Efficacy of the solar water disinfection method in turbid waters experimentally contaminated with Cryptosporidium parvum oocysts under real field conditions

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Abstract

Objective

To investigate the efficacy of the solar water disinfection (SODIS) method for inactivating Cryptosporidium parvum oocysts in turbid waters using 1.5 l polyethylene terephthalate (PET) bottles under natural sunlight.

Methods

All experiments were performed at the Plataforma Solar de Almería, located in the Tabernas Desert (Southern Spain) in July and October 2007. Turbid water samples [5, 100 and 300 nephelometric turbidity units (NTU)] were prepared by addition of red soil to distilled water, and then spiked with purified C. parvum oocysts. PET bottles containing the contaminated turbid waters were exposed to full sunlight for 4, 8 and 12 h. The samples were then concentrated by filtration and the oocyst viability was determined by inclusion/exclusion of the fluorogenic vital dye propidium iodide.

Results

After an exposure time of 12 h (cumulative global dose of 28.28 MJ/m2; cumulative UV dose of 1037.06 kJ/m2) the oocyst viabilities were 11.54%, 25.96%, 41.50% and 52.80% for turbidity levels of 0, 5, 100 and 300 NTU, respectively, being significantly lower than the viability of the initial isolate (P < 0.01).

Conclusions

SODIS method significantly reduced the potential viability of C. parvum oocysts on increasing the percentage of oocysts that took up the dye PI (indicator of cell wall integrity), although longer exposure periods appear to be required than those established for the bacterial pathogens usually tested in SODIS assays.

Objectif:

Investiguer l'efficacité de la méthode SODIS pour inactiver les oocystes de Cryptosporidium parvum dans des eaux turbides en utilisant des bouteilles en PET de 1,5 L sous la lumière solaire naturelle.

Méthodes:

Toutes les expériences ont été réalisées sur la Plataforma Solar de Almeria, située dans le désert de Tabernas, dans le sud de l'Espagne, en juillet et octobre 2007. Des échantillons d'eau turbide (5, 100 et 300 NTU) ont été préparés en ajoutant de la terre rouge à de l'eau distillée, puis infectés avec des oocystes purifiés de C. parvum. Les bouteilles en PET contenant des eaux turbides contaminées ont été exposées en plein soleil durant 4, 8 et 12 h. Les échantillons ont ensuite été concentrés par filtration et la viabilité des oocystes a été déterminée par l'inclusion/exclusion de l'iodure de propidium (IP), colorant vital fluorogénique.

Résultats:

Après un temps d'exposition de 12 h (dose cumulative globale de 28,28 MJ/m2; dose cumulative d'UV de 1037,06 KJ/m2), les viabilités des oocystes étaient de 11,54%; 25,96%; 41,50% et 52,80% pour des niveaux de turbidité de 0, 5, 100 et 300 NTU, respectivement; étant significativement plus basses que la viabilité de l'isolement initial (P < 0,01).

Conclusions:

La méthode SODIS a significativement réduit le potentiel de viabilité des oocystes de C. parvum en augmentant le pourcentage d'oocystes qui ont pris le colorant IP (indicateur de l'intégrité de la paroi cellulaire), quoique des périodes d'exposition plus longs sembles être nécessaires que celles établies pour les bactéries pathogènes généralement testées dans les essais SODIS.

Objetivo:

Investigar la eficacia del método de desinfección solar del agua (SODIS) para inactivar oocitos de Cryptosporidium parvum en aguas turbias, utilizando botellas de PET de 1.5 l bajo luz solar natural.

Métodos:

Todos los experimentos se realizaron en la Plataforma Solar de Almería, localizada en el Desierto de Tabernas (Sur de España), entre Julio y Octubre del 2007. Las muestras de agua turbia (5, 100 y 300 NTU) fueron preparadas añadiendo tierra roja a agua destilada, y posteriormente oocitos purificados de C. parvum. Las botellas PET con las aguas turbias contaminadas fueron expuestas al sol durante 4, 8 y 12 h. Posteriormente se concentraron las muestras mediante filtración, y la viabilidad de los oocitos se determinó mediante la inclusión/ exclusión de la tinción fluorogénica vital de yoduro de propidio (PI).

Resultados:

Después de un tiempo de exposición de 12 h (dosis global acumulativa de 28.28 MJ/m2; dosis acumulativa de UV de 1037.06 KJ/m2) la viabilidad de los oocitos era de 11.54%, 25.96%, 41.50% y 52.80% para niveles de turbidez de 0, 5, 100 y 300 NTU, respectivamente, siendo significativamente menor que la viabilidad del clon inicial (P < 0.01).

Conclusiones:

El método SODIS reduce significativamente la viabilidad potencial de los oocitos de C. parvum oocysts, aumentando el porcentaje de oocitos que incorporaron la tinción de PI (indicador de la integridad de la pared celular), aunque aparentemente se requieren periodos de exposición más largos que aquellos establecidos para patógenos bacterianos, los usualmente utilizados en los ensayos SODIS.

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