Микробиологические показатели

- Показатели эпидемической безопасности питьевой воды, превышение которых может привести к возникновению инфекционных болезней у человека.

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.

Требования к индикаторной организмам:

1 Отвечать на воздействие среды (или обеззараживания подобно патогенным микроорганизмам).

2. Постоянно присутствуют в больших количествах по сравнению с патогенными микроорганизмами.

3. Поступают из того же источника что и патогенные микроорганизмы.

4. Легко выделяются и подсчитываются.

Значительная часть патогенных микроорганизмов попадает в водные объекты с фекалиями человека и животных. Эти загрязнения, независимо от наличия в них патогенных микробов, всегда содержат непатогенный микроорганизм - кишечную палочку (Escherichia Coli), постоянно присутствующую в кишечнике человека и теплокровных животных. Количество кишечных палочек в воде характеризует степень ее загрязнения фекальными стоками.

показатели

Микробное число - как критерий бактериологического загрязнения используют подсчет общего числа образующих колонии бактерий (Colony forming Units - CFU) в 1 мл воды. Полученное значение называют общим микробным числом.

• Микробное число артезианских вод не превышает 10-30 в 1 мл.

• В шахтных колодцах показатель составляет 200-400 на 1 мл,

• В чистых водоемах - 1000 на 1 мл,

• В водопроводной воде, после обеззараживания - 100 на 1 мл.

В основном для выделения бактерий и подсчета общего микробного числа используют метод фильтрации через мембрану.

При этом методе анализа воды определенное количество воды пропускается через специальную мембрану с размером пор порядка 0.45 мкм. В результате, на поверхности мембраны остаются все находящиеся в воде бактерии. После чего мембрану с бактериями помещают на время в специальную питательную среду при температуре 30-37 ° С. Во время этого периода, называемого инкубацийним, бактерии получают возможность размножиться и образовать хорошо заметны колонии, которые уже легко поддаются подсчету.

Так как такой метод анализа воды предусматривает только определение общего числа колонии - образующих бактерий разных типов, то по его результатам нельзя однозначно судить о присутствии в воде патогенных микробов. Однако, высокое микробное число свидетельствует об общей бактериологической загрязненности воды и о высокой вероятности наличия патогенных организмов.

Определение E. coli и ее группы является важным, потому что они выделяются с испражнениями людей и животных и является доказательством фекального загрязнения. Это относительный показатель риска кишечных инфекций с водным путем передачи.

Для оценки загрязненности воды патогенными бактериями определяют содержание в ней кишечной палочки. Бактериальное загрязнение измеряют коли-титром и коли-индексу.

Коли-титр - обьем воды, в котором содержится одна кишечная палочка.

Коли-индекс - число кишечных палочек, содержащихся в 1 л воды.

Для получения более точных данных о наличии фекального загрязнения объектов и его степени считается целесообразным наряду с определением коли-титра (коли-индекса) проводить одновременный количественный учет в исследуемом материале и других санитарно-показательных микроорганизмов (например, протея, энтерококков, споровых анаэробов , кишечных бактериофагов).

Для определения коли-индекса используют метод мембранных фильтров или непосредственный посев различных количеств исследуемого материала на плотные питательные среды. Суть метода мембранных фильтров заключается в фильтровании определенных объемов исследуемой жидкости (или твердого вещества, разведенного в воде) через мембранные фильтры №2 или №3, на которых задерживаются бактерии. Фильтры переносят на чашки со средой Эндо, инкубируемой при t ° 37 °, а затем исследуют выросшие на поверхности фильтра темно-красные с металлическим блеском, розовые и прозрачные колонии. Из колоний каждого типа готовят мазки и окрашивают их по Граму. Колонии различных типов проверяют на оксидазную активность, которая должна быть отрицательной. Бесцветные и розовые колонии дополнительно засевают в полужидкую среду с глюкозой и индикатором, на котором в течение 24-часовой инкубации при t ° 37 ° должны образовываться кислота и газ. Для определения коли-индекса подсчитывают выросшие на фильтре колонии кишечной палочки и затем проводят перерасчет на 1 л, 1 кг или 1 г в зависимости от исследуемого материала.

Коли-титр определяют бродильным методом, заключается в посеве определенных объемов исследуемого субстрата на среды накопления (глюкозопептонную или лактозопептонную с индикатором и поплавком и другие подобные среды), которые выдерживают t ° 37 °. Большие объемы засевают на концентрированную среду, малые объемы - в пробирки со средой нормальной концентрации. Из всех помутневших пробирок независимо от образования кислоты и газа делают высев на среду Эндо с последующей Индентификация выросших колоний. Ориентировочно за коли-титр принимают то наименьший объем, при посеве которого на среды накопления обнаружены кишечные палочки.