Тема 13. Микрофлора почвы, воды, воздуха

Микрофлора почвы.

Почва является естественной средой обитания микроорганизмов. Они находят в почве все условия, необходимые для своего развития: пищу, влагу, защиту от прямых солнечных лучей. Микрофлора почвы по количественному и видовому со­ставу подвержена значительным колебаниям в зависимости от многих условий: пло­дородия, аэрации, рН, климатических условий. Меняется состав микрофлоры по глубине, особенно населен слой от 5 до 10 см, а также слой почвы, прилегающий к корням растений ~ ризосфера. Постоянные обитатели почвы - аэробные Вас. Subtilis, Вас. mycoides, Вас. meghaterium, анаэробные Cl. sporogenes, Cl. putrificum, маслянокислые, бактерии, расщепляющие целлюлозу, нитрифицирующие, азото-фиксирующие и многие другие.

Деятельность почвенных микроорганизмов играет большую роль в создании плодородия почвы. Почвенные микроорганизмы осуществляют круговорот веществ в почве. Наряду с обычными обитателями почвы, встречаются и болезнетворные -преимущественно спорообразующие -возбудители столбняка, газовой гангрены, ботулизма, сибирской язвы и др. Поэтому загрязнение почвой пищевых продуктов представляет опасность.

Патогенные бесспоровые бактерии, например, брюшнотифозные, дизентерийные со­храняются в почве сравнительно недолго (недели, месяцы), а споры бактерий - годами.

При санитарной оценке почвы критерием служит титр кишечной палочки и количество сапрофитных бактерий. Имеет значение и определение Cl. perfringenes и энтерококков.

В почве одновременно с минерализацией органических веществ происходят про­цессы бактериального самоочищения - отмирание несвойственных почве сапрофит­ных и патогенных бактерий.

Микрофлора воды.

Природные воды, как и почва, являются естественной средой обитания многих микроорганизмов. В воде микробы могут развиваться, если имеется достаточное количество питательных веществ. Количественный и качественный состав микро­флоры природных вод очень разнообразен.

Подземные воды. Микрофлора подземных вод (артезианских, ключевых и пр.) зависит от глубины залегания водоносного слоя. Чем глубже он, тем меньше микро­организмов.

Воды открытых водоемов (реки, озера, моря, водохранилища и др.) отличаются большим разнообразием в составе микрофлоры в зависимости от химического состава воды, времени года, засоленности, промышленной активности района и многих других условий. Поверхностные воды загрязняются дождевыми, талыми и сточными водами. Вместе с различными органическими и минеральными загрязне­ниями в водоемы вносится масса микроорганизмов, среди которых могут попадать патогенные.

Возбудители кишечных инфекций и другие патогенные микроорганизмы в водо­проводной воде сохраняют вирулентность длительное время. Так, брюшной тиф - до 93 суток, дизентерия - до 27 суток, холера - до 28 суток, а в речной - до 183. Даже во льду представители указанных групп микроорганизмов могут сохраняться до нескольких недель.

В чистых водоемах до 80% всей аэробной сапрофитной микрофлоры приходит­ся на долю кокковых форм бактерий, остальные преимущественно составляют бесспоровые палочковидные бактерии.

В реке, протекающей в районе крупных промышленных предприятий, вода может содержать сотни тысяч и миллионы бактерий в 1 куб. см, а выше этих пунктов - всего лишь сотни или тысячи бактерий. Больше микроорганизмов содержится так­же в поверхностных слоях воды, но особенно много их в иле, главным образом в его верхнем слое, где образуется как бы пленка из бактерий, играющая большую роль в процессах превращения веществ в водоеме.

Среди водных организмов есть такие, массовое развитие которых может принес­ти значительный вред. Бурное развитие микроскопических водорослей обусловлива­ет "цветение" водоемов. Даже при небольшом цветении резко ухудшаются органо-лептические свойства воды, осложняется работа фильтров на водопроводных стан­циях. Массовое развитие некоторых видов синезеленых водорослей (цианобакте-рий) может служить причиной падежа скота, отравления рыбы, заболеваний людей.

Промышленные предприятия, пищевая промышленность, используя воду в тех­нологических процессах, предъявляют определенные требования к ее физико-хими­ческим свойствам и химическому составу, а также микробному населению. Вода должна соответствовать определенным санитарно-гигиеническим требованиям.

Питьевая вода по составу и свойствам должна быть безопасной в эпидемическом отношении, безвредной по химическому составу и иметь хорошие органолептические свойства, Общее число бактерий не должно превышать 100 клеток в 1 куб. см, количество кишечных палочек (коли-индекс) должно быть не более трех в 1 л, а коли-титр - не менее 300 куб. см; при этом учитывают все разновидности кишечной палочки {ГОСТ 2874-82. Вода водопроводная).

Вода колодцев и открытых водоемов признается доброкачественной при коли-индексе не более 10 (коли-титр не менее 100 куб. см), общее число бактерий должно быть не более 1000 в куб. см.

В качестве источников водоснабжения используют открытые водоемы (реки, водохранилища) и подземные (артезианские) воды. К водоисточникам предъявляют определенные требования. Вода их оценивается по химическим, органолептическим, санитарно-бактериологическим показателям, в зависимости от которых устанавливают методы обработки (очистки) и обезвреживания.

Очистка питьевых вод. При использовании вод открытых водоемов на водо­проводных станциях первым этапом очистки является механическая очистка от грубых взвесей, иногда с предварительным хлорированием. Затем в целях более эффективного осветления воды ее подвергают коагулированию с последующим отстаиванием в отстойниках. Основными коагулянтами служат соли алюминия и железа. В результате реакции коагулянтов с содержащимися в воде углекислыми солями образуются гидроокиси алюминия или трехвалентного железа (при исполь­зовании солей железа), выпадающие в осадок в виде хлопьев. Оседая, хлопья увле­кают с собой взвеси и микроорганизмы. Содержание бактерий при этом снижается в среднем на 90%. После отстаивания воду подвергают фильтрации. В качестве фильтрующего материала используют чаще всего песок; применяют дробленый кварц, антрацит, бентонит. В результате число бактерий еще более снижается. После фильтрации воду обеззараживают - дезинфицируют, чаще всего методом хлорирования. Применяют обычно газообразный хлор или другие хлорсодержащие вещества (гипохлориты, хлорную известь, хлорамин). Хлор даже в незначительных концентрациях (доли мг/мл) губительно действует на многие микроорганизмы, в т.ч. патогенные.

В последнее время в практику водоснабжения внедряют новые методы дезин­фекции воды - озонирование и облучение бактерицидными ультрафиолетовыми лучами. Кроме бактерицидного действия, эти методы улучшают органолептические показатели воды. Однако эти методы пока более дорогостоящи и применимы толь­ко для воды с незначительной цветностью и мутностью. Хотя УФ-облучение воды вызывает не только гибель клеток, но и спор бактерий.

Сточные воды и их очистка. Вода, используемая на промышленных предприя­тиях для различных производственных процессов, загрязняется разнообразными органическими и минеральными примесями. Такие загрязненные воды называют промышленными сточными водами. Загрязненные воды, полученные в результате использования населением чистой воды для хозяйственно-бытовых нужд, называют бытовыми сточными водами. Сточные воды, помимо большого количества органиче­ских и минеральных загрязнений, содержат массу различных микроорганизмов, среди которых встречаются патогенные. Удаление сточных вод с мест их образова­ния регламентируется особыми правилами. Сточные воды перед спуском в открытые водоемы должны подвергаться очистке. Степень очистки зависит от количества и химического состава вод, а также от характера водоема, в который они должны быть спущены.

Очистка сточных вод проводится физическими, химическими и биологическими методами.

Биологическая очистка после механической очистки основана на использовании биохимической деятельности аэробных и анаэробных микроорганизмов.

Очистка в естественных условиях - поля орошения, поля фильтрации. Прошед­шая через почву очищенная вода поступает по сборным дренажным трубам в откры­тые водоемы.

Очистка в искусственных условиях - биофильтры и аэротенки.

Биофильтры - резервуары, заполненные крупнозернистым материалом (шлак, щебень, пористые блоки и др.). Аэрация может быть искусственной или осуществля­ется естественным путем. На поверхности фильтрующего материала образуется биологическая пленка. Окисление органических веществ идет в две фазы: вначале окисляются углеродсодержащие и азотсодержащие вещества (аммонификация). Вторая - окисление аммиачных солей (нитрификация).

Аэротенки - проточные бассейны, в которые вместе со сточными водами вводят определенное количество активного ила (богатого микрофлорой). Смесь ила с водой активно аэрируется. В результате происходит постоянное перемешивание. Процесс в аэротенках идет более интенсивно по сравнению с биофильтрами.

После биофильтра и аэротенка вода поступает в отстойники, после отстаивания - хлорируется, затем сбрасывается в водоем. В процессе очистки сточных вод скап­ливается большое количество осадков, содержащих много органических веществ. Обезвреживание осадков проводится в анаэробных условиях - метан-тенках. Сбро­женные остатки сушат и вывозят на поля. Образуется много газов, особенно метана, который используется как горючий газ.

Микрофлора воздуха.

Микроорганизмы в атмосферный воздух попадают главным образом из почвы (с пылью) с растений, от животных, людей. Воздух не является благоприятной средой для развития микроорганизмов, они могут сохранять в воздухе жизнеспо­собность лишь временно (одни виды более, другие менее продолжительно). Многие виды отмирают сравнительно быстро под влиянием высушивания и солнечной радиации. Микрофлора воздуха меняется в зависимости от климата, времени года, общесанитарного состояния местности (наличие промышленных предприятий, уровень развития сельскохозяйственного производства и т. д.). Большое значение для очистки воздуха имеют зеленые насаждения. Фитонциды. В составе микрофло­ры воздуха преобладают различные виды кокков, споры бацилл, грибов, дрожжи (несахаромицеты). Могут встречаться патогенные и токсигенные микроорганизмы (стафилококки, стрептококки, туберкулезные палочки и т.д.). Их количество в воз­духе рабочих и жилых помещений зависит от санитарно-гигиенического состояния. Скопление людей, плохая вентиляция, недостаточная уборка способствуют увеличе­нию количества микроорганизмов в воздухе.

Санитарная оценка воздуха помещений осуществляется по двум показателям: общему количеству микроорганизмов и количеству санитарно-показательных микроорганизмов в 1 куб. м воздуха. Санитарно-показательными микроорганизма­ми служат гемолитические стрептококки и стафилококки. Они являются постоянны­ми обитателями верхних дыхательных путей, слизистой носа и ротовой полости че­ловека. Ориентировочно воздух производственных помещений должен содержать от 100 до 500 бактерий на 1 куб. м, не более. В жилых помещениях - до 1500 шт., и гемолитических стрептококков -до 16 шт. в 1 куб. м. Загрязненным воздух жилых помещений считается при 2500 всех бактерий и 38 стрептококков. Воздух холодиль­ных камер исследуется также на загрязненность плесенями.

Воздух дезинфицируется разными способами. Для этого пригодны только те дезинфицирующие вещества, которые вызывают гибель микроорганизмов, но безвредны для человека. Хорошие результаты получены, например, при использо­вании в качестве антисептиков молочной кислоты (технической), триэтиленгликоля. Дезинфицирующие вещества применяют путем их испарения или механического распыления. Для обеззараживания воздуха некоторых производственных цехов, ле­чебных помещений и холодильных камер в настоящее время с успехом применяют ультрафиолетовое облучение.