Показатели, характеризующие эпидемическую безопасность воды, делятся на 2 подгруппы: санитарно-микробиологические и санитарно-химические

Тема 1.6 Распространение микроорганизмов в природе.

Микрофлора воды, почвы, воздуха, - обсемененность, степень загрязнения, микробиологические показатели.

Микрофлора воды. Микробиологические показатели.

Вода является неотъемлемой составляющей всех живых систем. В среднем, человек потребляет 2,5 литра воды в день. Наряду с полезным кальцием, магнием и калием вода несет в себе и вредные для здоровья человека элементы, такие как нитраты, нитриты, кадмий и тому подобное. Характеристики употребляемой нами жидкости определяют качество и продолжительность жизни.

Согласно докладу Всемирной организации здравоохранения (WHO,), около 1,1 миллиарда человек не имеют доступа к безопасным источникам водоснабжения, а около 2 миллиона человек ежегодно умирают от заболеваний, передающихся через питьевую воду.

Тошнота и диарея – не самое опасное, что вызывают микроорганизмы. Бактерии и вирусы в прямом смысле могут отравлять нашу жизнь, вызывая болезни с летальным исходом (например, Clostridium botulinum – возбудитель ботулизма) или опосредовано приводя к смертельным случаям (Helicobacter pylori – возможная причина рака ЖКТ).

В Российской Федерации состояние воды регламентируются несколькими нормативами в зависимости от предназначения (смотреть таблицу).

Требования к микробиологическим показателям качества воды в Российской Федерации в зависимости от хозяйственной деятельности человека

 

Показатель	Природная вода1	Вода бассейнов2	Нецентр. водоснаб.3	Центр. водоснаб.4	Бутилированная вода5
Общая микробная численность (ОМЧ), КОЕ / 1 мл	–	–	не более 100	не более 50	не более 20
Общие колиформные бактерии (ОКБ), КОЕ / 100 мл	не более 1000 (питьевая вода) не более 500 (рекреационное назначение)	не более 1	отсутствие в 100 мл	отсутствие в 100 мл	отсутствие в 300 мл
Термо-толерантные колиформные бактерии (ТКБ), КОЕ / 100 мл	не более 100	отсутствие в 100 мл	отсутствие в 100 мл	отсутствие в 100 мл	отсутствие в 300 мл
Колифаги, БОЕ / 100 мл	не более 10	отсутствие в 100 мл	отсутствие в 100 мл	отсутствие в 100 мл	отсутствие в 1000 мл
Споры сульфит-редукторов	–	–	–	отсутствие в 20 мл	отсутствие в 20 мл
Возбудители кишечных инфекций	отсутствие в 1000 мл	отсутствие в 1000 мл	отсутствие в 1000 мл	отсутствие в 1000 мл	отсутствие в 1000 мл
Синегнойная палочка (Pseudomonas aeruginosa)	–	отсутствие в 100 мл	–	–	отсутствие в 1000 мл
Золотистый стафилококк (Staphylococcus aureus)	–	отсутствие в 100 мл	–	–

 

Показатели, характеризующие эпидемическую безопасность воды, делятся на 2 подгруппы: санитарно-микробиологические и санитарно-химические.

Санитарно-микробиологические показатели эпидемической безопасности воды. Критерием безопасности воды в эпидемическом отношении является отсутствие патогенных микроорганизмов - возбудителей инфекционных болезней. Однако исследования воды на наличие патогенных микроорганизмов - это достаточно длительный, сложный и трудоемкий процесс. Поэтому оценку эпидемической безопасности воды проводят путем косвенной индикации возможного присутствия возбудителя. Для этого используют два косвенных санитарно-микробиологических показателя - общее микробное число (ОМЧ) и содержание санитарно-показательных микроорганизмов.

ОМЧ - это количество колоний, произрастающих при посеве 1 мл воды на 1,5% мясопептонного агар после 24 ч выращивания при температуре 37 ° С Показатель общего микробного числа позволяет получить представление о массивности бактериального загрязнения воды с учетом сапрофитной микрофлоры. Общее микробное число обычно увеличивается при поступлении в воду поверхностных, ливневых стоков, бытовых сточных вод, поэтому этот показатель используется для контроля эффективности обработки воды на очистных сооружениях водопровода и служит сигналом нарушений в технологии водоподготовки. Наличие в воде бактерии семейства Enterobacteriaceae, которые попадают в воду только из кишечника человека и животных, указывает на загрязнение воды в широком смысле, так как многие бактерии этого семейства могут иметь фекальное происхождение, однако, некоторые из них сапрофиты. Показателем свежего фекального загрязнения воды является норматив на содержание термотолерантных колиформных бактерий Escherichia coli. Присутствие общих колиформ Escherichia coli communis также свидетельствует об органическом загрязнения антропогенного происхождения. Отсутствие общих колиформ и термоталерантних колиформы является основным критерием эпидемической безопасности воды в нормативных документах многих стран мира. Присутствие в воде колифагов, является санитарным показателем вирусного загрязнения питьевой воды, однако присутствие возбудителей энтеровирусной инфекции не всегда может быть обнаружено при наличии колифагов в воде. На древнее фекальное загрязнение воды, сохраняет эпидемическую опасность, дополнительно указывает наличие в воде спор сульфитредуцирующих клостридий. Cl. perfringens всегда присутствуют в фекалиях. Их споры выживают в воде дольше, чем бактерии кишечной группы, они устойчивы к хлорированию нормальными дозами хлора. Этот показатель определяется в воде поверхностных источников для оценки эффективности обработки воды. В качестве паразитологического показателя установлен норматив на содержание цист лямблий. Содержание в воде как E. coli, так и любых болезнетворных бактерий, вирусов, простейших и яиц гельминтов недопустимо.

Санитарно-показательными являются бактерии группы кишечной палочки (БГКП), содержащиеся в экскрементах человека и животных. В БГКП относятся бактерии родов Echerihia, Enterobacter, Klebsiella, Citrobacter и другие представители семейства Enterobacteriaceae, которые представляют собой грамотрицательные палочки, не образующие спор и капсул. Они сбраживают глюкозу и лактозу с образованием кислоты и газа при температуре 37 ° С в течение 24-48 ч и не обладают оксидазные активностью. Селективной для БГКП является питательная среда Эндо, на которой БГКП растут в виде темно-красных колоний с металлическим блеском (Е. Сoli), красных без блеска, розовых или прозрачных с красным центром или краями колоний.

Наличие и количество БГКП в воде свидетельствует о фекального происхождения загрязнения и о возможной контаминации воды патогенными микроорганизмами кишечной группы.Количественно этот показатель характеризуется индексом БГКП (количество колониеобразующих единиц (КОЕ) - бактерий группы кишечных палочек в 1 дм3 воды) и титром БГКП (наименьшее количество исследуемой воды в мл, в которой обнаруживают одну БГКП).

Санитарно-химические показатели эпидемической безопасности воды свидетельствуют о наличии в воде органических веществ и продуктов их обмена, которые косвенно намекают на вероятность эпидемической опасности воды. Это наблюдается при загрязнении воды водоемов хозяйственно-бытовыми сточными водами, стоками животноводческих и птицеводческих комплексов и т.п.. Наиболее показательными из них являются следующие.

Перманганатная окисляемость - это количество кислорода (в мг), необходимое для химического окисления легко окисляется органических и неорганических (солей Fe (II), H2S, аммонийных солей, нитритов) соединений, содержащихся в 1 л воды. Окислителем при этом служит KMnО4. Наименьшую перманганатная окисляемость имеет артезианская вода - до 2 мг О2 на 1 л. В воде шахтных колодцев этот показатель достигает 2-4 мг О2 на 1 л, в воде открытых водоемов она может быть 5-8 мг О2 на 1 л и выше.

Бихроматная окисляемость, или химическая потребность в кислороде (ХПК) - это количество кислорода (в мг), необходимое для химического окисления всех органических и неорганических восстановителей в 1 л воды. Окислителем при этом служит K2Cr2O7. Чистые подземные воды имеют ХПК в пределах 3-5 мг / л, поверхностные - 10-15 мг / л.

Биохимическая потребность в кислороде (БПК) - это количество кислорода (в мг), необходимое для биохимического окисления (за счет деятельности микроорганизмов) органических веществ, присутствующих в 1 л воды, при температуре 20 ° С в течение или 5 суток (БПК5), или 20 суток (БПК20). БПК20 еще называют полной (БПКпол.). Чем больше загрязнена вода органическими веществами, тем выше ее БПК. БПК5 в воде очень чистых водоемов менее 2 мг О2 / л (БПК20 менее 3 мг О2 / л), в воде относительно чистых водоемов - 2-4 мг О2 / л (БПК20 3-6 мг О2 / л), в воде загрязненных водоемов - более 4 мг О2 / л (БПК20 более 6 мг О2 / л).

Ратворенний кислород - количество кислорода, которое содержится в 1 л воды. Имеет значение для характеристики санитарного режима открытых водоемов. Кислород воздуха диффундирует в воду и растворяется в ней. Некоторое количество кислорода образуется в результате жизнедеятельности хлорофильных водорослей. Наряду с обогащением воды кислородом он тратится на биохимическое окисление органических веществ (процессы самоочищения водоема) и дыхание аэробных гидробионтов, в частности рыб. Для предотвращения ухудшения процессов самоочищения и гибели гидробионтов, содержание кислорода в воде водоема должно быть не менее 4 мг О2 / л. При поступлении в водоем сточных вод, содержащих большое количество органических веществ, повышается БПК и уменьшается растворенный кислород, который расходуется на окисление органики. Азот аммонийных солей, нитритов и нитратов. Источником азота в природных водах служит разложения белковых остатков, трупы животных, моча, фекалии. Вследствие процессов самоочищения водоема сложные азотосодержащие белковые соединения и мочевина минерализуются с образованием аммонийных солей, которые в дальнейшем окисляются сначала до нитритов, а затем к нитратам. Также происходит и самоочищения водоема от органических азотосодержащих загрязняющих веществ, которые попадают в водоем в составе различных сточных вод и поверхностного стока. В чистых природных водах поверхностных и подземных водоемов, азот аммонийных солей содержится в пределах 0,01-0,1 мг / л. Азот нитритов, как промежуточный продукт дальнейшего химического окисления аммонийных солей, содержится в воде чистых природных водоемов в очень малых количествах, не более 0,001-0,002 мг / л. Повышение их концентрации более 0,005 мг / л, является важным признаком загрязнения источника. Нитраты являются конечным продуктом окисления аммонийных солей. Наличие их в воде при отсутствии аммиака и нитритов свидетельствует о сравнительно давнем поступлении в воду азотосодержащих веществ, которые успели минерализоваться. В чистой природной воде содержание азота нитратов не превышает 1-2 мг / л. В грунтовых водах может наблюдаться более высокое содержание нитратов в результате их миграции из почвы в случае ее органического загрязнения, или интенсивного использования азотных удобрений. Вода является идеальной средой для развития многочисленных форм бактерий. Некоторые из развивающихся в воде микробов являются распространителями «водных инфекций», к числу которых относят возбудителей брюшного тифа, паратифа, холеры, дизентерии и др. Д. В связи с большим количеством форм патогенных организмов, а также сложностью и длительностью их определения прибегают к анализу воды на наличие в ней «показательных» или «индикаторных» микробов, указывает на возможность загрязнения воды патогенной микрофлорой. Патогенные организмы находятся в небольшом количестве, существуют технические сложности в их подсчета и выращивании (несколько дней). Это значит что процедура является сложной, медленной и может быть опасной для работников лаборатории (чистые культуры патогенов). Поэтому используют так называемые индикаторные организмы, которые сами по себе не являются патогенными, но в присутствуют в больших количествах и могут использоваться как показатель качества воды.

https://www.youtube.com/watch?v=mkaHGYD8Qh0

Микрофлора почвы

При санитарной оценке почвы учитывают результаты; химического, микробиологического и гельминтологического исследований.

Микробиологическое исследование проводят для санитарной оценки почвы, характеристики процессов самоочищения, оценки почвенного и биотермического методов обезвреживания отбросов, при определении пригодности участков для строительства, а также при эпидемиологических и эпизоотологических обследованиях с целью выяснения путей заражения почвы, продолжительности выживания в ней патогенных микробов и т. д.

В зависимости от поставленной задачи применяют краткий или полный санитарно-бактериологический анализ почвы.

Краткий анализ почвы включает определение двух микробиологических показателей; микробного числа (общего количества бактерий) и колититра; полный анализ—микробного числа, колититра, титра анаэробов (Cl. perfringens), протея, термофилов.

Микробиологическим показателем, характеризующим загрязненность почвы органическими веществами, является микробное число.

В чистых почвах микробное число не превышает 1 — 1,5 млн. особей в 1 г, в сильно загрязненных почвах того же типа количество микробов возрастает в несколько раз (табл. 5).

Санитарное значение микробного числа почвы нельзя рассматривать без учета особенностей различных типа почвы.

Например, черноземные почвы содержат значительно больше микроорганизмов, чем подзолистые (лесные). Поэтому при определении общего количества бактерий в почве необходимо полученные результаты сравнивать с микробным числом незагрязненных почв того же типа.

Исследование на прямое обнаружение патогенных микробов в почве проводят только при специальных показаниях. В качестве косвенных показателей возможного загрязнения почвы патогенными бактериями используют санитарно-показательные микроорганизмы: бактерии группы кишечных палочек, Cl. perfringens, бактерии из рода Proteus, термофилы.

Наличие в почве бактерий группы кишечных палочек свидетельствует о ее фекальном загрязнении. В загрязненных участках почвы коли-титр составляет Ы0~3 — 1 -ICh5, тогда как в чистых почвах коли-титр может быть равен 1 и выше (см. табл. 5).

Обнаружение Cl. perfringens в почве также указывает на ее фекальное загрязнение. Почвенный слой обогащается одновременно бактериями группы кишечных палочек и Cl. perfringens. Через 4—5 мес отмечается отмирание кишечных палочек, a Cl. perfringens еще обнаруживается в титре 0,01. Следовательно, Cl. perfringens имеет санитарно-показательное значение только в том случае, если титр его определяют в комплексе с коли-титром и другими показателями. Свежее или давнее фекальное загрязнение почвы можно определить по соотношению количества вегетативных форм Cl. perfringens и споровых форм микроба.

Выявление в почве бактерий из рода Proteus свидетельствует о загрязнении ее органическими веществами животного происхождения или фекалиями людей. Термофильные микроорганизмы являются показателями загрязнения почвы навозом, компостами. В чистых почвах термофилов не обнаруживают.

https://www.youtube.com/watch?v=Dlti_rLtCDM

Микрофлора воздуха

В воздух попа­дают микроорганизмы из дыхательных путей и с каплями слюны человека и животных. Здесь обнаруживаются кокковидные и палоч­ковидные бактерии, бациллы, клостридии, актиномицеты, грибы и вирусы. С целью снижения микробной обсемененности воздуха проводят влажную уборку по­мещения, очис­тку поступающего воздуха. Применяют также аэрозольную дезинфекцию и обработку помещений лампами ультрафиолетового излучения.

Микробиологический контроль возду­ха проводится с помощью методов естест­венной или принудительной седиментации микробов. Естественная седиментация (по методу Коха) проводится в течение 10 мин путем осаждения микробов на поверхность твердой питательной среды в чашке Петри. Принудительная седиментация микробов осуществляется путем «посева» проб воздуха на питательные среды с помощью специаль­ных приборов.

Санитарно-гигиеническое состояние воз­духа определяется по следующим микробио­логическим показателям:

1. Общее количество микроорганизмовв 1 м воздуха (обсемененность воздуха) — коли­чество колоний микроорганизмов, выросших при посеве воздуха на питательном агаре в чашке Петри в течение 24 ч при 37С.

2. Индекс санитарно-показательных микро­бов—количество золотистого стафилококка и гемолитических стрептококков в 1 м³ воздуха. Эти бактерии являются представителями мик­рофлоры верхних дыхательных путей и имеют общий путь выделения с патогенными микроор­ганизмами, передающимися воздушно-капель­ным путем. Появление в воздухе спорообразующих бактерий — показатель загрязненности воздуха микроорганизмами почвы, а появление грамотрицательных бактерий — показатель воз­можного антисанитарного состояния.

Золотистый стафилококк и гемолитические стрептококки являются представителями мик­рофлоры верхних дыхательных путей и имеют общий путь выделения с патогенными микроор­ганизмами, передающимися воздушно-капель­ным путем. Появление в воздухе спорообразующих бактерий — показатель загрязненности воздуха микроорганизмами почвы, а появление грамотрицательных бактерий — показатель воз­можного антисанитарного состояния.

По эпидемиологическим показаниям в воздухе определяют наличие сальмонелл, микобактерий, вирусов.

Возбудители воздушно-капельных инфекций имеют общий путь выделения с бактериями (кокками), постоянно обитаю­щими на слизистой оболочке верхних дыха­тельных путей, выделяющимися в окружаю­щую среду (при кашле, чиханье, разговоре), поэтому в качестве санитарно-показательных бактерий для воздуха закрытых помещений предложены гемолитические стрептококки и золотистые стафилококки.

Грамотрицательные бактерии– в связи с распространением госпитальной инфекции в воздухе больничных помещений.

Определяют наличие дрожжеподобных и плесневых грибов.

По эпидемиологическим показаниям в воздухе определяют наличие сальмонелл, микобактерий, вирусов.

Появление в воздухе спорообразующих бактерий — показатель загрязненности воздуха микроорганизмами почвы, а появление грамотрицательных бактерий — показатель воз­можного антисанитарного состояния.

С целью снижения микробной обсемененности воздуха проводят влажную уборку по­мещения, очис­тку поступающего воздуха. Применяют также аэрозольную дезинфекцию и обработку помещений лампами ультрафиолетового излучения.

Микробиологический контроль возду­ха проводится с помощью методов естест­венной или принудительной седиментации микробов. Естественная седиментация (по методу Коха) проводится в течение 10 мин путем осаждения микробов на поверхность твердой питательной среды в чашке Петри. Принудительная седиментация микробов осуществляется путем «посева» проб воздуха на питательные среды с помощью специаль­ных приборов (импакторов, импинджеров. фильтров).

Импакторы — приборы для принудительного осаждения микробов из воздуха на поверхность питательной среды (прибор Кротова).

Импинджеры — приборы, с помощью которых воздух проходит через жидкую питательную среду или изотоничес­кий раствор хлорида натрия.

Санитарно-гигиеническое состояние воз­духа определяется по следующим микробио­логическим показателям:

1. Общее количество микроорганизмовв 1 м воздуха (обсемененность воздуха) — коли­чество колоний микроорганизмов, выросших при посеве воздуха на питательном агаре в чашке Петри в течение 24 ч при 37С.

2. Индекс санитарно-показательных микро­бов — количество золотистого стафилококка и гемолитических стрептококков в 1 м³ воздуха. Эти бактерии являются представителями мик­рофлоры верхних дыхательных путей и имеют общий путь выделения с патогенными микроор­ганизмами, передающимися воздушно-капель­ным путем. Появление в воздухе спорообразующих бактерий — показатель загрязненности воздуха микроорганизмами почвы, а появление грамотрицательных бактерий — показатель воз­можного антисанитарного состояния.

https://www.youtube.com/watch?v=wVkFPTtJ3XM&t=81s