Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Московской области«Московский областной медицинский колледж № 2», г.Раменское

STUDY OF THE FORMATION OF BIOFILMS IN DRINKING WATER IN THE PROCESS OF TECHNOLOGICAL REPARATION

ИЗУЧЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ БИОПЛЕНОК В ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ В ПРОЦЕССЕ ВОДОПОДГОТОВКИ

Иванова Илона Давыдовна, Петрова Лариса Ивановна

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Московской области«Московский областной медицинский колледж № 2», г.Раменское

ilonai@mail.ru

Аннотация: Биопленкообразование в системах питьевого водоснабжения может рассматриваться как часть естественного процесса самоочищения. Однако, биопленки способны подвергаться инфицированию условно-патогенными микроорганизмами, что может создавать проблему для здоровья потребителей. Выбранная тема позволяет подробнее изучить вопрос качества питьевой воды, в том числе с точки зрения микробной безопасности:механизм существования микроорганизмов в биопленках обеспечивает устойчивость к дезинфекции и промывке систем, этот факт нацеливает ученых на поиск новых подходов борьбы с этим явлением.

Ключевые слова: биопленки, микрофлора, вода питьевая, бактерии.

 

 

Качество питьевой воды является предметом заботы мирового сообщества. Современное глобальное решение экологических проблем и здоровья населения стимулирует усилия по ужесточению нормативов оценки качества воды. На смену завершившемуся в 2015 году Международному десятилетию действий «Вода для жизни», Генеральной Ассамблеей ООН принята новая резолюция, в соответствии с которой период с 2018 по 2028 гг. объявляется Международным десятилетием действий «Вода для устойчивого развития». По мнению представителей 177 государств – членов ООН, это позволит скоординировать усилия для решения вопросов и проблем, связанных с водными ресурсами. 

Стремление к улучшению исходной воды, поступающей из водоисточника, привело к разработке новых технологий, а также модернизации процессов очистки для улучшения ее качества.    

Одной из ключевых проблем обеспечения качества питьевой воды являются обрастания, маты, хлопья, осадки или биопленки. В настоящее время общепризнано, что микроорганизмы в естественных условиях существуют не в виде отдельных особей, а связаны между собой в сообщество. Биопленки представляют собой заключенные во внеклеточный матрикс структуры, образуемые микробными сообществами на границе раздела двух сред. Процесс биопленкообразования – обычное явление, происходящее как в естественных, так и искусственных системах. Для его инициации помимо твердой поверхности микроорганизмы нуждаются в воде. Обработанная в процессе водоподготовки вода, подается потребителю через распределительные сети, состоящие из труб, насосов, клапанов, резервуаров для хранения, счетчиков, фитингов и других гидравлических приспособлений. На любом из этапов водоподготовки или транспортировки качество воды может дестабилизироваться за счет образования и отслоения биопленки. 

Биопленкообразование значительно снижает качество водоподготовки, оно лежит в основе таких негативных процессов, как биообрастание, закупорка труб и коррозия поверхности металла. Вырабатываемый микроорганизмами внеклеточный матрикс обеспечивает им значительные преимущества, создавая защиту от направленного действия антимикробных факторов. Кроме того, в процессе применения различных биоцидов прослеживается выделение микроорганизмами значительного количества внеклеточного полимера и других секретируемых факторов защиты биопленки, что приводит к дополнительному усилению биообрастания. В итоге, координация микроорганизмов в составе биопленок обеспечивает им значительные преимущества, что может негативно отражаться на качестве питьевой воды.  

Целью настоящего исследования явилось определение возможности образования биопленок микроорганизмами на этапах водоподготовки питьевой артезианской воды. …

Рис. 1.    Схема поэтапного развития биопленки и результаты микроскопического исследования.

Обозначения: Фазы развития биопленки (в эксперименте):

I. Адгезия (3 сутки);

II. Образование монослоя (6 сутки);

III. Созревание I (9 сутки);

IV. Рост – созревание II (13 сутки);

V. Дисперсия – выброс бактерий (16 сутки).

В последнее время в научной литературе обсуждается вопрос позитивного значения биопленок в системах водоочистки и подачи воды. Предполагается, что автохтонная микрофлора, поглощая питательные вещества из воды, выполняет свою естественную функцию самоочищения.

Таким образом, полученные результаты демонстрируют присутствие в артезианской воде автохтонной микрофлоры, способной к биопленкообразованию. Установлены сроки формирования биопленок, образование которых проходило в течение 16 суток. Способность к биопленкообразованию у микроорганизмов наблюдалась на всех технологических этапах водоподготовки. Кроме бактерий в организации биопленок участвовали микроводоросли и протисты. Следует отметить, что способность аллохтонной водной микрофлоры к биопленкообразованию в системах питьевого водоснабжения может рассматриваться как часть естественного процесса самоочищения. Одним из негативных проявлений биопленки является ее склонность подвергаться инфицированию условно-патогенными микроорганизмами, что создает проблему для здоровья потребителей. Эволюционно сложившийся механизм существования микроорганизмов в биопленках, обеспечивающий устойчивость к дезинфекции и промывке систем нацеливает на поиск новых подходов борьбы с этим явлением.

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Cortés M.E., Bonilla J.C., Sinisterra R.D. Biofilm formation, control and novel strategies for eradication. Science against microbial pathogens: communicating current research and tech-nological advances Méndez-Vilas A. (Ed.) FORMATEX. 2011: 896-895.

2. Costerton J.W., Lewandowski Z., Caldwell E., Korber D. R. Lappin-Scott H.M. Microbial Biofilms. Annu. Rev. Microbial. 1995. 49: 711-745.

3. Costerton J.W., Stewart P.S., Greenberg E.P. Bacterial Biofilms: A Common Cause Of Per-sistent Infections. Science. 1999. 284(5418): 1318-1322.

4. Elhariry H., Gherbawy Y., El-Deeb B., Altalhi A. Molecular Identification and Biofilm-Forming Ability of Culturable Aquatic Bacteria In Microbial Biofilms Formed in Drinking Water Distribution Networks. Geomicrobiology Journal. 2012. 29: 561-569.

 

 

Режим доступа: http://elmag.uran.ru:9673/magazine/ Numbers/2017-2/Articles/NVN-2017-2.pdf (дата обращения 05.05.2017).

Study of the formation of biofilms in drinking water in the process of technological preparation. N.V. Nemtseva.