Heterotrofik Plaka Sayımı (HPC)

Heterotrofik Plaka Sayımı (HPC), bir su örneğinde besiyeri üzerinde çoğalabilen heterotrof mikroorganizmaların koloni sayımı yoluyla tahmin edilmesini sağlayan mikrobiyolojik analiz yaklaşımıdır. İngilizce literatürde heterotrophic plate count veya standard plate count adlarıyla da kullanılan HPC; içme suyu arıtımı, dağıtım şebekesi hijyeni, depolama tankları, ambalajlı su üretimi, hastane su sistemleri ve noktasal arıtma cihazlarının mikrobiyolojik işletme kontrolünde kullanılan bir gösterge parametresidir. HPC sonucu tek başına fekal kirliliği veya belirli bir patojenin varlığını kanıtlamaz; ancak biyofilm gelişimi, dezenfektan kalıntısının azalması, organik besin artışı, durgunluk, tortu birikimi veya arıtma-sonrası yeniden çoğalma gibi işletme sorunlarının anlaşılmasında önemli bir işaret olabilir.^[1][2]

Bilimsel Tanım ve Mikrobiyolojik Kapsam

Heterotrof mikroorganizmalar büyüme ve enerji gereksinimleri için organik karbon kaynaklarına ihtiyaç duyan geniş bir canlı grubunu ifade eder. Bu grup bakterileri, mayaları ve küfleri içerebilir; dolayısıyla HPC belirli bir bakteri türünü değil, seçilen kültür koşullarında çoğalabilen heterotrof topluluğun bir bölümünü ölçer. Dünya Sağlık Örgütü, HPC testinin içme suyu ve diğer ortamlarda heterotrof mikroorganizma popülasyonunu ölçmek için birçok varyantıyla yaygın kullanıldığını belirtir.^[1]

HPC analizinde elde edilen sonuç, sudaki tüm mikroorganizmaların mutlak sayısı değildir. Çünkü suda bulunan mikroorganizmaların bir kısmı kullanılan besiyerinde, seçilen sıcaklıkta ve belirlenen inkübasyon süresinde koloni oluşturmayabilir. Bu nedenle HPC, toplam mikrobiyal yükün eksiksiz ölçümü değil, kültürlenebilir heterotrof fraksiyonun operasyonel göstergesidir. Avustralya İçme Suyu Rehberi, HPC testlerinin seçilen inkübasyon süresi ve sıcaklığına bağlı olarak farklı mikroorganizmaları yakalayabileceğini ve suda bulunan mikroorganizmaların yalnızca bir bölümünün geri kazanılacağını vurgular.^[3]

Analiz Yönteminin Temel Prensibi

HPC, belirli hacimdeki su örneğinin besiyerine ekilmesi, aerobik koşullarda inkübe edilmesi ve oluşan kolonilerin sayılması esasına dayanır. Sonuç genellikle mililitre başına koloni oluşturan birim olarak raporlanır; Türkçe raporlarda KOB/mL, uluslararası raporlarda CFU/mL gösterimi kullanılır. ISO 6222 standardı, suda kültürlenebilir mikroorganizmaların besleyici agar ortamına ekim sonrasında oluşan kolonilerin sayılmasıyla belirlenmesine yönelik uluslararası bir yöntem tanımlar ve bu standardın 1999 baskısı 2021 yılında gözden geçirilerek geçerliliği doğrulanmıştır.^[4]

HPC analizinde kullanılan besiyeri, ekim tekniği, inkübasyon sıcaklığı, inkübasyon süresi, örnek hacmi ve dezenfektan kalıntısının nötralizasyonu sonucu belirgin biçimde etkileyebilir. Standard Methods 9215, heterotrofik plaka sayımını su matrikslerinin hijyenik kalitesini ve su arıtımı ile dağıtımının etkinliğini değerlendirmede kullanılan genel bir yöntem olarak ele alır.^[5] Yöntemler arasındaki farkların sonuçları etkileyebileceği, ISO 6222 ve EPA temelli yöntemlerin karşılaştırıldığı çalışmalarda da gösterilmiştir; özellikle inkübasyon sıcaklığı kültürlenebilir topluluğun bileşimi üzerinde anlamlı etki oluşturabilir.^[6]

22 °C ve 37 °C Koloni Sayımlarının Anlamı

Su mikrobiyolojisinde 22 °C ve 37 °C koloni sayımları aynı kavramın iki farklı inkübasyon koşulundaki sonucudur. 22 °C sayımı çoğunlukla çevresel ve su sistemlerinde çoğalabilen mikroflorayı izlemek için kullanılırken, 37 °C sayımı insan vücut sıcaklığına yakın koşullarda gelişebilen heterotrof fraksiyon hakkında ek bilgi verir. Bu iki değer birbirinin yerine geçmez; aynı numunede farklı sonuçlar verebilir ve raporda mutlaka sıcaklık, yöntem ve inkübasyon süresiyle birlikte değerlendirilmelidir.^[4][7]

HPC raporlarının yorumlanmasında aşağıdaki ayrım özellikle önemlidir:

Sonuçların Raporlanması ve Yorumlanması

HPC sonucu çoğunlukla KOB/mL veya CFU/mL birimiyle verilir. Koloni oluşturan birim, tek bir canlı hücreden veya birbirine bağlı hücre kümesinden gelişen görünür koloniyi temsil eder. Bu nedenle sonuç, mikroskop altında sayılabilecek gerçek hücre sayısı ile birebir aynı değildir. Yüksek HPC değeri suyun doğrudan hastalık yapıcı olduğunu kanıtlamaz; fakat aynı sistemin önceki sonuçlarına göre ani yükselme, arıtma veriminde azalma, dağıtım sistemine dış giriş, tortu hareketi, durgunluk veya biyofilm kopması gibi durumları araştırmayı gerektirebilir.^[2][8]

HPC için evrensel, her ülke ve her su türü için geçerli tek bir sağlık temelli sınır değer yoktur. Avustralya İçme Suyu Rehberi, içme suyunda HPC için kılavuz değer belirlenmediğini; dezenfeksiyondan hemen sonra değerlerin düşük olmasının beklendiğini ve dağıtım sistemi temizliği için kullanıldığında sistemin kendi geçmiş verilerine göre değerlendirme yapılması gerektiğini belirtir.^[3] Health Canada da HPC’nin çoğunlukla operasyonel ve yönetimsel bir gösterge olarak kullanılmasını, tek bir sayının bağlamdan kopuk biçimde sağlık riski olarak yorumlanmamasını önerir.^[8]

İçme Suyu Güvenliği Açısından Önemi

HPC, fekal kirlilik göstergesi olan Escherichia coli veya bağırsak enterokokları ile aynı anlama gelmez. Avrupa Birliği İçme Suyu Direktifi’nde E. coli ve bağırsak enterokokları için 0/100 mL parametrik değer verilirken, 22 °C koloni sayımı gösterge parametreler arasında “anormal değişim yok” yaklaşımıyla yer alır.^[9] Bu ayrım, HPC’nin doğrudan fekal kontaminasyon kanıtı değil, su sisteminin mikrobiyolojik işletme durumunu izleyen yardımcı bir parametre olduğunu gösterir.

HPC bakterilerinin büyük bölümü sağlıklı bireyler için patojen kabul edilmez; bununla birlikte bazı heterotrof mikroorganizmalar fırsatçı enfeksiyonlarla ilişkilendirilebilir. Health Canada, heterotrof popülasyon içinde Acinetobacter, Aeromonas, Klebsiella, Legionella, Mycobacterium, Pseudomonas ve Serratia gibi cinslerin bulunabileceğini, ancak içme suyunda HPC düzeyinin bu organizmaların varlığıyla doğrudan eşdeğer olmadığını belirtir.^[8] Allen, Edberg ve Reasoner tarafından yayımlanan derleme de içme suyundaki HPC bakterileri için yüksek sayıların sağlık temelli tek başına bir standart gibi yorumlanmasının bilimsel olarak hatalı olabileceğini vurgular.^[10]

HPC’nin güvenlik açısından değeri, tek bir patojeni yakalamasından değil, suyun arıtım ve dağıtım zincirinde mikrobiyolojik büyümeye elverişli hâle gelip gelmediğini göstermesinden kaynaklanır. EPA, HPC izlemesinin dağıtım sistemindeki genel su kalitesi hakkında bilgi verebileceğini ve sayılarda belirgin artışın olası su kalitesi problemine işaret edebileceğini belirtir.^[2]

Dağıtım Sistemi, Biyofilm ve Yeniden Çoğalma

İçme suyu şebekeleri, depolar, bina içi tesisatlar ve evsel arıtma cihazları tamamen steril ortamlar değildir. Boru yüzeylerinde, tanklarda, filtre yataklarında ve düşük akış bölgelerinde biyofilm oluşabilir. Biyofilm; mikroorganizmaların yüzeye tutunarak oluşturduğu, organik madde, mineral birikimi ve hücre dışı polimerik maddeler içerebilen dinamik bir tabakadır. HPC artışı her zaman biyofilm varlığını kesin olarak kanıtlamasa da, özellikle aynı sistemin geçmiş verilerine göre yükselme biyofilm gelişimi veya biyofilm kopması açısından uyarıcı olabilir.^[2][11]

HPC artışını etkileyebilecek başlıca işletme koşulları arasında düşük serbest klor veya kloramin kalıntısı, artmış asimile edilebilir organik karbon, yüksek sıcaklık, uzun bekleme süresi, düşük akış hızı, ölü hatlar, tortu birikimi, depo ve boru yüzeylerinde biyofilm gelişimi, onarım sırasında kontaminasyon ve bazı boru/kaplama malzemelerinden organik madde salımı yer alır. EPA’ya göre yükselmiş HPC konsantrasyonları biyolojik olarak daha aktif suyun göstergesi olabilir; düşük dezenfektan kalıntısı ve yüksek besin konsantrasyonu gibi koşullar, Legionella gibi fırsatçı patojenlerin gelişebileceği ortamları da destekleyebilir.^[2]

HPC ile asimile edilebilir organik karbon ve dezenfeksiyon uygulamaları arasındaki ilişki, dağıtım sistemi çalışmalarında da incelenmiştir. 2024 tarihli kapsamlı derleme ve meta-analiz, içme suyu dağıtım sistemlerinde HPC düzeylerinin geniş aralıklarda değişebildiğini, ikincil dezenfeksiyon kullanan sistemler ile kullanmayan sistemler arasında anlamlı farklılıklar görülebildiğini ve biyolojik stabilite değerlendirmesinde HPC’nin tek başına değil çok parametreli bir yaklaşım içinde kullanılması gerektiğini belirtir.^[12]

Standartlar ve Mevzuat Yaklaşımı

HPC için düzenleyici yaklaşım ülkeler arasında farklılık gösterir. Bazı sistemlerde sayısal bir operasyonel eşik kullanılırken, bazı mevzuatlarda “anormal değişim yok” ilkesi benimsenir. ABD EPA, Yüzey Suyu Arıtma Kuralı bağlamında 500 CFU/mL veya altındaki HPC sonucunun dezenfektan kalıntısının tespit edilebilir olmasıyla eşdeğer kabul edilebildiğini; 500 CFU/mL üzerindeki HPC düzeylerinin koliform gibi gösterge mikroorganizmaların tespitini bazı yöntemlerde etkileyebileceğini açıklar.^[2] Health Canada bu 500 CFU/mL değerinin sağlık temelli bir standart değil, koliform geri kazanımına olası girişim ve işletme kontrolüyle ilişkili bir yaklaşım olduğunu özellikle belirtir.^[8]

Türkiye’de insani tüketim amaçlı suların kalite ve hijyen koşulları Sağlık Bakanlığı mevzuatı kapsamında değerlendirilir.^[13] Halk Sağlığı Genel Müdürlüğü’nün numune alımı, taşınması ve analizlerine ilişkin el kitabında 22 °C ve 37 °C’de üreyebilen mikroorganizmaların sayımı, agarlı besiyerine ekimle koloni sayımı yöntemi ve TS EN ISO 6222 standardı ile ilişkilendirilmiştir.^[7]

Arıtma ve İşletme Açısından Değerlendirme

HPC kontrolü, yalnızca son noktada dezenfektan artırmakla sınırlı bir konu değildir. Kaynak suyun organik madde yükü, koagülasyon-filtrasyon performansı, filtre geri yıkama düzeni, dezenfeksiyon temas süresi, şebekede kalıntı dezenfektan korunumu, depo hijyeni, basınç dalgalanmaları, boru içinde tortu birikimi ve uç noktalardaki durgunluk birlikte değerlendirilmelidir. EPA, HPC verilerinin arıtma proseslerinin etkinliğini, dağıtım sistemi koşullarını ve sistem bütünlüğünü değerlendirmede kullanılabileceğini belirtir.^[2]

Klorlama, kloraminasyon, ozonlama ve ultraviyole dezenfeksiyon gibi yöntemler heterotrof mikroorganizmaları azaltabilir; ancak arıtma çıkışında düşük HPC değeri, dağıtım sistemi boyunca yeniden çoğalma olmayacağını garanti etmez. Özellikle dezenfektan kalıntısının zayıfladığı, organik karbonun arttığı veya suyun uzun süre beklediği noktalarda HPC tekrar yükselebilir. Bu nedenle HPC kontrolünde biyolojik stabilite, boru ve depo temizliği, tortu yönetimi, düzenli yıkama, kör hatların azaltılması ve numune noktalarının doğru seçimi önem taşır.^[8][2]

Evsel ve noktasal arıtma sistemlerinde HPC yorumlanırken cihazın tasarımı ve bakım durumu dikkate alınmalıdır. Aktif karbon filtreler, yumuşatma üniteleri, su sebilleri, depolama tankları ve ters ozmoz sonrası post-karbon filtreleri mikrobiyal yeniden çoğalma açısından izlenmesi gereken yüzeyler oluşturabilir. Health Canada, konut ölçeğinde HPC düzeylerinin karbon filtre, yumuşatıcı veya su dağıtım cihazları gibi noktasal sistemlerden sonra artabileceğini; uygun işletilen ve bakımı yapılan cihazlarda yeniden çoğalmaya bağlı su kalitesi sorunlarının beklenmemesi gerektiğini belirtir.^[8]

Ters Ozmoz Sistemleriyle İlişkisi

Ters ozmoz membranları çözünmüş iyonlar, organik maddeler ve mikroorganizmalar için fiziksel ayırma bariyeri oluşturabilir; ancak HPC açısından yalnızca membran performansına bakmak yeterli değildir. Ön filtrelerin kirlenmesi, membran yüzeyinde biyofilm gelişimi, basınç tankında bekleme, post-karbon filtrede mikroorganizma çoğalması ve musluk ucundaki hijyen koşulları ürün suyunda HPC artışına yol açabilir. Bu nedenle ters ozmoz sistemlerinde HPC değerlendirmesi ham su, ön arıtma çıkışı, membran çıkışı, tank sonrası ve nihai musluk noktası gibi kademelere göre yapılmalıdır. Arıtma yönteminin seçimi ve bakım aralığı, ham su mikrobiyolojisi ve organik madde düzeyiyle birlikte değerlendirilmelidir.^[8][2]

Numune Alma, Taşıma ve Laboratuvar Güvencesi

HPC sonucunun güvenilirliği numune alma aşamasında başlar. Steril numune kabı kullanımı, klorlu sularda dezenfektan kalıntısının uygun biçimde nötralize edilmesi, numunenin geciktirilmeden laboratuvara ulaştırılması, soğuk zincir ve analiz başlangıç süresi sonucu etkileyen kritik unsurlardır. Türkiye’de Halk Sağlığı Genel Müdürlüğü tarafından yayımlanan el kitabı, insani tüketim amaçlı sulardan numune alımı, taşınması ve analiz süreçleri için yöntemsel çerçeve sunar ve koloni sayımını TS EN ISO 6222 ile ilişkilendirir.^[7]

Farklı laboratuvarlardan gelen HPC sonuçları karşılaştırılırken yalnızca sayısal değer değil; kullanılan yöntem, besiyeri, ekim tekniği, inkübasyon sıcaklığı, inkübasyon süresi, numune hacmi ve raporlama limiti birlikte incelenmelidir. Aynı su örneği, R2A agar gibi düşük besinli bir ortamda daha uzun inkübasyonla, daha zengin besiyerinde kısa inkübasyona göre farklı sonuç verebilir. Bu nedenle HPC trend takibi yapılacaksa aynı sistemde mümkün olduğunca aynı laboratuvar yöntemi ve aynı numune noktaları kullanılmalıdır.^[4][6]

Benzer Terimlerden Farkı

HPC, su mikrobiyolojisindeki diğer gösterge parametrelerle birlikte anlam kazanır. Aşağıdaki tablo, sık karıştırılan kavramlar arasındaki temel farkları gösterir:

Sık Yapılan Yanlış Yorumlar

HPC hakkında en yaygın hata, yüksek bir sonucu doğrudan “suda patojen var” şeklinde yorumlamaktır. HPC sonucu belirli patojenleri tanımlamaz; yalnızca kullanılan kültür koşullarında çoğalabilen heterotrof popülasyonu gösterir. Bir başka hata, düşük HPC sonucunu suyun tüm mikrobiyolojik risklerden arınmış olduğu anlamına getirmektir. Virüsler, protozoonlar, bazı fırsatçı patojenler veya kültürlenemeyen bakteriler HPC yöntemiyle güvenilir biçimde temsil edilmeyebilir.^[1][3]

İkinci yaygın hata, farklı yöntemlerle alınmış HPC sonuçlarını doğrudan karşılaştırmaktır. 22 °C’de uzun süre inkübe edilen bir örnek ile 35-37 °C’de kısa süre inkübe edilen bir örnek aynı mikrobiyal fraksiyonu ölçmez. Yöntem değiştiğinde sayılar da değişebilir; bu nedenle raporda yöntem ve inkübasyon koşulları yoksa sonuç eksik kabul edilmelidir.^[4][6]

Üçüncü hata, 500 CFU/mL değerini tüm ülkeler ve tüm su türleri için sağlık temelli evrensel sınır gibi kullanmaktır. Bu değer ABD uygulamalarında belirli düzenleyici bağlamlara ve koliform analizine olası girişime bağlı olarak anlam taşır; Health Canada bu değerin sağlık temelli standart olmadığını açıkça belirtir.^[8] Bu nedenle HPC sonucu yorumlanırken mevzuat, su türü, numune noktası, sistem geçmişi, dezenfektan kalıntısı, sıcaklık, organik karbon ve diğer mikrobiyolojik parametreler birlikte değerlendirilmelidir.

Kaynaklar

1. World Health Organization. Heterotrophic plate counts and drinking-water safety: The significance of HPCs for water quality and the human health. WHO, 2003.
2. United States Environmental Protection Agency. Distribution System Water Quality: Protecting Water Quality with HPC Monitoring. EPA, 2023.
3. National Health and Medical Research Council. Heterotrophic plate counts. Australian Drinking Water Guidelines, 2011.
4. International Organization for Standardization. ISO 6222:1999 Water quality — Enumeration of culturable micro-organisms — Colony count by inoculation in a nutrient agar culture medium. ISO, 1999.
5. American Public Health Association, American Water Works Association, Water Environment Federation. 9215 Heterotrophic Plate Count. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 2017.
6. Gensberger, E. T., et al. Effect of different heterotrophic plate count methods on drinking water bacteria. PLOS ONE, 2015.
7. T.C. Sağlık Bakanlığı Halk Sağlığı Genel Müdürlüğü. İnsani Tüketim Amaçlı Sulardan Numune Alımı, Taşınması ve Analizlerine İlişkin El Kitabı. HSGM.
8. Health Canada. Guidance on the Use of Heterotrophic Plate Counts in Canadian Drinking Water Supplies. Government of Canada, 2013.
9. European Parliament and Council of the European Union. Directive (EU) 2020/2184 on the quality of water intended for human consumption. Official Journal of the European Union, 2020.
10. Allen, M. J., Edberg, S. C., Reasoner, D. J. Heterotrophic plate count bacteria—what is their significance in drinking water?. International Journal of Food Microbiology, 2004.
11. Centers for Disease Control and Prevention. Appendix C. Water. CDC Infection Control, 2024.
12. Carabin, A., Cassivi, A., Dorea, C., Rodriguez, M., Huot, C. Heterotrophic plate counts (HPC) in drinking water distribution systems: A comprehensive review and meta-analysis. Water Quality Research Journal, 2024.
13. T.C. Sağlık Bakanlığı. İnsani Tüketim Amaçlı Sular Hakkında Yönetmelik. T.C. Sağlık Bakanlığı.