Микрофлора воды

Типичными водными экосистемами являются океаны, моря, озера, пру­ды и проточные водоемы. Вода - естественная среда обитания микроорга­низмов. Микрофлора природных вод различается по качественному и коли­чественному составу.

В большинстве это сапротрофы, но могут встречаться патогенные и ус­ловно патогенные виды. В основном это бактерии овальной и цилиндриче­ской формы, среди которых преобладают пигментообразующие кокки, при­сутствуют микроорганизмы, встречающиеся в почве, где расположены эти водоемы. Каждый водоем имеет характерные особенности распределения микроорганизмов как по вертикали, так и по горизонтали.

В количественном отношении содержание их достаточно велико. В морской вода и иле пресноводных водоемов от 10 млн до 3 млрд клеток в 1 мл. Основная масса расположена в прибрежных зонах. На глубине 1 км встречаются единичные представители, а до 4 км они практически отсутст­вуют.

Подземные воды, родниковые и воды глубоких артезианских колодцев содержат единичные микробные клетки. Подземные воды обычных колодцев содержат значительное количество микроорганизмов; чем ближе к поверхно­сти расположены грунтовые воды, тем обильнее их микрофлора.

В воде открытых водоемов (поверхностные воды) количество микроор­ганизмов изменяется в зависимости от метеоусловий и времени года. Зимой микрофлора воды в 4-12 раз беднее, чем летом.

В вертикальном направлении микроорганизмы распределены в воде более равномерно, чем в почве. На глубине 21 м микроорганизмов только в 2 раза меньше, чем на глубине 3 м.

В сточных водах содержится много биогенных фосфор-, углерод-, азот­содержащих соединений, которые попадают в водоемы. По мере удаления от населенных пунктов и предприятий содержание органики и количество мик­роорганизмов в воде уменьшается. Этот процесс называется самоочищением воды. Основную роль в самоочищении вод от органических, синтетических веществ играют сапротрофные микроорганизмы, грибы, гидробионты, выс­шие растения.

Установлено, что под влиянием загрязняющих веществ в пресноводных экосистемах отмечается падение их устойчивости вследствие нарушения пи­щевой пирамиды и ломки сигнальных связей в биоценозе, микробиологиче­ского загрязнения, эвтрофирования и других крайне неблагоприятных про­цессов.

Сапробность - комплекс особенностей водоема, отличающихся степе­нью загрязненности органическими веществами и определяющих развитие соответствующих организмов в воде. Различают три типа сапробности.

1. Полисапробная зона - сильно загрязненная, характеризуется боль­шим количеством высокомолекулярных органических соединений, незначи­тельным содержанием кислорода. Преобладают анаэробные бактерии, вызы­вающие гниение и брожение. В 1 мл воды содержится несколько миллионов бактерий.

2. Мезосапробная зона - умеренно загрязненная. Идут интенсивные процессы минерализации, но преобладают окислительные процессы. За счет минерализации органических веществ уменьшается количество сапротроф- ных бактерий. В этой зоне содержатся аммиак и метан.

3. Олигосапробная зона - зона чистой воды, органических веществ нет, окислительные процессы прекращаются. Численность бактерий снижается до 10-100 кл/мл.

В естественных незагрязненных проточных водоемах часто бывает так мало одноклеточных организмов, что вода кажется кристально прозрачной. Состав микрофлоры и микрофауны в водоеме служит хорошим индикатором степени его загрязнения. Если в водоеме еще встречаются дафнии - значит, вода чистая. Присутствие Sphaerotilus natans указывает на сильное загрязне­ние органическими веществами, а запах сероводорода свидетельствует об анаэробной сульфатредукции, т.е. служит сигналом тревоги.

Интенсивность и направленность микробиологических процессов зави­сит от температуры и содержания в воде молекулярного кислорода. В зави­симости от количества кислорода в водоемах выделяют три зоны:

1.

2. Анаэробная - содержит мало кислорода. Обитают факультативные и облигатные анаэробы. Нет процесса нитрификации - выделяется аммиак, во­да бедна нитратами. Выделяется много метана. Если содержится много суль­фатов, то образуется сероводород. Если мало сульфатов, то сероводород об­разуется за счет расщепления серосодержащих аминокислот. В этой зоне об­наруживаются пурпурные и зеленые серобактерии, сульфатредуцирующие бактерии, можно найти формы, обладающие газовыми вакуолями, такие как Lamprocystis, Amoebobacter, Thiodictyon, Thiopedia, Pelodictyon и Ancalochloris, а также передвигающиеся с помощью жгутиков виды Chromatium и Thiospirillum.

3. Микроаэрофильная - промежуточная между первой и второй. Сверху немного кислорода, снизу - метан, аммиак, окислы металлов. Обитают хемо- литоавтотрофы: водород-, метан-, железоокисляющие бактерии. Для зоны также характерна высокая биологическая активность. Здесь развиваются не­которые цианобактерии, способные переносить присутствие сероводорода и отсутствие О2, в том числе Oscillatoria limnetica.

Скорость использования веществ в анаэробных условиях невысока. При этом накапливаются продукты брожения, которые ингибируют после­дующие процессы разложения органики, и она оседает на дно.

Санитарно-микробиологическое исследование воды

При санитарно-микробиологическом исследовании воды определяют микробное число (численность микроорганизмов в 1 мл), коли-титр или ко- ли-индекс в 1 л воды и наличие энтерококков в 50 мл воды. При специаль­ном санитарно-микробиологическом исследовании воды наряду с этим учи­тывают патогенные микроорганизмы: возбудителей дизентерии, брюшного тифа, паратифа А, Б и холеры.

Установление микробного числа проводят методом культивирования или методом фильтрации с использованием мембранных фильтров. Послед­ний является более точным. При определении микробного числа методом культивирования делают посев воды на МПА. Водопроводную воду засева­ют в количестве 1 мл, из естественных водоемов для засева используют раз­ведения 1:10, 1:100 и 1:1000. Посевы инкубируют при 37 °С в течение двух суток, ведут подсчет выросших колоний в чашках и делают пересчет количе­ства микроорганизмов на 1 мл воды.

Вода считается хорошего качества, если число микроорганизмов ме­нее 100 на 1 мл воды, сомнительной - 100-150 микроорганизмов на 1 мл, за­грязненной - 150-500 микроорганизмов на 1 мл, грязной - более 500 микро­организмов на 1 мл воды. Вода, содержащая в 1 мл 100 и более микроорга­низмов, считается непригодной для питья.

После установления общего микробного числа определяют бактерии группы кишечной палочки. У нас в стране действуют следующие нормативы для питьевой воды централизованного водоснабжения СанПиН 2.1.4.1074-01, для питьевой воды нецентрализованного водоснабжения СанПиН 2.1.4.544­96 согласно, которым допускается не более трех кишечных палочек на 1000 мл воды. По международному стандарту вода считается превосходной, когда в 100 мл воды нет ни одной кишечной палочки; удовлетворительной - одна- три кишечные палочки; сомнительного качества - четыре-десять и неудов­летворительного качества - более 10 кишечных палочек.

Кишечные палочки в санитарной микробиологии воды используются в качестве: показателя чистоты; индикатора фекального загрязнения воды; косвенного показателя загрязнения воды патогенными микроорганизмами - возбудителями кишечных инфекций.

После обнаружения кишечной палочки в воде определяют энтерококки. В качестве санитарно-показательных используется два вида стрептококков: Enterococcus faecalis и Enterococcus faecium. Через мембранный фильтр про­пускают 50 мл воды и мембранные фильтры выкладывают на агаризованные диагностические среды. Для обнаружения энтерококков используют среды, содержащие 40% желчи (рН 9.6-10.2) или среды с азидом натрия и азидом калия. На этих средах колонии энтерококков имеют черный цвет. По ГОС­Ту в питьевой воде не должно содержаться ни одного энтерококка в 50 мл воды.