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.

На прошлой неделе санслужба вынесла запрет на купание детей в озере Суховляны. В воде обнаружено превышение колиморфных бактерий, которые могут вызвать инфекционные заболевания у детей. Откуда берутся бактерии и почему рекомендациями специалистов не стоит пренебрегать, разбиралась автор Зеленого портала Гродненщины.

Самой заселённой микроорганизмами сферой является почва. Однако и вода также является естественной средой обитания многих микробов, и среди них встречается немало опасных для человека. Вода является фактором передачи многих инфекционных заболеваний и источником распространения инфекционных болезней , возникновения эпизоотий и эпидемий.

В основном населена микроорганизмами вода открытых источников: реки, озера. Чем вода сильнее загрязнена органическими остатками, тем больше в ней микробов.

В наши озера и реки вместе с загрязненными ливневыми, талыми и сточными водами, неочищенными городскими отходами, мусором попадают как представители нормальной микрофлоры человека и животных (кишечная палочка, энтерококки, клостридии), так и возбудители кишечных инфекций (брюшного тифа, паратифов, дизентерии, холеры, лептоспироза, энтеровирусных инфекций). Некоторые из них могут даже размножаться в воде - холерный вибрион, легионеллы.

Бактериологические исследования воды в основном состоят в обнаружении колибактерий (особенно кишечной палочки - Escherichia coli) и некоторых других спорообразующихся бактерий. Кишечная палочка является постоянным обитателем кишечника человека и животных, следовательно, ее присутствие в питьевой воде является индикатором фекального загрязнения. Чем выше концентрация бактерий группы кишечной палочки, тем вероятнее присутствие таких бактерий, как сальмонеллы, возбудители дизентерии и холеры. Их количество не должно превышать 100 в 1 л в зоне купания и не более 20 в 1 л воды бассейнов и морской воды.

Существует ещё и группа микроорганизмов, которые постоянно живут и размножаются в воде. К ним относятся микрококки, сарцины, бактерии рода протей, псевдомонад, представители рода лептоспир.

Выживаемость в воде микроорганизмов весьма различна и зависит от конкретного вида. Так, шигеллы, холерный вибрион, бруцеллы сохраняют в воде свою жизнеспособность от нескольких дней до нескольких недель. Энтеровирусы, вирус гепатита А, сальмонеллы, лептоспиры – несколько месяцев. Бактериальные споры, как и почве, сохраняют в воде свою способность к прорастанию многие годы. Возбудитель сибирской язвы может сохраняться в воде до 3 лет, возбудитель туберкулеза до 1 года.

Имеется группа болезней, для которых характерен водный путь распространения (паратифы, лептоспирозы).

Наибольшее количество микробов в водоёмах находится в поверхностных слоях (в слое 10 см от поверхности воды) прибрежных зон. С удалением от берега и увеличением глубины количество микробов уменьшается. В чистой воде находится 100- 200 микробных клеток в 1 мл, а в загрязненной - 100- 300 тыс. и больше.

Что касается грунтовых вод, то они фильтруются через слои почвы и на большой глубине они будут практически стерильными, поэтому в них если и будут содержаться микроорганизмы, то лишь в единичном количестве.

Питьевая вода

Несоответствие воды , так же как и химическим, делает ее непригодной для питья. Если Ваш источник водоснабжения не защищен от прямого воздействия окружающей среды или коммунальные системы устарели или давно не чистились, то сделать микробиологический просто необходимо. От этого зависит Ваше здоровье и безопасность! Особенно это важно для тех, кто пользуется колодцем. – грунтовая, она на прямую контактирует с почвами, а значит, грозит «напоить» Вас и нитратами, и тяжелыми металлами, и аммиаком, и, конечно, вредными органическими веществами, которые попадают в почву в результате деятельности сельскохозяйственных ферм или угодий.

В таблице 1 представлены микробиологические показатели действующего норматива СанПиН 2.1.4.1074-01 для питьевой воды:

Таблица 1. Микробиологические нормативы для питьевой воды

Стандартный микробиологический анализ

Стандартный микробиологический анализ питьевой воды в МГУ включает определение трех показателей: общего микробного числа, количества общих колиформных и термотолерантных колиформных бактерий.

Расширенный микробиологический анализ

Расширенный микробиологический анализ воды включает анализ пяти показателей: общего микробного числа, количества общих колиформных бактерий, количества термотолерантных колиформных бактерий, титр колифагов и содержание спор сульфитредуцирующих бактерий.

Микробиологический анализ поверхностных водоёмов (пруды, реки, бассейны)

Часто на наших участках или поблизости имеются водоемы, где мы и наши дети с удовольствием любим провести время. Конечно, вода в данных водоемах не является питьевой, но ее безопасность для человека также, как и питьевая, регламентируется. В таблице 2 представлены микробиологические показатели действующего норматива по гигиеническим требованиям к охране поверхностных вод (СанПиН 2.1.5.980-00)

Таблица 2. Микробиологические нормативы для рекреационного водопользования, а также в черте населенных мест

Стандартный микробиологический анализ (поверхностные водоёмы)

Микробиологический анализ воды, предназначенной не для питья, включает определение количества двух показателей: общих колиформных и колиформных термотолерантных бактерий.

Расширенный микробиологический анализ (поверхностные водоёмы):

Помимо двух основных показателей мы предлагаем провести дополнительный анализ на содержание: колифагов, условно-патогенных дрожжей и микромицетов (частых спутников опортунистических заболеваний) и индекса самоочищения водоёма.

Определение бактерий рода Salmonella и рода Enterococcus

При значительном превышении нормативов СанПиН 2.1.5.980-00, а также возможном фекальном загрязнении водоёма, мы предлагаем провести анализ на наличие возбудителей кишечных инфекций (род Salmonella и Enterococcus).

Глоссарий

Общая микробная численность (ОМЧ)

Метод определяет в питьевой воде общее число мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов (ОМЧ), способных образовывать колонии на питательном агаре при температуре 37 °С в течение 24 часов, видимые с увеличением в 2 раза. Данный индикатор выявляет потенциальных бактерий, способных причинить вред здоровью человека.

Общие колиформные бактерии (ОКБ)

Общие колиформные бактерии (ОКБ) - грамотрицательные, оксидазоотрицательные, не образующие спор палочки, способные расти на дифференциальных лактозных средах, ферментирующие лактозу до кислоты, альдегида и газа при температуре (37+1) °С в течение (24-48) часов. Многие представители данной группы являются микроорганизмами нормальной микрофлоры желудка, поэтому превышение данной группы микроорганизмов может говорить о возможно антропогенном (в том числе и фекальном) загрязнении воды.

Термотолерантные колиформные бактерии (ТКБ)

Термотолерантные колиформные бактерии (ТКБ) входят в число общих колиформных бактерий, обладают всеми их признаками и, кроме того, способны ферментировать лактозу до кислоты, альдегида и газа при температуре (44±0,5) °С в течение 24 часов. Также, как и ОКБ являются индикаторной группой, однако более устойчивые в окружающей среде: вот почему обнаружение данной группы микроорганизмов в воде может говорить об однозначном загрязнении ее продуктами жизнедеятельности человека.

Колифаги

Колифаги, определяемые стандартным методом (МУК 4.2.1018-01), являются вирусами кишечной палочки (Escherichia coli) и рассматриваются эпидемиологами как дополнительный, а порой и более чувствительный, метод в определении загрязнения воды микроорганизмами группы кишечной палочки. Вирусные частицы, и в частности колифаги, более устойчивы к окружающей среде, чем их бактерии-хозяева. В связи с этим, наличие колифагов может служить достоверной меткой о более давнем фекальном загрязнении источника воды. Показана прямая корреляция между содержанием колифагов в воде и опасных для человека энтеровирусов, поэтому наличие колифагов в воде может говорить о вирусном заражении источника. Действующий нормативный документ (СанПиН 2.1.4.1074-01) подразумевает отсутствие колифагов в 100 мл воды.

Споры сульфитредуцирующие клостридии

Сульфитредуцирующие клостридии – спорообразующие анаэробные палочковидные микроорганизмы, являющиеся дополнительным микробиологическим показателем фекального загрязнения водоема. В отличие от относительно неустойчивых колиформных и термотолерантных колиформных бактерий, споры клостридий могут сохраняться в водоемах долгое время. Клостридии встречаются в кишечнике человека и домашних животных, однако, при попадании с водой в большом количестве могут вызвать пищевые отравления. К сульфитредуцирующим клостридиям относятся в том числе и опасные для человека клостридии (Clostridiumbotulinum, Clostridium perfringens, Clostridium tetani), вызывающие тяжелейшие заболевания. Согласно действующему нормативу (СанПиН 2.1.4.1074-01) споры клостридий должны отсутствовать в 20 мл воды.

Условно-патогенные дрожжи и микромицеты

К условно-патогенным дрожжам и микромицетам (плесени) относят большую неоднородную группу грибных организмов, способных сапротрофно расти при 37 °С. В нее входят такие представители, как Candida albicans и Cryptococcus neoformans, которые являются частым фактором оппортунистических заболеваний человека, вызывая кандидозы (грибковые заболевания кожи), молочницы и проч. Другие организмы микромицеты (Cladosporium cladosporioides, Aspergillusniger) могут являться активными сенсебилизаторами аллергических реакций, а иногда и самими аллергенами. В РФ не нормируется вода по плесеням и дрожжевым организмам в воде.

Определение индекса самоочищения (из МУК 4.2.1884-04)

Общее число микроорганизмов не нормируется в воде водоемов в зонах рекреаций, поскольку уровень этой группы микроорганизмов в большей мере зависит от природных особенностей каждого объекта, времени года и т.п.

Однако при выборе нового источника водоснабжения или места рекреации в воде водоёмов дополнительно следует определять общую микробную численность, вырастающую:

• при температуре 37 °С в течение 24 часов;
• при температуре 22 °С в течение 72 часов.

Полагается, что:

1. ОМЧ при 37 °С представлена большей частью алохтонной микрофлорой (внесенную в водоем в результате антропогенного загрязнения, в том числе фекального);
2. ОМЧ при 20-22 °С представлена, помимо алохтонной, аборигенной микрофлорой (естественной, свойственной для данного водоёма).

Соотношение численности этих групп микроорганизмов позволяет судить об интенсивности процесса самоочищения. При завершении процесса самоочищения коэффициент ОМЧ 22 °С/ ОМЧ 37 °С. В местах загрязнения хозяйственно-бытовыми сточными водами численные значения обеих групп близки.

Показатель позволяет получить дополнительную информацию о санитарном состоянии водоемов, источниках загрязнения, процессах самоочищения.

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.

Термин «микрофлора воды» описывает всю совокупность микробов , находящихся в воде в определённых связях друг с другом. Если филолог решит проследить этимологию термина, то он будет несколько обескуражен, поскольку «микро» в переводе с греческого означает «маленький», а «флора» с латинского - «растение» в честь богини цветения Флоры (Древний Рим).

Термин «микрофлора» вошёл в обиход благодаря ботаникам, которые описали и зарисовали первые одноклеточные микроорганизмы, используя только что изобретённые микроскопы. У многих представителей они обнаружили зелёные пигменты, как и у растений, и потому решили, что это были маленькие растения. Однако с развитием науки и систематики выяснилось, что большинство представителей микрофлоры имеют такое же далёкое отношение к флоре, как и человек - к бактериям . В современном научном мире чаще используется термин «микробиом», означающий совокупность всех микроорганизмов.

Что же такое микроорганизмы?

Микробы или микроорганизмы - это собирательный термин , который включает в себя совершенно различные группы организмов размером менее 0.1 мм (рис. 1).

Рисунок 1 - Представители микрофлоры воды

Указанные группы могут попадать в питьевую воду и тем или иным образом ухудшать её качество . В воде также могут находиться яйца гельминтов , и, хотя по размеру эти жизненные формы можно отнести к микроорганизмам, научное сообщество не включает их в данное понятие .

Устойчивость микрофлоры в окружающей среде

Особенностью микроорганизмов является их высокая устойчивость в окружающей среде . Это связано с появлением и совершенствованием адаптаций к факторам среды (температуре, влажности, содержанию токсичных солей и элементов, pH среды) на протяжении 2,4 млрд лет эволюции. «Все есть везде» - девиз современной микробиологии , и это действительно так: микроорганизмы обнаруживаются в гидротермальных источниках на дне океанов («черные курильщики») и в атмосфере, под слоями тысячелетней мерзлоты (подземные озера Антарктиды) и в жерлах вулканов. Вот некоторые границы устойчивости микроорганизмов в окружающей среде в сравнении с человеком (табл. 1).

Таблица 1 - Границы устойчивости микроорганизмов и человека к некоторым факторам окружающей среды в сравнении с человеком

Если кто-то спросит Вас: «Есть ли жизнь на Марсе?», можете с уверенностью говорить: «Да» . В 1976 году для исследования Марса США запустили космический аппарат «Викинг». О стерилизации его основных узлов никто не думал, так как полагали, что ни один живой организм не вынесет столь суровые условия. Однако современные расчёты показывают, что микроорганизмы не только способны не умирать, но и при благоприятных условиях возвращаются к жизни. Таким образом, сейчас на Марсе где-нибудь в районе равнины Хриса есть готовые возродиться споры бактерий.

К счастью, большинство высокопатогенных и опасных для человека микроорганизмов не устойчивы в окружающей среде, но сам факт наличия у «близких родственников» опасных микроорганизмов чрезвычайной устойчивости должен настораживать человечество .

Питьевая вода

Питьевая вода - это безопасная для человека вода, которую можно потреблять в неограниченных количествах . В Российской Федерации качество питьевой воды регулируется СанПиН 2.1.4.1074-01 (центральное водоснабжение) и СанПиН 2.1.4.1116-02 (фасованная вода).В этих нормативных документах подробно описаны требования к , однако ввиду того, что человек употребляет воду из различных источников, не прошедших водоподготовку (в том числе обеззараживание), например, колодцев, ручьёв и родников, опишем представителей микрофлоры, с которыми мы сталкиваемся.

Патогенные микроорганизмы (опасная микрофлора воды)

Начнём с того, чего ни в коем случае не должно быть в питьевой воде , но, к сожалению, регулярно там обнаруживается. Патогенные микроорганизмы могут вызвать серьёзные, вплоть до летальных случаев, заболевания человека . Носителями могут быть как животные, так и человек, вода же является лишь средой, с которой возбудитель попадает в организм. В табл. 2 представлены микроорганизмы, заражение которыми возможно через питьевую воду.

Таблица 2 - Патогенные микроорганизмы, заражение которыми может произойти через водный источник

Микроорганизм-возбудитель	Представитель микрофлоры	Болезнь, вызываемая возбудителем
Salmonella typhi	бактерия	брюшной тиф
Vibrio cholerae	бактерия	холера
Escherichia coli	бактерия	колиэнтериты
Leptospira spp.	бактерия	лептоспироз
Burkholderia pseudomallei	бактерия	мелиоидоз
Vibrio spp. (Vibrio parahaemolyticus)	бактерия	заболевания, вызванные парагемолитическими вибрионами (НАГ-вибрионы)
Legionella pneumophila	бактерия	легионеллез
Clostridium spp. (Clostridium botulinum)	бактерия	клостридиозы (ботулизм)
Salmonella spp.	бактерия	сальмонеллезы, паратифы А и Б
Shigella dysenteriae	бактерия	дизентерия
Shigella spp.	бактерия	шигеллез
Francisella tularensis	бактерия	туляремия
Hepatitis А	вирус	болезнь Боткина
Enterovirus C	вирус	полиомиелит
Enterovirus А, В	вирус	болезнь, вызванная вирусом Коксаки
Entamoeba histolytica	протист	амебная дизентерия
Naegleria fowleri	протист	первичный амёбный менингоэнцефалит
Acanthamoeba, Balamuthia mandrillaris	протист	энцефалит гранулематозный амёбный
Giardia intestinali	протист	лямблиоз
Cryptosporidium spp.	протист	криптоспоридоз

Жирным выделены микроорганизмы, для которых естественным местом обитания являются абиотические (неживые) объекты окружающей среды.

Приведённая в таблице микрофлора не характерна для водоёмов, её также можно назвать аллохтонной (от гр. «аллос» - другой). По современным представлениям санитарной микробиологии эти микроорганизмы не размножаются в окружающей среде, в том числе и в воде, и со временем их содержание снижается. Это связано с тем, что перечисленные микроорганизмы требовательны к температуре, питанию, содержанию ростовых веществ. Кроме того, собственная микрофлора водоёма подавляет рост патогенных микроорганизмов.

Перечисленные микроорганизмы могут обнаружиться в природных водах: в поверхностных водах, в колодцах, реже - в родниках, практически никогда - в воде скважин. Патогенная микрофлора не обнаруживается в воде централизованного водоснабжения и бутилированной воде при соблюдении технических норм и правил.

По наблюдению эпидемиологов патогенные микроорганизмы обнаруживаются в стоках больниц, а также в местах массового распространения заболеваний, возбудителями которых являются эти микроорганизмы. Патогенные агенты попадают в источники питьевой воды вместе с почвенным стоком по сети почвенных трещин и капилляров.

Сопорозные микроорганизмы (микроорганизмы, способные накапливаться в воде)

Среди патогенной микрофлоры выделяют особую группу организмов, которые могут не только сохраняться в природных источниках, но и активно размножаться там - сапронозы или сапронозные инфекции. Для них окружающая среда, и, в частности, вода, является естественным источником обитания . Среди бактерий это НАГ-вибрионы, лигионеллы, буркхальдерии и клостридии, среди протистов - Неглерия Фоулера и представители Acanthamoeba, Balamuthia mandrillaris . Но даже от них можно уберечься, выполняя минимальные меры предосторожности. Так отмечено, что в летнее время в стоячей воде, богатой органическим веществом, например, болотах, могут накапливаться клостридии. Опасны они тем, что многие виды выделяют в среду сильнейшие природные токсины, такие как ботулотоксин и тетанотоксин.

Важно: учёные фиксировали массовый падёж птиц в Канаде и США, отравившихся ботулотоксином при употреблении природной воды. Ни в коем случае не пейте воду из стоячего водоема (болото, озеро, пруд), особенно в странах с жарким климатом. Даже если Вы проведёте фильтрацию этой воды, ботулотоксин не исчезнет. Кипячения около 30 мин достаточно, чтобы токсин разрушился, но риск все равно будет высоким.

Многие вибрионы , например, Vibrio parahaemolyticus , встречаются в прибрежных зонах, и их появление имеет сезонный характер. Полагается, что носителями этого микроорганизма являются морские обитатели, а заражение человека происходит через заглатываемую воду или вместе с едой, пораженной вибрионами. Таким образом, в жаркий летний период следует избегать попадания воды в рот и не питаться необработанной термически морокой едой (рыба и моллюски).

Выше мы коснулись патогенных микроорганизмов, которые тесно связаны с человеком или животными. А кто же явлетется истинным хозяином поверхностных водоемов?

Подобно лесу, населенному множеством деревьев, толщу воды пронизывают одноклеточные водоросли , микроаэрофильные грибы (грибы которым для дыхания нужно немного кислорода), бактерии , в основном олиготрофные (те, кому не требуется много питания), свободноживущие протисты , и бактериофаги (вирусы бактериальных клеток). Эти микроорганизмы образуют плотную сеть из взаимодействий, поэтому их можно по праву назвать микрофлорой воды.

Как правило, эти микроорганизмы представлены видами, растущими при температуре 20 o С и ниже , то есть их оптимальная температура роста не совпадает с оптимумом роста патогенных микробов, которые лучше всего растут при температуре, близкой к температуре тела человека - 37 o С. Этим пользуются экологи и микробиологи: по отношению числа бактерий, выросших при 22 o С, к бактериям, выросшим при 37 o С, определяют индекс самоочищения водоема . Например, при фекальном загрязнении водоемов, это отношение близко к 1, а при значениях 4 и выше считается, что водоем очистился (ссылка на СанПиН).

Важно: чаще автохтонные микроорганизмы безопасны для человека из-за невысокого содержания в воде и невозможности размножаться при температуре 37 o С, однако серьёзную опасность для человека могут представлять их токсины.

Микроорганизмы - проценты токсинов

Водоросли (микроорганизмы, содержащие зеленый пигмент - хлорофилл) - обитатели спокойных и богатых питательными элементами водоемов. Сами микроорганизмы не заражают человека, но синтезируют и выделяют в воду цианотоксины, вызывающие поражение внутренних органов человека и животных: гепатотоксины (Microcystis, Anabaena, Oscillatoria, Nodularia, Nostoc, Cylindrospermopsis и Umezakia ), нейротоксины (Aphanizomenon и Oscilatoria ) и почечные токсины (Cylindroapermopsis raciborski ). Это явление часто встречается в спокойных непроточных водоемах в летний период.

Важно: помимо открытых водоёмов водоросли способны размножаться в воде при её хранении, например, в бутылях для кулеров, при условии наличия источника света и ненадлежащей очистке тары при повторном использовании.

Микромицеты (микроскопические грибы), наряду с водорослями продуцируют чрезвычайно токсичные микотоксины , такие как патулин , афлотоксины и зеараленон . Особенностью этих токсинов является их устойчивость к температурной обработке и высокая онкогенность . Следует отметить, что в основном отравления микотоксинами происходят через пищу, однако, учитывая содержание грибов открытых водоёмах Российской Федерации (до 1 000 КОЕ/мл), можно утверждать, что возможно влияние микотоксинов на человека через потребление воды . В большинстве случаев микромицеты встречаются в водоемах в виде дрожжеподобных форм (не образуют разветвленный мицелий) и спор, представленых родами Aspergillis, Fusarium, Penicillum, Cladosporium, Alternaria. Часто споры микромицетов и выделяемые микромицетами вещества активно влияют на иммунную систему человека, являясь активными сенсебилизаторами аллергических реакций . Основным местообитанием микромицетов являются почвы, поскольку для развития необходим кислород, но есть и микроаэрофильные микромицеты, основным местообитанием которых является вода. Эти микроорганизмы не встречаются в подземных водах, могут находися в окрытых водоемах, а также находится и даже размножаться в водопроводе .

Важно: в Российской Федерации содержание микромицетов и водорослей в воде не регламентируется.

Микрофлора водопроводной воды

Выше мы описывали микрофлору в основном природной воды. Следует обсудить микробиологический состав той воды, которая . Следует понимать, что перед тем, как вода попадает к нам в дом через централизованный водопровод, она проходит процессы водоподготовки, которые включают в себя дезинфекцию воды .

Важно: в Российской Федерации главными источниками воды являются открытые водоёмы, а основным методом дезинфекции - хлорирование воды.

Считается, что содержание свободного хлора в концентрациях 0.3-0.5 мг/л свидетельствует о санитарной безопасности воды . Но как уже было сказано выше, микроорганизмы научились приспосабливаться к различным условиям среды, поэтому водопроводная вода также содержит микрофлору . Условно микроорганизмы водопроводной воды также можно разделить на автохтонные и аллохтонные.

Автохтонные микроорганизмы водопровода - это организмы, которые научились закрепляться в системе водоснабжения и даже размножаться. Как правило они существуют в виде биоплёнок - полисахаридных слизеподобных образованиях, которые многократно повышают устойчивость организмов в окружающей их среде (хлорированной водопроводной воде) (рис. 2).

Рисунок 2

К автохтонным микроорганизмам водопровода можно отнести железобактерии (роды Gallionella, Leptothrix, Crenothrix, Siderocapsa ), нитрифицирующие бактерии (роды Nitrospira, Nitrococcus, Nitrospina ) и различные олиготрофные организмы , которые для функционирования требуется минимальное содержание органического вещества (роды Leptothrix, Crenothrix ).

Железобактериям не требуется органического вещества, и энергию для жизнедеятельности они добывают из энергии химических связей : микроорганизмы переводят закисное железо Fe 2+ в окисное Fe 3+ , после чего аккумулируют железо в слизях и капсулах. Даже при незначительном количестве (менее 0.3 мг/л) в воде клетки микроорганизмов активно аккумулируют железо Fe 2+ . Представители этих родов не патогенны, но могут снизить качество воды до полностью непригодного . Как правило, вместе с аккумуляцией железа происходит и аккумуляция солей марганца . В результате биообрастаний внутренние поверхности металлических трубопроводов покрываются наростами и отложениями (рис. 3).

Рисунок 3 - Отложение солей железа и марганца в водопроводе в ходе жизнедеятельности железобактерий.

Нитрифицирующие бактерии участвуют в образовании обрастаний вместе с железобактериями. Эти микроорганизмы переводят аммонийный и нитритный азот, присутствующий в воде, в нитраты (рис. 4).

NH 3 + O 2 + НАДН 2 → NH 2 OH + H 2 O + НАД +

NH 2 OH + H 2 O → HNO 2 + 4H + + 4e -

1/ 2 O 2 + 2H + + 2e - → H 2 O

NO 2 - + H 2 O → NO 3 - + 2H + + 2e -

Рисунок 4 - Схема микробиологической нитрификации в воде

Основной вред нитрифицирующих бактерий заключается в том, что при высоком содержании в воде аммония и нитритов, а также при обеззараживании воды хлорамином, они могут накапливать в воде нитраты - пищу для других бактерий. Таким образом, нитрифицирующие бактерии являются центрами обрастаний и биопленок в системе водоснабжения. Также эти микроорганизмы в системах водоснабжения ухудшают дезинфицирующие (частично разрушают хлорамин - вещество для дезинфекции воды) и органолептические свойства (запах и цвет), а высокое содержание образовавшихся нитратов может вызывать метгемоглобинемию (особенно часто у детей).

Потенциально опасные микроорганизмы в биопленках

Биопленки , созданные железобактериями и нитрификаторами, часто в качестве «гостей» занимает опасная для человека микрофлора . Биопленки создают уникальные условиях, помогая микроорганизмам перенести неблагоприятные воздействия окружающей среды: влияние дезинфицирующих агентов, температуры и питательных элементов.

Настоящей проблемой являются внутрибольничные инфекции, возбудители которых находятся в больницах в виде биопленок. Биопленки могут содержать опасные бактерии как внутри водопровода, попадая внутрь при плохой дезинфекции либо нарушении водопроводной сети, так и на «выходе», при попадании в систему водоснабжения с фекалиями (рис. 5)

Рисунок 5 - Биоплёнки, образующиеся водопроводном бытовом кране.

Показано, что представители следующих условно-патогенных и патогенных родов бактерий могут образовывать биопленки: Psudomonas (сепсисы, отравления ), Mycobacterium (туберкулез, лепра ), Campylobacter (кампилобактериоз ), Klebsiella (сепсисы, пневмония ), Aeromonas (отравления ), Legionella (легионелез ), Helicibacter (язва, рак желудка ), Salmonella (сальмонелез ). Исследование бытовых кранов кухонь и душевых в Индии показало, что из 187 выделенных штаммов потенциальных патогенов, 20 % образовывали биопленки. Таким образом, даже если вода при водоподготовке отвечает всем санитарным требованиям, на выходе она может повторно загрязнятся через биопленки, образованные на кране .