Микробы воды сообщение кратко

Обновлено: 07.07.2024

Микрофлора почвы характеризуется большим разнообразием микроорганизмов, которые принимают участие в процессах почвообразования и самоочищения почвы, кругооборота в природе азота, углерода и других элементов. В почве обитают бактерии, грибы, лишайники (симбиоз грибов с цианобактериями) и простейшие. На поверхности почвы микроорганизмов относительно мало, так как на них губительно действуют УФ-лучи, высушивание и т. д. Наибольшее число микроорганизмов содержится в верхнем слое почвы толщиной до 10 см. По мере углубления в почву количество микроорганизмов уменьшается и на глубине 3-4 м они практически отсутствуют.

Состав микрофлоры почвы меняется в зависимости от типа и состояния почвы, состава растительности, температуры, влажности и т.д. Большинство микроорганизмов почвы способны развиваться при нейтральном рН, высокой относительной влажности, при температуре от 25° до 45°С. В почве живут бактерии, способные усваивать молекулярный азот (азотфиксирующие), относящиеся к родам Azotobacter, Azomonas, Mycobacterium и др. Азотфиксирующие разновидности цианобактерий, или сине-зеленых водорослей, применяют для повышения плодородия рисовых полей. Такие бактерии, как псевдомонады, активно участвуют в минерализации органических веществ, а также восстановлении нитратов до молекулярного азота. Кишечные бактерии (семейство Enterobacteriaceae) - кишечная палочка, возбудители брюшного тифа, сальмонеллезов, дизентерии, могут попадать в почву с фекалиями. Однако в почве отсутствуют условия для их размножения, и они постепенно отмирают. В чистых почвах кишечная палочка и протей встречаются редко; обнаружение их в значительных количествах является показателем загрязнения почвы фекалиями человека и животных и свидетельствует о ее санитарно-эпидемиологическом неблагополучии (возможность передачи возбудителей инфекционных заболеваний). Почва служит местом обитания спорообразующих палочек родов Bacillus и Clostridium. Непатогенные бациллы (Вас. megatherium, Вас. subtilis и др.) наряду с псевдомонадами, протеем и некоторыми другими бактериями являются аммонифицирующими, составляя группу гнилостных бактерий, осуществляющих минерализацию белков. Патогенные палочки (возбудитель сибирской язвы, ботулизма, столбняка, газовой гангрены) способны длительно сохраняться в почве.

В почве находятся также многочисленные представители грибов. Грибы участвуют в почвообразовательных процессах, превращениях соединений азота, выделяют биологически активные вещества, в том числе антибиотики и токсины. Токсинообразующие грибы, попадая в продукты питания человека, вызывают интоксикации - микотоксикозы и афлатоксикозы.

Микрофауна почвы представлена простейшими, количество которых колеблется от 500 до 500 000 на 1 г почвы. Питаясь бактериями и органическими остатками, простейшие вызывают изменения в составе органических веществ почвы.

Микрофлора воды, являясь естественной средой обитания микроорганизмов, отражает микробный пейзаж почвы, так как микроорганизмы попадают в воду с частичками почвы. Вместе с тем в воде формируются определенные биоценозы с преобладанием микроорганизмов, адаптировавшихся к условиям местонахождения, т. е. физико-химическим условиям, освещенности, степени растворимости кислорода и диоксида углерода, содержания органических и минеральных веществ и т. д.

В водах пресных водоемов обнаруживаются палочковидные (псевдомонады, аэромонады и др.), кокковидные (микрококки) и извитые бактерии. Загрязнение воды органическими веществами сопровождается увеличением анаэробных и аэробных бактерий, а также грибов. Особенно много анаэробов в иле, на дне водоемов. Микрофлора воды выполняет роль активного фактора в процессе самоочищения ее от органических отходов, которые утилизируются микроорганизмами. Вместе с загрязненными ливневыми, талыми и сточными водами в озера и реки попадают представители нормальной микрофлоры человека и животных (кишечная палочка, цитробактер, энтеробактер, энтерококки, клостридии) и возбудители кишечных инфекций - брюшного тифа, паратифов, дизентерии, холеры, лептоспироза, энтеровирусных инфекций и др. Поэтому вода является фактором передачи возбудителей многих инфекционных заболеваний. Некоторые возбудители могут даже размножаться в воде (холерный вибрион, легионеллы). Вода артезианских скважин практически не содержит микроорганизмов, обычно задерживающихся более верхними слоями почвы. Микрофлора воды океанов и морей также содержит различные микроорганизмы, в том числе светящиеся и галофильные (солелюбивые), например, галофильные вибрионы, поражающие моллюски и некоторые виды рыбы, при употреблении которых в пищу развивается пищевая токсикоинфекция.

Микрофлора воздуха взаимосвязана с микрофлорой почвы и воды. В воздух также попадают микроорганизмы из дыхательных путей и с каплями слюны человека и животных. Солнечные лучи и другие факторы способствуют гибели микрофлоры воздуха. Большее количество микроорганизмов присутствует в воздухе крупных городов, меньшее – в воздухе сельской местности. Особенно мало микроорганизмов в воздухе над лесами, горами и морями. В воздухе обнаруживаются кокковидные и палочковидные бактерии, бациллы и клостридии, актиномицеты, грибы и вирусы. Много микроорганизмов содержится в воздухе закрытых помещений, микробная обсемененность которых зависит от степени уборки помещения, уровня освещенности, количества людей в помещении, частоты проветривания и др. Количество микроорганизмов в 1 м³ воздуха (так называемое микробное число, или обсемененность воздуха) отражает санитарно-гигиеническое состояние воздуха, особенно в больничных и детских учреждениях. Косвенно о выделении патогенных микроорганизмов (возбудителей туберкулеза, дифтерии, коклюша, скарлатины, кори, гриппа и др.) при разговоре, кашле, чиханье больных и носителей можно судить по наличию санитарно-показательных бактерий (золотистого стафилококка и стрептококков), так как последние являются представителями микрофлоры верхних дыхательных путей и имеют общий путь выделения с патогенными микроорганизмами, передающимися воздушно-капельным путем. С целью снижения микробной обсемененности воздуха проводят влажную уборку помещения в сочетании с вентиляцией и очисткой (фильтрацией) поступающего воздуха; применяют обработку помещений лампами ультрафиолетового излучения.

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.

Вода — естественная среда обитания разнообразных микроорганизмов; из пресных и солёных вод выделяют представителей всех таксономических групп бактерий, простейших, грибов, водорослей и вирусов. Совокупность водных микроорганизмов — микробный планктон.

Типы водной среды

На качественный состав микрофлоры основное влияние оказывает происхождение воды как среды обитания: пресные поверхностные (воды рек, ручьёв, озёр, прудов и водохранилищ), подземные (почвенные, грунтовые, артезианские), атмосферные (дождь, снег) и солёные (морские и озёрные) воды. По характеру пользования выделяют питьевую воду (централизованного и местного водоснабжения; с забором из открытых водоёмов или подземных источников), воду плавательных бассейнов, лёд медицинский и хозяйственный.

С санитарной точки зрения особого внимания требуют сточные воды-, хозииственно-фекальные, промышленные, смешанные (хозяйственно-фекальные и промышленные), талые и ливневые; микрофлора этих вод загрязняет природные воды.

Характер микрофлоры водоёмов определяется особенностями конкретной водной среды. Микрофлору водоёмов образуют две группы: аутохтонные (собственно водные) и аллохтон ные (попадающие извне при загрязнении) микроорганизмы.

• Аутохтонная микрофлора — совокупность микроорганизмов, постоянно живущих и размножающихся в воде. Микробный состав воды напоминает микрофлору почвы, с которой вода соприкасается (придонные и прибрежные почвы).

В состав специфической водной микрофлоры входят Micrococcus candicansu M. roseus, Sarcina lutea, Bacterium aquatilis communis, Pseudomonas fluorescens, различные виды Proteus и Leptospira. Среди анаэробов в незагрязнённых водоёмах выделяют Bacillus cereus, В. mycoides, Chromobacterium violaceum, виды Clostridium.

• Аллохтонная микрофлора — совокупность микроорганизмов, случайно попавших в воду и сохраняющихся в ней сравнительно короткое время.

• Количественные соотношения микроорганизмов в открытых водоёмах варьируют в широких пределах, что зависит от типа водоёма, степени его загрязнения, смены метеорологических условий, сезона и т.д.

• Микроорганизмы воды играют значительную роль в круговороте веществ, расщепляя органические вещества животного и растительного происхождения и обеспечивая питательными веществами другие организмы, живущие в воде.

Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.

Существует несколько тысяч наименований микроорганизмов, которые обитают в воде. Это разнообразные бактерии, грибки и пр. Они являются неотъемлемой частью биологического разнообразия планеты и выполняют важные функции по разложению биологических отходов.

Если попытаться классифицировать водные микроорганизмы, то можно разделить их на группы:

1. Синезеленые водоросли или цианобактерии, которые являются неотъемлемой частью каждого водоема, они образуют 60% всех микроорганизмов;

2. Патогенные и условно патогенные микроорганизмы: вирусы, бактерии, грибки, простейшие;

3. Относительно безопасные организмы, которые могут присутствовать в воде и не вызывают опасных болезней.

Краткое содержание

В какой воде больше всего микробов?

Изобилие микроорганизмов в воде и их жизнедеятельность очень высоки.

1. Устойчивостью к температурам. В воде Антарктиды обнаруживается до 100 клеток бактерий в 1 грамме, а в горячих источниках некоторые микроорганизмы фотосинтезируют при 75 о С.

2. Устойчивость к кислой и щелочной среде, а также спирту — только 70% бактерий уничтожаются алкоголями.

3.Устойчивость к солям. В антарктическом озере Дон-Жуан содержание солей в 13 раз выше, чем в морской воде, но в этом озере живут бактерии и дрожжи.

4. К ионизирующему излучению — D. radiodurans способен выживать при дозе до 10000 грей (для человека летальная доза радиации 5 Гр, для Escherichia coli — 2000 Гр).

Для поверхностных вод рек и озер характерны гнилостные микроорганизмы (B. fluorescens, B. aquatile, B. violaceum, P. vulgaris, плесневые грибы и др.).

Попробуем расположить источники по наличию микроорганизмов в порядке возрастания:

- вода из глубоких артезианских скважин;

- размороженный лед — некоторые бактерии и особенно споры грибков выживают при замораживании;

- атмосферные осадки собирают пыль и микроорганизмы из воздуха;

- соленые водоемы имеют меньшее микробное изобилие, так как клеточные мембраны многих микробов повреждаются солями.

- поверхностные водоемы (реки, озера, пруды, колодцы) имеют самое большое микробное видовое разнообразие.

Современные бактерии способны разлагать не только биологические отходы, они выполняют важные функции по разрушению токсических органических стоков предприятий, а некоторые даже концентрируют токсичные тяжелые металлы. Эти функции микробов используются на станциях биологической очистки воды.

В природных водах особенно поверхностных всегда содержаться определенные микроорганизмы. Самая большая их численность характерна для поверхностных стоячих водоемов.

Микробные показатели

Потребление микробиологически загрязненной воды, как в питьевых так и в технических целях ограничено. Она требует дезинфекции. Загрязнение воды микробами определяется по ряду показателей:

1. окисляемость – характеризует количество сильных окислителей использованных на разрушение органических частиц и микроорганизмов в объеме воды. Это косвенный показатель, так как окисляются не только клетки микроорганизмов, а также органические примеси (фенолы и пр.);

2. общее микробное число – это количество колоний, выросших на питательной среде в 1 мл воды при при повышенной температуре за определенное время (24 или 72 часа);

3. коли-титр – самый малый объем воды (в миллилитрах) содержащий одну кишечную палочку;

4. коли-индекс – количество кишечных палочек в 1 л жидкости.

Нормативные показатели для питьевой воды можно найти тут.

Инфекционные болезни человека

Перечень инфекционных болезней, которые распространяются через воду очень широк. Согласно классификации Всемирной Организации Здравоохранения к ним относят 17 основных заболеваний. Мы попробуем вкратце рассказать от тех, которые встречаются на территории Украины.

Диарея

Диарея является одной из основных причин смертности детей до пяти лет в бедных странах (528 тысяч детей ежегодно). По данным официальной статистики в Украине каждый год регистрируется 50 - 60 тыс. случаев диарреи у детей, а погибает от нее 20 - 30 детей.

Для нее является характерным жидкий стул, который происходит более трех раз в сутки (за исключением детей раннего возраста). Ее обычно вызывают инфекции, которые могут быть вызваны вирусами, бактериями, простейшими и гельминтами. Путями распространения этих опасных микроорганизмов зачастую является питьевая зараженная вода и продукты питания, низкая санитария (в народе диарею называют “болезнь грязных рук”). Другие симптомы могут наблюдаться в зависимости от возбудителя. Самой большой опасностью диареи является то, что она сопровождается обезвоживанием, снижением поступления питательных веществ и интоксикацией организма.

В Украине вода из водопроводов централизованного водоснабжения в большинстве случаев является безопасной, так как хлор эффективен против всех видов микроорганизмов. Источником зараженной воды чаще всего являются родники, колодцы, неглубокие скважины и поверхностные водоемы.

Помимо воды зараженной фекалиями людей и животных, путями заражения могут быть также недостаточно обработанное мясо, грязные овощи и пр.

Холера

Ее вызывает наличие V. cholerae или холерного вибриона в воде. Это очень опасная болезнь, которая характеризуется острой водянистой диареей. Между инфицированием и развитием симптомов болезни обычно происходит от 12 часов до 5 суток. Независимо от возраста, при тяжелом течении без соответствующего лечения может приводить к смерти через несколько часов.

Несмотря на опасность болезни, у большинства людей не развиваются ее симптомы и она может проходить в легкой форме, но при этом в фекалиях присутствуют опасные бактерии, которые являются источником инфицирования людей.

Источником заражения является вода с фекальным загрязнением.

Тифоидная лихорадка является бактериальной инфекцией кишечника и кровотока. Ее возбудителями являются Salmonella typhi и Salmonella paratyphi. Самым распространенным путем заражения является питьевая вода и продукты питания, а также контакт с инфицированными людьми.

Симптомами заболевания является стойко повышенная температура 39 - 40 оС и головная боль, запор или диарею, розовые пятна на грудной клетке, увеличение печени и селезенки. Они проявляются через 1-3 недели после заражения.

Мировая заболеваемость тифом оценивается примерно в 17 миллионов случаев в год. В Украине встречаются одиночные случаи, в среднем от 10 до 25 в год.

Лептоспироз

Это кишечная инфекция человека и животных. На начальном этапе этого заболевания часто проявляются такие симптомы как головная и мышечная боль, покраснение глаз, озноб, желтуха, кровоизлияния на коже и слизистых, диарею и рвоту, сыпь. Частым проявлением являются легочные кровотечения.

Лептоспироз вызывается патогенными бактериями Leptospira spp. Заражение происходит в результате непосредственного контакта с мочой инфицированных животных или с загрязненными ней объектами: поверхностными водами, почвой и растениями. Лептоспиры могут проникать в организм через повреждения кожи и слизистых оболочек глаз, носа и рта.

Поэтому путем заражения чаще всего является питьевой воды и купание в поверхностных водоемах и контакте с инфицированными животными.

Точная статистика по заболеваемости лептоспирозом не ведется, но он встречается во всем мире. Частота заболеваемости оценивается от 0,1 до 1% на 100 000 людей в умеренном климате. Повышенный риск заражения фиксируется в периоды паводков и стихийных бедствий.

Лептоспироз в Украине проявляется сезонно - весной и летом, когда люди проводят время возле водоемов. Ориентировочное число ежегодно заболевших в Украине колеблется в пределах 400 - 500 заболевших.

Кампилобактериоз

Это одна из самых распространенных причин диареи. Бактерии Campylobacter обычно имеют палочкообразную или спиралевидную форму. В настоящее время к этому роду бактерий относят 17 видов и 6 подвидов бактерий. Самые распространенные из них C.jenuni и E.coli. Последнюю у нас принято называть кишечной палочкой.

Инкубационный период в данном случае обычно длиться 2-5, реже до 1 - 10 дней с момента инфицирования.

Распространенными симптомами являются диарея (иногда фекалии содержат кровь), повышенная температура, тошнота и рвота, боли в области живота, слабость. Обычно симптомы проходят через 3-6 дней.

Обычно выздоровление происходит полностью и без осложнений, этот возбудитель критически опасен для детей раннего возраста, пожилых и имеющих иммунодефициты людей.

К осложнениям можно отнести заражение крови, гепатиты, панкреатиты, а также в редких случаях более сложные системные поражения нервной и двигательной системы.

Гепатиты

Через воду передаются два типа данного вируса А и E. Заражение происходит путем потребления воды или пищи (часто это фрукты и овощи) загрязненных фекальными стоками. Также можно заразиться при близком контакте с человеком.

Гепатит А — это острое инфекционное заболевание имеет также названия “болезнь Боткина” и “желтуха”. Инкубационный период — 2 - 6 недель, а течение болезни может длиться от 1 до 4 недель. К симптомам относят: характерный желтый оттенок кожи, повышение температура тела (в первые 3 - 5 дней), общая слабость и снижение аппетита, обесцвечивание кала, острая боль в животе, крайне редко наблюдается печеночная недостаточность.

Легче всего переносят этот тип гепатита дети, часто наблюдается бессимптомное течение, что, кстати, опасно для окружающих. Важно понимать, что чем старше человек, тем тяжелее переносится болезнь. Особенно опасна для пожилых и людей с иммунодефицитом.

Стоит отметить, что в январе 2017 года в Николаеве была зафиксирована вспышка гепатита А с числом заболевших в 93 человека. Причиной заражения явилось потребление из водопровода, которая не была достаточно обеззаражена. Распространение гепатитов А и E в Украине оценивается в несколько тысяч в год.

Гепатит E менее распространен, в цивилизованных странах редко встречаются вспышки заболевания, но не исключены одиночные случаи. Симптомы и последствия аналогичны к гепатиту А, но в данном случае крайне редко возможен переход в хроническую форму.

Лечение от вирусов гепатита на сегодня не разработано, человеческая иммунная система побеждает их сама.

В Украине встречаются редкие одиночные случаи этого вируса.

Дерматомикоз

Это название объединяет большое количество грибковых заболеваний стоп, кожи головы, тела. Симптомами являются красные пятна, зуд, сухость кожи, шелушение. Грибки распространены по всему миру. Вероятность заражения грибком есть при контакте со стоячей водой поверхностных источников, в стоячей воде общественных душей и бассейнов, при использовании общих с больным полотенец и близком контакте.

Во избежание заражения воды грибками используются эффективные реагенты для обеззараживания, преимущественно хлорсодержащие. Чтобы избавится от грибковых спор на поверхностях, требуется их тщательное просушивание.

Лечение производят в соответствии с тяжестью болезни местными или системными пероральными противогрибковыми препаратами.

Цианобактерии

Синезеленые водоросли или цианобактерии сами по себе не являются патогенами, но токсины выделяемые некоторыми видами довольно опасны. Люди могут подвергаться действию этих веществ, как при питье такой воды, так и при купании в ней.

Цианобактерии обладают одновременно свойствами бактерий и растений (водорослей), так как способны к фотосинтезу.

Течение болезней вызванных продуктами жизнедеятельности сине-зеленых водорослей зависит от преобладающего типа бактерий и пути воздействия воды на человека.

Токсическое действие определяется по виду воздействия на человека (питье воды или купание) типу токсина:

- гепатотоксины воздействую на печень — производятся некоторыми штаммами бактерий Microcystis, Anabaena, Oscillatoria, Nodularia, Nostoc, Cylindrospermopsis и Umezakia;

- нейротоксины продуцируют Aphanizomenon и Oscilatoria.

- гастро и нефротоксичные бактерии это Cylindroapermopsis raciborski.

Конечно не все виды бактерий производят опасные токсины, но одновременно нельзя утверждать, что уже известны все типы токсинов.

Самые распространенные бактерии образуют на поверхности воды пленку, но если распространение их сильное (как в Днепре), то они занимают всю толщу воды преимущественно ближе к ее водному зеркалу, так как им необходимо солнце для фотосинтеза. Самой опасной для человеческого здоровья является пленка, поэтому водозабор обычно ведется с глубоких частей водоема.

Глобальным решением является снижение выбросов питательных веществ, в первую очередь фосфатов. А частными случаями является полноценное применение технологий обеззараживания и последующая очистка от продуктов обеззараживания на сорбционных фильтрах.

В водах Днепра очень распространены гепатотоксичные Microcystis и Oscillatoria, нейротоксическая Aphanizomenon и другие бактерии, поэтому купание в Днепре и питье без предварительной очистки не рекомендуется.

Обрастание техники и деталей фильтров

Важно понимать, что в обеззараженной водопроводной воде, количество таких микроорганизмов практически нет, скважинная обычно тоже не содержит их, но может быть заражена при движении по трубопроводу. Что касается поверхностной воды, в том числе воды из колодцев, она обычно представляет собой высокий риск.

Ряд бактерий может разрушать даже легированные стали, не говоря уже о железных частях. Это наблюдается в водопроводах централизованного водоснабжения, которые покрыты железобактериями и пр. Это объясняет как раз то, что в больших городах Украины активный хлор не доходит до потребителей, но практически во всех пробах воды присутствуют завышенные показатели более токсичных хлорорганических веществ.

Интенсивность обрастания пластиковых и керамических поверхностей в первую очередь характеризуется их гладкостью — чем меньше существует шероховатостей на которых можно закрепиться, тем меньше обрастаний будет наблюдаться.

Дезинфекция воды

Для уничтожения как патогенных, так и безопасных микроорганизмов, которые вызывают пленку на поверхностях контактирующих с водой используются разные технологии обеззараживания.

1. Дезинфекция хлорсодержащими препаратами. На сегодня более эффективного реагента для обеззараживания воды не существует. Хлор эффективен против 99,9% микроорганизмов. Этот метод идеально подходит для применения в системах централизованного водоснабжения, воды в бассейнах и пр. Главным его преимуществом является длительный пролонгированный эффект.

2. Озон — этот метод довольно распространен сегодня. Он также имеет высокую эффективность, но не имеет пролонгированного эффекта и также образует токсичные продукты взаимодействия. Применяется в промышленности и совершенно не подходит для систем централизованного водоснабжения, бассейнов и пр.

3. Ультрафиолет — преимуществом данного метода является отсутствие реагентов и, соответственно вторичного загрязнения воды. Но, к сожалению, данный метод имеет относительно невысокую эффективность (90 - 95%) и при его применении предъявляются высокие требования и исходной воде(прозрачность, низкая цветность и пр.). Поэтому УФ-лампы обычно используются, как дополнительный элемент в любой схеме водоподготовки.

4. Обратный осмос — благодаря мельчайшим порам задерживает 100% бактерий и вирусов, поэтому на выходе вы получаете стерильную жидкость. Этот метод оптимально подходит для питьевой воды, как в промышленности, так и в бытовых условиях. Для предупреждения вторичного загрязнения рекомендуется установка УФ-лампы после фильтра.

5. Ионы тяжелых металлов повреждают некоторые микроорганизмы. Их добавление в растворы способно замедлять обрастания тары. Для этого часто добавляют растворы солей серебра.

Как предупредить обрастания?

Для предупреждения образования обрастаний используется комбинирование процессов обеззараживания с другими операциями:

предварительное и текущее обеззараживание воды;
механическая очистка;
регулярная дезинфекция емкостей.

В зависимости от целей эти методы обычно комбинируются в разной последовательности.

К примеру в производстве бутилированной воды используется обеззараженная вода, которая наливается в одноразовую стерильную емкость и герметично закрывается.

В производствах с доставкой используется технология разлива преимущественно осмотической воды в обработанную дезинфектантом и вымытую тару.

Для решения проблемы обрастания бассейна используются в основном хлорные дезинфектанты, механическая очистка стенок бассейна и фильтрация воды на механических фильтрах.

Мы попытались рассказать то, что знали о микробиологическом водном разнообразии. Если у вас остались вопросы, пишите их в комментариях.

Читайте также: