Микроорганизмы - это группа живых существ, не видимых глазу человека, они могут быть одноклеточные или многоклеточные. В зависимости от наличия ядра они делятся на прокариоты (бактерии и археи) и эукариоты (некоторые грубы и протисты), а вот вирусы выделяют в отдельную группу.

Встречаются микроорганизмы в воде как пресной, так и соленой, даже в океане на глубине 11 км, где давление в 1072 раза выше, чем нормальное атмосферное. Мертвое море было названо так потому, что считалось, что из-за его солености оно не приспособлено ни для рыб, ни для других организмов.

Не пугают микроорганизмов ни сильно низкие, ни сильно высокие температуры. Что уже говорить о воде, которая по трубам бежит у нас из-под крана. В ней могут содержаться такие особо опасные бактерии как холерный вибрион, сальмонеллы, шигеллы (возбудители дизентерии), иерсиния ентероколитика, палочка сине-зеленого гноя, палочка сине-зеленого гноя, энтеропатогенные кишечные палочки.

Встречаются в питьевой воде и опасные вирусы: аденовирусы, энтеровирусы, ротавирус, вирус гепатита А, энтеровирусы гепатита ни А, ни В, гепатита Е, норволк вирус, мелкие круглые вирусы. Попадают в нее и опасные простейшие: энтамеба гистолитика, гиардиа интестиналис, криптоспоридум парвум, дракункулюс мединензис. Не застрахованы потребители муниципальной воды и от глистных цист, колиформных бактерий, спор клостридий, фекальных стрептококков, колифагов. Они являются возбудителями самых тяжелых заболеваний. Поэтому для использования водопроводной воды необходимо устанавливать .

Микроорганизмы в воде хранят в себе тайную опасность. Крепкий здоровый организм взрослого человека способен бороться с большинством возбудителей. А вот неокрепший иммунитет детей больше подвержен воздействию бактерий, поэтому они чаще страдают от расстройств желудочно-кишечного тракта. Многие кипятят воду для борьбы с микроорганизмами, действительно при температуре 100 С гибнут некоторые бактерии, но далеко не все. Чтобы убить вирус гепатита, нужна более высокая температура, а прионы или возбудители коровьего бешенства не погибнут, даже если воду кипятить в течение 7 часов. Некоторые глисты цисты гибнут при температуру 60 С, почти все при кипячении, а для уверенности в их полном отсутствии необходимо кипятить воду в течение 30-40 мин.

Чтобы устранить опасные микроорганизмы в воде санитарно-эпидемиологическая служба и жилищно-коммунальные хозяйства проводят регулярное хлорирование. Такая процедура создает иллюзию безопасности, потому что часть бактерий и вирусов устойчивы к хлору. Да и сам хлор, попадая в наш организм, может увеличить риск раковых заболеваний, способствовать возникновению артериосклероза, оказывать негативное влияние на сердечнососудистую систему, привести к снижению иммунитета.

Но даже сам этот элемент не так опасен, как его канцерогенные соединения, которые отравляюще действуют на наш организм. Самостоятельное хлорирование не достаточно для борьбы с микроорганизмами в воде. После его проведения необходимо очистить воду от хлорсодержащих соединений. А затем воздействовать ультрафиолетовым или ионизирующим излучением, ультразвуком или фильтрованием. Установки ультрафиолетовой фильтрации - самый надежный способ избавления от микроорганизмов в воде, за исключением фильтров , которые после обработки дают сверхчистую воду из любого водного потока.

Установки Уф могут быть использованы как в быту, так и на производстве. Для использования фильтров на предприятии лучше провести анализ воды и определить уровень ее загрязненности, а затем приобрести необходимое оборудование. Для домашнего использования рекомендована схема «фильтрация - дозирование или - доочистка». Фильтрация будет очищать от крупных загрязнений, дозирование и умягчение призвано защитить нагревающиеся приборы от накипи, а за счет снижения жесткости экономить моющие средства. Конечной фазой является доочистка до питьевой воды высокого класса.

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.

Количество микроорганизмов в открытых водоемах зависит от множества факторов: климатических условий, времени года, загрязнения сточными водами и отходами предприятий. К сожалению, практически постоянно во все реки, озера, моря из населенных пунктов выбрасывается загрязненная, высококонтаминированная вода, содержащая огромное количество микроорганизмов и органических веществ. Постоянные выбросы приводят к тому, что в воде не успевают протекать процессы самоочищения, что приводит к возникновению экологических проблем.

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;
• олигосапробная - чистая вода. Это вода, бедная органическими веществами, содержащая достаточно небольшое количество микроорганизмов (сотни клеток) при практическом отсутствии бактерий группы кишечных палочек.

Если рассматривать в микробном ракурсе всю систему водоемов, то необходимо отметить самую загрязненную зону - ил. Количество микроорганизмов в придонных слоях ила (реки, озера, пруда и др.) находится в пределах от 10 2 до 10 8 КОЕ/см 3 .

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.

На болезнетворные микроорганизмы, которые менее приспособлены к существованию в водных условиях, чем водные микроорганизмы, в воде действует множество негативных факторов. Но тем не менее многие патогены могут сохраняться в воде в жизнеспособном состоянии достаточно долгое время. 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.

Различается количество микроорганизмов в водоеме территориально. В прибрежной зоне водоема микроорганизмов больше, чем в центре. И в поверхностных слоях воды микроорганизмов немного, так как солнечные лучи неблагоприятны для них. Как уже отмечено выше, самым богатым в микробном отношении слоем любого водоема является ил, особенно верхний его слой. На поверхности ила образуется пленка из бактерий, которые играют большую роль в процессах круговорота веществ в водоеме. Количественный и качественный состав микробиоты непостоянен в водоеме. Значительные изменения происходят после действия внешних факторов, например дождей и особенно попадания вод сточных, бытовых или промышленных отходов. Огромное количество микроорганизмов попадает в водоемы вместе с различными загрязнениями.

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 (табл. 7.2). Наличие в воде патогенных микроорганизмов проводят лаборатории, имеющие разрешение Роспотребнадзора.

Таблица 7.2

Микробиологические показатели и критерии качества питьевой воды

Основными при определении эпидемиологической безопасности питьевой воды являются термотолерантные кишечные палочки (ТКБ), которые являются показателем фекального загрязнения, общие колиформные бактерии (ОКБ), или БГКП, и общее количество микроорганизмов (ОМЧ). К бактериями группы кишечных палочек (БГКП) относятся грамотрица- тельные, оксидазонегативные, неспорообразующие палочковидные бактерии, способные расти на дифференциальных лактозосодержащих средах, способные ферментировать лактозу до кислоты и газа при температуре 37°С в течение 24-48 ч. Термотолерантные колиформные бактерии, входящие в состав ОКБ, обладают такими же признаками, но в отличие от них способны ферментировать лактозу при температуре 44°С в течение 24 ч. ТКБ и БГКП должны отсутствовать в 100 мл питьевой воды (в пробах при трехкратной повторности анализа).

Общая численность микроорганизмов (общее микробное число - ОМЧ) определяется по росту на плотной питательной среде при температуре инкубации 37°С. Полагают, что чем выше общее микробное число, тем больше вероятность присутствия в воде патогенных микроорганизмов. Исследования воды на наличие патогенных микроорганизмов могут проводиться только в лабораториях, имеющих санитарно-эпидемиологическое заключение о соответствии условий выполнения работ санитарным правилам и лицензию на деятельность, связанную с использованием возбудителей инфекционных заболеваний.

При определении микроорганизмов проводится трехкратное исследование по 100 мл отобранной пробы воды. Исследование питьевой воды на наличие патогенных бактерий кишечной группы и энтеровирусов проводится также по эпидемиологическим показаниям по решению центра госсанэпиднадзора. Обнаружение в воде бактерий группы кишечных палочек следует рассматривать как показатель фекального загрязнения воды, а их количество позволяет судить о степени этого загрязнения. Количество БГКП определяют двумя методами: методом мембранных фильтров и бродильным методом с помощью определения наиболее вероятного числа (НВЧ).

Присутствие БГКП выражается с помощью коли-титра и коли-индекса. Коли-титр воды - это наименьший объем воды, в котором обнаруживается одна клетка БГКП. Коли-ипдекс воды - это определенное число клеток БГКП в 1 л воды. Метод определения присутствия бактерий группы кишечных палочек заключается в посеве определенных объемов анализируемой воды и инкубировании их при 37°С в среде накопления с последующим посевом выделенных бактерий на дифференциально-диагностическую агаризованную среду и определении их принадлежности к БГКП.

К сульфитредуцирующим клостридиям относят прежде всего Clostridium perfringens , обнаружение которых может свидетельствовать о давнем фекальном загрязнении. Колифаги - вирусы кишечных палочек, являющиеся индикаторами очистки питьевой воды в отношении энтеровирусов. На газоне кишечных палочек в чашке Петри они образуют свободные зоны (бляшки), так как лизируют бактерии.

Естественно, вода должна быть безопасна с химической точки зрения и соответствовать нормативным требованиям по органолептическим показателям. Наиболее высокое качество имеет вода артезианских скважин. Воду, получаемую из открытых источников, необходимо подвергать очищению.

Очищение воды проводят в несколько стадий.

1. Освобождение воды от взвесей. Для этого воду отстаивают в специальных бассейнах (отстойниках): горизонтальных, вертикальных, радиальных, тонкослойных. Они представляют собой резервуары с водораспределительным и водосборным устройством и устройством для удаления осадка. Вода в отстойниках находится от 1 до 6 ч. В тонкослойном отстойнике значительно сокращается время отстаивания, так как вода быстро проходит по нескольким слоям и освобождается от взвесей.

Выделяют следующие способы удаления взвесей из воды. Флотация - всплытие частиц с пузырьками воздуха, которое может осуществляться механически, под давлением, с помощью электричества (электрофлотация). Это позволяет освободить воду от грубодисперсных загрязнений. Флотационные установки используют для очистки сточных вод от нефтепродуктов, смол, поверхностно-активных веществ (ПАВ), полимеров и др. и редко для очистки природных вод.

Фильтрация - это процесс задержания небольших грубодисперсных загрязнений при прохождении очищаемой воды через зернистую загрузку фильтров или составляющие фильтр пластины - металлические, тканевые, мембранные. В качестве фильтрующей загрузки применяют природные и синтетические материалы. К природным относят кварцевый песок, мрамор, горные породы, а синтетические представлены полистиролом, пенополистиролом, керамзитом (получают путем обжига глины в виде гранул различного размера) и др.

На поверхности фильтрующего материала и в его порах образуется своеобразная биологическая пленка, состоящая практически из клеток микроорганизмов. Существуют быстрые и медленные фильтры. Обычно фильтр работает до 1 - 1,5 мес.

Существует ультрафильтрация - мембранный метод очистки воды от коллоидных и коагулированных примесей путем фильтрования под давлением через полупроницаемую мембрану крупной пористости - более 0,1 мкм.

2. Очистка воды. От тонкодисперсных и коллоидных загрязнений воду освобождают с помощью коагуляции и флокуляции. Коагуляция направлена на снижение заряда коллоидных частиц, а флокуляции - на укрупнение частиц загрязнений. Существует электрохимическая коагуляция - ионами алюминия или железа. Коагулянты делят на неорганические и минеральные. К неорганическим относят кристаллогидраты солей алюминия и железа.

В России для очистки природных вод применяют сернокислый алюминий и полиоксихлориды алюминия, а соли железа используют для очистки сточных вод. Неорганические коагулянты вступают в реакции осаждения с фторидами, фосфатами, сульфидами с образованием нерастворимых соединений, которые затем удаляются из воды. К органическим коагулянтам относятся водорастворимые низкомолекулярные полимеры (полиакриламид, акриламид, акриловая кислота и др.), которые адсорбируют частицы загрязнений и образуют с ними нерастворимые комплексы. Разработано множество видов смесителей, специальные камеры хлопьеобразования и удаления частиц из очищаемой воды. Образующиеся соединения выпадают в виде хлопьев, и микроорганизмы оседают вместе с ними.

Для очистки воды от растворенных загрязнений (органических и неорганических) применяют специальные реагенты или используют безреагентные методы. К реагентным методам относят нейтрализацию, химическое осаждение, окисление, восстановление. Безреагентные методы включают адсорбцию, ионный обмен, мембранные методы, выпаривание, вымораживание и др.

3. Дезинфекция воды. Предыдущие этапы обработки снижают количество микроорганизмов в воде. Но для более значительной деконтаминации воды и главным образом для уничтожения патогенных микроорганизмов воду обеззараживают. Долгое время воду дезинфицировали методом хлорирования, применяя газообразный хлор или другие хлорсодержащие соединения. Хлор оказывает очень сильное воздействие на микроорганизмы, даже в очень малых концентрациях. Кроме этого, бактерицидное действие оказывают недиссоциированные молекулы хлорноватистой кислоты, которая образуется в воде при гидролизе хлора. Сильным действием на микроорганизмы обладает гипохлорит. Применение хлора имеет свои недостатки: при недостаточном количестве активного хлора вода не обеззараживается, а при избыточном количестве у воды появляются неприятные хлорные вкус и запах.

Сейчас воду озонируют и облучают ультрафиолетовыми лучами, это оказывает бактерицидное действие. Озонирование оказывает положительное воздействие на органолептические показатели воды.

Оценка качества питьевой воды проводится по комплексу химических, органолептических и микробиологических показателей. При бактериологическом исследовании учитывают присутствие, кроме кишечных палочек, и других санитарно-показательных микроорганизмов: энтерококков, Clostridium perfringens, бактерий рода Proteus.

Вода, используемая на предприятиях пищевой промышленности и предприятиях общественного питания, должна соответствовать требованиям, предъявляемым к питьевой воде.

Сточные воды. К сточным водам относят использованную воду, загрязненную в ходе различных процессов, которая содержит разнообразные органические и минеральные примеси. Загрязненные в ходе промышленного производства воды называют промышленными сточными. На одном предприятии сточных вод может быть до десятков тысяч кубометров в сутки. Бытовые сточные воды являются результатом использования человеком воды для хозяйственно-бытовых нужд. Количество в среднем составляет 50-280 л на человека в сутки.

Загрязненные сточные воды содержат огромную массу различных микроорганизмов, в том числе патогенных. Удаление сточных вод нормируется особыми правилами, вода должна быть очищена и, главное, обезврежена. Очищают сточные воды в зависимости от химического состава воды и от характера водоема, в который они попадают после очистки (рис. 7.2).

Рис. 7.2.

1 Шлегель Г. Г. Указ. соч.

Для очистки сточных вод используют физические, биологические и химические методы.

Физические методы. Это прежде всего отстаивание, в процессе которого происходит механическая очистка.

Биологические методы. Это методы, основанные на способности микроорганизмов перерабатывать органические и минеральные вещества, в большом количестве содержащиеся в сточных водах. Биохимическая деятельность аэробов используется при аэробной биологической очистке, которая проводится в естественных и искусственных условиях. Естественным природным фильтром является почва, слои которой задерживают большую часть микроорганизмов. Этот же процесс происходит и на полях фильтрации и орошения. Поля фильтрации служат только для очистки воды. Поля орошения предназначены одновременно для очистки сточных вод и выращивания различных культур (овощей, трав, деревьев и др.). Растения используют ценные вещества, образующиеся при минерализации органических веществ, в большом количестве содержащихся в сточных водах.

Для этих же целей служат и биологические (очистные) пруды, которые создаются искусственно и представляют собой последовательно соединенные водоемы. В эти водоемы подается сточная вода и дополнительное количество чистой, так как концентрация различных соединений в грязных водах изначально столь велика, что создает неблагоприятные условия для развития многих микроорганизмов. Далее в таких водоемах происходят процессы по типу протекающих в природных водоемах при самоочищении природных вод.

И в почве, и в воде микроорганизмы превращают органические вещества из сточных вод в неорганические соединения. Очищенные сточные воды по дренажным трубам поступают в открытый водоем.

Широкое применение для биологической очистки сточных вод имеют специальные очистные сооружения: биологические фильтры и аэротенки. Сначала производят механическую очистку воды и затем направляют ее на биологическую очистку. Биологические фильтры представляют собой емкости, которые заполнены крупнозернистым материалом (гравием, щебнем или пластмассовыми блоками), через который проходит вода. Для более активной работы аэробных микроорганизмов подается воздух, такие биофильтры оснащены вентиляторами и называются аэрофильтрами.

На поверхности фильтрационного материала развиваются микроорганизмы, в том числе простейшие и др. По мере накопления их биомассы на поверхности образуется биологическая пленка, обитатели которой прежде всего окисляют углеродсодержащие органические вещества. Также активно происходит аммонификация азотсодержащих органических веществ. Образовавшиеся аммиачные соли переходят в соли азотистой и азотной кислот.

В аэротенках (это открытые проточные бассейны) переработку воды осуществляют с помощью активного ила, который состоит в основном из микроорганизмов. Активный ил представляет собой хлопья темно- коричневого цвета, которые на 70% состоят из живых организмов и 30% составляют неорганические частицы. Интересно, что живые организмы вместе с твердыми частицами образуют своеобразный симбиоз популяций организмов, покрытый слизистой оболочкой.

Из активного ила выделены бактерии родов Actinomices , Bacillus , Corynebacterium, Micrococcus , Sarcina , Pseudomonas , причем последние особенно многочисленны. Эти микроорганизмы окисляют углеводы, спирты, кислоты, ароматические углеводороды, парафины и другие соединения. Бактерии родов Flavobacterium , Achromobacter , Mycobacterium разлагают нефть, нафтены, парафины, альдегиды, фенолы и др. В активных илах встречаются разнообразные простейшие, которые сами не производят разложение органических веществ, но регулируют численность микроорганизмов в консорциуме, это саркодовые, жгутиковые, реснитчатые инфузории и др. Простейшие поедают ослабленные формы бактерий, что приводит к развитию молодых и биологически активных. Численность бактерий в активном иле составляет 10 8 -10 12 КОЕ/г.

Ил вместе со сточными водами подвергается активной аэрации, протекая через аэротенк. Воздух поддерживает ил во взвешенном состоянии и осуществляет энергичное перемешивание жидкости. В аэротенках, как и в биофильтрах, происходит окисление органических веществ сточных вод, только более интенсивно. Разложение органических веществ в анаэробных условиях заканчивается образованием метана, азота, сероводорода. После прохождения через биофильтр или аэротенк вода поступает в отстойники, где освобождается от биопленки, частиц активного ила и далее выпускается в водоем. Так как в процессе очистки сточных вод в них накапливается большое количество микроорганизмов, среди которых могут быть патогенные, то воду перед спуском часто дезинфицируют. Спуск сточных вод в водоемы без предварительной обработки не разрешается.

Оставшийся осадок сушат, дезинфицируют и используют в качестве удобрения. Формованный в виде брикетов осадок может быть использован в качестве топлива. В результате жизнедеятельности микроорганизмов образуются различные газообразные продукты (водород, углекислый газ, аммиак, метан и др.), причем метан составляет более половины - а это горючий газ.

Самоочищение природных водоемов. В природном водоеме существует определенное равновесие. При попадании в водоем загрязненной воды или даже очищенных сточных вод условия для обитающих там биоорганизмов меняются. Многие обитающие в чистой воде организмы погибают, а вместо них в водоеме начинают развиваться другие. Это не только микроорганизмы, но и прочие водные обитатели (простейшие, водоросли и др.). Постепенно сапрофитные бактерии вымирают из-за недостатка пищи, под воздействием продуктов жизнедеятельности и антибиотических веществ, выделяемых прочими водными «жителями». Также бактерии лизируются бактериофагами, употребляют их в пищу коловратки и инфузории.

Постепенно в водоеме восстанавливаются нормальные экологические условия, формируются соответствующие фауна и флора, и количество сапрофитных бактерий снижается до сотен и даже десятков клеток в 1 см 3 воды. Такой процесс называется естественным самоочищением. Вода очигцается от большого количества микроорганизмов, прежде всего бактерий, и от органических загрязнений.

Вода естественных водоемов обладает способностью самоочищения, но сильное загрязнение существенным образом нарушает естественный процесс. Нарушение экологического равновесия приводит к серьезным проблемам.

Бактерии, как и другие живые существа, на 60, а иногда и на 90% состоят из воды. Все вещества, в том числе и питательные, могут проникать в клетку живой бактерии только в растворенном виде через ее оболочку.

Пока микробы в воздухе, они бездеятельны, хотя и сохраняют жизнеспособность. Деятельными микробы становятся, лишь попав во влажную среду либо непосредственно в воду. Любой водоем - лужица, озеро, океан - для микробов не только место жительства, но и источник питания.

Микробы встречаются и в замерзшей воде. Чем больше загрязнена вода, тем больше будет микробов и во льду, образовавшемся из нее. Микробов находили даже в крупинках града. Градинки таяли на земле, а микробы согревались и оживали.

В море на глубине ниже 500 м царит глубокий мрак. Чем глубже, тем больше давление воды. Но и на глубине 3500 м были обнаружены в Атлантическом океане живые бактерии. Недавно советские ученые нашли живых микробов в придонном иле на десятикилометровой глубине.

Еще в старину во многих местах нашей страны добывалась со дна больших озер железная руда. Выберут в таком озере руду, а через некоторое время она снова там появляется. В 1888 г. русский микробиолог С. Н. Виноградский высказал смелую мысль: «Колоссальные отложения железных руд, известных под названиями болотной, озерной, луговой, дерновой и т. д., весьма вероятно должны быть приписаны деятельности особых бактерий, так называемых железобактерий». Железобактерии были обнаружены повсюду: в подземных и поверхностных водах, в колодцах и родниках. Ржавая масса на дне и берегах ручьев также образована железобактериями. Они обладают исключительной способностью извлекать и поглощать рассеянные соли железа, растворенные в водоемах, и превращать их в соединения, легко выпадающие в осадок Железобактерии были обнаружены в большом количестве на дне Черного, Карского, Балтийского и Баренцева морей.

В Казахстане находятся крупнейшие залежи фосфоритов и минералов, содержащих железо и марганец.

В образцах этих залежей было обнаружено под микроскопом огромное количество скоплений окаменевших железобактерий. Их деятельность протекала в доисторические времена в давно исчезнувших водоемах.

В реках, морях и океанах бактерии производят глубокие изменения. Питаясь остатками умерших растений и животных, бактерии разлагают соединения азота, фосфора, серы и других веществ. В свою очередь, микробы служат пищей для простейших животных, обитающих в морях. А простейших поедают ракообразные, моллюски, которыми в свою очередь питаются рыбы. Микробы в этой пищевой цепи - первое звено.

Водоемы резко различаются химическим составом, температурой и другими свойствами. Поэтому в них различны и количество микробов и состав микрофлоры. Различны даже пробы, взятые из одной и той же реки, но в разные сезоны или в разных местах.

Микробиологи и санитарные врачи тщательно исследуют воду на водопроводных станциях и на предприятиях пищевой промышленности. Для улавливания болезнетворных микробов применяются специальные методы. Обнаружить в воде, например, возбудителя брюшного тифа не так просто даже для опытного специалиста. Более разумно предупредить возможность распространения таких микробов. Для этого вода очищается в специальных отстойниках, фильтруется, хлорируется на водопроводных станциях. И тут же определяют содержание в воде так называемой кишечной палочки. Эта бактерия - постоянный обитатель толстых кишок человека. В другой среде она встречается редко. Из толстых кишок кишечная палочка попадает в воду вместе с испражнениями. Если в водоеме обнаружено большое количество кишечных палочек - это угрожающий сигнал. Вода должна подвергнуться дополнительной очистке. Сама по себе кишечная палочка безвредна, но она служит показателем загрязненности воды. Вместе с нечистотами в водоем попадают и опасные микробы. Чем больше вода загрязнена, тем больше в ней и различных микробов.

Природная вода является именно той средой, где интенсивно размножаются многочисленные микроорганизмы, а потому микрофлора воды никогда не перестанет быть объектом пристального внимания человека. Насколько интенсивно они размножаются, зависит от многих факторов. В природной воде всегда растворены в том или ином количестве минеральные и органические вещества, которые служат своего рода "едой", благодаря которой и существует вся микрофлора воды. По количеству и качеству состав микрообитателей весьма разнообразен. Практически никогда нельзя утверждать, что та или иная вода, в том или ином источнике - чистая.

Артезианская вода

Ключевые или артезианские воды - подземные, но это вовсе не значит, что микроорганизмы в них отсутствуют. Они обязательно есть, а их состав зависит от характера почвы, грунта и глубины залегания данного водоносного слоя. Чем глубже - тем микрофлора воды беднее, но это не значит, что она вовсе отсутствует.

Самое значительное количество бактерий содержится в обычных колодцах, которые недостаточно глубоки, чтобы в них не просачивались поверхностные загрязнения. Именно там чаще всего обнаруживаются и болезнетворные микроорганизмы. И чем выше находятся грунтовые воды, тем миклофлора воды богаче и обильнее. Почти все водоёмы закрытого типа излишне засолены, поскольку соль накапливалась под землёй многие сотни лет. Поэтому чаще всего перед употреблением артезианскую воду фильтруют.

Поверхностные воды

Открытые водоёмы, то есть - реки, озёра, водохранилища, пруды, болота и так далее - обладают непостоянным химическим составом, а потому и состав микрофлоры там отличается огромным разнообразием. Это происходит потому, что каждая капля воды загрязнена и бытовыми, и зачастую промышленными отходами, и остатками гниющих водорослей. Сюда стекаются дождевые потоки, приносящие разнообразную микрожизнь с почвы, сюда попадают и сточные воды заводских и фабричных производств.

Одновременно со всевозможными минеральными и органическими загрязнениями водоёмы принимают в себя и огромные массы микроорганизмов, в том числе и патогенных. Даже для технологических целей используется вода, отвечающая ГОСТу 2874-82 (в одном миллилитре такой воды не должно быть более ста клеток бактерий, в литре - не более трёх клеток кишечной палочки.

Возбудители заболеваний

Такая вода под микроскопом предъявляет исследователю целый ряд возбудителей кишечных инфекций, которые довольно долгое время сохраняются вирулентными. Например, в обычной водопроводной воде возбудитель дизентерии жизнеспособен до двадцати семи дней, брюшного тифа - до девяноста трёх дней, холеры - до двадцати восьми. А в речной воде - в три или четыре раза дольше! угрожает заболеванием сто восемьдесят три дня!

Воды тщательно отслеживается, а в случае нужды даже объявляется карантин - при угрозе вспышки заболевания. Даже минусовые температуры большинство микроорганизмов не убивают. Замороженная капля воды несколько недель хранит вполне жизнеспособные бактерии тифозной группы, и в этом можно удостовериться, используя микроскоп.

Количество

Количество микробов и их состав в открытом водоёме напрямую зависят от химических реакций, там происходящих. Очень повышается микрофлора питьевой воды при тесной заселённости прибрежных районов. В разное время года она меняет состав, а также есть множество других причин для перемен в ту или иную сторону. Самые чистые водоёмы содержат до восьмидесяти процентов кокковых бактерий среди всей микрофлоры. Остальные двадцать - по большей части палочковидные бактении бесспоровые.

Вблизи промышленных предприятий или больших населённых пунктов в кубическом сантиметре речной воды многие сотни тысяч и миллионы бактерий. Там, где цивилизации почти нет - в таёжных и горных реках - вода под микроскопом показывает всего лишь сотни или тысячи бактерий в такой же капле. В стоячей воде микроорганизмов, естественно, много больше, особенно около берегов, а также в верхнем слое воды и в иле на дне. Ил - это питомник для бактерий, из которых образуется своеобразная плёнка, за счёт которой происходит большинство процессов превращения веществ всего водоёма и формируется микрофлора природных вод. После обильных ливней и весеннего половодья число бактерий также возрастает во всех водоёмах.

"Цветение" водоёма

Если водные организмы начинают массово развиваться, это может нанести довольно значительный вред. Микроскопические водоросли бурно размножаются, что обуславливает процесс так называемого цветения водоёма. Даже если такое явление невелико по масштабу, органолептические свойства резко ухудшаются, даже могут выйти из строя фильтры на водопроводных станциях, состав микрофлоры воды не позволяет ей считаться питьевой.

Особенно вредны в массовом развитии некоторые виды сине-зелёных водорослей: он вызывает многие непоправимые беды от падежа скота и отравления рыбы до тяжёлых заболеваний людей. Вместе с "цветением" воды создаются условия для развития разнообразных микроорганизмов - простейших, грибов, вирусов. В совокупности всё это - микробный планктон. Поскольку в жизнедеятельности человека особую роль играет микрофлора воды, микробиология является одной из важнейших областей наук.

Водная среда и её типы

Качественный состав микрофлоры зависит напрямую от происхождения самой воды, от среды обитания микроскопических организмов. Есть пресные воды, поверхностные - реки, ручьи, озёра, пруды, водохранилища, которые имеют характерный для них состав микрофлоры. В подземных, как уже было сказано, в зависимости от глубины залегания количество и состав микроорганизмов меняется. Есть атмосферные воды - дождь, снег, лёд, которые тоже содержат определённые микроорганизмы. Есть солёные озёра и моря, где, соответственно, находится свойственная такой среде миклофлора.

Также воду можно различать по характеру пользования - это питьевая (местного водоснабжения или централизованного, которая забирается из подземных источников или из открытых водоёмов. Вода плавательных бассейнов, лёд хозяйственный, пищевой и медицинский. Особого внимания с санитарной стороны требуют сточные воды. Они тоже классифицируются: промышленные, хозяйственно-фекальные, смешанные (двух вышеперечисленных типов), ливневые и талые. Микрофлора сточных вод всегда загрязняет природную воду.

Характер микрофлоры

Микрофлора водоёмов подразделяется в зависимости от данной водной среды на две группы. Это собственные - аутохтонные водные организмы и аллохтонные, то есть, попадающие при загрязнении извне. Постоянно живущие и размножающиеся в воде аутохтонные микроорганизмы по составу напоминают микрофлору почвы, прибрежной или придонной, с которой соприкасается вода. Специфическая водная микрофлора содержит практически всегда Proteus Leptospira, различные виды её, Micrococcus candicans М. roseus, Pseudomonas fluorescens, Bacterium aquatilis com mum"s, Sarcina lutea. Анаэробы в не слишком загрязнённых водоёмах представлены видами Clostridium, Chromobacterium violaceum, В. mycoides, Bacillus cereus.

Аллохтонной микрофлоре характерно присутствие совокупности микроорганизмов, сохраняющих активность сравнительно недолгое время. Но есть и более живучие, длительно загрязняющие воду и угрожающие здоровью человека и животных. Это возбудители подкожных микозов Clostridium tetani, Bacillus anthracis, некоторые виды Clostridium, микроорганизмы, которые вызывают анаэробные инфекции - Shigella, Salmonella, Pseudomonas, Leptospira, Mycobacte-rium, Franciselfa, Brucella, Vibrio, а также вирус ящера и энтеровирусы. Количество их варьируется довольно широко, поскольку зависит от типа водоёма, от сезона, метеорологических условий и степени загрязнения.

Позитивное и негативное значение микрофлоры

Круговорот веществ в природе значительно зависит от жизнедеятельности микроорганизмов в воде. Они расщепляют органические вещества растительного и животного происхождения, обеспечивают питанием всё живущее в воде. Загрязнение же водоёмов чаще всего бывает не химическим, а биологическим.

Воды всех поверхностных резервуаров открыты для микробной контаминации, то есть загрязнения. Те микроорганизмы, которые попадают в водоём вместе со сточными, талыми, способны резко изменить санитарный режим местности, поскольку изменяется сам микробный биоценоз. Это основные пути микробного загрязнения поверхностных вод.

Состав микрофлоры сточных вод

В микрофлоре сточных вод содержатся те же самые обитатели, что и в кишечнике человека и животных. Туда входят представители и нормальной, и патогенной флоры - туляремии, возбудители кишечных инфекций, лептоспирозов, иерсиниозов, вирусы гепатита, полиомиелита и многие другие. Купаясь в водоёме, одни люди заражают воду, а другие заражаются. Также это происходит при полоскании белья, при купании животных.

Даже в бассейне, где вода хлорируется и очищается, обнаруживаются бактерии БГКП - группы кишечной палочки, стафилококки, энтерококки, нейссерии, спорообразующие и пигментообразующие бактерии, разнообразные грибы и микроорганизмы вроде вирусов и простейших. Бактерионосители, купающиеся там, оставляют после себя шигеллы и сальмонеллы. Поскольку вода - не слишком благоприятная среда для размножения, патогенные микроорганизмы пользуются малейшей возможностью подыскать для себя основной биотоп - организм животного или человека.

Не всё так плохо

Водоёмы, как и великий и могучий русский язык, способны к самоочищению. Основной путь - это конкуренция, когда активизируется сапротифическая микрофлора, разлагающая органические вещества и уменьшающая численность бактерий (особенно успешно - фекального происхождения). Постоянные виды микроорганизмов, входящие в данный биоценоз, активнейшим образом борются за своё место под солнцем, не оставляя пришельцам ни пяди своего пространства.

Здесь самое важное - качественное и количественное соотношение микробов. Оно крайне нестойкое, и воздействие различных факторов сильно влияет на состояние воды. Здесь важна сапробность - комплекс особенностей, которыми обладает тот или иной водоём, то есть количество микроорганизмов и их состав, концентрация органических и неорганических веществ. Обычно самоочищение водоёма происходит последовательно и никогда не прерывается, посредством чего постепенно сменяются и биоценозы. Загрязнённость поверхностных вод различают в трёх градациях. Это зоны олигосапробные, мезосапробные и полисапробные.

Зоны

Зоны особо сильного загрязнения - полисапробные - почти без кислорода, поскольку его забирает огромное количество легко разлагающейся органики. Микробный биоценоз соответственно очень велик, но ограничен по видовому составу: там живут в основном грибы и актиномицеты. Один миллилитр такой воды содержит более миллиона бактерий.

Зона умеренного загрязнения - мезосапробная - характеризуется доминантой нитриикационных и окислительных процессов. Состав бактерий более разнообразен: облигатно аэробные, составляют большинство, но с присутствием видов Candida, Streptomyces, Flavobacterium, Mycobacterium, Pseudomonas, Clostridium и других. В одном милилитре этой воды уже не миллионы, а какие-нибудь сотни тысяч микроорганизмов.

Зона чистой воды называется олигосапробной и характерна она уже окончившимся самоочистительным процессом. Там небольшое содержание органики и процесс минерализации завершён. Чистота этой воды высока: в миллилитре её не более тысячи микроорганизмов. Там уже потеряли жизнеспособность все патогенные бактерии.

Не только человек во многом зависит от воды, она являет собой место обитания множества живых микроорганизмов. Употребляя жидкость или контактируя с ней, люди соприкасаются со многими микроорганизмами, среди которых можно выделить общие колиформные бактерии.

В некоторых случаях колиформные бактерии в воде таят в себе угрозу для здоровья или жизни.

Для того, чтобы максимально сократить количество вредных организмов жидкости, широко распространены комплексы фильтрации и очистки, специалистами созданы рекомендации по отношению к воде.

Термотолерантные колиформные бактерии наиболее устойчивы к температурам, поэтому их выведение несколько усложнено.

Современный человек потребляет воду из различных источников, к ним можно отнести колодцы, водопроводную систему или жидкость в бутылках.

Для максимальной защиты емкостей воды от биологических загрязнений, разработаны различные способы очистки. Их основой является фильтрация или очистка при помощи химических элементов.

Подобные очистители помогают бороться со следующими видами бактерий: энтеробактерии, разнообразные типы синегнойных палочек, термотолерантные колиформные бактерии, цианобактерии и возбудители холеры. Все эти организмы опасны для человека.

Влияние на человеческий организм данных микроорганизмов может быть различным. Зачастую они могут проявляться расстройствами желудка или кишечника. Степень проявления может быть разной, это зависит от токсичности продуктов, выделяемых бактериями.

Определяют наличие вредных микроорганизмов жидкости при помощи бактериального посева. Данный анализ должен проводиться посредством лабораторий водоканала. Однако каждый потребитель имеет возможность самостоятельно проверить качество употребляемой к питью жидкости.

Колиформные бактерии

Данная классификация организмов являет собой обособление, опирающееся на санитарно — гигиенические нормы. Колиформные термотолерантные бактерии определяются фекальными, они попадают в жидкость посредством экскрементов некоторых живых существ.

Безвредные бактерии данного типа являются элементами кишечной среды. Непосредственно колиформы не причиняют сильного вреда для человека, однако дают знать о том, что человек контактировал с инфицированной поверхностью или водой.

Опасны те организмы, которые проникают через испражнения определенных представителей животного мира (свиней, коров и т. д.).

Калиформные вредные бактерии животного происхождения представляют наибольшую опасность, они способны вызвать расстройства и воспалительные процессы кишечника.

Большая часть данных бактерий термотолерантна – это значит, что такие микроорганизмы устойчивы к низким температурам. Они могут развиваться при температурных показателях до -60 градусов. Активно развивающиеся при высоких температурных показателях микроорганизмы называют термофилами. Устранить колиформы возможно посредством обыкновенного кипячения жидкости.

Выявление вредных организмов в жидкости

Перед употреблением воды ее необходимо проверить на наличие вредных организмов. Ввиду негативного состояния комплексов подачи воды, зачастую проточная вода насыщена вредоносными организмами.

Калиформные бактерии в воде для употребления должны быть исключены, их наличие может вызывать массовое инфицирование. Санитарными службами установлен запрет на наличие микроорганизмов в жидкости, т.к. они могут довести даже к смерти.

Определить многие бактерии довольно сложно, поэтому разработаны специальные лабораторные методики, в том числе химико – биологический. На вкусовые качества или цвет выявить наличие микроорганизмов невозможно.

Откуда появляются колиформы?

Данные микроорганизмы обитают в человеческом кишечнике или представителях животного мира.

Развитие бактерий вероятно посредством попадания в воду фекалий. Экскременты могут попадать посредством стоковых канав, выгребных ям или фильтровых траншей. Вследствие перемещения грунта, колиформы способны появиться в колодцах.

Зачастую человек не замечает данного фактора, поэтому специалисты советуют выполнять проверку проб колодца, особенно когда отсутствует система фильтрации.

Обеззараживающие способы

На каждой станции водоснабжения существует стадия обеззараживания воды, благодаря чему происходит устранение вредных бактерий.

Наиболее популярной методикой очистки определяют обеззараживающие установки. Возможно и устранение колиформных бактерий ручным методом, однако данная манипуляция может привести к серьезным последствиям. В функционировании обеззараживающей установки ручной труд давно исключен.

На различных предприятиях для очистки жидкости применяют химические вещества. Однако такая вода к питью непригодна. Для питьевой воды используют дезинфекцию ультрафиолетом, данная процедура абсолютно безопасна.

Для того, чтобы правильно сделать пробу жидкости в бытовых условиях, специалисты рекомендуют:

• использовать стерильную емкость;
• перед процедурой вымыть руки с мылом;
• наконечник крана обработать спиртом;
• доставить емкость в лабораторию стремительно (до 2 – х часов).

Особенности жизнедеятельности бактерий

Колиформы могут находиться в бульоне из мяса, их численность в нем может достигать большого количества. При этом количество осадка заметить невооруженным глазом невозможно, бульон может стать лишь слегка мутноватым.

Цвет микроорганизмов может быть серым, колонии окб могут отливать красным оттенком. Бактерии, не переносящие лактозу, зачастую бесцветны.

Определить микроорганизмы по цвету весьма затруднительно.

Благодаря своим биохимическим показателям, колиформы не дают молоку сворачиваться, а желатин в загрязненной воде не растворяется.

Устойчивость колиформ к различным факторам

Обеззараживание колиформных бактерий или кишечной палочки – процедура не сложная. Они погибают при температурном режиме от 65 до 75 градусов на протяжении 15 минут. Раствор фенола 1% устраняет палочку на протяжении 5 – 10 минут.

Данные микроорганизмы могут поражать не только жидкость, но и на фрукты и овощи, грунт, бытовые поверхности. У человека может развиваться кишечная палочка при длительном или бесконтрольном приеме антибиотиков. Такие микроорганизмы могут спровоцировать тиф, дизентерию и другие серьезные заболевания.

Во избежание массового инфицирования, за состоянием употребляемой жидкости непременно нужно следить. Устранение бактерий возможно лишь двумя способами – химическим и физическим.

Для очищения сточных вод могут применяться сильные химикаты, однако после данного этапа необходимо проводить повторную очистку более щадящими методами.

Наиболее эффективным способом очищения воды определяют концентрированный жидкий кислород. Такой метод отличается быстрым испарением из жидкости, высоким качеством очистки и исключением остатка. Однако такая очистка весьма дорого стоит, а жидкий кислород трудно производить.

Источники бактерий в быту

За качественным уровнем водопроводной воды следят санитарные службы, а что делать в домашних или офисных условиях?

Существует множество вариантов заражения, рассмотрим их подробнее.

1. Вода из кулера. При загрязнениях на руках предыдущего посетителя, вероятность проникновения бактерий очень высока. Ученые из Китая провели исследования, которые показали, что вода из каждого третьего кулера инфицирована бактериями.
2. Дождевой сбор является благоприятной средой для развития колиформы. На сегодняшний день подобную жидкость не рекомендуется применять даже для полива.
3. Открытые источники заражены не только колиформными бактериями, но и множеством других типов. Морская вода к источникам заражения не относится, т.к. риск развития вредных бактерий минимален.
4. Микрофлора труб. Во многих случаях, если вода из – под крана инфицирована калиформными бактериями, это происходит благодаря плохому состоянию водосточных труб, со временем там образуется ржавчина и опасные примеси.