Вода естественная среда обитания многих микроорганизмов
Вода является естественной средой обитания многих микроорганизмов.
Обычная нормальная микрофлора воды – это сапрофиты, представленные псевдомонасами, микрококками, серо- и железобактериями, мицелиальными и дрожжеподобными грибами, микроскопическими водорослями, простейшими, зоопланктоном и зообетосом, фагами, актиномицетами и другими микроорганизмами.
Важная роль микроорганизмов в процессах биологической продуктивности водоемов определяется тем, что микроорганизмы разлагают мертвое органическое вещество, превращая продукты его распада в пригодные для питания водой растительности и, кроме того, сами микроорганизмы служат пищей для водных животных.
Микробное население воды отражает состав микрофлоры почвы, с которой вода имеет непосредственный контакт. Микроорганизмы, обитающие в воде, являются распространенными обитателями почвы. В воду микробы попадают не только из почвы, но и вместе с выделениями человека, животных, бытовыми отбросами, сточными водами и пр.
Во всех водах пресных и соленых так же, как и на суше, встречаются представители разных физиологических групп микроорганизмов, которые принимают участие в круговороте азота, углерода, фосфора, железа, марганца, калия и других элементов.
Помимо этих микроорганизмов в воду могут попадать, сохраняться и даже размножаться возбудители инфекционных болезней. Воды открытых водоемов загрязняются патогенными микробами в результате попадания в них неочищенных сточных вод инфекционных и ветеринарных лечебниц, канализационных вод. В воде размножаются возбудители холеры и длительное время в воде могут сохраняться возбудители дизентерии, брюшного тифа, энтеровирусы, лептоспиры и др.
Интенсивность обсеменения воды микроорганизмами и состав микрофлоры зависит от многих факторов – от гидрохимических показателей, сезона года, уровня эвтрофности водоема, температуры воды, от степени загрязнения водоема сточными, хозяйственными и промышленными водами, от степени загрязнения органическими и неорганическими химическими соединениями и пр.
Вблизи населенных мест количество микроорганизмов в воде особенно велико и видовой состав микробов более разнообразен.
На количественный и качественный состав микрофлоры открытых водоемов деятельность человека оказывает большое влияние. Реки и другие открытые водоемы, расположенные в черте любого населенного пункта, подвергаются систематическому загрязнению стоками хозяйственных вод и фекальных нечистот.
Микроорганизмы являются индикаторами гидрологических явлений в моря, океанах, пресных и других водоемах.
Вода морей и океанов тоже богата микроорганизмами, но там их значительно меньше, чем в пресноводных открытых водоемах.
В поверхностном слое ила, в грунте и толще воды морей и океанов обнаружены аэробы и анаэробы, амонифицирующие и денитрифицирующие, разлагающие мочевину и клетчатку, сбраживающие декстрозу и ксилозу, фиксаторы свободного азота и многие другие виды микроорганизмов. Относятся эти многие виды к родам vibrio, Pseudomonas, Bacillus, Flavobacterium, Micrococcus, Achromobacter, Bacterium, Serratia, Sarcina, Actinomyces, Microsporina, Spirillum, Chromatium и др. Встречаются они на разных глубинах, в аэробных, анаэробных, сероводородных зонах.
Морская или океаническая вода – специфическая среда обитания микроорганизмов. Характерный солевой состав, низкая температура, высокое давление, малые концентрации органических веществ, разреженность флоры и фауны составляют главные экологические особенности открытых областей морей и океанов для жизнедеятельности микроорганизмов.
Благодаря своей высокой и разносторонней ферментной активности микроорганизмы, распространенные в водной толще и густо заселяющие поверхность дна, ступают как биокатализаторы реакций, составляющих основные звенья круговорота веществ. Им принадлежит особая роль в превращении и образовании органической материи. Разрушая мертвое органическое вещество и регенерируя из него необходимые для растительности неорганические соединения, обеспечивают тем самым воспроизводство жизни растительных организмов.
Подавляющее большинство микроорганизмов, обитающих в морях и океанах, обладают значительной биохимической активностью. Благодаря активности ферментов микробов, происходит превращение многих углеводистых веществ. Многие микроорганизмы используют связанный кислород нитратов, усваивают газообразные формы азота. Многие из них, и прежде всего неспороносные палочки, являются денитрификаторами. Среди них есть и такие, которые вызывают разрушение хитиновых покровов водных обитателей. При разрушении хитина образуются минеральные продукты. Наличие в водных глубинах бактерий, разрушающих органические вещества, в том числе и хитин, до простых соединений, обуславливает возможность освобождающимся азоту и углероду вновь вступать в цикл круговорота веществ.
Под влиянием жизнедеятельности десульфурирующих бактерий сульфаты морской воды превращаются в сероводород. Тионовые бактерии, обуславливая окисление сероводорода и других соединений серы, оказывают тем самым влияние на содержании сероводорода в морской воде придонных слоев. Тионовые бактерии обнаруживаются в шельфовой части открытых морей, во внутриконтинентальных морях, на дне Северного Ледовитого океана.
Основная масса микробного населения морей и океанов сосредоточена в прибрежных зонах, где располагаются населенные пункты, а также в районах регулярного присутствия морских судов.
В воде постоянно происходят процессы самоочищения – микроорганизмы погибают от действия солнечных лучей и химических веществ, действия метаболдитов, вырабатываемых различными видами бактерий, грибов, водорослей. Но эти процессы нарушаются при увеличении степени загрязнения водоемов. На активность течения микробиологических процессов и скорость самоочищения водоемов оказывают влияние видовой состав рыб, их количество, а также степень заиления дна водоема.
Наименее обсемененными микроорганизмами являются почвенные воды, попадающие на поверхность через артезианские скважины и родники.
Источник
1.2. МИКРОБИОТА ВОДЫ
Вода – естественная среда обитания многих микроорганизмов. Они широко распространены в озерах, реках, морях, океанах. Их больше бывает в прибрежной зоне и на поверхности, меньше – вдали от бе¬рега и в грунтовых водах. Степень микробной контаминации воды за¬висит от многих факторов: содержания органического вещества, рас¬положения и степени загрязненности водоема, скорости течения воды, температуры окружающей среды, времени года, содержания питательных веществ, глубины водоема, выпуска сточных и промышленных вод и т. д. Микробные биоценозы в проточной воде рек весьма нестойки, они быстро меняются в зависимости от изменения состава вод, де¬ятельности человека, факторов окружающей среды. В сравнительно чистых водоемах встречаются не требовательные к питательному суб¬страту разнообразные сапрофиты, поступающие из почвы. К ним от¬носятся представители родов Azotobacter, Nitrobacter, Achromobacter, Micrococcus, Proteus, Pseudomonas и др. При поступлении в воду большого количества органических веществ в ней обнаруживаются клостридии и другие анаэробы, вибрионы, спирохеты и т. д.
Загрязнение водоемов патогенными, условно-патогенными микроорганизмами происходит в результате поступления в них из населенных пунктов канализационных бытовых вод, богатых органическими соединениями, а также промышленных вод. Микроорганизмы почвы, вымываемые грунтовыми водами, загрязняют водоемы. При загрязнении водоемов сточными водами в них обнаруживаются Е. coli, Citrobacter, Enterobacter, Str. faecalis.
Вода является важным звеном в передаче возбудителей многих инфекций, главным образом кишечных. Через воду может происходить заражение брюшным тифом, дизентерией, холерой, инфекционным гепатитом, лептоспирозами и т. п. Вместе с водой в организм могут попасть цисты патогенных простейших, яйца паразитических червей. Некоторые заболевания вирусной природы также могут передаваться через воду, хотя водный путь для большинства вирусов не считается главным. Основной источник кишечных вирусов – это бытовые сточ¬ные воды, сброс которых в водоем приводит к загрязнению источника водоснабжения. Условно к кишечным вирусам относят вирусы, обна¬руживаемые в кишечнике человека: энтеровирусы (вирус полиоми¬елита), вирус инфекционного гепатита типа А, некоторые аденови¬русы.
Возможность распространения кишечных вирусов водным путем зависит от их выживания в воде, то есть способности переживать ко¬лебания условий внешней среды. Доказано, что вирус полиомиелита в речной воде сохраняет свою жизнеспособность 11 сут., а в водопроводной – до 37; снижение температуры до 4–6°С способствует увели¬чению этого срока до 3 мес.
Микробное сообщество воды может быть автохтонное – собственное, порожденное средой обитания, и аллохтонное – поступив¬шее извне.
В зависимости от степени микробной контаминации воды водо¬емы делятся на три зоны.
Полисапробная зона характеризуется развитием микробиоценозов в сильно загрязненной воде. Микробиологические процессы проходят в почти анаэробных условиях, так как в такой среде быстро поглоща¬ется О2. В процессе разложения образуются метан, меркаптаны, сероводород, в результате появляется неприятный запах. Количество мик¬робов в 1 см3 воды составляет несколько миллионов.
Мезосапробная зона – в ней сильнее происходит минерализация, а также идут процессы окисления и нитрификации. Общее число мик¬робов не превышает 100 000 в 1 см3 воды.
Олигосапробная зона – в ней в 1 см3 воды содержатся десятки или сотни микробных клеток, кишечная палочка отсутствует. В воде много кислорода.
В состав микробиоценозов входят различные водоросли, простейшие, плесневые грибы и другие микроорганизмы.
По происхождению вода подразделяется на атмосферную (дождевая, снеговая), поверхностную (речная, озерная, прудовая) и подзем¬ную (грунтовая, колодезная, ключевая).
Атмосферная вода. В ней содержится небольшое количество мине¬ральных веществ, поэтому она мягкая, безвкусная. В 1 см3 дождевой воды может содержаться от 300–450 до 1000 микробных клеток.
Речная вода. Содержание в ней микробов зависит от времени года, питающих ее источников, территории, по которой протекает река, и также степени антропогенного загрязнения. Весной и осенью, в пе¬риод половодий и дождей, численность микроорганизмов резко воз¬растает. Наряду с сапрофитами в ней могут быть и возбудители заболеваний: лептоспироза, сальмонеллеза, туляремии, бруцеллеза, сибирской язвы и других болезней. Количество микробов в 1 см3 воды в Москва-реке колеблется от 0,4 до 1,3 млн., в Неве – от 0,2 до 0,6 млн., примерно такое же количество в реках Урал, Волга; вблизи крупных городов эта величина достигает 13 млн. микробов.
Подземные воды. Они содержат микробов меньше, чем поверхност¬ные воды, так как в процессе фильтрации большинство из них задер¬живается почвой. Микроорганизмы в подземную воду попадают по пути ее следования – с поверхности или из воздуха. Артезианская и ключевая воды имеют постоянную температуру, в них почти отсут¬ствуют загрязнения и микроорганизмы.
Источник
Вода естественная среда обитания многих микроорганизмов
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.
Источник
ГК «Униконс»
Продвижение и реализация комплексных пищевых добавок, антисептиков и др. продукции.
«Антисептики Септоцил»
Септоцил. Бытовая химия, антисептики.
«Петритест»
Микробиологические экспресс-тесты. Первые результаты уже через 4 часа.
«АльтерСтарт»
Закваски, стартовые культуры. Изготовление любых заквасок для любых целей.
- Вы здесь:
- Библиотека технолога
- Микробиология
- В.Н. Азаров. Основы микробиологии и санитарии
Микрофлора воды
Для ряда микроорганизмов вода является естественной средой обитания.
Особенно богата микрофлора открытых водоемов и рек. Наибольшее количество микроорганизмов находится в поверхностных слоях воды, в прибрежной зоне водоемов. С увеличением глубины количество микроорганизмов уменьшается. Содержание их в воде зависит от времени года и метеорологических условий. Осенью, а также во время разливов рек, сильных дождей, когда в воду попадают микробы, смываемые с поверхности почвы, число их бывает наибольшим. Попадая в природные водные резервуары — моря, реки, озера, пруды с поверхности земли, из воздуха с дождем и пылью, со сточными и хозяйственно-бытовыми потоками, многие микроорганизмы находят там благоприятные условия для жизни. Загрязненность в таких случаях может составлять от десятков тысяч клеток до миллиона в 1 мл.
В соленых водах морей и океанов, в минеральных источниках также обитают приспособившиеся к высокому осмотическому давлению разнообразные микроорганизмы.
Важную роль в формировании микрофлоры природных водных источников играет микрофлора придонного ила. Численность обитающих там бактерий достигает 400 млн. на 1 г ила. На поверхности ила они образуют особый слой, содержащий серобактерии, нитрифицирующие и азотофиксирующие бактерии, а также анаэробные бактерии, разлагающие клетчатку, жиры и другие вещества. Все они обеспечивают круговорот веществ в водоеме.
В воде и илистых отложениях морей, болот, горячих источников обитают древнейшие живые существа нашей планеты — метанообразующие бактерии, использующие в процессе жизнедеятельности водород и углекислоту.
В природных .водах могут активно размножаться и обитать также некоторые из случайно попадающих бактерий, способные довольствоваться минимальными количествами органических веществ.
Значительно ограничивает численность микроорганизмов в воде до глубины 1,5-3 м солнечный свет.
Беднее микрофлора почвенных вод, особенно глубоколежащих водоносных слоев, куда из-за фильтрационных свойств почвы микроорганизмы почти не попадают.
Со сточными водами, выделениями больных людей и животных в воду могут попадать и различные патогенные микробы — холерный вибрион, возбудители брюшного тифа, дизентерийные микробы, сибиреязвенные бациллы и др. Они могут сохраняться в воде длительное время. Так, холерный вибрион, например, в воде выживает до нескольких месяцев и даже перезимовывает, шигеллы — от нескольких дней до 2-6 недель. Возбудитель туберкулеза выживает в речной воде до 5 месяцев, возбудитель туляремии и сальмонеллы — до 3 месяцев. Отсюда становится ясным, что вода, загрязненная патогенными микробами, может явиться причиной массовых заболеваний людей. Поэтому при использовании воды из того или иного источника важно знать степень ее загрязнения. Воду, сомнительную по степени чистоты, следует обязательно кипятить. Особенно опасно фекальное загрязнение воды, так как именно с ним в воду могут вноситься возбудители желудочно-кишечных заболеваний.
Оценка санитарных свойств воды осуществляется с помощью физических, химических и биологических методов. Мутные, окрашенные, пахнущие различными веществами, особенно аммиаком, содержащие много органических веществ воды не должны использоваться без специальной обработки. Однако и прозрачная вода, безупречная по внешним показателям, может быть обильно обсеменена опасной микрофлорой.
Примеси в воде различных химически активных веществ, например аммиака, сероводорода, солей азотной и азотистой кислот, хлоридов и солей фосфорной кислоты, свидетельствуют о загрязнении ее промышленными стоками.
Неудовлетворительная по санитарным показателям вода может явиться не только источником различных инфекций, но и средством их распространения на другие области. Такую воду перед использованием очищают — отстаивают, фильтруют, хлорируют, озонируют, обрабатывают ультрафиолетовыми лучами. Используют другие приемы.
Загрязненные промышленными стоками и бытовыми водами естественные водоемы могут быть приведены в такое состояние, когда их дальнейшее хозяйственное использование невозможно, когда они сами становятся источником опасности — отравлений и инфекций.
В большинстве случаев при умеренном загрязнении водоемов их свойства, чистота воды через некоторое время восстанавливаются в результате естественно протекающего процесса самоочищения.
Процесс естественного самоочищения заключается в комплексе физико-химических и биохимических превращений веществ. Из физико-химических процессов важное значение имеют оседание частиц и включение их в состав ила, окисление и другие химические превращения загрязняющих веществ.
Сточные воды, попав в водоемы, оказываются значительно разбавленными. В этих условиях внесенная со стоками микрофлора, а также естественная микрофлора водоема получают возможность бурно развиваться. При этом ею утилизируются (используются вплоть до полного исчезновения) все внесенные химические загрязнения. Развивавшаяся масса микроорганизмов в свою очередь становится пищевой средой для инфузорий, простейших организмов — обитателей природных вод; она уничтожается также бактериофагами, микробами-антагонистами. В конечном счете, и эта группа организмов в свою очередь потребляется личинками насекомых, мальками рыб, и постепенно таким образом восстанавливается естественное состояние водоема. Однако такой процесс протекает с достаточной интенсивностью лишь в том случае, когда в водоемы попадают не слишком большие количества загрязнений. Сильно загрязненные органическими и другими веществами сточные воды, прежде чем они будут выпущены в водоем, должны проходить предварительную очистку.
Очистка сточных вод. Одним из методов биологической очистки сточных вод является фильтрация их через почву на специальных земельных участках, называемых полями фильтрации. Поступающая на полз фильтрации вода просачивается сквозь почву и отводится дренажными трубами в близлежащий водоем. Накапливающиеся в верхних слоях фильтрационного поля органические вещества под действием бактерий, постоянных обитателей этого слоя, подвергаются аммонификации с образованием аммонийных солей. Последние окисляются в соли азотной кислоты». Большая часть микробов, попавших в фильтрационный слой из сточных вод, задерживается им и вскоре погибает.
Более рациональный способ очистки сточных вод — обработка их на полях орошения. Принцип действия полей орошения такой же, но используются попеременно два участка — на одном идет очистка вод, другой используют для выращивания сельскохозяйственных культур. Через некоторое время функции участков меняются — первое поле используют для выращивания каких-либо культур, второе — для фильтрации. Почвы таких полей, богатые удобрительными веществами, дают отличные урожаи.
Очистка с помощью биологических фильтров заключается в фильтрации сточных вод через резервуары, заполненные пористыми материалами. На большой поверхности этих материалов в виде пленки развиваются разнообразные микроорганизмы, быстро перерабатывающие органические и другие загрязняющие вещества. На первом этапе идут процессы окисления и аммонификации этих веществ, а затем окисления уже самих аммиачных соединений в соли азотной кислоты.
Описанные способы очистки хотя и надежны, но требуют использования больших земельных площадей и времени. Быстрее очистка осуществляется в аэротэнках — проточных бассейнах, в которые вводится так называемый активный ил, в массе которого основная доля приходится на микроорганизмы. С помощью активного ила адсорбируются и перерабатываются органические загрязнения. Воздух, подаваемый под давлением снизу, способствует поддержанию частиц ила во взвешенном состоянии и очень быстрому окислению и переработке веществ.
Остатки, получаемые при отстаивании сточных вод, могут перерабатываться в анаэробных условиях в так называемых метантэнках. В результате процессов брожения и гниения осадки, содержащие клетчатку, жиры, белки и другие вещества, превращаются в простые соединения, в том числе горючие газы, используемые в промышленных целях.
Предварительно очищенные указанными способами сточные воды после этого выпускаются в природные водоемы или после дополнительной очистки вновь используются в тех же производствах. В связи с нехваткой пресной воды на ряде промышленных предприятий в процессах, не связанных непосредственно с выпуском пищевых товаров, допускается повторное использование очищенной воды.
Очистка питьевых вод. Одним из методов очистки питьевой воды является отстаивание в бассейнах-отстойниках. При этом взвешенные частицы оседают, а вместе с ними и большинство бактерий. Более полное осветление воды достигается коагуляцией ее серно-кислым алюминием. Образующиеся хлопья, оседая, увлекают взвешенные частички и микроорганизмы. Далее происходит фильтрация воды через песочные фильтры. На фильтрах задерживается до 98-99 % остававшихся в воде бактерий. Однако и после фильтрации все еще остается некоторое их количество, среди которого возможны и болезнетворные формы. Поэтому воду после фильтрации подвергают дезинфекции. Ее чаще всего осуществляют хлорированием.
Хлорирование — доступный способ обеззараживания воды, позволяющий уничтожить многие, в том числе паратифозные, бруцеллезные и другие бесспоровые патогенные микроорганизмы. При этом действие обработки на микробов оказывается в течение всего времени нахождения в ней остаточных количеств хлора. Для хлорирования используется хлорная известь. Использование ее основано на том, что активный хлор, обладая окисляющими свойствами, губительно действует на бактерии при достаточном его содержании. Может употребляться в этих целях и газообразный хлор.
Перспективной является обработка воды для обеззараживания бактерицидными ультрафиолетовыми лучами. Они в отличие от хлора не придают воде неприятного привкуса, более губительны для; спор бактерий. Недостаток этого метода, препятствующий повсеместному его использованию, — слабая эффективность при обработке вод с пониженной прозрачностью.
Питьевая вода должна удовлетворять целому ряду требований, в том числе и микробиологическим. В 1 мл водопроводной воды должно быть не более 100 микробов. В 1 мл колодезной и речной питьевой воды должно быть не более 1000 клеток. Водопроводная вода считается сомнительной, если в 1 мл содержится от 100 до 500 микробов-клеток, и загрязненной — 500 и более клеток. Коли-титр допускается в водопроводной не менее 300 мл, в колодезной и речной — не более 100 мл. В питьевой воде не должно быть патогенных бактерий. Нормируется содержание органических примесей. Вода открытых водоемов перед использованием в пищевых целях должна быть очищена и обеззаражена. Допускается использование без обработки только артезианской воды. Требования, предъявляемые по микробиологическим показателям к питьевой воде, предъявляются и к пищевому льду, как искусственному, так и естественному.
Источник
