Распространение микроорганизмов в воде кратко

Обновлено: 02.07.2024

Вода играет большую роль в пищевой промышленности. Она является основным технологическим сырьем при приготовлении напитков, бульонов, соусов, сиропов, рассолов и др. Кроме того, вода употребляется для мойки сырья и аппаратуры, коммуникаций и всего оборудования. Использование загрязненной воды приводит к инфицированию продуктов микроорганизмами, затруднениям при технологической обработке, быстрой порче продуктов.

Так же, как и почва, вода является естественным местообитанием микробов. Микроорганизмы в ней не только находятся, но и размножаются. В водоемы они попадают с почвой, пылью, различными органическими остатками и отбросами. В прибрежной полосе обычно содержится больше микробов, чем вдали от берега.

Микрофлора вод носит случайный характер, однако в нее входят и некоторые постоянные виды, требующие минимальных количеств органических веществ. Обсемененность воды микроорганизмами зависит от ее происхождения. Так, наиболее чистой является вода из артезианских колодцев и ключей. Дождевая вода загрязняется микроорганизмами, которые попадают в нее из воздуха или с частичками пыли. В выпавшем снегу после таяния обнаруживают много микроорганизмов даже в сильные морозы. Снег на ледниках почти стерильный и содержит очень мало микроорганизмов.

Глубокие почвенные воды в микробиальном отношении чище поверхностных; фильтруясь через слои почвы, они освобождаются от взвесей и микроорганизмов. Однако при плохом уходе вода колодцев может загрязняться просачивающимися поверхностными водами. При попадании патогенных микробов в колодцы вода может служить источником заражения.

Промышленные, бытовые и сельскохозяйственные сточные воды оказывают большое влияние на водоемы, вызывая загрязнение воды. Это влияние может быть прямым или косвенным. Прямое влияние состоит в том, что в поверхностные воды в прогрессирующих количествах попадают разнообразные химические вещества: продукты промышленной переработки; вещества, вносимые в почву для повышения плодородия или защиты растений от вредителей и др. Такие воды богаты питательными веществами, что обеспечивает бурное развитие водорослей. В результате в природных водоемах часто наблюдается недостаток кислорода. Следствием является загрязненность вод, гибель рыбы, неприятный привкус в питьевой воде. Биологическая структура водоемов меняется: уменьшается количество имеющихся видов, при этом некоторые совсем исчезают, а другие, более устойчивые, начинают преобладать. Обилие питательных веществ тормозит развитие одних видов, а других - стимулирует. Развиваются нечувствительные к загрязнениям виды фауны и флоры.

В настоящее время вопрос очистки сточных вод для защиты водоемов от загрязнений приобрел огромное значение. Ему уделяется много внимания как в нашей стране, так и за рубежом в ряду проблем защиты окружающей среды.

Борьба с загрязнением воды ведется давно, и основные направления в этой работе - разбавление и очистка сточных вод. Очищают сточные воды механическими и биологическими способами.

К механическим способам относятся различные виды фильтрации. Для очистки вод, загрязненных органическими веществами, обычно применяют биологические способы, при которых основную роль играют микробиологические процессы. Участвующие в них микроорганизмы вызывают усиленную минерализацию органических веществ, загрязняющих сточные воды.

Существуют различные системы биологической очистки вод. При использовании особых микроорганизмов органические вещества разлагаются в анаэробных условиях в процессе метанового брожения. В результате метанового брожения получаются безопасные конечные продукты: углекислый газ, вода и легкоудаляемый газообразный метан. Клетки микроорганизмов легко отделяются от очищенной воды.

В реках и других естественных водоемах загрязненная вода обладает способностью к самоочищению в результате оседания нерастворимых осадков, разбавления, а также биохимических процессов, вызываемых бактериями, водорослями и другими низшими растениями и животными. Количество микроорганизмов в речной воде в течение лета уменьшается также под воздействием солнечного света; в осенние месяцы оно увеличивается.

Процесс естественного самоочищения вод происходит во всех водоемах независимо от географического положения. Однако в летний период, при интенсивном солнечном освещении, скорость этого процесса мала. Повторное фекальное загрязнение почвы вокруг населенных мест поддерживает резерв патогенных микробов. Эпидемиологическая опасность такой воды велика, так как она может вызвать инфекцию.

Микроорганизмы перерабатывают в воде остатки растений и животных, даже если органические вещества находятся в разбавленном виде. Обитающие в воде микроорганизмы (водные бактерии, микроскопические водоросли) приспособились к этим условиям. Но среди микрофлоры воды встречаются и обычные почвенные бактерии, попадающие в воду из почвы.

Степень загрязненности воды различна. В озерах, вдали от берегов вода очень чистая: в 1 мл воды содержатся лишь единицы или десятки бактерий. В прибрежных загрязненных водах обнаруживают сотни тысяч микробов.

В воде много растворенного кислорода, который выделяется зелеными водорослями в процессе фотосинтеза. Поэтому в ней происходят окислительные процессы. На дне водоемов кислорода меньше и окисление органических веществ идет медленнее. В результате образуется продукт неполного окисления органических остатков - ил, густо заселенный микроорганизмами. Они находятся в основном на поверхности ила, а на глубине 1-2 см их уже немного. В 1 г ила содержатся тысячи и сотни тысяч микробов.

В морской воде микробов меньше, чем в пресной, и количество их уменьшается по мере удаления от берегов. На глубине 1 км в 1 мл морской воды обнаружены единичные бактерии. На глубине более 4 км гнилостных бактерий нет и гнилостные процессы не происходят. Микрофлора морской воды приспособилась к высокой концентрации солей, в ней больше солелюбивых организмов.

В морской воде, даже в арктических морях, вблизи Северного полюса на глубине более 3 тыс. м, в водах Индийского и других океанов, в Черном море, далеко от побережья, на глубине сколо 2 тыс. м в слоях воды, насыщенных сероводородом, обнаружены дрожжи.

Вода является естественной средой обитания многих микроорганизмов.

Обычная нормальная микрофлора воды – это сапрофиты, представленные псевдомонасами, микрококками, серо- и железобактериями, мицелиальными и дрожжеподобными грибами, микроскопическими водорослями, простейшими, зоопланктоном и зообетосом, фагами, актиномицетами и другими микроорганизмами.

Важная роль микроорганизмов в процессах биологической продуктивности водоемов определяется тем, что микроорганизмы разлагают мертвое органическое вещество, превращая продукты его распада в пригодные для питания водой растительности и, кроме того, сами микроорганизмы служат пищей для водных животных.

Микробное население воды отражает состав микрофлоры почвы, с которой вода имеет непосредственный контакт. Микроорганизмы, обитающие в воде, являются распространенными обитателями почвы. В воду микробы попадают не только из почвы, но и вместе с выделениями человека, животных, бытовыми отбросами, сточными водами и пр.

Во всех водах пресных и соленых так же, как и на суше, встречаются представители разных физиологических групп микроорганизмов, которые принимают участие в круговороте азота, углерода, фосфора, железа, марганца, калия и других элементов.

Помимо этих микроорганизмов в воду могут попадать, сохраняться и даже размножаться возбудители инфекционных болезней. Воды открытых водоемов загрязняются патогенными микробами в результате попадания в них неочищенных сточных вод инфекционных и ветеринарных лечебниц, канализационных вод. В воде размножаются возбудители холеры и длительное время в воде могут сохраняться возбудители дизентерии, брюшного тифа, энтеровирусы, лептоспиры и др.

Интенсивность обсеменения воды микроорганизмами и состав микрофлоры зависит от многих факторов – от гидрохимических показателей, сезона года, уровня эвтрофности водоема, температуры воды, от степени загрязнения водоема сточными, хозяйственными и промышленными водами, от степени загрязнения органическими и неорганическими химическими соединениями и пр.

Вблизи населенных мест количество микроорганизмов в воде особенно велико и видовой состав микробов более разнообразен.

На количественный и качественный состав микрофлоры открытых водоемов деятельность человека оказывает большое влияние. Реки и другие открытые водоемы, расположенные в черте любого населенного пункта, подвергаются систематическому загрязнению стоками хозяйственных вод и фекальных нечистот.

Микроорганизмы являются индикаторами гидрологических явлений в моря, океанах, пресных и других водоемах.

Вода морей и океанов тоже богата микроорганизмами, но там их значительно меньше, чем в пресноводных открытых водоемах.

В поверхностном слое ила, в грунте и толще воды морей и океанов обнаружены аэробы и анаэробы, амонифицирующие и денитрифицирующие, разлагающие мочевину и клетчатку, сбраживающие декстрозу и ксилозу, фиксаторы свободного азота и многие другие виды микроорганизмов. Относятся эти многие виды к родам vibrio, Pseudomonas, Bacillus, Flavobacterium, Micrococcus, Achromobacter, Bacterium, Serratia, Sarcina, Actinomyces, Microsporina, Spirillum, Chromatium и др. Встречаются они на разных глубинах, в аэробных, анаэробных, сероводородных зонах.

Морская или океаническая вода – специфическая среда обитания микроорганизмов. Характерный солевой состав, низкая температура, высокое давление, малые концентрации органических веществ, разреженность флоры и фауны составляют главные экологические особенности открытых областей морей и океанов для жизнедеятельности микроорганизмов.

Благодаря своей высокой и разносторонней ферментной активности микроорганизмы, распространенные в водной толще и густо заселяющие поверхность дна, ступают как биокатализаторы реакций, составляющих основные звенья круговорота веществ. Им принадлежит особая роль в превращении и образовании органической материи. Разрушая мертвое органическое вещество и регенерируя из него необходимые для растительности неорганические соединения, обеспечивают тем самым воспроизводство жизни растительных организмов.

Подавляющее большинство микроорганизмов, обитающих в морях и океанах, обладают значительной биохимической активностью. Благодаря активности ферментов микробов, происходит превращение многих углеводистых веществ. Многие микроорганизмы используют связанный кислород нитратов, усваивают газообразные формы азота. Многие из них, и прежде всего неспороносные палочки, являются денитрификаторами. Среди них есть и такие, которые вызывают разрушение хитиновых покровов водных обитателей. При разрушении хитина образуются минеральные продукты. Наличие в водных глубинах бактерий, разрушающих органические вещества, в том числе и хитин, до простых соединений, обуславливает возможность освобождающимся азоту и углероду вновь вступать в цикл круговорота веществ.

Под влиянием жизнедеятельности десульфурирующих бактерий сульфаты морской воды превращаются в сероводород. Тионовые бактерии, обуславливая окисление сероводорода и других соединений серы, оказывают тем самым влияние на содержании сероводорода в морской воде придонных слоев. Тионовые бактерии обнаруживаются в шельфовой части открытых морей, во внутриконтинентальных морях, на дне Северного Ледовитого океана.

Основная масса микробного населения морей и океанов сосредоточена в прибрежных зонах, где располагаются населенные пункты, а также в районах регулярного присутствия морских судов.

В воде постоянно происходят процессы самоочищения – микроорганизмы погибают от действия солнечных лучей и химических веществ, действия метаболдитов, вырабатываемых различными видами бактерий, грибов, водорослей. Но эти процессы нарушаются при увеличении степени загрязнения водоемов. На активность течения микробиологических процессов и скорость самоочищения водоемов оказывают влияние видовой состав рыб, их количество, а также степень заиления дна водоема.

Наименее обсемененными микроорганизмами являются почвенные воды, попадающие на поверхность через артезианские скважины и родники.

Микроорганизмы в природе находятся практически везде, где возможна жизнь. Поэтому их можно найти в воде, воздухе, живых организмах и особенно в почве. Разнообразные по составу и функциям, они могут как помогать более сложным формам жизни, так и приносить огромный вред. Чтобы понять, чем можно объяснить широкое распространение бактерий на нашей планете, стоит рассмотреть особенности их выживания на Земле в различных средах и значение для других форм жизни.

Распространение в воздухе

Распространение большинства бактерий в воздушной среде связано с постоянно изменяющимися условиями жизнедеятельности растений, животных и человека, а также сезонными перепадами температур и климатическими особенностями. Наименьшую концентрацию микроорганизмов в природе можно встретить в условиях горной и морской среды, где их размножение несколько затруднено. Населенные пункты, наоборот, становятся местом их наибольшего сосредоточения, особенно в летний период. Нахождение микроорганизмов в воздушной среде является временным, поскольку она не располагает достаточным количеством питательных веществ.

В жилых помещениях количество бактерий составляет примерно 1500 представителей микромира на 1 кубический метр. Именно воздушная среда становится транспортом для многих болезнетворных микроорганизмов, вызывающих респираторные заболевания, грипп, туберкулез и др. Они выделяются в природу их носителем и достаточно быстро разносятся на приличные расстояния. Значительно снижает процесс распространения вредных бактерий хорошая вентиляция помещений.

Распространение в почве

Почва является плацдармом, с которого бактерии попадают как в воду, так и в живые организмы и воздух. В одном ее грамме содержится до нескольких миллиардов микроорганизмов. Классифицируются они следующим образом:

Гнилостные бактерии аэробного и анаэробного типа участвуют в процессе разложения органической материи.
Азотфиксирующие – помогают растениям усваивать азот, перерабатывая его из воздуха.
Нитрифицирующие – работают с более сложными азотными соединениями.
Актиномицеты (разлагают наиболее устойчивые субстраты) и др.

Болезнетворные бактерии попадают в почву с кровью и выделениями больного или мертвого организма и мусором. Возбудители многих кишечных заболеваний живут в почве больше месяца. Споры газовой гангрены, сибирской язвы и столбняка могут продержаться вне носителя несколько десятков лет.

Распространение в водной среде

Из-за того, что вода является более благоприятным местом обитания и размножения на Земле, количество микроорганизмов в ней в несколько раз выше. В одном кубическом сантиметре жидкости может находиться до миллиона микробов, но это не имеет большого значения, так как большинство из них не являются возбудителями заболеваний.

Чаще всего распространение болезнетворных микроорганизмов в природе происходит через поверхностные воды рек, которые загрязняются производственными отходами различных предприятий, жидкостями, стекающими из населенных пунктов, и дождями. Если все эти факторы перестают влиять на определенное место реки, то уровень загрязнения уменьшается.

В воде могут находиться возбудители различных заболеваний, таких как:

дизентерия;
брюшной тиф;
колиэнтерит.

Попав в воду, бактерии могут оставаться там несколько месяцев, повышая риск появления заболеваний.

Распространение в теле человека

Болезнетворные микроорганизмы могут проникать в тело человека множеством способов, но в основном это происходит через ротовую полость и поврежденные участки кожных покровов. Многие попавшие бактерии живут в человеке, не принося ему вреда. Так как именно в ротовой полости обитает огромное количество микроорганизмов, то именно оттуда они и распространяются по всему телу через потребляемую пищу и воду.

В данной полости находятся:

стафилококки;
стрептококки;
микрококки.

Из-за этого некоторые воспалительные процессы в ротовой полости могут послужить причиной появления заболевания. Распространение бактерий в воздухе, почве, воде, живых организмах объясняется огромным разнообразием их видов, сумевших приспособиться практически к любым условиям существования в природе.

Но больше всего загрязнению подвержены руки, так как они часто соприкасаются с различными предметами. На них могут находиться болезнетворные микроорганизмы, которые служат причиной серьезных заболеваний. Размножение таких бактерий можно остановить соблюдением простых правил гигиены, что имеет немаловажное значение в профилактике большинства инфекций.

Распространенными последствиями заражения микроорганизмами в природе становятся пищевые отравления. Но это происходит только после накопления определенного количества бактерий, выделяющих токсины.

В целях предотвращения распространения бактерий следует мыть руки после многих совершаемых каждый день операций и перед приемом пищи, это действие имеет большое значение и позволит сохранить здоровье себе и окружающим.

Образование высшее филологическое. В копирайтинге с 2012 г., также занимаюсь редактированием/размещением статей. Увлечения — психология и кулинария.

Что же такое микроорганизмы?

Микробы или микроорганизмы — это собирательный термин, который включает в себя совершенно различные группы организмов размером менее 0.1 мм (рис. 1).

Рисунок 1 — Представители микрофлоры воды

Указанные группы могут попадать в питьевую воду и тем или иным образом ухудшать её качество. В воде также могут находиться яйца гельминтов, и, хотя по размеру эти жизненные формы можно отнести к микроорганизмам, научное сообщество не включает их в данное понятие.

Устойчивость микрофлоры в окружающей среде

Таблица 1 — Границы устойчивости микроорганизмов и человека к некоторым факторам окружающей среды в сравнении с человеком

Температура, o С	Соленость воды, г/л	Давление, Па	Доза излучения, Гр
Микро-организмы	От —10 (Psychrobacter spp.) до 122 o С (Methanopyrus kandleri)	0-200	от 10 -5 (Deinococcus radiodurans) до 5∙10 5 (Halomonas salaria)	10 000
Человек	15—45 o С	0.05—1	от 0.3∙10 5 до 2∙10 5	5

Питьевая вода

Питьевая вода — это безопасная для человека вода, которую можно потреблять в неограниченных количествах. В Российской Федерации качество питьевой воды регулируется СанПиН 2.1.4.1074-01 (центральное водоснабжение) и СанПиН 2.1.4.1116-02 (фасованная вода).В этих нормативных документах подробно описаны требования к микробиологическим показателям качества воды, однако ввиду того, что человек употребляет воду из различных источников, не прошедших водоподготовку (в том числе обеззараживание), например, колодцев, ручьёв и родников, опишем представителей микрофлоры, с которыми мы сталкиваемся.

Патогенные микроорганизмы (опасная микрофлора воды)

Начнём с того, чего ни в коем случае не должно быть в питьевой воде, но, к сожалению, регулярно там обнаруживается. Патогенные микроорганизмы могут вызвать серьёзные, вплоть до летальных случаев, заболевания человека. Носителями могут быть как животные, так и человек, вода же является лишь средой, с которой возбудитель попадает в организм. В табл. 2 представлены микроорганизмы, заражение которыми возможно через питьевую воду.

Таблица 2 — Патогенные микроорганизмы, заражение которыми может произойти через водный источник

Микроорганизм-возбудитель	Представитель микрофлоры	Болезнь, вызываемая возбудителем
Salmonella typhi	бактерия	брюшной тиф
Vibrio cholerae	бактерия	холера
Escherichia coli	бактерия	колиэнтериты
Leptospira spp.	бактерия	лептоспироз
Burkholderia pseudomallei	бактерия	мелиоидоз
Vibrio spp. (Vibrio parahaemolyticus)	бактерия	заболевания, вызванные парагемолитическими вибрионами (НАГ-вибрионы)
Legionella pneumophila	бактерия	легионеллез
Clostridium spp. (Clostridium botulinum)	бактерия	клостридиозы (ботулизм)
Salmonella spp.	бактерия	сальмонеллезы, паратифы А и Б
Shigella dysenteriae	бактерия	дизентерия
Shigella spp.	бактерия	шигеллез
Francisella tularensis	бактерия	туляремия
Hepatitis А	вирус	болезнь Боткина
Enterovirus C	вирус	полиомиелит
Enterovirus А, В	вирус	болезнь, вызванная вирусом Коксаки
Entamoeba histolytica	протист	амебная дизентерия
Naegleria fowleri	протист	первичный амёбный менингоэнцефалит
Acanthamoeba, Balamuthia mandrillaris	протист	энцефалит гранулематозный амёбный
Giardia intestinali	протист	лямблиоз
Cryptosporidium spp.	протист	криптоспоридоз

Жирным выделены микроорганизмы, для которых естественным местом обитания являются абиотические (неживые) объекты окружающей среды.

Перечисленные микроорганизмы могут обнаружиться в природных водах: в поверхностных водах, в колодцах, реже — в родниках, практически никогда — в воде скважин. Патогенная микрофлора не обнаруживается в воде централизованного водоснабжения и бутилированной воде при соблюдении технических норм и правил.

По наблюдению эпидемиологов патогенные микроорганизмы обнаруживаются в стоках больниц, а также в местах массового распространения заболеваний, возбудителями которых являются эти микроорганизмы. Патогенные агенты попадают в источники питьевой воды вместе с почвенным стоком по сети почвенных трещин и капилляров.

Сопорозные микроорганизмы (микроорганизмы, способные накапливаться в воде)

Среди патогенной микрофлоры выделяют особую группу организмов, которые могут не только сохраняться в природных источниках, но и активно размножаться там — сапронозы или сапронозные инфекции. Для них окружающая среда, и, в частности, вода, является естественным источником обитания. Среди бактерий это НАГ-вибрионы, лигионеллы, буркхальдерии и клостридии, среди протистов — Неглерия Фоулера и представители Acanthamoeba, Balamuthia mandrillaris. Но даже от них можно уберечься, выполняя минимальные меры предосторожности. Так отмечено, что в летнее время в стоячей воде, богатой органическим веществом, например, болотах, могут накапливаться клостридии. Опасны они тем, что многие виды выделяют в среду сильнейшие природные токсины, такие как ботулотоксин и тетанотоксин.

Важно: учёные фиксировали массовый падёж птиц в Канаде и США, отравившихся ботулотоксином при употреблении природной воды. Ни в коем случае не пейте воду из стоячего водоема (болото, озеро, пруд), особенно в странах с жарким климатом. Даже если Вы проведёте фильтрацию этой воды, ботулотоксин не исчезнет. Кипячения около 30 мин достаточно, чтобы токсин разрушился, но риск все равно будет высоким.

Многие вибрионы, например, Vibrio parahaemolyticus, встречаются в прибрежных зонах, и их появление имеет сезонный характер. Полагается, что носителями этого микроорганизма являются морские обитатели, а заражение человека происходит через заглатываемую воду или вместе с едой, пораженной вибрионами. Таким образом, в жаркий летний период следует избегать попадания воды в рот и не питаться необработанной термически морокой едой (рыба и моллюски).

Наибольший интерес среди сапронозных возбудителей инфекций вызывают легионеллы. Эти микроорганизмы не всегда заражают человека (в основном поражаются дети, старики, заядлые курильщики и люди с пониженным иммунитетом), однако широкое распространение легионелл и высокая смертность от легионеллеза (до 20 % случаев) вызывает опасения у исследователей-эпидемиологов. В природе эти бактерии паразитируют внутри простейших, а попадая в организм человека в виде вдыхаемого аэрозоля воды, легионеллы принимают иммунные клетки наших лёгких за те самые простейшие, в которых они обычно паразитируют, и происходит инфицирование человека. Есть несколько задокументированных случаев, когда заражение происходило через проглатывание воды. Излюбленным местом обитания легионелл являются замкнутые водопроводные системы с подогревом, кондиционеры, спа, джакузи, общественные душевые, градирни. Оптимальная температура для роста и размножения — 32–42 o С. Особенностью этого микроорганизма таже является усточивость к относительно высоким температурам, возбудитель инфекции может выживать при 50–55 o С. В том числе по этой причине недавнее предложение понижения температуры горячей воды вызвало столь бурную дискуссию в российском обществе.

Автохтонные микроорганизмы (естественные обитатели поверхностных водоемов)

Выше мы коснулись патогенных микроорганизмов, которые тесно связаны с человеком или животными. А кто же явлетется истинным хозяином поверхностных водоемов?

Подобно лесу, населенному множеством деревьев, толщу воды пронизывают одноклеточные водоросли, микроаэрофильные грибы (грибы которым для дыхания нужно немного кислорода), бактерии, в основном олиготрофные (те, кому не требуется много питания), свободноживущие протисты, и бактериофаги (вирусы бактериальных клеток). Эти микроорганизмы образуют плотную сеть из взаимодействий, поэтому их можно по праву назвать микрофлорой воды.

Как правило, эти микроорганизмы представлены видами, растущими при температуре 20 o С и ниже, то есть их оптимальная температура роста не совпадает с оптимумом роста патогенных микробов, которые лучше всего растут при температуре, близкой к температуре тела человека — 37 o С. Этим пользуются экологи и микробиологи: по отношению числа бактерий, выросших при 22 o С, к бактериям, выросшим при 37 o С, определяют индекс самоочищения водоема. Например, при фекальном загрязнении водоемов, это отношение близко к 1, а при значениях 4 и выше считается, что водоем очистился (ссылка на СанПиН).

Важно: чаще автохтонные микроорганизмы безопасны для человека из-за невысокого содержания в воде и невозможности размножаться при температуре 37 o С, однако серьёзную опасность для человека могут представлять их токсины.

Микроорганизмы — проценты токсинов

Водоросли (микроорганизмы, содержащие зеленый пигмент — хлорофилл) — обитатели спокойных и богатых питательными элементами водоемов. Сами микроорганизмы не заражают человека, но синтезируют и выделяют в воду цианотоксины, вызывающие поражение внутренних органов человека и животных: гепатотоксины (Microcystis, Anabaena, Oscillatoria, Nodularia, Nostoc, Cylindrospermopsis и Umezakia), нейротоксины (Aphanizomenon и Oscilatoria) и почечные токсины (Cylindroapermopsis raciborski). Это явление часто встречается в спокойных непроточных водоемах в летний период.

Важно: помимо открытых водоёмов водоросли способны размножаться в воде при её хранении, например, в бутылях для кулеров, при условии наличия источника света и ненадлежащей очистке тары при повторном использовании.

Микромицеты (микроскопические грибы), наряду с водорослями продуцируют чрезвычайно токсичные микотоксины, такие как патулин, афлотоксины и зеараленон. Особенностью этих токсинов является их устойчивость к температурной обработке и высокая онкогенность. Следует отметить, что в основном отравления микотоксинами происходят через пищу, однако, учитывая содержание грибов открытых водоёмах Российской Федерации (до 1 000 КОЕ/мл), можно утверждать, что возможно влияние микотоксинов на человека через потребление воды. В большинстве случаев микромицеты встречаются в водоемах в виде дрожжеподобных форм (не образуют разветвленный мицелий) и спор, представленых родами Aspergillis, Fusarium, Penicillum, Cladosporium, Alternaria. Часто споры микромицетов и выделяемые микромицетами вещества активно влияют на иммунную систему человека, являясь активными сенсебилизаторами аллергических реакций. Основным местообитанием микромицетов являются почвы, поскольку для развития необходим кислород, но есть и микроаэрофильные микромицеты, основным местообитанием которых является вода. Эти микроорганизмы не встречаются в подземных водах, могут находися в окрытых водоемах, а также находится и даже размножаться в водопроводе.

Микрофлора водопроводной воды

Выше мы описывали микрофлору в основном природной воды. Следует обсудить микробиологический состав той воды, которая течёт у нас из крана. Следует понимать, что перед тем, как вода попадает к нам в дом через централизованный водопровод, она проходит процессы водоподготовки, которые включают в себя дезинфекцию воды.

Важно: в Российской Федерации главными источниками воды являются открытые водоёмы, а основным методом дезинфекции — хлорирование воды.

Считается, что содержание свободного хлора в концентрациях 0.3-0.5 мг/л свидетельствует о санитарной безопасности воды. Но как уже было сказано выше, микроорганизмы научились приспосабливаться к различным условиям среды, поэтому водопроводная вода также содержит микрофлору. Условно микроорганизмы водопроводной воды также можно разделить на автохтонные и аллохтонные.

Автохтонные микроорганизмы водопровода — это организмы, которые научились закрепляться в системе водоснабжения и даже размножаться. Как правило они существуют в виде биоплёнок — полисахаридных слизеподобных образованиях, которые многократно повышают устойчивость организмов в окружающей их среде (хлорированной водопроводной воде) (рис. 2).

a — стадии развития биоплёнок на поверхностях;

б — фотография биоплёнки на сканирующем микроскопе

К автохтонным микроорганизмам водопровода можно отнести железобактерии (роды Gallionella, Leptothrix, Crenothrix, Siderocapsa), нитрифицирующие бактерии (роды Nitrospira, Nitrococcus, Nitrospina) и различные олиготрофные организмы, которые для функционирования требуется минимальное содержание органического вещества (роды Leptothrix, Crenothrix).

Железобактериям не требуется органического вещества, и энергию для жизнедеятельности они добывают из энергии химических связей: микроорганизмы переводят закисное железо Fe 2+ в окисное Fe 3+ , после чего аккумулируют железо в слизях и капсулах. Даже при незначительном количестве (менее 0.3 мг/л) в воде клетки микроорганизмов активно аккумулируют железо Fe 2+ . Представители этих родов не патогенны, но могут снизить качество воды до полностью непригодного. Как правило, вместе с аккумуляцией железа происходит и аккумуляция солей марганца. В результате биообрастаний внутренние поверхности металлических трубопроводов покрываются наростами и отложениями (рис. 3).

Рисунок 3 — Отложение солей железа и марганца в водопроводе в ходе жизнедеятельности железобактерий.

Нитрифицирующие бактерии участвуют в образовании обрастаний вместе с железобактериями. Эти микроорганизмы переводят аммонийный и нитритный азот, присутствующий в воде, в нитраты (рис. 4).

Рисунок 4 — Схема микробиологической нитрификации в воде

Основной вред нитрифицирующих бактерий заключается в том, что при высоком содержании в воде аммония и нитритов, а также при обеззараживании воды хлорамином, они могут накапливать в воде нитраты — пищу для других бактерий. Таким образом, нитрифицирующие бактерии являются центрами обрастаний и биопленок в системе водоснабжения. Также эти микроорганизмы в системах водоснабжения ухудшают дезинфицирующие (частично разрушают хлорамин — вещество для дезинфекции воды) и органолептические свойства (запах и цвет), а высокое содержание образовавшихся нитратов может вызывать метгемоглобинемию (особенно часто у детей).

Потенциально опасные микроорганизмы в биопленках

Рисунок 5 — Биоплёнки, образующиеся водопроводном бытовом кране.

Показано, что представители следующих условно-патогенных и патогенных родов бактерий могут образовывать биопленки: Psudomonas (сепсисы, отравления), Mycobacterium (туберкулез, лепра), Campylobacter (кампилобактериоз), Klebsiella (сепсисы, пневмония), Aeromonas (отравления), Legionella (легионелез), Helicibacter (язва, рак желудка), Salmonella (сальмонелез). Исследование бытовых кранов кухонь и душевых в Индии показало, что из 187 выделенных штаммов потенциальных патогенов, 20 % образовывали биопленки. Таким образом, даже если вода при водоподготовке отвечает всем санитарным требованиям, на выходе она может повторно загрязнятся через биопленки, образованные на кране.

Читайте также: