Микробиология питьевой воды реферат

Обновлено: 05.07.2024

Вода является естественной средой обитания разнообразных.микроорганизмов (различные виды бактерий, грибы, простейшие и водоросли). Совокупность всех водных организмов называется микробиальный планктон. На количественный состав микрофлоры основное влияние оказывает происхождение воды – пресные поверхностные (проточные воды рек, ручьев; и стоячие озер, прудов, водохранилищ), подземные (почвенные, грунтовые, артезианские), атмосферные и соленые воды. По характеру пользования выделяют питьевую воду (централизованного и местного водоснабжения), воду плавательных бассейнов, лед медицинский и хозяйственную. Особого внимания требуют сточные воды.

Микрофлору водоемов образуют две группы:

-автохтонные (или водные) и

-аллохтонные (попадающие извне при загрязнении из различных источников) микроорганизмы.

1. Автохтонная микрофлора – совокупность микроорганизмов, постоянно живущих и размножающихся в воде. Как правило, микрофлора воды напоминает микробный состав почвы, с которой вода соприкасается. В ее состав входят микрококки, сарцины, некоторые виды Proteus и Leptospira. Из анаэробов – Bacillus cereus и некоторые виды клостридий. Эти микроорганизмы играют значительную роль в круговороте веществ, расщепляя органические отходы, клетчатку и др.

2. Биологическое загрязнение водоемов.

Со сточными, ливневыми, талыми водами в водоемы попадают многие виды микроорганизмов, резко изменяющих микробный биоценоз. Основной путь микробного загрязнения – попадание неочищенных городских отходов и сточных вод. Также – при купании людей, скота, стирке белья и др. В воду могут попадать представители нормальной микрофлоры человека, УП, патогенной (возбудители кишечных инфекций, лептоспирозов, иерсиниозов, вирусы полиомиелита, гепатита А и т.д.). Следует помнить, что вода не является благоприятной средой для размножения патогенных микроорганизмов, для которых биотопами являются организм человека или животных.

Самоочищение водоемов

Полисапробные зоны – зоны сильного загрязнения. Содержат большое количество органических веществ и почти лишены кислорода. Количество бактерий в 1 мл воды в полисапробной зоне достигает миллиона и более.

Мезасапробные зоны – зоны умеренного загрязнения. Количество микроорганизмов – сотни тысяч в 1 мл.

Олигосапробные зоны – зоны чистой воды. Характеризуются окончившимся процессом самоочищения. Количество бактерий от 10 до 1000в 1 мл воды.

Таким образом, патогенные микроорганизмы, попадающие в водоем, достаточно обильны в полисапробных зонах, постепенно отмирают в мезосапробных и практически не обнаруживаются в олигосапробных зонах.

При санитарно-микробиологическом исследовании воды выделяют ОКБ, энтерококки, стафилококки и патогенные микроорганизмы (сальмонеллы, холерные вибрионы, лептоспиры, шигеллы и др.). Все санитарно-микробиологические исследования воды регламентируют соответствующие ГОСТ.

Основания для санитарно-микробиологического исследования воды:

Выбор источника централизованного водоснабжения и контроль за ним;
Контроль эффективности обеззараживания питьевой воды централизованного водоснабжения;
Наблюдение за подземными источниками водоснабжения (артезианские скважины, почвенные воды и т.д.);
Наблюдение за источниками индивидуального водопользования (колодцы, родники и др.);
Наблюдение за санитарно-эпидемиологическим состоянием воды открытых водоемов;
Контроль эффективности обеззараживания воды плавательных бассейнов;
Проверка качества очистки и обеззараживания сточных вод;
Расследование водных вспышек инфекционных болезней.

Санитарно-микробиологический анализ питьевой воды

1. Определение ОМЧ – общее число мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов, способных образовывать колонии на питательном агаре при t 0 37 0C в течение 24 часов.

Определение общих и термотолерантных колиформных бактерийметодом мембранной фильтрации (основной метод).

Общие колиформные бактерии - ОКБ – грам-, оксидаза-, не образующие спор палочки, способные расти на дифференциальных лактозных средах, ферментирующие лактозу до КГ при t 0 37 0 С в течение 24 часов.

Термотолерантные колиформные бактерии - ТКБ – входят в число ОКБ, обладают всеми их признаками, кроме того, способны ферментировать лактозу до КГ при t 0 44 0 С в течение 24 часов.

Метод основан на фильтрации установленного объема воды через мембранные фильтры, выращивании посевов на дифференциальной питательной среде с лактозой и последующей идентификации колоний по культуральным и биохимическим признакам.

Анализируют 3 объема по 100 мл, можно дробить объемы (10, 40, 100, 150 мл). Отмеренный объем воды фильтруют через мембранные фильтры. Фильтры помещают на среду Эндо (до трех фильтров на 1 чашку) и инкубируют t 0 37 0 С в течение 24 часов.

Если нет роста – отрицательный результат – ОКБ и ТКБ не обнаружены. Если есть типичные лактозопозитивные колонии с отпечатком на обратной стороне фильтра, подсчитывают, подтверждают их принадлежность к ОКБ и ТКБ. Для этого исследуется

-принадлежность к грамотрицательным бактериям

-ферментация лактозы до КГ (в двух пробирках – при t 0 37 0 С и 44 0 С).

Результат высчитывают по формуле Х=а∙100/V, где

а – число колоний (в сумме),

V – объем воды (в сумме),

Х – число колоний в 100 мл воды.

Результат выражают в КОЕ ОКБ (ТКБ) в 100 мл воды. В норме ОКБ (ТКБ) в 100 мл воды питьевой не должны определяться.

Споры сульфитредуцирующих клостридий– спорообразующие анаэробные палочковидные бактерии, редуцирующие сульфит натрия на железо-сульфитном агаре при t 0 44 0 С в течение 16-18 часов. Метод основан на выращивании посевов в железо-сульфитном агаре в условиях, приближенных к анаэробным, и подсчете числа черных колоний.

Объем воды 20 мл прогревают на водяной бане 75-80 0 С в течение 15 минут для исключения вегетативных форм, затем фильтруют через бактериальный фильтр, который помещают в пробирку с расплавленным железо-сульфитным агаром (70-80 0 С), остужают, помещают в термостат t 0 44 0 С на 16-18 часов.

Определение колифагов.

Получение неудовлетворительных результатов исследований воды по основным микробиологическим, паразитологическим показателям; обнаружение возбудителей кишечных инфекционных или паразитарных заболеваний, синегнойной палочки является основанием для полной смены воды в ванне. Смена воды в ванне бассейна должна сопровождаться механической чисткой ванны, удалением донного осадка и дезинфекцией с последующим отбором проб на анализ.

ЗАБОЛЕВАНИЯ ИНФЕКЦИОННОЙ ПРИРОДЫ,

КОТОРЫЕ МОГУТ ПЕРЕДАВАТЬСЯ ЧЕРЕЗ ВОДУ ПЛАВАТЕЛЬНЫХ БАССЕЙНОВ

Целью данной работы является проведение санитарно –бактериологического исследования воды Бугульминского водоканала и определение качества водопроводной питьевой воды.
Объектом исследования стала водопроводная питьевая вода.
Исходя, из поставленной цели были выделены следующие задачи:
1)определить общее количество микробов в воде;
2)определить коли - титр воды и оценить качество;
3) провести органолептическую оценку воды (мутность, цветность, запах, вкус, привкус);

Содержание

Введение………………………………………………………………………..3
Классификация воды…………………………………………………………..5
Виды загрязнения воды ………………………………………………..6
Оценка качества воды по классам……………………………………..7
Факторы, влияющие на формирование состава воды………………..8
Общие требования к полевым методам анализа……………………. 9
Современные методы обеззараживания питьевой воды……………10
Микробиологическая лаборатория…………………………………………22
Техника безопасности в микробиологической лаборатории………31
Организация рабочего места в микробиологической лаборатории.34
Практическая работа………………………………………………………. 35
Заключение…………………………………………………………………. 49
Список используемой литературы……………………………………

Вложенные файлы: 1 файл

Министерство труда.docx

Министерство образования и науки Республики Татарстан
Государственное автономное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

Санитарно – бактериологическое исследование качества питьевой воды

Курс I, 491 группа

Аблязова Л.А., мастер

Классификация воды…………………………………………………………..5

Виды загрязнения воды ………………………………………………..6
Оценка качества воды по классам……………………………………..7
Факторы, влияющие на формирование состава воды………………..8
Общие требования к полевым методам анализа……………………. 9
Современные методы обеззараживания питьевой воды……………10

Техника безопасности в микробиологической лаборатории………31
Организация рабочего места в микробиологической лаборатории.34

Каждый человек должен сделать все возможное для сохранения и улучшения качества пресной воды, увеличения ее количества для будущих поколений. Над проблемой очистки и обеззараживания воды работают многие ученые разных стран. Правила и нормы для питьевой воды очень жесткие. У нас в стране они отражены в специальном государственном стандарте (ГОСТ 2874-82 Вода питьевая.Гигиенические требования и контроль за качеством от 01.01.85).

Проблема качества питьевой воды в последнее время становится все более актуальной. 80% всех болезней в мире связано с неудовлетворительным качеством питьевой и нарушением санитарно - бактериологических норм водоснабжения, около 2 млрд. человек в мире страдает от болезней, связанных с водой. Учеными доказано, что из ядов, поступающих в организм человека, 70% поступает с пищей, 20% из воздуха и 10% с водой. Вода с повышенным содержанием хлоридов и сульфидов отрицательно влияет на функции системы пищеварения. Повышенное содержание кальция и магния способствует камнеобразованию в почках и мочевом пузыре, вызывает гипертоническую болезнь, склероз. Отмечена связь между жесткостью воды и смертностью от сердечно – сосудистых заболеваний. Свинец вызывает заболевания нервной и кроветворной систем организма; кадмий, хром – заболевания почек; ртуть – центральной нервной системы, выделительной и кровеносной систем; цинк – двигательного аппарата, расстройство деятельности желудка. Повышение концентрации нитратов вызывает заболевание крови. Таким образом, мы видим, что качество питьевой воды оказывает сильное влияние на здоровье человека.

Целью санитарно – бактериологического исследования воды является определение наличия в воде патогенной и условно-патогенной микрофлоры, и, следовательно, источника этого попадания, а также предупреждение распространения инфекционных заболеваний среди населения.

Объектом исследования стала водопроводная питьевая вода.

Исходя, из поставленной цели были выделены следующие задачи:
1)определить общее количество микробов в воде;

2)определить коли - титр воды и оценить качество;

3) провести органолептическую оценку воды (мутность, цветность, запах, вкус, привкус);

4) определить концентрацию остаточного хлора;

5) проверить воду на остаточность реагентов;

Родниковая вода – это вода подземного происхождения, питьевая или же способная стать питьевой после соответствующей обработки.
Минеральная вода – это вода, имеющая лечебные свойства благодаря содержанию в ней тех или иных микроэлементов и минеральных солей. Одно из основных свойств воды–это ее способность, проходя в своем круговороте через известковые породы, растворять минеральные вещества, и, в частности, кальций, магний и карбонаты. Жесткая вода имеет повышенное содержание солей кальция и магния. Жесткую воду приятно пить, но она оставляет после себя накипь, удлиняет срок варки продуктов и вызывает мочекаменную болезнь почек.

Проблема сохранения чистой воды является наиболее актуальной. По данным исследования Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) 80% всех заболеваний в мире вызывается употреблением загрязненной питьевой воды. Она может нести большую эпидемиологическую опасность, так как может быть загрязнена различными опасными веществами, которые поступают со сточными водами в водоносные горизонты. Проблема гигиены водоснабжения затрагивает интересы широкого круга людей. Эта ее особенность вытекает из той роли, которую играет вода в физиологии человека. Как известно, тело человека состоит на 80% из воды. Организм даже в условиях голодания, неутолимой жажды при отсутствии физической нагрузки теряет некоторое количество воды, которая образуется в результате непрерывно протекающих окислительных процессов.

Наиболее отрицательное влияние на санитарное состояние водоисточников оказывает сброс недостаточно очищенных сточных вод промышленных предприятий, поэтому следует шире внедрять замкнутые системы производственного водоснабжения, а также маловодные технологии.

Загрязнение воды – это попадание в нее элементов, делающих ее непригодной для употребления человеком. Это может произойти на всех этапах круговорота воды (даже в атмосфере, где вода содержится в виде облаков). Происхождение загрязнения может быть коммунальное (канализация), промышленное, сельскохозяйственное и, даже, природное.
В составе воды находятся нитраты, пестициды, свинец, хлор и многое другое, именно поэтому воду нужно очищать.

Нитраты – это удобрения, необходимые для развития растений. Без учета искусственных удобрений, их содержание в воде обычно составляет менее 10 мг на литр. Загрязнение окружающей среды приводит к повышению концентрации (более 50 мг/л). В таких количествах нитраты становятся опасными для здоровья человека и, в первую очередь, для здоровья маленьких детей.
Пестициды –это химические вещества, зачастую токсичные, применяемые для защиты растений от вредителей, а также для уничтожения сорняков. Пестициды попадают в воду вместе с дождем.

Свинец – токсичный металл. При растворении в воде увеличивает свое вредное воздействие в десятки раз. Основным источником загрязнения становятся старые водопроводные трубы. Этот вид загрязнения наиболее сложен, потому что по трубам вода идет уже после муниципальной очистки.
Хлор- это дезинфицирующее вещество, используемое для удаления микроорганизмов при муниципальной очистке воды. Чтобы дезинфекция продолжалась и в водопроводной сети, хлор растворяют в воде в больших количествах, что придает ей неприятный привкус и увеличивает вредность.

По некоторым данным, все больше и больше регионов начинают страдать от загрязнения воды нитратами, пестицидами и другими примесями. При очистке эти примеси удаляются, и вода вновь приобретает свои качества и вкус.

Шестиклассная система оценки качества вод, принята в зарубежных странах и положена в основу ГОСТ 17.12.04.77 и ГОСТ 17.13.07.82.

Воды 1 класса экологически полноценные, могут использоваться для питья, рекреации, рыболовства и орошения.

Воды 2 класса экологически полноценные, имеют питьевое значение, могут использоваться для рекреации, рыбоводства и орошения.
Воды 3 класса экологически полноценные, могут использоваться для питья с предварительной очисткой, а также рыбоводства и орошения.
Воды 4 класса экологически неблагополучны, имеют ограниченное применение в рыбоводстве и орошении, пригодны для технических целей.
Воды 5 класса имеют ограниченное применение в рыбоводстве.

Воды 6 класса экологически неблагополучные, применяются для технических целей с предварительной очисткой.

1.3. Факторы, влияющие на формирование состава воды.

Формирование химического состава природных вод определяют в основном две группы факторов:

- Прямые факторы, непосредственно воздействующие на воду (т. е. действие веществ, которые могут обогащать воду растворёнными соединениями или, наоборот, выделять их из воды); состав горных пород;

- Косвенные факторы, определяющие условия, в которых протекает взаимодействие веществ с водой: климат, рельеф, гидрологический режим, растительность, гидрогеологические и гидродинамические условия.
Самой чистой природной водой считают дождевую, снеговую воду; но и она, падая на поверхность земли, увлекает с собой взвешенные в воздухе минеральные, органические и организованные примеси (микроорганизмы). Проходя через слои земли, загрязнённые различными отбросами, вода получает продукты распада этих органических веществ.

1. Требования распространяются на природные воды хозяйственно-питьевого назначения, общая минерализация которых не превышает 3 г/дм3, и устанавливают общие требования к отбору проб и полевым методам органолептического и физико-химического анализа при гидрогеологической съемке, поисках и разведке источников хозяйственно-питьевого назначения, а также охране их от загрязнения и истощения.

2. Полевые методы анализа включают определение органолептических показателей: запаха, вкуса, цветности, мутности; физических и химических показателей: температуры, рН, общей и карбонатной жесткости, сухого остатка, ионов (хлора, сульфата, карбоната, гидрокарбоната, нитрата, нитрита, аммония, кальция, магния, натрия), а также массовую концентрацию железа, фтора, сумму металлов (цинк, медь, свинец).

3. Отбор проб для анализа должен обеспечить максимальное сохранение природного состава исследуемой воды и исключить случайное загрязнение.

4. Сосуды, предназначенные для отбора и хранения проб, отвечают следующим требованиям:

1) материал сосудов не должен оказывать влияния на состав и свойства анализируемой пробы;

2) легко очищаться и промываться;

3) герметично закрывать.

1.5. Современные методы обеззараживания питьевой воды

Самый распространенный и проверенный способ дезинфекции воды – первичное хлорирование. В настоящее время этим методом обеззараживается 98,6 % воды. Причина этого заключается в повышенной эффективности обеззараживания воды и экономичности технологического процесса в сравнении с другими существующими способами. Хлорирование позволяет не только очистить воду от нежелательных органических и биологических примесей, но и полностью удалить растворенные соли железа и марганца. Другое важнейшее преимущество этого способа – его способность обеспечить микробиологическую безопасность воды при ее транспортировании пользователю благодаря эффекту последействия.

Существенный недостаток хлорирования – присутствие в обработанной воде свободного хлора, ухудшающее ее органолептические свойства и являющееся причиной образования побочных галогенсодержащих соединений (ГСС). Бόльшую часть ГСС составляют тригалометаны (ТГМ) – хлороформ, дихлорбромметан, дибромхлорметан и бромоформ. Их образование обусловлено взаимодействием соединений активного хлора с органическими веществами природного происхождения. Этот процесс растянут по времени до нескольких десятков часов, а количество образующихся ТГМ при прочих равных условиях тем больше, чем выше рН воды. Для устранения примесей требуется доочистка воды на угольных фильтрах. В настоящее время предельно допустимые концентрации для веществ, являющихся побочными продуктами хлорирования, установлены в различных развитых странах в пределах от 0,06 до 0,2 мг/л и соответствуют современным научным представлениям о степени их опасности для здоровья.

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.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Микробиологический анализ воды:

питьевой и водоема

Выполнили анализ: Дятлова Екатерина, ученица 10 класса Русу Алин, ученица 8 класса
МОУ Шерловогрская средняя общеобразовательная школа № 47 Забайкальский край

пгт. Шерловая Гора

Заявленная тема исследования актуальна. Вода – среда обитания всех живых организмов. Чистота воды связана со здоровьем человека. Какими способами можно очистить и исследовать воду необходимо знать современному человеку. Мы, Русу Алина, ученица 8 класса, Дятлова Катя, ученица 10 класса, провели исследование питьевой воды и воды из водоема на предмет обнаружения микробов, применив 2 методики: метод мембранных фильтров, титрационный метод, с учетом материальной базы школы.. Соблюдались все правила, необходимые для проведения микробиологического анализа воды. Взяты пробы воды питьевой в школе и пробы воды из небольшого озерка в окрестности поселка Шерловая Гора. Летом в этом водоеме купаются, оно подпитывается грунтовыми водами. Использованы методы: метод мембранных фильтров, но посев на другую среду (желатин), титрационный метод с использованием среды – агар. Агар нам привезли из города, поэтому с работой были задержки и пришлось в качестве среды брать желатин. Термостата для инкубирования проб нет, подогревали на батарее, подложив картон для поддержания необходимой температуры. Есть оборудование для проведения микробиологического анализа воды, кроме термостата и камеры для подсчета клеток бактерий. В результате проведенного анализа было выяснено, что питьевая вода в школе соответствует стандартным нормам, в 1мл содержится не более 3 бактерий; вода из водоема загрязненная, купаться в ней опасно для здоровья: 98 КОЕ/мл., но крупный рогатый скот может ее пить. Кратко изложены достоинства обеих методик. Предпочтение отдано методике мембранных фильтров. Приготовлены микропрепараты с фильтров, воды с водоема и водопроводной воды и рассмотрены колонии микробов, произведен подсчет количества микроорганизмов визуально. Специального оборудования для подсчета концентрации микробов нет, но с методами прямого подсчета ознакомились. Результаты микробиологического анализа воды питьевой и поверхностных вод (водоем) изложены в журнале, протоколе, подготовлена презентация. Консультантом выступил заслуженный учитель РФ, преподававший 48 лет биологию в данной школе, Журавлева Валентина Ивановна.

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. « 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;

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. 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.

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. Наличие в воде патогенных микроорганизмов проводят лаборатории, имеющие разрешение Роспотребнадзора.

Читайте также: