Микроорганизмы почвы
Почва является средой обитания для огромного числа микроорганизмов и основной природный резервуар, откуда они попадают во внешнюю среду – воздух и воду. В 1г почвы число микроорганизмов может изменяться от сотен до миллиардов клеток.
Микроорганизмы в почве распределены неравномерно. Их численность и видовой состав в почве зависят от содержания в ней органических веществ и влаги, структуры почвы, способа ее сельскохозяйственной обработки, климатических условий, характера растительного покрова, степени ее загрязнения отходами хозяйственной деятельности человека и многих других факторов. В верхних слоях почвы микроорганизмов больше, по мере углубления их становится все меньше и в более глубоких слоях (2. 5м) встречаются единичные клетки. Беден микроорганизмами и самый верхний слой толщиной несколько миллиметров, который постоянно подсушивается и подвергается действию ультрафиолетовых лучей. В верхних слоях почвы преобладают аэробы, в более глубоких – анаэробы.
Наиболее распространены в почве грибы, актиномицеты и бактерии — гнилостные, маслянокислые, кишечной группы, азотфиксирующие, нитрифицирующие, денитрифицирующие, клубеньковые, серо- и железобактерии; В меньшей степени – дрожжи, водоросли, простейшие, вирусы.
Число бактерий, содержащихся в почве, превышает число других микроорганизмов, причем среди них встречаются как автотрофы, так и гетеротрофы, принимающие активное участие в почвообразовательных процессах. Они разлагают растительные и животные остатки в почве и превращают их в гумус, а также минерализуют органические вещества. Под влиянием микроорганизмов происходит синтез новых органических веществ в почве, изменяется ее структура, кислотность. Под действием микробов-антагонистов происходят процессы самоочищения почвы.
Загрязнение почвы патогенными микроорганизмами. Почва постоянно загрязняется различными отбросами, выделениями человека и животных, мертвыми растениями и животными. Патогенные микроорганизмы попадают в почву с испражнениями, мочой, гноем, слюной и другими выделениями, с трупами людей и животных, погибших от инфекционных заболеваний.
Попадая в почву, значительная часть патогенных микроорганизмов, не образующих спор, погибает. Продолжительность выживания в почве возбудителей кишечных инфекций (дизентерии, брюшного тифа, холеры, чумы, бруцеллеза, туляремии, туберкулеза) широко варьирует и составляет от нескольких часов до нескольких месяцев. Значительно дольше сохраняются в почве спорообразующие патогенные бактерии – аэробы (например, споры возбудителя сибирской язвы Bacillus anthracis сохраняются в почве свыше 15 лет) и анаэробы (например, возбудители столбняка, газовой гангрены, ботулизма). Их споры могут сохраняться в почве десятками лет, а при благоприятных условиях прорастать, в результате чего бактерии вновь размножаются. Такие почвы представляют большую опасность в эпидемиологическом отношении. Они могут явиться причиной заражения сырья и пищевых продуктов патогенными микроорганизмами непосредственно или через воду. Поэтому все отбросы, поступающие в почву, следует обезвреживать и систематически проводить оценку санитарно-микробиологического состояния почвы и процессов ее самоочищения.
Санитарная оценка почвы.При санитарной оценке почвы учитывают результаты химического, гельминтологического и микробиологического анализов.
При микробиологическом исследовании почвы в зависимости от поставленной задачи применяют краткий и полный санитарно-микробиологический анализ. Краткий анализ почвы предусматривает определение двух микробиологических показателей: КМАФАнМ (общего количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов) и коли-титра (наименьшего объем объекта, в котором обнаруживается кишечная палочка). Полный анализ включает в себя определение КМАФАнМ, коли-титра – БГКП (бактерий группы кишечной палочки), а также титра анаэробов (Clostridium perfringens), протеев, термофилов.
Показатель КМАФАнМ чистой почвы не превышает 1,5х10 5 КОЕ/г, в загрязненной почве он в несколько раз больше. Наличие в почве БГКП и Clostridium perfringens свидетельствует о ее фекальном загрязнении. Выявление в почве бактерий Proteus свидетельствует о загрязнении ее органическими веществами животного происхождения или фекалиями людей. Термофильные микроорганизмы являются показателями загрязнения почвы навозом, компостами. В чистых почвах термофилы не обнаруживаются.
Микробиология воды
Природные воды, как и почва, являются естественной и достаточно благоприятной средой обитания многих микроорганизмов, где они способны жить, размножаться, участвовать в процессах круговорота углерода, азота, серы, железа и других элементов. Количественный и качественный состав микроорганизмов природных вод разнообразен. Численность микроорганизмов в воде определяется главным образом содержанием в ней органических веществ. В 1см 3 воды число КОЕ (колониеобразующих единиц, или число клеток) может превышать несколько миллионов.
В состав микроорганизмов воды входят водоросли, простейшие, бактерии, мицелиальные грибы, вирусы и другие группы микроорганизмов. Между ними существуют сложные взаимоотношения. Например, хлорелла при массовом развитии на свету вызывает быструю гибель кишечной палочки. Одна инфузория способна поглотить за 1ч 30 тыс. клеток микроорганизмов. Патогенные микроорганизмы быстрее погибают в загрязненной воде и медленнее – в чистой. В загрязненной воде могут быть микробы-антагонисты, фаги и др. Такие взаимоотношения способствуют поддержанию равновесия живых существ в гидросфере.
По своему происхождению природные воды подразделяются на атмосферные (осадочные), подземные (ключевые и минеральные, грунтовые воды верхних слоев, скапливающиеся в колодцах и воды глубокого залегания – артезианские скважины) и поверхностные, или континентальные (реки, озера, болота) и искусственные (каналы, водохранилища, пруды).
Атмосферные (осадочные) воды встречаются в виде дождя, снега, града, льда.
Дождевая вода бедна микроорганизмами и обогащается ими, захватывая и увлекая из воздуха мельчайшие частицы пыли. В связи с этим дождевая вода над городской местностью значительно богаче микроорганизмами, чем над сельской.
Снег, как и дождевая вода, практически свободен от бактерий и все же в 1 см 3 только что выпавшего и растопленного снега даже в самые сильные морозы насчитывается от нескольких десятков до нескольких сотен бактерий.
Численный состав микроорганизмов града и льда различен и зависит от качества воды, из которой они образовались.
Подземные воды. Состав подземных вод артезианской, ключевой, грунтовой зависит главным образом от глубины залегания водоносного слоя, его защищенности от попадания загрязнений извне.
Ключами, источниками или родниками называют естественные выходы подземных вод на поверхность Земли. Холодные источники образуются преимущественно водами атмосферного происхождения, которые они получают из водоносных слоев различного залегания. Горячие источники обусловлены выходом воды глубинного происхождения, поднявшейся из недр земли по трещинам. Проходя через породы различного состава, воды этой группы обогащаются растворенными веществами и газами и тем самым становятся минеральными водами.
Ключевые воды весьма бедны микроорганизмами, что объясняется адсорбцией микроорганизмов на частицах почвы или прохождения воды через грунт. Смешиваясь с грязными потоками воды во время дождя, ключевые источники могут содержать до нескольких тысяч бактерий в 1 см 3 .
Состав минеральных вод формируется в процессе выветривания горных пород. В этом процессе микроорганизмы играют значительную роль. Артезианские воды, находящиеся на больших глубинах, содержат очень мало микроорганизмов. Подземные воды, добываемые через обычные колодцы из неглубоких водоносных слоев, куда могут просачиваться поверхностные загрязнения, содержат значительное количество бактерий, среди которых могут быть и болезнетворные. Чем ближе к поверхности расположены грунтовые воды, тем обильнее количественный и качественный состав микроорганизмов.
Поверхностные воды (континентальные водоемы)расположены в углублениях суши. Они бывают естественными и искусственными. Реки, озера, болота – естественные водоемы. В реках вода проточная. Она содержит разное число клеток микроорганизмов в зависимости от времени года, питающих ее источников, территории, по которой течет река. Весной и осенью, в период половодий и дождей, когда в воде содержится много органического вещества, численность микроорганизмов, среди которых могут быть и патогенные, резко возрастает, что представляет угрозу для животных и человека.
Речная вода, протекающая через населенные пункты, сильно загрязняется, поэтому ниже по течению в ней содержится гораздо больше микроорганизмов, чем выше по течению.
Озера представляют собой водоемы со стоячей водой. Озера бывают сточными и бессточными в зависимости от того, берут от них начало реки или нет. По степени минерализации озера подразделяются на пресные, солоноватые и соленые. Существует заметная разница в солевом составе, температуре, прозрачности воды, условиях аэрации различных озер, что обусловливает значительные колебания в численности бактерий, которая может изменяться в среднем от 150 тыс. до 10 млн. в 1 см 3 .
Болота представляют собой неглубокие, частично или полностью закрытые сверху растительностью скопления воды, в которых образуется торф (переходное состояние между водой и сушей). Болота могут быть низинными, если они питаются грунтовыми водами, и верховыми, питающимися за счет атмосферных осадков. Население болот чрезвычайно бедно, что объясняется высокой кислотностью воды, ее крайне слабой минерализацией из-за отсутствия контакта с грунтом, который обычно покрыт растительностью. Болотная вода насыщена метаном. Здесь развиваются специфические группы микроорганизмов, так для большинства микроорганизмов метан и сероводород ядовиты.
Водоемы бывают искусственными, сооружаемыми человеком. Наибольшее значение среди них приобрели водохранилища, пруды, судоходные и оросительные каналы.
Водохранилища имеют многоцелевое назначение (регуляция стока рек, водоснабжения, гидроэнергетики, рыбного хозяйства и т.п.). Частые сезонные колебания уровня воды приводят к гибели многих обитателей водохранилищ. Численность микроорганизмов в нем колеблется от 1…2 млн. до 1,5…2 млрд. в 1см 3 .
Пруды – искусственные водоемы, сооружаемые для рыборазведения, водоснабжения населенных пунктов, полива полей, водопоя скота и других целей. Они могут быть плотинными и создаваться за счет запруживания речек и оврагов; копаными, питающимися атмосферными осадками, а также грунтовыми водами; наливными, наполняемыми водой через специальные каналы из рек и ручьев. Все типы прудов – это мелкие водоемы с небольшой площадью водного зеркала, часто спускаемые на зиму. Число микроорганизмов в прудах может достигать нескольких миллионов КОЕ/см 3 .
Источник
Патогенные бактерии
К патогенным бактериям относятся любые микроорганизмы, которые являются потенциальным источником различных заболеваний, а также способны вызывать повреждение каких-либо систем организма. Чаще всего это паразитирующие бактерии по отношению к их носителю. Негативное воздействие патогенных микроорганизмов может осуществляться разными способами – механизмы вызывают интоксикацию, а также могут разрушать ткани и нарушать регуляторные механизмы.
Чаще всего отрицательное влияние выражается в размножении данных возбудителей и воздействии продуктов их жизнедеятельности на носителя. То есть, чем больше увеличивается количество бактерий, тем выше риск занесения инфекций. К особо опасной категории патогенов относятся инфекционные, которые могут мигрировать между хозяевами, причем разными путями передачи, вызывая инфекционные заболевания.
Особенности патогенных микроорганизмов
Особенностью патогенных микроорганизмов является невосприимчивость к окружающей среде. Это связано с их постепенной адаптацией к внешним факторам, в том числе температуре, влажности, а также наличию токсичных солей и элементов. Срок выживания бактерий зависит от состава и свойств воды, а также уровня загрязнения и интенсивности биологических процессов.
Данные микроорганизмы ни в коем случае и ни в каких концентрациях не должны присутствовать в питьевой воде, однако обнаруживаются там регулярно. Они используют воду в качестве среды, из которой возбудитель попадает в организм. Его носителями могут быть люди и животные. Патогенные бактерии могут вызывать серьезные заболевания, которые нередко приводят к различным осложнениям, и в том числе к летальным случаям.
О сроках выживания бактерий в среде
Срок, в течение которого бактерии сохраняют жизнеспособность в условиях внешней среды, может отличаться и прежде всего зависит от их типа, а также характеристик воды. Например, кишечная палочка в водопроводной воде может выживать от 2 до 262 суток, в то время как в речной воде максимальное время снижается и составляет 183 дня.
Также свою роль в данном вопросе играет вид микроорганизма. В ряде случаев патогенные микроорганизмы гибнут, если в воде присутствует бактериофаг. Помимо этого, вредоносные бактерии со временем отмирают под воздействием процесса самоочищения. Однако следует помнить, что даже кратковременное пребывание патогенных микробов, особенно если они имеют фекальное происхождение, может вызвать инфекционные заболевания, в том числе желудочно-кишечные.
Где могут обнаруживаться патогенные бактерии?
Патогенные микроорганизмы могут обнаруживаться во всех видах вод, в колодцах, а также родниках. Изредка они встречаются в скважинах. Если говорить о воде централизованного водоснабжения, то при соблюдении технических норм и правил в ней микробы данной категории обнаруживаться не должны. Любое количество таких микроорганизмов указывает на прямые нарушения в работе систем водоочистки и требует немедленного задействования необходимых мер по восстановлению качества.
Патогенные бактерии в почве
Одной из основных сред проживания болезнетворных микробов является почва. Как и вода, она лишь механический переносчик микробов от одного носителя к другому и не относится к их циклу развития. Попадать в почву бактерии данной группы могут несколькими путями:
- Вместе с выделениями инфицированных людей и животных.
- С пищевыми отходами или продуктами питания с истекшим сроком годности.
- С отходами, имевшими контакт с носителями вирусов.
- Со сточными водами.
Большинство патогенных бактерий проживает в почве относительно недолго. Это связано с отсутствием питательного субстрата, низкими температурами, наличием кислой или щелочной среды, повышенной влажностью или высыханием, а также другими природными факторами. Однако есть разновидность микробов, которые способны не только выживать в таких условиях, но и становятся частью почвенного биоценоза.
По данному признаку микроорганизмы, проживающие в почве, разделяют на три труппы:
- Микробы, которые становятся частью природной экосистемы (бактерия Clostridium botulinum, актиномицеты).
- Патогенные микроорганизмы, которые попадают в почву с трупами и выделениями животных и человека, и остаются в ней долгое время (вызывают столбняк, сибирскую язву, туберкулез).
- Микрофлора, попадающая в почву таким же путем, но сохраняющаяся в ней короткий промежуток времени (сальмонелла, кишечная палочка).
Определение патогенных микроорганизмов
Выявление патогенных бактерий в воде – сложная процедура, для выполнения которой требуется проведение бактериологического исследования с применением современного оборудования и методик. Для этого отобранная проба воды должна быть направлена в аккредитованную лабораторию, где будет использована для выявления возможных нарушений. Они будут свидетельствовать о необходимости выполнения мероприятий по очистке.
Сложность анализа воды на наличие патогенных микроорганизмов состоит в том, что они, как правило, количественно невоспроизводимы. То есть, отсутствие бактерий Salmonella само по себе не является гарантией того, что в воде могут присутствовать бактерии Shigella, Vibrio или болезнетворные вирусы.
Анализ воды на патогенные микробы
Метод микробиологического анализа на патогенные бактерии представляет собой достаточно эффективный способ обнаружения болезнетворных микроорганизмов. Он может быть направлен на комплексное обследование воды, а также точечное определение конкретной группы микробов, которые потенциально способы нанести вред организму человека.
Современный анализ подразумевает определение большого перечня микробиологических показателей, устанавливая точное содержание индикаторных микроорганизмов и бактерий. Основная цель такого исследования – определение концентрации микробов, а также вида, к которому они относятся.
Учитывая, что определить патогенные бактерии при бактериологическом анализе не так просто, в качестве основного показателя загрязненности используется подсчет общего микробного числа в 1 мл воды. Речь о бактериях, образующих колонии. Чаще всего в данном случае используется метод мембранной фильтрации.
В рамках данного исследования определенный объем воды пропускается через мембрану с размером пор 0,45 мкм. В результате, на поверхности мембраны отлагаются все бактерии, которые находятся в воде. Далее фильтр помещается на период 24-48 часов в специальную питательную среду с температурой 30-37 градусов.
Результаты проведенного анализа могут использоваться для дальнейшего выбора системы очистки, которая позволит избавиться от основных источников загрязнения, повысив тем самым качество воды до установленного санитарными нормами.
Очистка сточных вод
Если затрагивать вопрос очистки сточных вод, полное удаление из них патогенных микроорганизмов довольно затруднительно. Исследованиями установлено, что отстаивание и искусственная биологическая очистка не обеспечивают 100% уничтожение болезнетворных бактерий, в том числе кишечной группы. В частности, даже при уменьшении количества кишечных палочек на 99%, они все равно обнаруживаются в очищенной воде в рамках исследования.
Поэтому, до спуска в водоем после механической и искусственной биологической очистки потребуется также применить обеззараживание. И эффективным оно будет только в случае, если в воде нет взвешенных веществ.
Анализ воды в лаборатории «НОРТЕСТ»
Лаборатория НОРТЕСТ – аккредитованный центр, оснащенный всем необходимым для проведения исследований разного уровня сложности. Наша команда квалифицированных специалистов проведет проверку отобранного образца в соответствии с установленными нормами и стандартами. С учетом использования наиболее эффективных методик и отлаженной процедуры их реализации результат исследования будет готов в достаточно короткие сроки.
Полезные статьи
Радиологические исследования почв и грунтов
Определение цианидов в почве, природной и сточной воде
Источник