\u0142owych takich jak acylowane homoserynolaktany (AHL), autoinduktory peptydowe (AIP) oraz autoinduktor-2 (AI-2). Sygna\u0142y te reguluj\u0105 ekspresj\u0119 gen\u00f3w odpowiedzialnych za produkcj\u0119 EPS, syntez\u0119 biofilmotw\u00f3rczych enzym\u00f3w, tolerancj\u0119 na stres oksydacyjny oraz odporno\u015b\u0107 na \u015brodki dezynfekcyjne. Dzi\u0119ki QS biofilm staje si\u0119 struktur\u0105 zorganizowan\u0105, w kt\u00f3rej r\u00f3\u017cne populacje mikroorganizm\u00f3w mog\u0105 synchronizowa\u0107 swoje zachowania i dostosowywa\u0107 je do warunk\u00f3w panuj\u0105cych w instalacji [11]. Komunikacja ta sprzyja jednocze\u015bnie utrzymywaniu zr\u00f3wnowa\u017conego uk\u0142adu ekologicznego, w kt\u00f3rym wsp\u00f3\u0142istniej\u0105 bakterie tlenowe, mikroaerofilne i beztlenowe. W dojrzewaj\u0105cym biofilmie wa\u017cn\u0105 rol\u0119 odgrywaj\u0105 gradienty \u015brodowiskowe. Na powierzchni biofilmu dominuj\u0105 bakterie intensywnie metabolizuj\u0105ce i dobrze dotlenione, podczas gdy wewn\u0119trzne warstwy zamieszkuj\u0105 mikroorganizmy o obni\u017conym metabolizmie. Takie kom\u00f3rki wykazuj\u0105 wyj\u0105tkow\u0105 tolerancj\u0119 na biocydy oraz wysok\u0105 zdolno\u015b\u0107 przetrwania niekorzystnych warunk\u00f3w. Zr\u00f3\u017cnicowanie to sprzyja r\u00f3wnie\u017c powstawaniu nisz ekologicznych dla patogen\u00f3w, takich jak Legionella pneumophila, kt\u00f3ra preferuje warunki mikroaerofilne [12].<\/p>\n\n\n\n Ostatnim etapem cyklu \u017cycia biofilmu jest jego dyspersja [9]. Proces ten mo\u017ce by\u0107 wywo\u0142any zmianami \u015brodowiska, dzia\u0142aniem biocyd\u00f3w, stresem mechanicznym lub aktywacj\u0105 bakteryjnych enzym\u00f3w degraduj\u0105cych EPS, takich jak nukleazy czy proteazy. Dyspersja prowadzi do uwalniania kom\u00f3rek w formie pojedynczej lub agregatowej, kt\u00f3re mog\u0105 kolonizowa\u0107 nowe odcinki instalacji, a tak\u017ce przedostawa\u0107 si\u0119 do u\u017cytkowej wody. Uwolnione kom\u00f3rki cz\u0119sto cechuj\u0105 si\u0119 zwi\u0119kszon\u0105 wirulencj\u0105 i zdolno\u015bci\u0105 szybkiego przylegania, co stanowi realne zagro\u017cenie epidemiologiczne [13]. W ostatnim etapie rozwoju biofilm osi\u0105ga tzw. krytyczn\u0105 grubo\u015b\u0107 i stopniowo przestaje utrzymywa\u0107 istniej\u0105c\u0105 form\u0119. Nast\u0119puje w\u00f3wczas migracja kom\u00f3rek z peryferyjnych cz\u0119\u015bci dojrza\u0142ego biofilmu do otoczenia [9] (rys. 2). Prawdopodobnie dochodzi do degradacji polimerowej matrycy, aktywacji aparat\u00f3w ruchowych i zmian fizjologicznych w kom\u00f3rkach, umo\u017cliwiaj\u0105cych ich egzystencj\u0119 poza biofilmem. Przypuszcza si\u0119 tak\u017ce, \u017ce od\u0142\u0105czanie kom\u00f3rek od biofilmu i jego dyspersja jest celow\u0105 separacj\u0105, wynikaj\u0105c\u0105 z reakcji na niesprzyjaj\u0105ce zmiany \u015brodowiskowe. Przyczyn\u0105 tego zjawiska mo\u017ce by\u0107 wyczerpanie sk\u0142adnik\u00f3w pokarmowych lub problemy ich przep\u0142ywu w obr\u0119bie biofilmu. W ten spos\u00f3b biofilm przystosowuje si\u0119 do zmian \u015brodowiskowych, a oderwane kom\u00f3rki rozpoczynaj\u0105 proces kolonizacji nowych powierzchni [14].<\/p>\n\n\n\n Z\u0142o\u017cono\u015b\u0107 czynnik\u00f3w wp\u0142ywaj\u0105cych na tempo formowania biofilm\u00f3w w instalacjach wodnych sprawia, \u017ce proces ten jest dynamiczny oraz bardzo cz\u0119sto trudny do przewidzenia. W zwi\u0105zku z tym wymaga przestrzegania re\u017cimu eksploatacyjnego, wraz z odpowiednio wdro\u017conymi strategiami prewencyjnymi. Tylko ca\u0142o\u015bciowe podej\u015bcie, uwzgl\u0119dniaj\u0105ce w\u0142a\u015bciwo\u015bci wody, konstrukcj\u0119 instalacji, parametry eksploatacyjne oraz biologi\u0119 mikroorganizm\u00f3w, pozwala skutecznie kontrolowa\u0107 rozw\u00f3j biofilm\u00f3w [15].<\/p>\n\n\n\n Za najwa\u017cniejszy czynnik determinuj\u0105cy szybko\u015b\u0107 powstawania biofilm\u00f3w uwa\u017cany jest sk\u0142ad fizykochemiczny wody, w szczeg\u00f3lno\u015bci obecno\u015b\u0107 substancji organicznych i mikroelement\u00f3w. Nawet niewielkie st\u0119\u017cenia w\u0119gla organicznego (TOC) potrafi\u0105 stymulowa\u0107 wzrost bakterii heterotroficznych. Obecno\u015b\u0107 zwi\u0105zk\u00f3w azotu, fosforu i \u017celaza zapewnia \u017ar\u00f3d\u0142o sk\u0142adnik\u00f3w od\u017cywczych, przyspieszaj\u0105c tworzenie mikrokolonii. Z kolei wysoka twardo\u015b\u0107 wody sprzyja odk\u0142adaniu si\u0119 w\u0119glanu wapnia, kt\u00f3ry zwi\u0119ksza chropowato\u015b\u0107 powierzchni, przyspieszaj\u0105c tym samym adhezj\u0119 bakterii [16].<\/p>\n\n\n\n Temperatura wody r\u00f3wnie\u017c odgrywa znacz\u0105c\u0105 rol\u0119, poniewa\u017c warunkuje aktywno\u015b\u0107 enzymatyczn\u0105 i tempo metabolizmu mikroorganizm\u00f3w. To w\u0142a\u015bnie w instalacjach ciep\u0142ej wody u\u017cytkowej (30\u201350\u00b0C) wzrost biofilm\u00f3w zachodzi najbardziej intensywnie, poniewa\u017c zakres ten sprzyja rozwojowi wielu bakterii \u015brodowiskowych. Obni\u017cenie temperatury spowalnia rozw\u00f3j biofilmu, ale go ca\u0142kowicie nie hamuje, poniewa\u017c niekt\u00f3re mikroorganizmy potrafi\u0105 funkcjonowa\u0107 nawet przy 4\u201310\u00b0C, szczeg\u00f3lnie te o strategii przetrwalnej [4].<\/p>\n\n\n\n Bardzo istotnym parametrem jest tak\u017ce pr\u0119dko\u015b\u0107 i charakter ruchu wody. Zbyt niski przep\u0142yw sprzyja sedymentacji cz\u0105stek organicznych oraz umo\u017cliwia kom\u00f3rkom d\u0142ugotrwa\u0142y kontakt z powierzchni\u0105, co prowadzi do szybkiego przytwierdzania i rozpocz\u0119cia procesu adhezji biofilmu [17]. Z drugiej strony, zastosowanie przep\u0142ywu turbulentnego, utrudniaj\u0105cego dzia\u0142anie na wczesn\u0105 adhezj\u0119, sprzyja dojrzewaniu biofilmu, poprzez dostarczanie tlenu i sk\u0142adnik\u00f3w od\u017cywczych do g\u0142\u0119bszych warstw [18]. Z tego wzgl\u0119du te instalacje, kt\u00f3re przez d\u0142u\u017cszy czas pozostaj\u0105 nieu\u017cytkowane lub poddane stagnacji, stwarzaj\u0105 \u015brodowisko sprzyjaj\u0105ce gwa\u0142townemu narastaniu biofilm\u00f3w. R\u00f3wnie\u017c materia\u0142 konstrukcyjny instalacji to czynnik maj\u0105cy wp\u0142yw na tempo formowania biofilmu. Metale, takie jak stal ocynkowana czy mied\u017a, wykazuj\u0105 w\u0142a\u015bciwo\u015bci bakteriostatyczne, jednak z czasem ulegaj\u0105 korozji, tworz\u0105c osady sprzyjaj\u0105ce adhezji mikroorganizm\u00f3w. Tworzywa sztuczne (PVC, PEX, PP) charakteryzuj\u0105 si\u0119 g\u0142adk\u0105 powierzchni\u0105, lecz ich chemiczna oboj\u0119tno\u015b\u0107 i mo\u017cliwo\u015b\u0107 uwalniania niewielkich ilo\u015bci zwi\u0105zk\u00f3w organicznych, cz\u0119sto przyspieszaj\u0105 rozw\u00f3j biofilm\u00f3w. Dodatkowo r\u00f3\u017cnice w \u0142adunku elektrostatycznym i hydrofobowo\u015bci wp\u0142ywaj\u0105 na preferencyjne zasiedlanie biofilmu przez okre\u015blone grupy mikroorganizm\u00f3w [10].<\/p>\n\n\n\n Nie bez znaczenia pozostaje jako\u015b\u0107 procesu dezynfekcji czy obecno\u015b\u0107 biocyd\u00f3w. Niskie st\u0119\u017cenie \u015brodk\u00f3w dezynfekcyjnych, ich nieregularne dawkowanie lub utrata aktywno\u015bci chemicznej prowadz\u0105 do subletalnego stresu, kt\u00f3ry mo\u017ce paradoksalnie przyspieszy\u0107 rozw\u00f3j biofilmu, poprzez indukcj\u0119 mechanizm\u00f3w obronnych i zwi\u0119kszon\u0105 produkcj\u0119 EPS. Zjawisko to obserwuje si\u0119 szczeg\u00f3lnie w instalacjach z niestabilnym poziomem chloru lub w warunkach nag\u0142ych zmian parametr\u00f3w wody. Jest to zjawisko powi\u0105zane ze wzrostem nekrotroficznym, kt\u00f3ry jest definiowany jako zjawisko polegaj\u0105ce na wykorzystywaniu przez bakterie martwych kom\u00f3rek mikroorganizm\u00f3w jako \u017ar\u00f3d\u0142a cennych sk\u0142adnik\u00f3w od\u017cywczych [20].<\/p>\n\n\n\n Zintegrowane podej\u015bcie, kt\u00f3re \u0142\u0105czy oddzia\u0142ywanie fizyczne, chemiczne oraz konstrukcyjne jest kluczowym aspektem, pozwalaj\u0105cym na kontrol\u0119 i eliminowanie problem\u00f3w w instalacjach zwi\u0105zanych z tworzeniem si\u0119 biofilm\u00f3w [6]. Najcz\u0119\u015bciej podstaw\u0119 dzia\u0142a\u0144 prewencyjnych stanowi\u0105 metody chemiczne, w\u015br\u00f3d kt\u00f3rych kluczow\u0105 rol\u0119 odgrywa chlorowanie. Chlor i jego pochodne, zw\u0142aszcza podchloryny, s\u0105 szeroko stosowane ze wzgl\u0119du na dost\u0119pno\u015b\u0107 i skuteczno\u015b\u0107 wobec mikroorganizm\u00f3w. Jednak\u017ce ich dzia\u0142anie wobec dojrza\u0142ych biofilm\u00f3w jest ograniczone, poniewa\u017c warstwa EPS utrudnia penetracj\u0119 \u015brodka dezynfekcyjnego do g\u0142\u0119bszych warstw struktury. Dlatego w celu zwi\u0119kszenia efektywno\u015bci dezynfekcji coraz cz\u0119\u015bciej stosuje si\u0119 dwutlenek chloru. Jest to zwi\u0105zek, kt\u00f3ry wykazuje wi\u0119ksz\u0105 stabilno\u015b\u0107 i skuteczno\u015b\u0107 w szerokim zakresie pH oraz posiada zdolno\u015b\u0107 przenikania przez matryc\u0119 biofilmu. Inn\u0105 grup\u0119 stosowanych \u015brodk\u00f3w stanowi\u0105 silne utleniacze, takie jak ozon czy nadtlenek wodoru, kt\u00f3re s\u0105 w stanie degradowa\u0107 polimery pozakom\u00f3rkowe, prowadz\u0105c do naruszenia integralno\u015bci biofilmu [19].<\/p>\n\n\n\n R\u00f3wnolegle stosuje si\u0119 metody fizyczne, kt\u00f3re pe\u0142ni\u0105 rol\u0119 w mechanicznej destabilizacji biofilm\u00f3w. P\u0142ukanie instalacji z wykorzystaniem zwi\u0119kszonej pr\u0119dko\u015bci przep\u0142ywu, usuwa lu\u017aniejsze warstwy formuj\u0105cego si\u0119 biofilmu [12]. Z tego wzgl\u0119du regularne stosowanie takiego zabiegu uwa\u017cane jest za kluczowe, w celu zmniejszenia ryzyka dojrzewania biofilm\u00f3w. W niekt\u00f3rych instalacjach wykorzystuje si\u0119 tak\u017ce techniki hydrodynamiczne, takie jak czyszczenie ruroci\u0105g\u00f3w metod\u0105 piggingu. Ta metoda wykorzystuje przesuwanie specjalnych t\u0142ok\u00f3w, usuwaj\u0105cych biofilm ze \u015bcian rur. Kolejnym rozwi\u0105zaniem jest promieniowanie UV, stosowane g\u0142\u00f3wnie w dezynfekcji wody w przep\u0142ywie. Cho\u0107 promieniowanie nie usuwa biofilmu z powierzchni rur, skutecznie redukuje ilo\u015b\u0107 mikroorganizm\u00f3w dostaj\u0105cych si\u0119 do instalacji, ograniczaj\u0105c mo\u017cliwo\u015bci rozwoju biofilmu [8]. W ostatnich latach ro\u015bnie zainteresowanie wykorzystaniem ultrad\u017awi\u0119k\u00f3w, kt\u00f3rych dzia\u0142anie kawitacyjne mo\u017ce prowadzi\u0107 do uszkodzenia matrycy EPS i tym samym do rozlu\u017anienia struktury biofilmu [14]. Dope\u0142nieniem powy\u017cszych metod jest r\u00f3wnoczesne stosowanie strategii biologicznych, kt\u00f3re obecnie znajduj\u0105 si\u0119 w fazie intensywnego rozwoju. Jednak\u017ce w najbli\u017cszym czasie mog\u0105 stanowi\u0107 istotne wsparcie tradycyjnych metod zwalczania biofilm\u00f3w [2]. W\u015br\u00f3d nich najwi\u0119ksze znaczenie ma zastosowanie endogennych enzym\u00f3w, degraduj\u0105cych sk\u0142adniki macierzy EPS, takie jak alginianazy czy proteazy, kt\u00f3re rozbijaj\u0105 struktur\u0119 biofilmu. Coraz szerzej bada si\u0119 r\u00f3wnie\u017c zastosowanie bakteriofag\u00f3w. S\u0105 to wirusy specyficzne wobec okre\u015blonych gatunk\u00f3w bakterii, kt\u00f3re mog\u0105 skutecznie redukowa\u0107 populacje mikroorganizm\u00f3w, odpowiedzialnych za formowanie biofilm\u00f3w. Innym podej\u015bciem jest stosowanie biokontroli mikrobiologicznej, polegaj\u0105cej na wprowadzaniu niepatogennych szczep\u00f3w, konkuruj\u0105cych z niepo\u017c\u0105danymi bakteriami o przestrze\u0144 i zasoby [20].<\/p>\n\n\n\n Wyniki prowadzonych bada\u0144 jednoznacznie wskazuj\u0105, \u017ce \u017cadna pojedyncza metoda nie zapewnia pe\u0142nej i d\u0142ugotrwa\u0142ej eliminacji biofilm\u00f3w. Skuteczna kontrola wymaga podej\u015bcia zintegrowanego. Dostosowane do specyfiki danej instalacji, jej warunk\u00f3w eksploatacyjnych oraz rodzaju wyst\u0119puj\u0105cych mikroorganizm\u00f3w jest niezb\u0119dne do efektywnego ograniczania tworzenia biofilm\u00f3w. W obliczu rosn\u0105cych wymaga\u0144, dotycz\u0105cych bezpiecze\u0144stwa sanitarnego oraz efektywno\u015bci system\u00f3w wodnych, konieczne jest rozwijanie innowacyjnych technologii, zw\u0142aszcza w obszarze biotechnologii i materia\u0142oznawstwa. Kompleksowe i wieloaspektowe strategie pozostaj\u0105 zatem kluczem do skutecznego ograniczania biofilm\u00f3w oraz utrzymania wysokiej jako\u015bci wody w instalacjach wodoci\u0105gowych i technicznych [3].<\/p>\n\n\n\n [1] Stoodley, P., Cargo, R., Rupp, C. J., Wilson, S., & Klapper, I. (2002). Biofilm mechanics and shear-induced deformation and detachment. Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology, 29, 361\u2013367. https:\/\/doi.org\/10.1038\/sj.jim.7000282<\/a><\/p>\n\n\n\n [2] Wingender, J., & Flemming, H.-C. (2011). Biofilms in drinking water and their role as reservoir for pathogens. International Journal of Hygiene and Environmental Health, 214(6), 417\u2013423. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.ijheh.2011.05.009<\/a><\/p>\n\n\n\n [3] World Health Organization. (2022). Drinking-water: Guidelines for drinking-water quality. WHO Press.<\/p>\n\n\n\n [4] Costerton, J. W., Stewart, P. S., & Greenberg, E. P. (1999). Bacterial biofilms: A common cause of persistent infections. Science, 284(5418), 1318\u20131322. https:\/\/doi.org\/10.1126\/science.284.5418.1318<\/a><\/p>\n\n\n\n [5] Ammar, Y., Swailes, D., & Bridgens, B. (2018). Influence of surface roughness on biofilm formation in water distribution systems. Biofouling, 34(2), 179\u2013190.<\/p>\n\n\n\n [6] Beech, I. B., & Sunner, J. (2004). Biocorrosion: Towards understanding interactions between biofilms and metals. Current Opinion in Biotechnology, 15(3), 181\u2013186. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.copbio.2004.05.001<\/a><\/p>\n\n\n\n [7] Sim\u00f5es, M., Sim\u00f5es, L. C., & Vieira, M. J. (2010). A review of current and emergent biofilm control strategies. LWT \u2013 Food Science and Technology, 43(4), 573\u2013583.<\/p>\n\n\n\n [8] Beneduce, L., et al. (2020). Control strategies of microbial biofilms in water distribution systems. Applied Microbiology and Biotechnology, 104, 7079\u20137093. https:\/\/doi.org\/10.1007\/s00253-020-10736-4<\/a><\/p>\n\n\n\n [9] Flemming, H.-C., & Wingender, J. (2010). The biofilm matrix. Nature Reviews Microbiology, 8, 623\u2013633.<\/p>\n\n\n\n [10] Azeredo, J., Azevedo, N. F., Briandet, R., et al. (2017). Critical review on biofilm methods. Critical Reviews in Microbiology, 43(3), 313\u2013351. https:\/\/doi.org\/10.1080\/1040841X.2016.1208141<\/a><\/p>\n\n\n\n [11] Bridier, A., Briandet, R., Thomas, V., & Dubois-Brissonnet, F. (2011). Resistance of bacterial biofilms to disinfectants: A review. Biofouling, 27(9), 1017\u20131032. https:\/\/doi.org\/10.1080\/08927014.2011.626899<\/a><\/p>\n\n\n\n [12] Liu, G., Verberk, J. Q. J. C., & van Dijk, J. C. (2013). Bacterial growth in drinking water distribution systems. Water Research, 47(3), 1075\u20131087. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.watres.2012.11.042<\/a><\/p>\n\n\n\n [13] Donlan, R. M. (2002). Biofilms: Microbial life on surfaces. Emerging Infectious Diseases, 8(9), 881\u2013890.<\/p>\n\n\n\n [14] Lopez, D., Vlamakis, H., & Kolter, R. (2010). Biofilms. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, 2(7), a000398. https:\/\/doi.org\/10.1101\/cshperspect.a000398<\/a><\/p>\n\n\n\n [15] Van der Wielen, P. W. J., & van der Kooij, D. (2010). Nontuberculous mycobacteria in drinking water systems: A review. Water Research, 44(15), 4646\u20134655. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.watres.2010.06.037<\/a><\/p>\n\n\n\n [16] Pang, C. M., & Liu, W.-T. (2007). Community structure analysis of reverse osmosis membrane biofilms and the significance of Rhizobiales bacteria in biofouling. Environmental Science & Technology, 41(13), 4728\u20134734. https:\/\/doi.org\/10.1021\/es0622515<\/a><\/p>\n\n\n\n [17] Flemming, H.-C., Wingender, J., Szewzyk, U., et al. (2016). Biofilms: An emergent form of bacterial life. Nature Reviews Microbiology, 14(9), 563\u2013575. https:\/\/doi.org\/10.1038\/nrmicro.2016.94<\/a><\/p>\n\n\n\n [18] Hall-Stoodley, L., Costerton, J. W., & Stoodley, P. (2004). Bacterial biofilms: From the natural environment to infectious diseases. Nature Reviews Microbiology, 2(2), 95\u2013108. https:\/\/doi.org\/10.1038\/nrmicro821<\/a><\/p>\n\n\n\n [19] Proctor, C. R., & Hammes, F. (2015). Drinking water microbiology\u2014from measurement to management. Current Opinion in Biotechnology, 33, 87\u201394. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.copbio.2014.12.014<\/a><\/p>\n\n\n\n [20] Szewzyk, U., Szewzyk, R., Manz, W., & Schleifer, K.-H. (2000). Microbiological safety of drinking water. Annual Review of Microbiology, 54, 81\u2013127. https:\/\/doi.org\/10.1146\/annurev.micro.54.1.81<\/a><\/p>\n\n\n\n [21] Emery Pharma Services. Biofilm formation diagram. Dost\u0119p online: https:\/\/www.emerypharmaservices.com\/<\/a> (dost\u0119p: 6 stycznia 2026).<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
DOI: 10.65545\/GWITS.2026.01.02<\/strong><\/strong>, GWiTS 1\/2026, stycze\u0144 2025<\/p>\n\n\n\n
\n\n\n\n
Jednym z najistotniejszych problem\u00f3w zwi\u0105zanych z eksploatowaniem instalacji wodnych jest powstawanie i osadzanie si\u0119 biofilm\u00f3w mikrobiologicznych. Obecno\u015b\u0107 tych struktur wp\u0142ywa bezpo\u015brednio na jako\u015b\u0107 wody, rozw\u00f3j organizm\u00f3w patogennych oraz zapocz\u0105tkowanie procesu korozji system\u00f3w. W konsekwencji dochodzi do zmniejszenia efektywno\u015bci system\u00f3w hydraulicznych doprowadzaj\u0105cych wod\u0119 do odbiorc\u00f3w. Biofilmy w instalacjach wodnych s\u0105 z\u0142o\u017conymi, wielogatunkowymi konsorcjami mikroorganizm\u00f3w, w kt\u00f3rych kluczow\u0105 rol\u0119 odgrywaj\u0105 interakcje kom\u00f3rkowe oraz procesy molekularne reguluj\u0105ce adhezj\u0119, produkcj\u0119 macierzy pozakom\u00f3rkowej (EPS) i organizacj\u0119 struktury przestrzennej. W pracy om\u00f3wiono aktualny stan wiedzy dotycz\u0105cy mechanizm\u00f3w tworzenia biofilm\u00f3w, czynnik\u00f3w \u015brodowiskowych wp\u0142ywaj\u0105cych na ich stabilno\u015b\u0107 oraz zakres metod kontroli i usuwanie biofilm\u00f3w. Szczeg\u00f3ln\u0105 uwag\u0119 zwr\u00f3cono na metody fizyczne, chemiczne, enzymatyczne, a tak\u017ce modyfikacje powierzchni materia\u0142\u00f3w instalacyjnych.<\/p>\n\n\n\n
One of the most significant problems associated with the operation of water systems is the formation and deposition of microbial biofilms. The presence of these structures directly affects water quality, the growth of pathogenic organisms, and the initiation of corrosion processes in the systems. As a result, the efficiency of hydraulic systems supplying water to consumers is reduced. Biofilms in water systems are complex, multi-species consortia of microorganisms in which cellular interactions and molecular processes regulating adhesion, extracellular matrix (EPS) production, and spatial structure organization play a key role. The paper discusses the current state of knowledge on the mechanisms of biofilm formation, environmental factors affecting their stability, and the range of methods for controlling and removing biofilms. Particular attention is paid to physical, chemical, and enzymatic methods, as well as modifications to the surface of installation materials.<\/p>\n\n\n\n
\n\n\n\n1. Wst\u0119p<\/h3>\n\n\n\n
2. Mechanizm powstawania biofilm\u00f3w<\/h3>\n\n\n\n
Fig. 1. Diagram of a mature biofilm, own elaboration<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
Fig. 2. Biofilm formation diagram [21]<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n3. Czynniki wp\u0142ywaj\u0105ce na tempo i stabilno\u015b\u0107 formowania biofilm\u00f3w<\/h3>\n\n\n\n
4. Metody ograniczania i usuwania biofilm\u00f3w<\/h3>\n\n\n\n
Racjonalne projektowanie instalacji ma decyduj\u0105cy wp\u0142yw na ograniczenie adhezji mikroorganizm\u00f3w, przez stosowanie odpowiednio dobranych rozwi\u0105za\u0144 materia\u0142owych i konstrukcyjnych. Wybieranie materia\u0142\u00f3w o mniejszej podatno\u015bci na kolonizacj\u0119, takich jak stal kwasoodporna czy odpowiednio modyfikowane tworzywa sztuczne, mo\u017ce znacz\u0105co wp\u0142yn\u0105\u0107 na tempo formowania biofilm\u00f3w [1]. Coraz cz\u0119\u015bciej w nowo budowanych instalacjach stosuje si\u0119 pow\u0142oki przeciwdrobnoustrojowe, zawieraj\u0105ce m.in. jony srebra, miedzi lub wykorzystuj\u0105ce mechanizmy fotokatalityczne, kt\u00f3re hamuj\u0105 rozw\u00f3j mikroorganizm\u00f3w na powierzchniach kontaktuj\u0105cych si\u0119 z wod\u0105. R\u00f3wnie wa\u017cna jest optymalna konstrukcja, obejmuj\u0105ca eliminacj\u0119 stref stagnacji oraz ograniczenie martwych odcink\u00f3w. Odpowiednie ukszta\u0142towanie systemu przep\u0142ywu oraz zapewnienie optymalnej pr\u0119dko\u015bci wody, minimalizuje mo\u017cliwo\u015b\u0107 przylegania kom\u00f3rek bakteryjnych [8].<\/p>\n\n\n\n5. Podsumowanie<\/h3>\n\n\n\n
6. Literatura<\/h3>\n\n\n\n