Kháng vi sinh là một thách thức ngày càng tăng trong các hệ thống nước công nghiệp, đặc biệt là khi liều sinh học không nhất quán. Vi khuẩn như Legionella và vi khuẩn giảm sunfat (SRB) phát triển mạnh trong các điều kiện dao động, thích nghi với nồng độ sublethal Biocide và phát triển kháng thuốc theo thời gian. Ngưỡng mà các vi sinh vật này trở nên kháng thuốc phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm tần số phơi nhiễm, biến đổi nồng độ và điều kiện môi trường.
Khi liều thuốc diệt khuẩn là không đều, vi khuẩn trải qua chu kỳ căng thẳng và phục hồi hơn là loại bỏ duy trì. Trong thời gian liều thấp, các vi sinh vật còn sót lại kích hoạt các cơ chế phòng thủ, chẳng hạn như hình thành màng sinh học, bơm efflux và suy thoái enzyme của biocides. Màng sinh học, đặc biệt, tạo ra một ma trận bảo vệ che chắn vi khuẩn khỏi các ứng dụng sinh học tiếp theo, khiến việc loại bỏ ngày càng khó khăn. Theo thời gian, áp suất chọn lọc này gây ra các chủng kháng thuốc, đòi hỏi liều cao hơn hoặc phương pháp điều trị thay thế để duy trì sự kiểm soát.
Sự phức tạp của sự phát triển kháng thuốc có nghĩa là không có ngưỡng phổ quát nào khi vi sinh vật trở nên kháng hoàn toàn, nhưng nghiên cứu cho thấy rằng tiếp xúc nhiều lần với mức độ sinh học dưới mức tối ưu tăng tốc thích ứng. Điều này đặc biệt có vấn đề trong các tháp làm mát, hệ thống đường ống và thiết lập xử lý nước công nghiệp trong đó biến động hoạt động dẫn đến thời kỳ thiếu liều. Việc giới thiệu các chất tự sinh oxy hóa và không oxy hóa trong vòng quay có thể giúp giảm thiểu sức đề kháng, nhưng chỉ khi áp dụng ở nồng độ và tần số hiệu quả. Mặt khác, vi khuẩn có thể phát triển khả năng chống chéo, giảm hiệu quả của nhiều loại Biocide.
Để ngăn chặn sức đề kháng, các nhà khai thác phải ưu tiên các chiến lược dùng thuốc phù hợp, giám sát thời gian thực và các biện pháp kiểm soát thích ứng. Các cảm biến nâng cao và hệ thống dùng thuốc tự động có thể giảm thiểu biến động, đảm bảo rằng vi khuẩn tiếp xúc với nồng độ gây chết người thay vì các yếu tố gây căng thẳng có thể chịu được. Ngoài ra, một cách tiếp cận chủ động để bảo trì hệ thống, chẳng hạn như làm sạch cơ học định kỳ, kỹ thuật gián đoạn màng sinh học và điều chỉnh hóa học nước có thể bổ sung cho điều trị sinh học và giảm nguy cơ phát triển kháng thuốc.
Chìa khóa để kiểm soát các mối đe dọa vi sinh nằm ở việc tìm hiểu khả năng thích ứng của chúng và đảm bảo rằng ứng dụng sinh học vẫn còn cả chiến lược và không thỏa hiệp. Khi các ngưỡng kháng thuốc tiếp tục phát triển, việc vượt lên trước sự thích nghi của vi sinh vật đòi hỏi một cách tiếp cận năng động, dựa trên khoa học để xử lý nước.
