Микрофлора воды

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.

  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 воды и  содержание микроорганизмов в  открытых водоемах резко возрастают  в период весеннего половодья  или после обильных дождей. Вода  рек, протекающих в районе больших  населенных пунктов или промышленных  предприятий, вбирает в себя  массу стоков, содержащих много  органических веществ, которые  способствуют интенсивному размножению  микроорганизмов. В 1 мл такой  воды находятся сотни тысяч  и миллионы бактерий. Вниз по  течению от населенного пункта  вода всегда более загрязнена, чем вверх от него. 

      Впадение чистых  притоков во всех случаях снижает  содержание бактерий в речной  воде. Исследование воды реки, протекающей  через большой город, показало, что в 1 мл этой воды выше  города содержится около 30 микробов, у начала водопровода - немногим  меньше 600, а ниже города - почти  15 тысяч.

      Полоса воды ближе  к середине рек, особенно крупных,  содержит значительно меньше  микроорганизмов, чем у берегов,  так как при удалении от  берега снижается содержание  органических веществ в воде, служащих пищей микробам.

      В прибрежных зонах  водоемов со стоячей водой  (прудов, озер) количество микроорганизмов  также всегда больше, чем в  удаленных от берега местах. Количество  микроорганизмов значительно колеблется  по вертикали от поверхности  ко дну водоема. Наблюдения  показывают, что наибольшее число  их приходится на слой воды, расположенный на глубине 5-20 м.

     Речной ил гораздо  богаче бактериями, чем речная  вода. В 1 г сухого речного ила  содержится обычно от нескольких  сотен миллионов до 2-3 млрд. микробных  клеток.

     Содержание микробов  в 1 г влажного ила озера  доходит до 200-400 млн. Наиболее  богат ими поверхностный слой  ила. Здесь образуется своеобразная  пленка из бактерий, играющая  существенную роль в превращениях  веществ в водоеме. В поверхностной  пленке ила много серобактерий  и железобактерий. Серобактерии  выполняют важную для жизни  водоема функцию - они окисляют  образующийся в иле сероводород  до серной кислоты и препятствуют  его диффузии в водоем. Когда  во время волнений водоема  пленка разрушается и сероводород  диффундирует в воду, нередко  происходят большие заморы рыбы.

      Недостаток кислорода  в грунте водоема способствует  развитию преимущественно анаэробных  бактерий, получающих необходимую  для жизнедеятельности энергию  путем брожения. Особенно много  здесь бактерий, сбраживающих растительные остатки (клетчатку) с образованием метана и водорода. Эти газы обычно выделяются из дна любого водоема, богатого органическими веществами, в частности остатками растений.

    В воде обитают преимущественно  бесспоровые бактерии (около 97%), а в иле - главным образом спороносные (около 75%), причем чем глубже залегает ил, тем больше в нем спороносных бактерий.

        Подземные  воды, питающие обычные колодцы,  содержат, как правило, значительные  количества бактерий, среди которых  могут быть и болезнетворные. Объясняется это тем, что водоносные  слои, которые подходят к колодцам, находятся обычно неглубоко и  в них просачиваются поверхностные  загрязнения, содержащие микроорганизмы. Чем выше залегают грунтовые  воды, тем обильнее их микрофлора.

       Сравнительно бедны бактериями дождевые воды и снег, особенно там, где в воздухе мало или нет пыли, например, в сельской или высокогорной местностях. В 1 мл таких осадков редко удается обнаружить более 10 бактерий.

      Дождь или снег, выпадающие над городом, в воздухе  которого находится много пыли, содержит значительно больше  бактерий - от нескольких десятков  до нескольких сотен в 1 мл.

      Водопроводная вода  также не лишена бактерий, их  содержание в ней зависит от  источника водоснабжения. Если  водопроводная сеть питается  артезианской водой, то количество  бактерий в ней, даже без  предварительной фильтрации, будет  незначительным. Поэтому артезианские  воды используют часто без;  очистки, после дезинфекции, а  иногда даже и без дезинфекции.  Если же в водопровод поступает  вода из открытого водоема,  например из реки, то ее подвергают  специальной обработке.

    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.

    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, как и вода, используемая в пищевой промышленности, должна соответствовать определенным  санитарно-гигиеническим нормам. При  санитарной оценке воды учитываются  ее физические, химические и бактериологические  показатели.

    Питьевая вода не должна иметь постороннего вкуса, запаха и несвойственной воде окраски, содержать ядовитые химические вещества, а жесткость ее превышать 18-20°. Жесткость воды обусловливается наличием в ней солей кальция и магния. За один градус жесткости принимается содержание одной части окиси кальция (СаО) в 100 тыс. частях воды (10 мг СаО на 1 л воды). Вода считается мягкой, если она имеет не более 8-10° жесткости; вода с жесткостью свыше 20° считается жесткой, в такой воде плохо развариваются пищевые продукты.

    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. Кишечная палочка служит показателем фекального (выделениями кишечника) загрязнения воды. Наличие кишечных палочек в воде является признаком того, что в ней могут быть и патогенные микроорганизмы. Поэтому санитарная оценка воды дается еще и на основании так называемого титра кишечной палочки.

   Титром кишечной палочки (коли-титром) называется наименьшее количество воды, в котором обнаруживается кишечная палочка (бактерия коли). Коли-титр для водопроводной питьевой воды должен быть не менее 300 мл; чем больше титр, тем выше качество воды. Кишечных палочек в 1 л воды должно быть не более трех (коли-индекс).

   Вода колодцев и открытых  водоемов признается доброкачественной,  если в 1 мл ее содержится  не более 1000 бактерий, а коли-титр - не менее 100 мл (коли-индекс не более 10).

   Вода открытых водоемов  непосредственно для питьевого  водоснабжения не используется. Такую воду предварительно подвергают  очистке и обеззараживанию.

   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.

Бактерициды – вещества, убивающие микроорганизмы.

Бактериостатики – вещества, препятствующие размножению микроорганизмов.

Дезинфекциея – очистка воды от находящихся в ней микроорганизмов.

     Для дезинфекции воды существует много способов. Идеального среди них нет. Каждый способ имеет свои преимущества и недостатки. При их оценке нужно учитывать следующее: