Микрофлора воды

Введение

 

Экология (от греч. oikos — дом, место обитания) микроорганизмов изучает их взаимоотношения друг с другом и с окружающей средой. Как известно, микроорганизмы обнаруживаются в почве, воде, воздухе, на растениях, в организме человека и животных. Микроорганизмы обитают во всех природных средах и являются обязательными компонентами любой экологической системы и биосферы в целом.

Качественный и количественный состав микроорганизмов, обнаруживаемых в почве, воде, воздухе, на растениях, пищевых продуктах, в организме человека и животных, различен.

Выяснение экологии микроорганизмов служит основой для понимания явлений паразитизма, природно-очаговых и зоонозных заболеваний, а также для разработки противопаразитических мероприятий в борьбе с различными инфекционными болезнями.

 

 

Микрофлора воды

 

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 воды 
       В морях, реках, озерах и других водоемах, а также в грунтовых водах содержится значительное число видов микроорганизмов. Совокупность всех микроорганизмов,     заселяющих      водоёмы,     обозначают     термином «микробиальный планктон». 
 
       Микрофлора природных вод в значительной степени зависит от их происхождения. Различают пресные и морские воды. Пресные воды разделяют на поверхностные, включая проточные (реки, ручьи) и стоячие (озёра, пруды, водохранилища), подземные (почвенные, грунтовые, артезианские) и атмосферные (дождь, снег). 
 
       Изучением     водных      сообществ   занимается     гидробиология. Возрастающий дефицит пресной воды на Земле заставляет обратить серьезное внимание на процессы формирования экосистемы в водоеме и переработку водными микроорганизмами поступающих в водоем загрязнений. Вода – естественная среда обитания микробов, основная масса которых поступает из почвы, воздуха с оседающей пылью, с отходами, стоками промышленных и животноводческих объектов и др. Особенно много микроорганизмов в открытых водоемах и реках, нередко встречаются они в илистых отложениях океанов, морей, болот, минеральных водах. Их находят как в поверхностных слоях, так и на глубине до 10 тыс. метров. Обитают микроорганизмы и в горячих источниках. Процесс фотосинтеза у них происходит при температуре 75ОС, а в щелочных водах бактерии выживают при температуре 100ОС. 
 
        Качественный состав обитающих в воде микроорганизмов зависит в основном от свойств самой воды, поступления в нее сточных и промышленных отходов. К постоянно живущим в воде микроорганизмам относятся Azotobacter, Nitrobacter, Micrococcus, Pseudomonas, Proteus, Spirillum и др. 
 
        Глубокие почвенные воды, ключевая, артезианская вода почти свободны от микроорганизмов. Незначительно загрязнены микрофлорой атмосферные осадки, так как снег и вода увлекают большинство микробов воздуха вместе с пылью и после выпадения осадков воздух особенно чист. 
 
        Характер микрофлоры водоемов определяется особенностями конкретной водной среды. Микрофлору водоемов образуют две группы: аутохтонные (собственно водные) и аллохтонные (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). 
 
        Аллохтонная микрофлора – совокупность микроорганизмов, случайно попавших в воду и сохраняющихся в ней сравнительно короткое время. 
 
        Количественные соотношения микроорганизмов в открытых водоемах варьируют в широких пределах, что зависит от типа водоема, степени его загрязнения, смены метеорологических условий, времени года. 
 
        Микроорганизмы воды играют значительную роль в круговороте веществ, расщепляя органические продукты животного и растительного происхождения и обеспечивая питательными веществами другие организмы, живущие в воде. 
 
        Источником загрязнения воды в реках чаще всего служат бытовые и промышленные стоки. В открытые водоемы большая часть микробов попадает из почвы. Поэтому в озерах, прудах, реках наивысшее содержание микрофлоры отмечается в прибрежной зоне. 
 
        В воде обитают все известные группы микроорганизмов, но наиболее существенный компонент населения водоемов – бактерии. Как известно, цитоплазматическая мембрана бактерий обладает способностью активного переноса через клеточную стенку питательных веществ. Благодаря этому бактерии способны потреблять питательный субстрат, присутствующий в ничтожно малых концентрациях (1-5 мг/г). 
 
        Микробы окисляют до минеральных соединений органические вещества, в огромных количествах попадающие в водоемы. Степень загрязнения, в том числе болезнетворными микробами, может быть препятствием для использования воды. Поэтому любой водный источник необходимо подвергать санитарно-микробиологической оценке. 
 
       Самоочищение водоемов обусловливается рядом факторов: 
 
       - быстрым течением воды, что ведет к уменьшению концентрации органических веществ; 
 
       - бактерицидным действием инсоляции; 
 
       - минерализацией органических соединений микробами; 
 
       - наличием пищевой цепи: бактерия – простейшие – насекомые – рыба, животные – человек; 
 
       - адсорбцией твердыми частицами ила; 
 
       - адсорбцией на поверхности растений; 
 
       - действием фитонцидов растений. 
 
        Вода как фактор передачи инфекционных заболеваний человека 
 
       Вода    является    фактором    передачи  возбудителей   многих инфекционных заболеваний. В открытых водоемах, особенно находящихся на   неблагополучных     по    инфекционным    болезням   территориях, обнаруживают возбудителей кишечных и природно-очаговых инфекций (брюшного тифа, паратифов, дизентерии, холеры, лептоспироза, энтеровирусных инфекций). В донных отложениях прудов и озер нередко обитают возбудители ботулизма. Патогенные микроорганизмы водоемов могут включаться в пищевые цепи и по ним передаваться разным группам животных, птиц и рыб. 

   продолжение

Микрофлора воды

Вода, как и почва, является естественной средой обитания для многих видов микроорганизмов всех царств жизни. Разнообразные микроорганизмы обитают как в воде открытых водоемов, так и в грунтовых водах: палочки, кокки, вибрионы, спириллы, спирохеты, различные фотосинтезирующие бактерии, грибы, простейшие, вирусы и плазмиды.

Многие виды галофильных бактерий обитают в морских водах. Численность микроорганизмов в воде определяется главным образом содержанием в ней органических веществ, которые под влиянием микроорганизмов подвергаются совершенно таким же превращениям, как и в почве. В 1 мл воды количество микробов может превышать несколько миллионов. Грунтовые подземные воды чище, так как, просачиваясь через почву, вода подвергается своеобразной фильтрации, в результате которой большинство микробов задерживается в фильтрующем слое.

Численность микроорганизмов в воде открытых водоемов подвержена колебаниям и зависит от климатических условий, времени года, а главным образом, от степени загрязнения рек, озер и морей сточными и канализационными водами и отходами промышленных, агропромышленных и других предприятий. В реки, озера, моря из прибрежных городов и других населенных пунктов выбрасывается такое количество сточных вод, несущих мириады микробов и содержащих огромное количество органических веществ, что вода не успевает самоочищаться. В результате возникла и сохраняется серьезная глобальная экологическая проблема.

По степени микробного загрязнения различают три категории воды (или зоны водоема):

1. Полисапробная зона —  наиболее сильно загрязненная  вода, бедная кислородом, богатая  органическими веществами. В 1 мл  воды содержание микроорганизмов  достигает 1 млн и более, преобладают Е. coli и анаэробные бактерии, вызывающие процессы гниения и брожения.

2. Мезосапробная зона — вода, загрязненная умеренно, в ней активно происходит минерализация органических веществ с интенсивными процессами окисления и нитрификации. Содержание микроорганизмов в 1 мл воды — сотни тысяч бактерий, количество Е. coli значительно меньше.

3. Олигосапробная зона  — зона чистой воды, количество  микроорганизмов в 1 мл воды —  десятки или сотни, не более; Е. coli отсутствует или встречается в количестве нескольких клеток на 1 л воды.

Питьевая вода считается хорошей, если общее количество бактерий в 1 мл — не более 100; сомнительной — 100-150; загрязненной, — если содержание бактерий в 1 мл 500 и более. Количество микроорганизмов в придонном слое ила озер и рек варьирует в пределах от 100 до 400 млн на 1 г. 
Вода играет исключительно важную роль в эпидемиологии многих инфекционных заболеваний, особенно кишечных (брюшного тифа, дизентерии, сальмонеллезов, холеры, вирусных гепатитов, полиомиелита и т. п.), возбудители которых выделяются вместе с испражнениями от больных и носителей и вместе со сточными водами поступают в воду открытых водоемов, а оттуда нередко и в питьевую воду.

Хотя патогенные бактерии слабо приспособлены к существованию в воде, где на них оказывают неблагоприятное действие солнечный свет и различные другие факторы, включая конкурентную водную микрофлору, многие из них могут достаточно длительное время сохраняться в воде. Более того, в летнее время при наличии в воде органических веществ, щелочной рН и благоприятной температуры некоторые из них, в том числе холерный вибрион, могут даже размножаться. Заразиться можно и через лед, в котором патогенные бактерии могут сохраняться в течение нескольких недель и даже месяцев. 
Загрязненная вода — главный источник заражения холерой, дизентерией, брюшным тифом и другими кишечными инфекциями, а также лептоспирозом и, нередко, туляремией.

Микробиологические методы исследования воды сводятся к определению общего количества микроорганизмов в 1 мл воды и выявлению тех или иных видов патогенных бактерий (особенно холерного вибриона). Кроме того, поскольку прямое выделение патогенных бактерий из воды требует специальных исследований, существуют косвенные методы, позволяющие дать количественную оценку степени фекального загрязнения воды.

 
Взятие промывных вод на определение микрофлоры – пункционная аспирация плеврального содержимого с целью бактериологического исследования. Взятие промывных вод на определение микрофлоры производится в ходе плевральной пункции до начала антибактериальной терапии. Промывные воды помещаются в стерильную пробирку и доставляются в бактериологическую лабораторию, где выполняется посев материала на питательные среды, выделение баккультуры, определение ее видовой принадлежности и медикаментозной чувствительности. Определение микрофлоры промывных вод позволяет выявить этиологического агента воспалительного процесса в плевральной полости и подобрать адекватную лекарственную терапию.

Вода - важнейший компонент биосферы

 

Вода - один из важнейших компонентов биосферы, источник всего живого. Без нее немыслимо существование органического вещества и происхождение жизни на Земле.

Она является составной частью всех живых организмов. Так, в теле млекопитающих содержится 63-68% воды, в листьях наземных растений - 75-86, в водорослях - до 98%.

Вода влияет на все жизненные процессы, происходящие в организме человека. С ее помощью осуществляется большинство реакций обмена веществ, она обеспечивает непрерывный процесс восстановления и разрушения живих клеток.

При потере 1-1,5 л воды у людей появляется ощущение жажды. Если человек теряет 6-8% воды, в организме нарушается обмен веществ, задерживаются окислительные процессы, увеличивается вязкость крови, повышается температура тела, появляются слабость, головокружение, головная боль.

При потере до 10% воды патологические явления становятся необратимыми, при потере 21% ее наступает смерть. Лишение человеческого организма воды опаснее, чем лишение его пищи: без пищи человек может прожить до 40 дней, а без воды умирает на восьмые сутки.

В воде содержатся растворимые вещества. Систематическое употребление воды с недостаточным или избыточным количеством минеральных веществ ведет к нарушениям деятельности отдельных органов и систем.

Известно, что недостаток йода (а его необходимо организму 100-200 мкг ежедневно) вызывает нарушения деятельности щитовидной железы, в результате чего возникает зоб.

При употреблении воды с избытком фтора (свыше 1-1,2 мг/л) развивается флюороз (портятся зубы): на них появляются пятна, зубы быстро стираются и ломаются.

Употребление воды с недостаточным количеством фтора (менее 0,5 мг на 1 л) приводит к другому заболеванию - кариесу.

Установлено, что длительное употребление воды, содержащей избыток тех или иных элементов, приводит к болезням (желчнокаменной, почечнокаменной) и др. Таким образом, минеральный состав воды влияет на здоровье людей.

Водным путем распространяются многие инфекционные болезни (холера, брюшной тиф, паратифы, дизентерия, энтериты, болезнь Боткина и др.).

Вода может быть также причиной распространения зоонозов лептоспироза, туляремии, бруцеллеза, сибирской язвы.

Подаваемая для питья и хозяйственных нужд населения вода должна быть безупречной в санитарном и эпидемиологическом отношениях. Для этого разработан государственный стандарт на питьевую воду, за качеством воды установлен строгий санитарный контроль.

Вкусной воды в природе много, но идеально чистой нет и быть не может, поскольку вода - один из лучших растворителей.

Взвешенные вещества, содержащиеся в природной воде, влияют на ее вкус. Кроме того, они служат благоприятной средой для развития болезнетворных бактерий.

Поэтому в водопроводной воде допускается содержание взвесей не более 1,5 мг/л.

Стандарт обеспечивает безопасность и безвредность химического состава воды.

В нем нормировано содержание фтора, а также мышьяка, свинца, бериллия, молибдена, селена, стронция и других элементов.

Плотный осадок, остающийся после выпаривания 1 л воды, характеризует степень минерализации. Для водопроводной воды она не должна превышать 1000 мг/л.

Большое значение имеет также содержание в воде железа, кальция, магния, сульфатов и хлоридов. Железо находится в подземных водах главным образом в виде бикарбоната закиси железа.

При контакте воды с воздухом двууглекислое железо окисляется с образованием бурых хлопьев гидрата окиси железа, придающего воде мутность и окраску.

Поэтому содержание железа в водопроводной воде не должно превышать 0,3 мг/л, а в воде местных источников водоснабжения - 1 мг/л.