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.
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 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.
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.
Среди множества конкурентов интернет-провайдеров в Подмосковье выделяется компания "СПИДИ-ЛАЙН" (speedyline.ru). Широкий охват качественной связи в Московской области, акции и бонусы!
Не нашли подходящую информацию? Не беда! Воспользуйтесь поиском на сайте в верхнем правом углу.
Невероятные факты
Внимание: этот список не для слабонервных. Но на самом деле не все так плохо, потому как в любой воде содержатся простейшие бактерии, при этом большинство из них практически безвредны.
Однако, когда вы увидите, как они выглядят и узнаете, как называются, вы не забудете о них никогда.
Ниже представлены 10 самых интересных микроорганизмов, которые живут в любой питьевой воде.
Микроорганизмы в воде
10. Криптоспоридия
Когда город откачивает воду для своих жителей, первые шаги, через которые проходит жидкость, это фильтрация и дезинфекция. Необходимость такого действия очевидна, потому как вода из рек и озер переполнена различными бактериями.
Благодаря фильтру большинство бактерий покидают воду. Однако, ключевое слово в предыдущем предложении – это "большинство", потому как даже самые современные методы фильтрации не являются непогрешимыми.
Для многих людей это означает, что ежедневно они выпивают некоторые дозы криптоспоридий. Эти существа представляют собой простейших одноклеточных организмов, и известны тем, что доставляют людям "неудобства" в виде диареи, состояние, которое ласково принято называть "криптоспоридиозом".
9. Анабена
Эта цианобактерия живет в пресных водоемах по всему миру, в частности, в Австралии, Европе, Азии, Новой Зеландии и Северной Америке. Цианобактерии, как полагается, были одними из первых многоклеточных организмов, появившихся на Земле. Они эволюционировали, чтобы "делать" некоторые очень любопытные вещи.
В случае с анабеной речь идет о производстве нейротоксина. Открытие анатоксина-а было одним из первых случаев, когда мир узнал о том, что цианобактерии вырабатывают нейротоксины.
Причем, узнали мы об этом "с размахом": в 1950-х годах происходили массовые отравления скота на животноводческих фермах в США и в Европе из-за загрязненной воды.
В Австралии пресноводная цианобактерия производит сакситоксины, тип нейроксинов, вызывающих остановку дыхания с последующей смертью. Военные даже зашли так далеко, что классифицируют сакситоксины как "вещество, не имеющее никакого практического применения вне оружейного производства".
К счастью, на сегодняшний день, этот микроорганизм с помощью фильтров легко извлекается из воды, но тем не менее риск все же остается.
Водные микроорганизмы
8. Коловратки
Коловратки – это достаточно распространенные микроорганизмы, которых можно найти почти во всем мире. Они являются одними из самых известных загрязнителей питьевой воды, вырастая до 1мм. Таким образом, они могут быть видны невооруженным глазом.
Некоторые из них плавают, другие ползают, но никто из них не был замечен в причинении вреда человеку. И это хорошо, потому что в водопроводной воде их можно встретить довольно часто.
Отрицательным фактом является тот момент, что присутствие коловраток в системе муниципального водоснабжения говорит о наличии проблем с фильтрацией воды, потому как настолько крупные организмы не должны присутствовать в трубах с живительной влагой.
Более того, известно, что коловратки выступают в качестве "домов" для простейших, таких как криптоспоридий и бактерий.
То есть коловратки являются своего рода сигналами, говорящими чиновникам о том, что с системой происходит что-то неладное, поэтому принятие соответствующих мер – это обязательная необходимость.
7. Копеподы
Копеподы – это еще более распространенное явление по сравнению с коловрадками. Они могут вырасти до 2 мм, и на самом деле являются типом ракообразных, подвидом миниатюрных креветок. И они повсюду.
Вид у них, безусловно, отвратительный, и сложно представить, что их люди "пьют" и стирают одежду в них. Но, во всяком случае, их предназначение очень интересно, потому как питаются они токсинами.
Снова тот факт, что подобной величины "ракообразные" находятся в питьевой воде, причем это далеко не редкость) как в европейских странах, так и на территории США, говорит о наличии проблем с очистительной системой.
6. Кишечная палочка
Всем мы знаем о кишечной палочке, которая живет в, на и вокруг фекалий. Это легенда мира бактерий, о ней говорилось бесчисленное количество раз. Ее можно найти абсолютно в любой еде и воде. Стоит отметить, что во всей питьевой воде содержится определенное количество кишечной палочки, но есть уровни, которые считаются безопасными.
В разных странах установлен свой допустимый уровень кишечной палочки, в среднем это возможное содержание ее в 5 образцах воды из ста. То есть если в пяти процентах воды содержится кишечная палочка, то такая вода все равно будет поступать к жителям города.
Поэтому риск того, что в своем стакане с водой вы найдется "резвящихся" кишечных палочек увеличивается с каждой сотой и тысячной долей процента.
Грибы – микроорганизмы
5. Ризопус побегоносный
Это есть ничто иное, как микотоксические споры плесени, больше известные как черная хлебная плесень. Оставьте кусочек хлеба портиться, и вы сможете увидеть лишь одну из немногих ее разновидностей.
Ризопус считается самым распространенным грибом в мире, поэтому неудивительно, что его можно найти даже в водопроводной воде. Грибы размножаются спорами, и также как цветочная пыльца, они плавают в воздухе, пока не найдут подходящее место, чтобы приземлиться и расти.
Известно, что этот гриб выделяет токсины, которые вредны для здоровья, хотя для человека они становятся опасными только в высоких концентрациях.
Болезнетворные микроорганизмы
4. Неглерия фоулера
Этот организм не выглядит так жутко, как некоторые другие в этом списке, на вид он представляет собой просто несколько пятен плесени. Но на самом деле это амебы, которые съедают мозг.
Инфицирование неглерией довольно редкое явление, потому как "существо" не проявляет себя, если "потребляется" орально.
Однако, в 2011 году двое жителей американского штата Луизиана скончались от менингоэнцефалита (заболевание, вызванное этим микроорганизмом) после того, как воспользовались назальным спреем, собственноручно изготовленным из соли и водопроводной воды.
В результате расследования причин смерти было обнаружено, что буквально весь дом был заполнен поедающей мозг бактерией. Несмотря на этот случай, большинство случаев инфицирования не происходит из-за употребления зараженной воды.
Человек инфицируется, как правило, купаясь в озерах и реках, когда, к примеру, случайно заглатывает воду.
Вредные микроорганизмы
3. Легионелла
Уже только само по себе название заставляет ужаснуться. Имя свое организм получил в честь американской конвенции легиона в 1976 году, во время которой внезапно погибли 34 человека, а 221 оказались инфицированными.
Состояние, вызванное легионеллами, теперь называют болезнью легионеров, и ежегодно из-за этого "существа" в больницы попадают около 18 000 человек. А появилось оно, как вы уже догадались, из зараженной воды.
Среди симптомов болезни: спутанность сознания, лихорадка, потеря координации, рвота, диарея и боль в мышцах. В 2001 году более 700 человек в одной централизованной области Испании оказались инфицированными.
Стоит отметить, что американские военные решили найти применение этим организмам и в боевых средствах. В результате они создали генетически модифицированную версию с 100-процентной "убийственной" способностью.
Микроорганизмы в воздухе
2. Бактерия Chaetomium
Это еще один интересный вид, который выглядит страшнее, чем психоделический "товарищ" под номером 5. Как и черная хлебная плесень, эта бактерия встречается достаточно часто в повседневной жизни.
Как правило, она плавает в воздухе в любых влажных местах, начиная от болота и заканчивая потолками в вашей ванной комнате. В водопроводной воде она появляется довольно редко, но когда она там есть, вкус и запах жидкости сразу меняется, поэтому человек не станет ее пить.
Бактерии не представляют особой опасности, хотя в некоторых случаях, они могут спровоцировать развитие инфекции, известной как феогифомикоз (характеризуется появлением подкожного узла). Этот организм также может представлять опасность для людей, страдающих от аллергии на споры.
1. Сальмонелла
Это один из первых микроорганизмов, о котором мы узнаем, будучи детьми. Сальмонелла обладает невероятно длинной историей. Как правило, сальмонелла появляется на продуктах питания, таких как говядина, шпинат, и, конечно же, курица.
Реже вспышки сальмонеллы происходят не где-нибудь, а в самой простой водопроводной воде. Чаще всего к ее воздействию восприимчивы люди со слабой иммунной системой, пенсионеры.
Стоит отметить, что развивающиеся страны находятся под большей угрозой риска вспышек бактериальных инфекций из питьевой воды.
Как однажды высказался Бенджамин Франклин: "В вине есть мудрость, в пиве свобода, а в воде бактерии". Почему-то хочется выбрать первый пункт.
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.
В пресной воде живут сотни, если не тысячи видов микроорганизмов. Причём постоянно, в любом водоёме. Даже в самом чистом. И именно их деятельность поддерживает баланс в экосистеме водоёма.
В естественном пруду живёт огромное количество микроорганизмов. Но природой так устроено, что они друг друга уравновешивают, и все происходящие процессы сбалансированы. Продукты жизнедеятельности птичек, органика от отмерших растений, лягушек и рыбок и прочее — это абсолютно нормальные процессы, происходящие в природе повсеместно.
Не считаю нужным и возможным углубляться в дебри науки под названием Микробиология водной среды , замечу лишь, что считаю необходимым и достаточным внесение примерно пятидесяти — ста литров воды из ближайшего чистого водоёма, чтобы заселить созданный Пруд Микроорганизмами.
Причём уверен, что Водные микроорганизмы желательно заселить в воду Прудов в первую очередь, то есть до Водных растений и Рыб.
10 коварных «жителей» питьевой воды
Внимание: этот список не для слабонервных. Но на самом деле не все так плохо, потому как в любой воде содержатся простейшие бактерии, при этом большинство из них практически безвредны.
Однако, когда Вы увидите, как они выглядят и узнаете, как называются, Вы не забудете о них никогда.
Ниже представлены 10 самых интересных микроорганизмов, которые живут в любой питьевой воде.
Микроорганизмы в воде
10. Криптоспоридия
Когда город откачивает воду для своих жителей, первые шаги, через которые проходит жидкость, это фильтрация и дезинфекция. Необходимость такого действия очевидна, потому как вода из рек и озер переполнена различными бактериями.
Благодаря фильтру большинство бактерий покидают воду. Однако, ключевое слово в предыдущем предложении – это «большинство», потому как даже самые современные методы фильтрации не являются непогрешимыми.
Для многих людей это означает, что ежедневно они выпивают некоторые дозы криптоспоридий. Эти существа представляют собой простейших одноклеточных организмов, и известны тем, что доставляют людям «неудобства» в виде диареи, состояние, которое ласково принято называть «криптоспоридиозом».
9. Анабена
Эта цианобактерия живет в пресных водоёмах по всему миру, в частности, в Австралии, Европе, Азии, Новой Зеландии и Северной Америке. Цианобактерии, как полагается, были одними из первых многоклеточных организмов, появившихся на Земле. Они эволюционировали, чтобы «делать» некоторые очень любопытные вещи.
В случае с анабеной речь идет о производстве нейротоксина. Открытие анатоксина было одним из первых случаев, когда мир узнал о том, что цианобактерии вырабатывают нейротоксины.
Причем, узнали мы об этом «с размахом»: в 1950-х годах происходили массовые отравления скота на животноводческих фермах в США и в Европе из-за загрязненной воды.
В Австралии пресноводная цианобактерия производит сакситоксины, тип нейроксинов, вызывающих остановку дыхания с последующей смертью. Военные даже зашли так далеко, что классифицируют сакситоксины как «вещество, не имеющее никакого практического применения вне оружейного производства».
К счастью, на сегодняшний день, этот микроорганизм с помощью фильтров легко извлекается из воды, но тем не менее риск все же остается.
Водные микроорганизмы
8. Коловратки
Коловратки – это достаточно распространенные микроорганизмы, которых можно найти почти во всем мире. Они являются одними из самых известных загрязнителей питьевой воды, вырастая до 1мм. Таким образом, они могут быть видны невооруженным глазом.
Некоторые из них плавают, другие ползают, но никто из них не был замечен в причинении вреда человеку. И это хорошо, потому что в водопроводной воде их можно встретить довольно часто.
Отрицательным фактом является тот момент, что присутствие коловраток в системе муниципального водоснабжения говорит о наличии проблем с фильтрацией воды, потому как настолько крупные организмы не должны присутствовать в трубах с живительной влагой.
Более того, известно, что коловратки выступают в качестве «домов» для простейших, таких как криптоспоридий и бактерий.
То есть коловратки являются своего рода сигналами, говорящими чиновникам о том, что с системой происходит что-то неладное, поэтому принятие соответствующих мер – это обязательная необходимость.
7. Копеподы
Копеподы – это еще более распространенное явление по сравнению с коловратками. Они могут вырасти до 2 мм, и на самом деле являются типом ракообразных, подвидом миниатюрных креветок. И они повсюду.
Вид у них, безусловно, отвратительный, и сложно представить, что их люди «пьют» и стирают одежду в них. Но, во всяком случае, их предназначение очень интересно, потому как питаются они токсинами.
Снова тот факт, что подобной величины «ракообразные» находятся в питьевой воде, причем это далеко не редкость) как в европейских странах, так и на территории США, говорит о наличии проблем с очистительной системой.
6. Кишечная палочка
Всем мы знаем о кишечной палочке, которая живет в, на и вокруг фекалий. Это легенда мира бактерий, о ней говорилось бесчисленное количество раз. Ее можно найти абсолютно в любой еде и воде. Стоит отметить, что во всей питьевой воде содержится определенное количество кишечной палочки, но есть уровни, которые считаются безопасными.
В разных странах установлен свой допустимый уровень кишечной палочки, в среднем это возможное содержание ее в 5 образцах воды из ста. То есть если в пяти процентах воды содержится кишечная палочка, то такая вода все равно будет поступать к жителям города.
Поэтому риск того, что в своем стакане с водой вы найдется «резвящихся» кишечных палочек увеличивается с каждой сотой и тысячной долей процента.
Грибы – микроорганизмы
5. Ризопус побегоносный
Это есть ничто иное, как микотоксические споры плесени, больше известные как черная хлебная плесень. Оставьте кусочек хлеба портиться, и вы сможете увидеть лишь одну из немногих ее разновидностей.
Ризопус считается самым распространенным грибом в мире, поэтому неудивительно, что его можно найти даже в водопроводной воде. Грибы размножаются спорами, и также как цветочная пыльца, они плавают в воздухе, пока не найдут подходящее место, чтобы приземлиться и расти.
Известно, что этот гриб выделяет токсины, которые вредны для здоровья, хотя для человека они становятся опасными только в высоких концентрациях.
Болезнетворные микроорганизмы
4. Неглерия фоулера
Этот организм не выглядит так жутко, как некоторые другие в этом списке, на вид он представляет собой просто несколько пятен плесени. Но на самом деле это амебы, которые съедают мозг.
Инфицирование неглерией довольно редкое явление, потому как «существо» не проявляет себя, если «потребляется» орально.
Однако, в 2011 году двое жителей американского штата Луизиана скончались от менингоэнцефалита (заболевание, вызванное этим микроорганизмом) после того, как воспользовались назальным спреем, собственноручно изготовленным из соли и водопроводной воды.
В результате расследования причин смерти было обнаружено, что буквально весь дом был заполнен поедающей мозг бактерией. Несмотря на этот случай, большинство случаев инфицирования не происходит из-за употребления зараженной воды.
Человек инфицируется, как правило, купаясь в озерах и реках, когда, к примеру, случайно заглатывает воду.
Вредные микроорганизмы
3. Легионелла
Уже только само по себе название заставляет ужаснуться. Имя свое организм получил в честь американской конвенции легиона в 1976 году, во время которой внезапно погибли 34 человека, а 221 оказались инфицированными.
Состояние, вызванное легионеллами, теперь называют болезнью легионеров, и ежегодно из-за этого «существа» в больницы попадают около 18 000 человек. А появилось оно, как вы уже догадались, из зараженной воды.
Среди симптомов болезни: спутанность сознания, лихорадка, потеря координации, рвота, диарея и боль в мышцах. В 2001 году более 700 человек в одной централизованной области Испании оказались инфицированными.
Стоит отметить, что американские военные решили найти применение этим организмам и в боевых средствах. В результате они создали генетически модифицированную версию с 100-процентной «убийственной» способностью.
Микроорганизмы в воздухе
2. Бактерия Chaetomium
Это еще один интересный вид, который выглядит страшнее, чем психоделический «товарищ» под номером 5. Как и черная хлебная плесень, эта бактерия встречается достаточно часто в повседневной жизни.
Как правило, она плавает в воздухе в любых влажных местах, начиная от болота и заканчивая потолками в вашей ванной комнате. В водопроводной воде она появляется довольно редко, но когда она там есть, вкус и запах жидкости сразу меняется, поэтому человек не станет ее пить.
Бактерии не представляют особой опасности, хотя в некоторых случаях, они могут спровоцировать развитие инфекции, известной как феогифомикоз (характеризуется появлением подкожного узла). Этот организм также может представлять опасность для людей, страдающих от аллергии на споры.
1. Сальмонелла
Это один из первых микроорганизмов, о котором мы узнаем, будучи детьми. Сальмонелла обладает невероятно длинной историей. Как правило, сальмонелла появляется на продуктах питания, таких как говядина, шпинат, и, конечно же, курица.
Реже вспышки сальмонеллы происходят не где-нибудь, а в самой простой водопроводной воде. Чаще всего к ее воздействию восприимчивы люди со слабой иммунной системой, пенсионеры.
Стоит отметить, что развивающиеся страны находятся под большей угрозой риска вспышек бактериальных инфекций из питьевой воды.
Как однажды высказался Бенджамин Франклин: «В вине есть мудрость, в пиве свобода, а в воде бактерии». Почему-то хочется выбрать первый пункт.
Будем исходить из того, что в хорошем водоёме поддерживается динамическое равновесие разных организмов и перенос сотни литров воды в свой Пруд приведёт к аналогичному составу микроорганизмов, а вскоре и Рыбы будут запущены в Пруд, чтобы начать ими питаться.
Страница Водные микроорганизмы является лишь одной из множества страниц, посвящённых проблеме создания Прудов и доступных со страницы . На страницах раздела Пруды подробно описаны все основные этапы создания Пруда.
Приглашаю всех высказываться в
Микроорганизмы в воде
Поверхностные и артезианские воды являются прекрасной средой обитания микроорганизмов, к которым относят бактерии, вирусы, простейшие, грибки и микроскопические водоросли.
Все микроорганизмы по способности вызывать или не вызывать у человека заболевания делятся на патогенные (или болезнетворные) и непатогенные. Кроме того, под влиянием различных факторов внешней среды и процессов, происходящих в организме человека (например, неправильное лечение, снижение иммунитета) некоторые из непатогенных микроорганизмов приобретают свойство вызывать инфекционные заболевания (так называемые "условно-патогенные микроорганизмы").
Возможно ли и нужно ли стерилизовать воду, употребляемую для питья, т.е. полностью освобождать ее от микроорганизмов? Ведь невозможно при пользовании водой постоянно соблюдать условия стерильности: обеззараженная вода при прохождении по трубам водораспределительной сети, при хранении в емкости и т.д. непременно будет повторно загрязняться микроорганизмами. Поэтому, исходя из невозможности постоянной стерилизации больших объемов воды для питьевых целей, ВОЗ в своих рекомендациях определяет свою задачу как определение наиболее опасных для здоровья человека микроорганизмов, присутствие которых в питьевой воде должно быть исключено, а также разработку нормативов безопасности воды в микробиологическом отношении. Приводим перечень патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, составленный на основе списка ВОЗ, присутствие которых в воде делает ее потенциально заразной как при питье, так и использовании для мытья, купания и т.д.:
БАКТЕРИИ:
- холерный вибрион;
- сальмонеллы;
- шигеллы (возбудители дизентерии);
- иерсиния ентероколитика;
- палочка синезеленого гноя;
- энтеропатогенные кишечные палочки;
- аэромонада спп.;
- кампилобактер еюни и коли.
- аденовирусы;
- энтеровирусы;
- вирус гепатита А;
- энтеровирусы гепатита ни А, ни В, гепатита Е;
- норволк вирус;
- ротавирус;
- мелкие круглые вирусы.
ПРОСТЕЙШИЕ:
- энтамеба гистолитика;
- гиардиа интестиналис;
- криптоспоридум парвум;
- дракункулюс мединензис.
Сегодня существует множество методов обработки воды, но, к сожалению, ни один из них не гарантирует полное освобождение воды от микроорганизмов.
Обеззараживание воды реагентами, хлором делает воду вредной для здоровья (увеличивает риск онкологических заболеваний). Более того, отдельные хлоррезистентные особи сохраняют жизнеспособность, поэтому полной стерилизации воды хлорированием не происходит.
Такие методы, как дистилляция и обратный осмос очищают воду на 98% от всех микроорганизмов, минералов и микроэлементов, кроме кислорода. В результате вода получается чистой, но потерявшей свою природную структуру, т.е. «мертвой». Мертвую воду пить нельзя.
NORMAQUA - единственная технология, которая обеззараживает воду, придавая ей природные свойства, при этом позволяет исключить все приемы химводоподготовки.
По данным исследований Кафедры Биоорганической химии МГУ в воде, обработанной Normaqua резко изменяются свойства микроорганизмов . Все имеющиеся данные говорят о том, что патогенные микроорганизмы могут обитать только в неактивной воде, тогда как в активной они либо погибают, либо теряют свои патогенные свойства, приобретая, напротив, свойства, полезные для животных и растений, с которыми микроорганизмы находятся в симбиотических отношениях .
Можно ли пить пропущенную через NORMAQUA воду? С большой вероятностью можно сказать, что если на входе вода отвечает принятым стандартам СНИП для питьевой воды, то на выходе они не изменятся, а если изменятся, то в лучшую сторону. С другой стороны, потребление активной воды должно в подавляющем большинстве случаев оказывать благоприятное воздействие на организм за счет укрепления его защитных сил (иммунитета). Это одинаково относится как к человеку, так и к животным и растениям.
Кроме этого при смешивании пропущенной через NORMAQUA активной воды с неактивной, первая может способствовать восстановлению естественных свойств последней, т.е. NORMAQUA может быть использовано даже для улучшения качества воды в небольших водоемах, например, в прудах рыбоводческих хозяйств.
NORMAQUA , воздействуя на физическую структуру воды (не изменяя химический состав), структурирует, приводит в баланс концентрацию солей и минералов полезных для человека, повышает биологическую активность воды; обеззараживает, оказывает антимикробное воздействие на воду - а именно, происходит отмирание клеток штаммов кишечной палочки и стафилококка ; снижает жесткость, умягчает воду, очищает, способствует удалению из воды нитратов, нитритов, солей жесткости, железа, радионуклидов, тяжелых металлов, хлора и др.; изменяет окислительно-восстановительный потенциал воды; устраняет неприятные запахи, улучшает вкус.