Розділ іі. Бактеріологічне дослідження сапрофітної мікрофлори води

2.1. Санітарна оцінка води

Забрудненню поверхневих та підземних вод протидіють здатність водних екосистем до самоочищення та процеси природного очищення води під час її кругообігу в атмосфері, літосфері та гідросфері. У водних екосистемах самоочищення відбувається головним чином завдяки життєдіяльності бактерій, водяних рослин та безхребетних тварин. Серед численних факторів самоочищення водойм виділяють фізичні, хімічні та біологічні. До перших відносять розчинення, розведення, перемішування, осідання забруднень, що надходять у водойму. Знезаражування води відбувається під дією ультрафіолетових променів, що згубно діють на бактерії, спори і віруси. До хімічних факторів належить окислення органічних і мінеральних речовин. Про ступінь хімічного самоочищення води свідчать зміни вмісту легкоокислювальних органічних речовин, які визначаються за біохімічною потребою кисню, або зміною загального вмісту органіки, що визначаються за хімічною потребою кисню [ 4].

Очищенню води від мікрофлори сприяють деякі хімічні речовини, які крім патогенних бактерій і вірусів можуть згубно вплинути і на ті мікроорганізми, які сприяють самоочищенню водойм. У процесах самоочищення беруть участь водорості та представники тваринного світу – молюски, амеби тощо.

Хімічне забруднення водойм несприятливе для процесів самоочищення, бо гальмує процеси окислення, викликає відмирання мікроорганізмів. Негативний вплив на здатність водойм до самоочищення мають біогенні хімічні сполуки, що надходять з добривами, скидання термальних вод теплоелектростанцій. Розклад нафтопродуктів у водоймах сприяє зростанню бактеріальної флори, збільшенню вмісту розчинних органічних речовин, зокрема таких токсичних, як феноли, нафтоли, ароматичні сполуки.

Швидкість самоочищення водних екосистем залежить як від характеру самої екосистеми, так і від особливостей і вмісту полютантів. Якщо забруднення води перевищує гранично допустиму межу, регенераційні механізми екосистеми руйнуються, самоочищення припиняється і екосистема гине.

Вода морів, океанів, річок і озер, як і грунт, є природним середовищем для існування багатьох видів бактерій, грибів, найпростіших а також мікроскопічних водоростей. У ґрунтових водах містяться поодинокі мікроорганізми. Основний фактор, який визначає кількість мікробів у воді, - наявність у ній необхідних живильних субстратів. Чим більше вода забруднена органічними речовинами, чим більше в неї потрапляє відходів і нечистот, тим більше в ній бактерій. Отже, вода рік, які протікають через населені пункти і вбирають масу стоків і каналізаційних вод, містить величезну кількість мікроорганізмів.

Ступінь обсіменіння води мікроорганізмами виражають сапробністю - сукупністю живих організмів, які живуть у водах і містять значну кількість тваринних або рослинних решток. Виділяють чотири зони сапробності: полісапробну, мезосапробну, олігосапробну і катасапробну.

Полісапробна зона містить до кількох мільйонів мікробів в 1 см³ води і велику кількість легкозасвоюваних органічних сполук.

Вода у цій зоні дуже забруднена. Мікробіологічні процеси відбуваються майже в анаеробних умовах і супроводжуються виділенням метану, меркаптанів, аміаку, сірководню. Вода у цій зоні містить багато кишкової палички і анаеробних бактерій, які зумовлюють процеси гниття і бродіння.

У мезосапробній зоні менший вміст органічних речовин. Це зона помірного забруднення. У ній відбуваються процеси мінералізації, а також окиснення та нітрифікації. Загальна чисельність мікроорганізмів в 1 см3 води цієї зони не перевищує 1 млн клітин.

Олігосапробна зона характерна для чистої води. У цій зоні відсутня кишкова паличка і знижена загальна кількість мікроорганізмів до декількох десятків або сотень мікробних клітин в 1 см3 води. У воді олігосапробної зони відбуваються процеси окиснення нітритів та заліза.

Катасапробна зона - це зона дуже чистої води (особливо в осінньо-зимовий період), розташована вдалині від населених пунктів та берегів.

Більше як 70% поверхні нашої планети покриті водами Світового океану, в яких поширені бактерії родів Pseudomonas, Bacterium, Vibrio, Micrococcus, Sarcina, Mycobacterium, Actinomyces, Proac-tinomyces та дріжджі родів Torulopsis, Rhodotorula, Sporobolomyces і Debaryomyces [9].

Загальна чисельність мікроорганізмів в них змінюється в широких межах, однак в її розподілі простежується чітка географічна зональність. Найменша кількість бактерій виявлена в субарктичній області, найбільша - в екваторіально-тропічній та субтропічній областях.

У морських та океанічних водоймах помірної зони бактерії є основним джерелом живлення мікрозоопланктона. У забруднених водоймах можуть існувати мікроби-антагоністи, фати, які сприяють біологічному очищенню води, а також патогенні бактерії – збудники лептоспірозу, сальмонельозу, туляремії, бруцельозу, дизентерії, холери та інших захворювань.

Найменше мікроорганізмів (10 клітин в 1 мл) містять підземні води (артезіанська і джерельна). Незначна кількість їх виявлена у дощовій та сніговій воді. Вміст мікроорганізмів у річковій воді значно вищий: на глибині від 10 до 100 см нараховується від 60 тис. до 10 млн клітин в 1 см³ води. Такий же численний світ мікроорганізмів у водах озер.

Типовими представниками водної мікрофлори є зелені і пурпурні бактерії, залізобактерії, а також бактерії родів Pseudomonas, Bacillus, Chromobacterium, Ftovobacterium, Caulobacter, Spirillum та ін. [1].

У прісноводних водоймах інтенсивно розвиваються ціанобактерії родів Spirulina, Anabaean, Synechcystis та ін. Масовий їх розвиток у природних умовах викликає біологічне забруднення води, яке згубно впливає на екосистему водойм: змінюються колір, рН, в'язкість води, запах і прозорість, з'являються токсини й алергени. Зокрема, токсичні властивості виявлені у Microcybtis aeruginosa, Anabaena flosaquae, Oscillatoria aquardhii. За рахунок інтенсивного росту ціанобактерій біомаса яких в місцях "цвітіння" сягає 40-50 кг/м3, у воді значно зменшується вміст кисню. Це веде до загибелі риби та інших гідробіонтів.

У прісноводних водоймах, крім бактерій, виявлені водорості, дріжджі, плісеневі гриби, найпростіші.

: У солоній воді морів, озер, океанів, мінеральних джерел живуть солелюбні мікроорганізми (галобактерії, галококи). Із прибережної виникає при споживанні в їжу малосольної риби, недостатньо термічно оброблених креветок і мідій.

Мікроорганізми водойм беруть участь у формуванні мулу. Серед мікробного населення мулів переважають гетеротрофні організми, які акумулюють залізо та марганець, мікоплазми, стебельцеві та інші бактерії. Виявлені також пурпурні та зелені фототрофні бактерії, що утворюють над поверхнею мулу і гниючих рослинних решток рожеві або темно червоні плівки. Ріст пурпурних фотобактерій тісно пов'язаний з розвитком сульфатредукуючих бактерій, які є основними продуцентами сірководню. Окиснення сірководню пурпурними бактеріями сприяє очищенню водойм від цієї токсичної для багатьох гідробіонтів свелуки.

У водоймах можуть знаходитися і певний час зберігати життєдіяльність патогенні мікроорганізми. У відкритих водоймах та водопровідній воді збудник дизентерії зберігається від кількох днів до кількох місяців, холерний вібріон до трьох місяців, бруцели – 72 дні, туберкульозна паличка - п'ять місяців, деякі патогенні віруси – більше 100 днів.

Для оцінки санітарно-гігієнічного стану водойм застосовують ряд показників, зокрема: мікробне число – кількість колоній (МАФАМ), які виростають на чашці Петрі з м'ясо-пептонним агаром із 1 см³ води при температурі 27°С впродовж 24 годин; колі-титр – найменший об'єм води в см³, в якому виявляється кишкова паличка; колі-індекс – кількість клітин кишкової палички в 1 дм³ води [7].

Питна вода, яка подається централізовано господарсько-питними системами водопостачання та використовується для мийних, технічних, господарських і комунальних потреб повинна відповідати вимогам стандарту. За бактеріологічними показниками у воді, що подається у водопровідну мережу загальна кількість мікроорганізмів (МАФАМ) в 1 см³ нерозбавленої води не повинна перевищувати 100 клітин, колі-титр повинен бути не менше як 300, колі-індекс – не більше як 3. Для води з колодязів мікробне число складає 300-400 клітин в 1 cm, колі-титр не менше як 100.

В окремих випадках при санітарній оцінці води як санітарно-показовий мікроорганізм поряд з бактеріями групи кишкових паличок використовують ентерокок. У Міжнародному Європейському стандарті на питну воду ентерокок є додатковим показником фекального забруднення води.

З метою поліпшення якості питної води за бактеріологічними показниками проводять її знезаражування. На сьогодні найбільш розповсюдженими методами с хлорування, озонування і опромінення ультрафіолетовими променями.