Effect of low Electrical voltages on the viable counting of Escherechia coli and Staphylococcus aureus

Abstract

Abstract

Safe drinking water is necessary for human health all over the world. Being a universal solvent, water is a major source of infection. According to world health organization (WHO) 80% of diseases are water borne. 3.1% of deaths occur due to the unhygienic and poor quality of water. The direct current (DC) effects on bacterial cells have been studied for several decades, viability studies have concentrated on the use of pulsed high voltage for inactivation or moderate voltage for many hours or many days. This study aimed to determine the effect of Alternating current on growth of E.coli and Staphylococcus aureus at different voltages. Using a carbon wire, five, ten , fifteen, twenty , twenty-five and fifty voltage alternating current (AC) current were adjusted in a voltmeter and electricity was conducted for 10 minutes to each tube of 1×10 -1 to 10 -5 serially diluted E.coli and Staphylococcus aureus and immediately cultured in plate count agar (PCA) medim; two plates for each dilution, this dilution culture considered as after-electrical current treatment. The plates were incubated at 37ºC for 24 hours, the bacterial colony were counted using colony counter. Statistical analysis showed that both voltage and dilution of S. aureus and E. coli has clear effect on the inhibition of the bacterial viable count. The difference in mean of data pre electrical current and after electrical current treatment indicates that the electrical current has an effect on bacterial count. At 20 voltages above results showed that there was a complete inhibition of the growth of both tested bacteria at 10 -4 and 10 -5 dilutions. This study encourage introduction of electric current for drinking water treatment as alternatives for chemical disinfectants which has negative effect on human health.

ملخص البحث

تعتبر المياه الصالحة للشرب مهمة لصحة الانسان في جميع انحاء العالم. ولما كان الماء مذيب عام فهو يعتبر مصدر رئيس للعدوى لذلك فإن 80% من الامراض تنتقل عن طريق الماء وذلك حسب تقرير منظمة الصحة العالمية و 3.1% من الوفيات تحدث نتيجة تلوث المياه. لقد تمت دراسة اثر التيار المباشر على الخلايا البكتيرية منذ عدة عقود ودرست فيها حيوية الخلايا بالتركيز على استخدام اما نبضات جهد كهربائي عالي لتثبيط النمو او جهد متوسط لعدة ساعات او ايام. هدفت هذه الدراسة الى تحديد أثر التيار الكهربائي المتردد على نمو بكتريا الاشريكية القولونية والمكورة العنقودية الذهبية باستخدام عدة فروق جهد منخفضة . باستخدام سلك الكربون، و تم ضبط 5، 10، 15، 20، 25، و50 فولت من التيار المتردد على جهاز الفولتميتر وتم توصيل التيار لمدة 10 دقائق لانابيب اختبار تحتوي على البكتيريا مخففة تخفيفا عشريا من1- 10 الى 5- 10 . بعد توصيل التيار مباشرة تم تزريع البكتيريا في بيئة الآجار للعد البكتيري ؛ تم التزريع في طبقين لكل تخفيف لأخذ متوسط العد ليعتبر ذلك عدد البكتيريا بعد مرور التيار. وتم تحضين الاطباق في درجة حرارة 37ºم لمدة 24 ساعة واستخدم في العد جهاز عداد المستعمرات. واثبتت التحاليل الإحصائية ان هناك أثر لإختلاف الجهد و تركيز البكتيريا على تثبيط العد الحيوي لبكتيريا الاشريكية القولونية والمكورة العنقودية الذهبية ويتبين هذا الأثر في الفرق بين متوسطات اعداد البكتيريا قبل مرور التيار وبعد مرور التيار. عند استخدام 20 فولت فاكثر حدث تثبيط تام للبكتيريا عند التخفيفين 10 -4و 10 -5 . هذه الدراسة تشجع على استخدام التيار الكهربائي كطريقة لمعالجة مياه الشرب كبدائل للمعالجة الكيميائية والتي لها أثر واضح على صحة الانسان.