Вода является естественной средой обитания микроорганизмов, не всех, но достаточно многих. Микроорганизмы способны осуществлять в воде все процессы своей жизнедеятельности, проводя при этом разложение различных органических соединений. Они способны жить, размножаться, участвовать в процессах круговорота углерода, азота, различных элементов. Количественный и качественный состав микробиоты разных природных вод различается и весьма разнообразен.
В воде открытых водоемов обитают самые разные микроорганизмы: палочковидные бактерии, кокки, вибрионы, спириллы, спирохеты, различные фотосинтезирующие бактерии, грибы, вирусы, плазмиды, простейшие...
Количественный и качественный состав микробиоты воды зависит от ее происхождения. Например, галофильные бактерии обитают в морской воде.
Количество микроорганизмов регламентируется в основном содержанием в воде органических веществ. Многие микроорганизмы хорошо размножаются в воде, и их количество может достигать миллионов в одном миллилитре. Вода, просачиваясь через почву, подвергается своеобразной природной фильтрации, поэтому грунтовые воды значительно чище воды открытых водоемов.
Количество микроорганизмов в открытых водоемах зависит от множества факторов: климатических условий, времени года, загрязнения сточными водами и отходами предприятий. К сожалению, практически постоянно во все реки, озера, моря из населенных пунктов выбрасывается загрязненная, высококонтаминированная вода, содержащая огромное количество микроорганизмов и органических веществ. Постоянные выбросы приводят к тому, что в воде не успевают протекать процессы самоочищения, что приводит к возникновению экологических проблем.
Степень загрязнения воды характеризуется показателем сапробиости (от греч. sapros - гнилой). Различают три категории воды (зоны водоема) по степени микробного загрязнения:
- полисапробная - максимально загрязненная вода. Это вода, богатая органическими веществами и содержащая мало кислорода. Количество микроорганизмов в такой воде - несколько миллионов, часто встречаются кишечные палочки, много гнилостных бактерий;
- мезосапробная - среднезагрязненная вода. В такой воде активно протекают процессы разложения органических веществ и минерализации, сопровождающиеся интенсивным окислением, и нитрификации. Количество микроорганизмов в воде мезосапробной зоны значительно меньше, чем в полисапробной, - сотни тысяч в одном миллилитре;
- олигосапробная - чистая вода. Это вода, бедная органическими веществами, содержащая достаточно небольшое количество микроорганизмов (сотни клеток) при практическом отсутствии бактерий группы кишечных палочек.
Если рассматривать в микробном ракурсе всю систему водоемов, то необходимо отметить самую загрязненную зону - ил. Количество микроорганизмов в придонных слоях ила (реки, озера, пруда и др.) находится в пределах от 10 2 до 10 8 КОЕ/см 3 .
Особую категорию составляет питьевая вода. Это вода, к которой предъявляются строгие санитарные требования. Жесткие требования направлены на эпидемиологическую безопасность воды. Дело в том, что вода играет большую роль в распространении многих инфекций, особенно пищевых. Возбудители брюшного тифа, холеры, полиомиелита, дизентерии, сальмонеллезов и многих других заболеваний способны длительное время находиться в воде в жизнеспособном состоянии. От больных людей и бактерионосителей опасные микроорганизмы попадают в сточные воды, далее (если были нарушены этапы очитки вод) - в окружающую среду, включая воды открытых водоемов, а оттуда могут (опять в случае нарушения санитарной обработки воды) попасть в питьевую воду.
На болезнетворные микроорганизмы, которые менее приспособлены к существованию в водных условиях, чем водные микроорганизмы, в воде действует множество негативных факторов. Но тем не менее многие патогены могут сохраняться в воде в жизнеспособном состоянии достаточно долгое время. Отдельные микроорганизмы могут размножаться в воде: примером является холерный вибрион. Для этого микроорганизма наличие органических соединений и высокая температура являются крайне благоприятными. Многие патогены хорошо переносят низкие температуры, месяцами способны сохраняться во льду в жизнеспособном состоянии. Прямые методы выделения патогенных микроорганизмов из воды и идентификации их сложны и достаточно трудоемки. Часто используют косвенные методы, позволяющие произвести оценку санитарного состояния воды и получить количественную оценку степени фекального загрязнения воды.
Количество микроорганизмов в воде в значительной степени различается в зависимости от источника или происхождения. Выделяют воды подземные и поверхностные.
Подземные воды. К ним относят воды артезианскую, ключевую и грунтовую. Состав микробиоты этой воды зависит прежде всего от того, на какой глубине расположен водоносный слой: чем дальше он от поверхности, тем меньше содержание в такой воде микроорганизмов. Естественно, играет роль и его защищенность от загрязнений. Артезианские воды находятся на большой глубине, и количество микроорганизмов в них крайне мало. Подземные воды обычных колодцев контаминированы очень по-разному: от абсолютно чистой воды, содержащей единичные клетки, до очень грязной, количество микроорганизмов в которой достигает 10 6 КОЕ/см 3 . Высокая контаминация такой колодезной воды связана с тем, что в колодцы просачиваются поверхностные загрязнения, содержащие большое количество бактерий (возможно, и патогенных), споры грибов и другие микроорганизмы. Близко расположенные к поверхности земли грунтовые воды отличаются обильной и разнообразной микробиотой.
Поверхностные воды. Это воды всех открытых водоемов: океанов, озер, рек, водохранилищ, прудов. Микробиота в них крайне различна, зависит от множества факторов: времени года, химического состава воды, целевого назначения водоема, климатических условий, заселенности прибрежных районов и др. В поверхностные источники воды попадает много микроорганизмов из окружающей среды. Особенно значительно это число, когда вода протекает через населенные пункты и в реку попадают сточные воды.
Различается количество микроорганизмов в водоеме территориально. В прибрежной зоне водоема микроорганизмов больше, чем в центре. И в поверхностных слоях воды микроорганизмов немного, так как солнечные лучи неблагоприятны для них. Как уже отмечено выше, самым богатым в микробном отношении слоем любого водоема является ил, особенно верхний его слой. На поверхности ила образуется пленка из бактерий, которые играют большую роль в процессах круговорота веществ в водоеме. Количественный и качественный состав микробиоты непостоянен в водоеме. Значительные изменения происходят после действия внешних факторов, например дождей и особенно попадания вод сточных, бытовых или промышленных отходов. Огромное количество микроорганизмов попадает в водоемы вместе с различными загрязнениями.
Питьевая вода. В качестве источников питьевой воды в системе водоснабжения используют воды подземные и воду открытых водоемов, специальным образом очищенную и подготовленную. Самое главное: вода должна быть безопасна в эпидемиологическом отношении. Разработаны и утверждены микробиологические критерии качества питьевой воды (табл. 7.2). Наличие в воде патогенных микроорганизмов проводят лаборатории, имеющие разрешение Роспотребнадзора.
Таблица 7.2
Микробиологические показатели и критерии качества питьевой воды
Основными при определении эпидемиологической безопасности питьевой воды являются термотолерантные кишечные палочки (ТКБ), которые являются показателем фекального загрязнения, общие колиформные бактерии (ОКБ), или БГКП, и общее количество микроорганизмов (ОМЧ). К бактериями группы кишечных палочек (БГКП) относятся грамотрица- тельные, оксидазонегативные, неспорообразующие палочковидные бактерии, способные расти на дифференциальных лактозосодержащих средах, способные ферментировать лактозу до кислоты и газа при температуре 37°С в течение 24-48 ч. Термотолерантные колиформные бактерии, входящие в состав ОКБ, обладают такими же признаками, но в отличие от них способны ферментировать лактозу при температуре 44°С в течение 24 ч. ТКБ и БГКП должны отсутствовать в 100 мл питьевой воды (в пробах при трехкратной повторности анализа).
Общая численность микроорганизмов (общее микробное число - ОМЧ) определяется по росту на плотной питательной среде при температуре инкубации 37°С. Полагают, что чем выше общее микробное число, тем больше вероятность присутствия в воде патогенных микроорганизмов. Исследования воды на наличие патогенных микроорганизмов могут проводиться только в лабораториях, имеющих санитарно-эпидемиологическое заключение о соответствии условий выполнения работ санитарным правилам и лицензию на деятельность, связанную с использованием возбудителей инфекционных заболеваний.
При определении микроорганизмов проводится трехкратное исследование по 100 мл отобранной пробы воды. Исследование питьевой воды на наличие патогенных бактерий кишечной группы и энтеровирусов проводится также по эпидемиологическим показаниям по решению центра госсанэпиднадзора. Обнаружение в воде бактерий группы кишечных палочек следует рассматривать как показатель фекального загрязнения воды, а их количество позволяет судить о степени этого загрязнения. Количество БГКП определяют двумя методами: методом мембранных фильтров и бродильным методом с помощью определения наиболее вероятного числа (НВЧ).
Присутствие БГКП выражается с помощью коли-титра и коли-индекса. Коли-титр воды - это наименьший объем воды, в котором обнаруживается одна клетка БГКП. Коли-ипдекс воды - это определенное число клеток БГКП в 1 л воды. Метод определения присутствия бактерий группы кишечных палочек заключается в посеве определенных объемов анализируемой воды и инкубировании их при 37°С в среде накопления с последующим посевом выделенных бактерий на дифференциально-диагностическую агаризованную среду и определении их принадлежности к БГКП.
К сульфитредуцирующим клостридиям относят прежде всего Clostridium perfringens , обнаружение которых может свидетельствовать о давнем фекальном загрязнении. Колифаги - вирусы кишечных палочек, являющиеся индикаторами очистки питьевой воды в отношении энтеровирусов. На газоне кишечных палочек в чашке Петри они образуют свободные зоны (бляшки), так как лизируют бактерии.
Естественно, вода должна быть безопасна с химической точки зрения и соответствовать нормативным требованиям по органолептическим показателям. Наиболее высокое качество имеет вода артезианских скважин. Воду, получаемую из открытых источников, необходимо подвергать очищению.
Очищение воды проводят в несколько стадий.
1. Освобождение воды от взвесей. Для этого воду отстаивают в специальных бассейнах (отстойниках): горизонтальных, вертикальных, радиальных, тонкослойных. Они представляют собой резервуары с водораспределительным и водосборным устройством и устройством для удаления осадка. Вода в отстойниках находится от 1 до 6 ч. В тонкослойном отстойнике значительно сокращается время отстаивания, так как вода быстро проходит по нескольким слоям и освобождается от взвесей.
Выделяют следующие способы удаления взвесей из воды. Флотация - всплытие частиц с пузырьками воздуха, которое может осуществляться механически, под давлением, с помощью электричества (электрофлотация). Это позволяет освободить воду от грубодисперсных загрязнений. Флотационные установки используют для очистки сточных вод от нефтепродуктов, смол, поверхностно-активных веществ (ПАВ), полимеров и др. и редко для очистки природных вод.
Фильтрация - это процесс задержания небольших грубодисперсных загрязнений при прохождении очищаемой воды через зернистую загрузку фильтров или составляющие фильтр пластины - металлические, тканевые, мембранные. В качестве фильтрующей загрузки применяют природные и синтетические материалы. К природным относят кварцевый песок, мрамор, горные породы, а синтетические представлены полистиролом, пенополистиролом, керамзитом (получают путем обжига глины в виде гранул различного размера) и др.
На поверхности фильтрующего материала и в его порах образуется своеобразная биологическая пленка, состоящая практически из клеток микроорганизмов. Существуют быстрые и медленные фильтры. Обычно фильтр работает до 1 - 1,5 мес.
Существует ультрафильтрация - мембранный метод очистки воды от коллоидных и коагулированных примесей путем фильтрования под давлением через полупроницаемую мембрану крупной пористости - более 0,1 мкм.
2. Очистка воды. От тонкодисперсных и коллоидных загрязнений воду освобождают с помощью коагуляции и флокуляции. Коагуляция направлена на снижение заряда коллоидных частиц, а флокуляции - на укрупнение частиц загрязнений. Существует электрохимическая коагуляция - ионами алюминия или железа. Коагулянты делят на неорганические и минеральные. К неорганическим относят кристаллогидраты солей алюминия и железа.
В России для очистки природных вод применяют сернокислый алюминий и полиоксихлориды алюминия, а соли железа используют для очистки сточных вод. Неорганические коагулянты вступают в реакции осаждения с фторидами, фосфатами, сульфидами с образованием нерастворимых соединений, которые затем удаляются из воды. К органическим коагулянтам относятся водорастворимые низкомолекулярные полимеры (полиакриламид, акриламид, акриловая кислота и др.), которые адсорбируют частицы загрязнений и образуют с ними нерастворимые комплексы. Разработано множество видов смесителей, специальные камеры хлопьеобразования и удаления частиц из очищаемой воды. Образующиеся соединения выпадают в виде хлопьев, и микроорганизмы оседают вместе с ними.
Для очистки воды от растворенных загрязнений (органических и неорганических) применяют специальные реагенты или используют безреагентные методы. К реагентным методам относят нейтрализацию, химическое осаждение, окисление, восстановление. Безреагентные методы включают адсорбцию, ионный обмен, мембранные методы, выпаривание, вымораживание и др.
3. Дезинфекция воды. Предыдущие этапы обработки снижают количество микроорганизмов в воде. Но для более значительной деконтаминации воды и главным образом для уничтожения патогенных микроорганизмов воду обеззараживают. Долгое время воду дезинфицировали методом хлорирования, применяя газообразный хлор или другие хлорсодержащие соединения. Хлор оказывает очень сильное воздействие на микроорганизмы, даже в очень малых концентрациях. Кроме этого, бактерицидное действие оказывают недиссоциированные молекулы хлорноватистой кислоты, которая образуется в воде при гидролизе хлора. Сильным действием на микроорганизмы обладает гипохлорит. Применение хлора имеет свои недостатки: при недостаточном количестве активного хлора вода не обеззараживается, а при избыточном количестве у воды появляются неприятные хлорные вкус и запах.
Сейчас воду озонируют и облучают ультрафиолетовыми лучами, это оказывает бактерицидное действие. Озонирование оказывает положительное воздействие на органолептические показатели воды.
Оценка качества питьевой воды проводится по комплексу химических, органолептических и микробиологических показателей. При бактериологическом исследовании учитывают присутствие, кроме кишечных палочек, и других санитарно-показательных микроорганизмов: энтерококков, Clostridium perfringens, бактерий рода Proteus.
Вода, используемая на предприятиях пищевой промышленности и предприятиях общественного питания, должна соответствовать требованиям, предъявляемым к питьевой воде.
Сточные воды. К сточным водам относят использованную воду, загрязненную в ходе различных процессов, которая содержит разнообразные органические и минеральные примеси. Загрязненные в ходе промышленного производства воды называют промышленными сточными. На одном предприятии сточных вод может быть до десятков тысяч кубометров в сутки. Бытовые сточные воды являются результатом использования человеком воды для хозяйственно-бытовых нужд. Количество в среднем составляет 50-280 л на человека в сутки.
Загрязненные сточные воды содержат огромную массу различных микроорганизмов, в том числе патогенных. Удаление сточных вод нормируется особыми правилами, вода должна быть очищена и, главное, обезврежена. Очищают сточные воды в зависимости от химического состава воды и от характера водоема, в который они попадают после очистки (рис. 7.2).
Рис. 7.2.
1 Шлегель Г. Г. Указ. соч.
Для очистки сточных вод используют физические, биологические и химические методы.
Физические методы. Это прежде всего отстаивание, в процессе которого происходит механическая очистка.
Биологические методы. Это методы, основанные на способности микроорганизмов перерабатывать органические и минеральные вещества, в большом количестве содержащиеся в сточных водах. Биохимическая деятельность аэробов используется при аэробной биологической очистке, которая проводится в естественных и искусственных условиях. Естественным природным фильтром является почва, слои которой задерживают большую часть микроорганизмов. Этот же процесс происходит и на полях фильтрации и орошения. Поля фильтрации служат только для очистки воды. Поля орошения предназначены одновременно для очистки сточных вод и выращивания различных культур (овощей, трав, деревьев и др.). Растения используют ценные вещества, образующиеся при минерализации органических веществ, в большом количестве содержащихся в сточных водах.
Для этих же целей служат и биологические (очистные) пруды, которые создаются искусственно и представляют собой последовательно соединенные водоемы. В эти водоемы подается сточная вода и дополнительное количество чистой, так как концентрация различных соединений в грязных водах изначально столь велика, что создает неблагоприятные условия для развития многих микроорганизмов. Далее в таких водоемах происходят процессы по типу протекающих в природных водоемах при самоочищении природных вод.
И в почве, и в воде микроорганизмы превращают органические вещества из сточных вод в неорганические соединения. Очищенные сточные воды по дренажным трубам поступают в открытый водоем.
Широкое применение для биологической очистки сточных вод имеют специальные очистные сооружения: биологические фильтры и аэротенки. Сначала производят механическую очистку воды и затем направляют ее на биологическую очистку. Биологические фильтры представляют собой емкости, которые заполнены крупнозернистым материалом (гравием, щебнем или пластмассовыми блоками), через который проходит вода. Для более активной работы аэробных микроорганизмов подается воздух, такие биофильтры оснащены вентиляторами и называются аэрофильтрами.
На поверхности фильтрационного материала развиваются микроорганизмы, в том числе простейшие и др. По мере накопления их биомассы на поверхности образуется биологическая пленка, обитатели которой прежде всего окисляют углеродсодержащие органические вещества. Также активно происходит аммонификация азотсодержащих органических веществ. Образовавшиеся аммиачные соли переходят в соли азотистой и азотной кислот.
В аэротенках (это открытые проточные бассейны) переработку воды осуществляют с помощью активного ила, который состоит в основном из микроорганизмов. Активный ил представляет собой хлопья темно- коричневого цвета, которые на 70% состоят из живых организмов и 30% составляют неорганические частицы. Интересно, что живые организмы вместе с твердыми частицами образуют своеобразный симбиоз популяций организмов, покрытый слизистой оболочкой.
Из активного ила выделены бактерии родов Actinomices , Bacillus , Corynebacterium, Micrococcus , Sarcina , Pseudomonas , причем последние особенно многочисленны. Эти микроорганизмы окисляют углеводы, спирты, кислоты, ароматические углеводороды, парафины и другие соединения. Бактерии родов Flavobacterium , Achromobacter , Mycobacterium разлагают нефть, нафтены, парафины, альдегиды, фенолы и др. В активных илах встречаются разнообразные простейшие, которые сами не производят разложение органических веществ, но регулируют численность микроорганизмов в консорциуме, это саркодовые, жгутиковые, реснитчатые инфузории и др. Простейшие поедают ослабленные формы бактерий, что приводит к развитию молодых и биологически активных. Численность бактерий в активном иле составляет 10 8 -10 12 КОЕ/г.
Ил вместе со сточными водами подвергается активной аэрации, протекая через аэротенк. Воздух поддерживает ил во взвешенном состоянии и осуществляет энергичное перемешивание жидкости. В аэротенках, как и в биофильтрах, происходит окисление органических веществ сточных вод, только более интенсивно. Разложение органических веществ в анаэробных условиях заканчивается образованием метана, азота, сероводорода. После прохождения через биофильтр или аэротенк вода поступает в отстойники, где освобождается от биопленки, частиц активного ила и далее выпускается в водоем. Так как в процессе очистки сточных вод в них накапливается большое количество микроорганизмов, среди которых могут быть патогенные, то воду перед спуском часто дезинфицируют. Спуск сточных вод в водоемы без предварительной обработки не разрешается.
Оставшийся осадок сушат, дезинфицируют и используют в качестве удобрения. Формованный в виде брикетов осадок может быть использован в качестве топлива. В результате жизнедеятельности микроорганизмов образуются различные газообразные продукты (водород, углекислый газ, аммиак, метан и др.), причем метан составляет более половины - а это горючий газ.
Самоочищение природных водоемов. В природном водоеме существует определенное равновесие. При попадании в водоем загрязненной воды или даже очищенных сточных вод условия для обитающих там биоорганизмов меняются. Многие обитающие в чистой воде организмы погибают, а вместо них в водоеме начинают развиваться другие. Это не только микроорганизмы, но и прочие водные обитатели (простейшие, водоросли и др.). Постепенно сапрофитные бактерии вымирают из-за недостатка пищи, под воздействием продуктов жизнедеятельности и антибиотических веществ, выделяемых прочими водными «жителями». Также бактерии лизируются бактериофагами, употребляют их в пищу коловратки и инфузории.
Постепенно в водоеме восстанавливаются нормальные экологические условия, формируются соответствующие фауна и флора, и количество сапрофитных бактерий снижается до сотен и даже десятков клеток в 1 см 3 воды. Такой процесс называется естественным самоочищением. Вода очигцается от большого количества микроорганизмов, прежде всего бактерий, и от органических загрязнений.
Вода естественных водоемов обладает способностью самоочищения, но сильное загрязнение существенным образом нарушает естественный процесс. Нарушение экологического равновесия приводит к серьезным проблемам.
Современные экологические условия только ухудшаются, а государственные методы очистки воды уже явно устарели. Поэтому в нашей воде живет множество бактерий и вирусов, которые являются сильной угрозой для организма человека в теплое время года.
Вирусы в воде:
Гепатит А. Этот вирус ежегодно поражает более одного миллиона человек по всему земному шару.
После поражения вирусом увеличивается печень и селезенка. Функционирование этих органов нарушается. Симптомы: температура в течение 4-10 дней, темный цвет мочи, болевые ощущения в мышцах. Для борьбы с гепатитом А необходимо использовать обратноосмотические или мембранные фильтры.
Аденовирус. Такое название вирусу дали из-за того, что он был найден в аденоидах. При заражении аденовирусом наблюдаются острые инфекции дыхательных путей, а также болезнь глаз (конъюктивит). Чтобы заразиться аденовирусом, необязательно пить воду, а достаточно просто умыться. Для борьбы с аденовирусом необходимо установить качественную магистральную очистку водопроводной воды.
Ротавирус. В простонародье известен под названием «кишечный грипп». Чаще всего ротавирусом поражаются дети возрастом до полугода, а также взрослые люди, которые ухаживают за детьми. Среди симптомов наблюдается высокая температура, рвота, боли в кишечной полости. Избежать попадания молекул ротавируса в воду можно, используя специальные мембранные фильтры. Также, стоит отметить, что кипячение устраняет данный тип вируса
Бактерии в воде:
Сальмонелла. Эта бактерия возбуждает кишечные инфекции. При поражении этой бактерией наблюдаются: боли в брюшной полости, высокая температура, тахикардия, рвота и тошнота. В качестве борьбы с сальмонеллой нужно использовать ультрафиолетовое обеззараживание и кипячение
Шигелла – бактерия, возбуждающая дизентерию. Результат поражения шигеллой – пониженный иммунитет. Симптомы: тошнота, рвота, многократный стул. Борьба: применение фильтрационных приборов или кипячение
Холерный вибрион. В наши дни холера все еще представляет собой особую угрозу для организма человека. При поражении холерной палочкой у больного наблюдаются: рвота, частый стул, обезвоживание организма. Избежать попадания холерного вибриона помогают фильтры или кипячение.
Как вы видите, бактерий и вирусов, которые могут содержаться в воде много. А заразиться ими очень просто, достаточно просто искупаться. Все это говорит о том, что целесообразнее применять комплексную очистку воду. Набор фильтров в комплексной очистке определяется после лабораторного анализа воды.
Наша земля богата множеством озёр, рек и морей. Мы любуемся ими, иногда даже купаемся в них, и пьём из них воду. Но мы даже и не догадываемся, какие микроорганизмы живут в этой воде. Фотограф Даниэль Ступин показал в мельчайших деталях ряд микроскопических организмов, живущих в воде. Более того, без многих из этих организмов воды бы не было как таковой
На фото ниже водная блоха, её размер всего пол миллиметра. Сложность процесса заключается в том, что все эти организмы нужно фотографировать живыми, иначе они очень быстро распадаются. Некоторые из них даже сфотографированы в движении
А вот микроскопическое изображение личинки москита. Процесс фотографирования такой личинки довольно сложен, необходимо делать множество макроснимков, а затем обрабатывать их с помощью специального программного обеспечения
Основная часть мышц у этой личинки сосредоточена в голове. Их невозможно увидеть без помощи специальной комбинации линз, которыми воспользовался фотограф
Благодаря такой технике мышцы и другие волокнистые структуры становятся более яркими, чем остальная часть организма. Получается фактически рентген, что и видно по снимкам этих личинок
А вот снимок остракода - это пресноводное микроскопическое ракообразное, живущее в раковине. Все эти микроорганизмы чрезвычайно важны для экосистемы и пищевой цепи
Все эти организмы питаются морскими водорослями, и еще более мелкими беспозвоночными. Таким образом они могут быть классифицированы и как потребители, и как элементы пищевых цепей
Вот еще один снимок водной блохи, но уже с другого ракурса, и в других оттенках
На снимке ниже глаз водной блохи, с потрясающей детализацией
На следующем фото пресноводное ракообразное, копепод Циклоп, сфотографированный под поляризационным светом
Эта пресноводная гидра (не пугайтесь, это не огромное мифическое существо а лишь небольшой полип, живущий в пресной воде) размером в сантиметр не так сложна для фотографа, из-за её размеров достаточного одного снимка - и фотография готова. Эта гидра как раз и питается водяными блохами, о которых я писал выше
Гидры - очень загадочные существа, они не умирают и не стареют, могут легко восстанавливать ткани или отращивать новые щупальца
Эти организмы часто остаются незамеченными, и лишь благодаря таким людям, как Даниэль Ступин мы узнаем о них
Ну а самым живучим существом на земле является
Вода, как и почва, является естественной средой обитания для многих видов микроорганизмов всех царств жизни. Разнообразные микроорганизмы обитают как в воде открытых водоемов, так и в грунтовых водах: палочки, кокки, вибрионы, спириллы, спирохеты, различные фотосинтезирующие бактерии, грибы, простейшие, вирусы и плазмиды.
Многие виды галофильных бактерий обитают в морских водах. Численность микроорганизмов в воде определяется главным образом содержанием в ней органических веществ, которые под влиянием микроорганизмов подвергаются совершенно таким же превращениям, как и в почве. В 1 мл воды количество микробов может превышать несколько миллионов. Грунтовые подземные воды чище, так как, просачиваясь через почву, вода подвергается своеобразной фильтрации, в результате которой большинство микробов задерживается в фильтрующем слое.
Численность микроорганизмов в воде открытых водоемов подвержена колебаниям и зависит от климатических условий, времени года, а главным образом, от степени загрязнения рек, озер и морей сточными и канализационными водами и отходами промышленных, агропромышленных и других предприятий. В реки, озера, моря из прибрежных городов и других населенных пунктов выбрасывается такое количество сточных вод, несущих мириады микробов и содержащих огромное количество органических веществ, что вода не успевает самоочищаться. В результате возникла и сохраняется серьезная глобальная экологическая проблема.
По степени микробного загрязнения различают три категории воды (или зоны водоема):
1. Полисапробная зона - наиболее сильно загрязненная вода, бедная кислородом, богатая органическими веществами. В 1 мл воды содержание микроорганизмов достигает 1 млн и более, преобладают Е. coli и анаэробные бактерии, вызывающие процессы гниения и брожения.
2. Мезосапробная зона - вода, загрязненная умеренно, в ней активно происходит минерализация органических веществ с интенсивными процессами окисления и нитрификации. Содержание микроорганизмов в 1 мл воды - сотни тысяч бактерий, количество Е. coli значительно меньше.
3. Олигосапробная зона - зона чистой воды, количество микроорганизмов в 1 мл воды - десятки или сотни, не более; Е. coli отсутствует или встречается в количестве нескольких клеток на 1 л воды.
Питьевая вода считается хорошей, если общее количество бактерий в 1 мл - не более 100; сомнительной - 100-150; загрязненной, - если содержание бактерий в 1 мл 500 и более. Количество микроорганизмов в придонном слое ила озер и рек варьирует в пределах от 100 до 400 млн на 1 г.
Вода играет исключительно важную роль в эпидемиологии многих инфекционных заболеваний, особенно кишечных (брюшного тифа, дизентерии, сальмонеллезов, холеры, вирусных гепатитов, полиомиелита и т. п.), возбудители которых выделяются вместе с испражнениями от больных и носителей и вместе со сточными водами поступают в воду открытых водоемов, а оттуда нередко и в питьевую воду.
Хотя патогенные бактерии слабо приспособлены к существованию в воде, где на них оказывают неблагоприятное действие солнечный свет и различные другие факторы, включая конкурентную водную микрофлору, многие из них могут достаточно длительное время сохраняться в воде. Более того, в летнее время при наличии в воде органических веществ, щелочной рН и благоприятной температуры некоторые из них, в том числе холерный вибрион, могут даже размножаться. Заразиться можно и через лед, в котором патогенные бактерии могут сохраняться в течение нескольких недель и даже месяцев.
Загрязненная вода - главный источник заражения холерой, дизентерией, брюшным тифом и другими кишечными инфекциями, а также лептоспирозом и, нередко, туляремией.
Микробиологические методы исследования воды сводятся к определению общего количества микроорганизмов в 1 мл воды и выявлению тех или иных видов патогенных бактерий (особенно холерного вибриона). Кроме того, поскольку прямое выделение патогенных бактерий из воды требует специальных исследований, существуют косвенные методы, позволяющие дать количественную оценку степени фекального загрязнения воды.
Среди множества конкурентов интернет-провайдеров в Подмосковье выделяется компания "СПИДИ-ЛАЙН" (speedyline.ru). Широкий охват качественной связи в Московской области, акции и бонусы!
Не нашли подходящую информацию? Не беда! Воспользуйтесь поиском на сайте в верхнем правом углу.
Вода является естественной средой обитания разнообразных микроорганизмов.
Микрофлора воды делится на две группы: автохтонную и аллохтонную.
Автохтонная или собственная микрофлора представлена микроорганизмами, постоянно живущими и размножающимися в воде. В состав этой группы входят Micrococcuscandicans,Sarcinalutea,Pseudomonasfluorescens,Bacilluscereusи др.
Аллохтонная или заносная микрофлора попадает в открытые водоемы из почвы, воздуха, организмов животных и человека и резко изменяет микробный биоценоз и санитарный режим.
Количественный и качественный состав микрофлоры воды зависит от состава и концентрации минеральных и органических веществ, температуры, рН, скорости движения воды, массивности поступления ливневых, фекально-бытовых и промышленных сточных вод. Количество микробов прямо пропорционально степени загрязненности водоемов. Особенно богаты микроорганизмами пруды, ручьи, озера густо населенных районов. В закрытых водоемах (озера, пруды) наблюдается определенная закономерность в распределении бактерий. Состав микроорганизмов различен на поверхности воды и на дне водоемов. Наиболее обильно заселена микроорганизмами вода на глубине 10-100 см. В более глубоких слоях их количество значительно снижается.
Ключевые воды и воды артезианских колодцев наиболее чисты.
Хотя вода и является неблагоприятной средой для существования условнопатогенных и патогенных микроорганизмов, отдельные их представители способны существовать в ней определенное время, а в некоторых случаях и размножаться. Многие годы в воде могут сохраняться споры возбудителя сибирской язвы, несколько месяцев – энтеровирусы, сальмонеллы, лептоспиры, несколько недель – возбудители холеры, дизентерии, бруцеллы.
Санитарно-бактериологическое исследование воды
Исследованию подлежит вода централизованного водоснабжения, колодцев, открытых водоемов, бассейнов, сточные воды.
Отбор проб водопроводной воды . Кран стерилизуют обжиганием с последующим стоком воды в течение 10 мин при полностью открытом кране. Пробу воды забирают в стерильную стеклянную посуду с плотно закрывающимися пробками. Доставка воды производится в контейнерах-холодильниках при температуре 4-10 0 С.
Для оценки санитарно-бактериологического состояния воды используют следующие показатели:
определение общего микробного числа (ОМЧ);
определение бактерий семейства Enterobacteriaceaeи термотолерантных колиформных бактерий;
определение спор сульфитредуцирующих клостридий;
определение колифагов;
определение патогенных бактерий кишечной группы.
Исследование питьевой воды на наличие колифагов, патогенных бактерий кишечной группы проводится по эпидемиологическим показателям. Определение спор сульфитредуцирующих клостридий проводится при оценке эффективности технологий обработки воды.
Определение общего микробного числа (ОМЧ)
Для определения ОМЧ вносят два объема воды по 1 мл в стерильные чашки Петри, в которые выливают по 6-8 мл расплавленного и остуженного до 45 0 С МПА. Содержимое чашки смешивают, оставляют до застывания агара и помещают в термостат на 24 ч. Подсчитывают количество колоний на чашках, вычисляют среднее арифметическое. Результат выражают числом КОЕ (колониеобразующих единиц) в 1 мл воды.
Определение бактерий семейства Enterobacteriaceae
и термотолерантных колиформных бактерий
Термотолерантные колиформные бактерии обладают всеми признаками бактерий семейства Enterobacteriaceae, но они способны ферментировать лактозу до кислоты и газа при температуре 44 0 С в течение 24 ч.
Для выявления бактерий семейства Enterobacteriaceaeи термотолерантных колиформных бактерий используют два метода: 1) метод мембранных фильтров, 2) титрационный метод.
Метод мембранных фильтров. Необходимый объем воды - 300 мл -фильтруют через мембранные фильтры по 100 мл. Фильтры переносят на среду Эндо в чашке Петри и инкубируют при 37 0 С 24 ч. Подсчитывают число красных и красных с металлическим блеском колоний.
Идентификацию бактерий проводят по оксидазному тесту и тесту образования кислоты и газа при ферментации лактозы (маннита) для чего исследуют не менее 10 колоний.
Так как, микроорганизмы семейства Enterobacteriaceaeи термотолерантные колиформные бактерии не обладают оксидазной активностью, то оксидазоположительные культуры дальше не исследуются.
Все лактозоположительные колонии засевают в две пробирки с одной из лактозных сред и 1 пробирку инкубируют при 37 0 (для культивирования микроорганизмов семействаEnterobacteriaceae), а другую при 44 0 (для культивирования термотолерантных колиформных бактерий).
Учитывают бактерии семейства Enterobacteriaceae– показатели давнего фекального загрязнения воды и термотолерантные колиформные бактерии – показатели свежего фекального загрязнения.
Результаты анализа выражают числом колониеобразующих единиц (КОЕ) бактерий семейства Enterobacteriaceaeи термотолерантных колиформных бактерий в 100 мл воды.
Титрационный метод. Принцип метода заключается в посеве установленного объема воды (300 мл – 3 объема по 100 мл – качественный анализ и 333 мл – 3 объема по 100 мл, 3 объема по 10 мл, 3 объема по 1 мл – количественный анализ) в лактозно-пептонную (или глюкозо-пептонную) среду, с последующим пересевом в среду Эндо и идентификацией культуры по морфологическим, культуральным и биохимическим свойствам для определения бактерий семействаEnterobacteriaceae.
Для выявления термотолерантных колиформных бактерий делают посев 2-3 изолированных колоний в пробирки с лактозной средой, нагретой на водяной бане или в термостате до 44 0 С.
При обнаружении бактерий семейства Enterobacteriaceaeи термотолерантных колиформных бактерий хотя бы в одном из трех объемов делают заключение – об обнаружении колиформных бактерий в 100 мл воды.
Определение спор сульфитредуцирующих бактерий
Сульфитредуцирующие клостридии, преимущественно C.perfringens– спорообразующие анаэробные палочки, редуцирующие сульфит натрия на железосульфитном агаре при 44 0 в течение 24 ч.
Определение сульфитредуцирующих клостридий проводят двумя методами: 1) метод мембранных фильтров, 2) прямым посевом.
Метод мембранных фильтров. Метод основан на фильтровании воды через мембранные фильтры, выращивании посевов в железо-сульфитном агаре в анаэробных условиях и подсчете черных колоний.
Результаты анализа выражают числом колониеобразующих единиц (КОЕ) спор сульфитредуцирующих клостридий в 20 мл воды.
Метод прямого посева. Производят посев 20 мл воды в пробирки с железо-сульфитным агаром (2 объема по 10 мл в 2 пробирки или 4 объема по 5 мл в 4 пробирки) инкубируют при 44 0 С 24 ч и посчитывают черные колонии. Результаты выражают числом КОЕ в 20 мл воды.
Определение колифагов
Колифаги – вирусы, лизирующие кишечную палочку и образующие зоны лизиса (бляшки) на бактериальном газоне.
Определение колифагов проводят прямым и титрационным методами.
Прямой метод. Исследуемую воду вносят в 5 стерильных чашек по 20 мл. В 6-ю - контрольную воду не берут. Затем во все чашки заливают расплавленный и остуженный до 45 0 агар с добавлением суточной культурыE.сoli, штамм К 2 (1,5 мл смываE.сoliв концентрации 10 9 на 150 мл агара). Перемешивают, оставляют для застывания и инкубируют при 37 0 С 24 ч.
Учитывают результат подсчетом бляшек в чашках Петри в БОЕ (бляшкообразующих единицах) в 100 мл воды. В контрольной чашке бляшки должны отсутствовать.
Титрационный метод. В основе метода - предварительное подращивание колифагов в среде обогащения в присутствииE.сoliи последующее выявления бляшек колифага на газонеE.сoli.
Определение бактерий родов сальмонелла и шигелла
Для выявления патогенных энтеробактерий исследуемый объем воды (не менее 2-3 мл) засевают в среды обогащения (Мюллера-Кауфмана, магниевая среда) с последующим высевом на плотные селективные и дифференциально-диагностические среды – Плоскирева, Эндо, Левина, висмут-сульфитный агар. Выделенные культуры идентифицируют по морфологическим, тинкториальным, биохимическим и серологическим свойствам.
Оценка воды по микробиологическим показателям
Критерии оценки воды разработаны дифференциально в зависимости от ее категории и назначения. Вода плавательных бассейнов по своим качествам должна соответствовать ГОСТу питьевой воды (табл. 3).
Loading...