Колиформные бактерии как показатель фекального загрязнения воды

Исследования показывают, что наличие колиформных бактерий в воде является надежным показателем ее фекального загрязнения. Эти бактерии обитают в кишечнике человека и животных, и их наличие в воде может свидетельствовать о наличии опасных микроорганизмов, таких как вирусы и паразиты.

Далее в статье мы рассмотрим методы анализа воды на колиформные бактерии, последствия употребления загрязненной воды, а также способы очистки воды от фекального загрязнения. Узнаете, как обеспечить безопасность питьевой воды и защитить себя и своих близких от опасных инфекций. Не упустите возможность узнать, как обеспечить себе качественную воду для здоровья и благополучия!

Колиформные бактерии как показатель фекального загрязнения воды

Колиформные бактерии — это группа микроорганизмов, которые обитают в кишечнике человека и других животных. Их присутствие в воде является основным показателем фекального загрязнения и может свидетельствовать о наличии водопроницаемых материй.

Значение колиформных бактерий в оценке качества воды

Исследования показывают, что высокое содержание колиформных бактерий в воде может быть причиной инфекционных заболеваний у людей, таких как желудочно-кишечные инфекции. Поэтому оценка уровня колиформных бактерий в водоемах играет важную роль в обеспечении безопасности водоснабжения и санитарной гигиены.

Методы анализа колиформных бактерий

Для выявления колиформных бактерий в воде применяют различные методы анализа, включая бактериологические и молекулярно-генетические техники. Классическим методом является тест на наличие фекальных колиформных бактерий, который позволяет оценить общий уровень загрязнения воды.

Профилактика загрязнения воды колиформными бактериями

Для предотвращения загрязнения воды колиформными бактериями необходимо соблюдать правила гигиены, обеспечивать правильную утилизацию отходов, контролировать состояние канализационных систем, а также проводить систематический мониторинг качества воды.

Колиформные бактерии в воде

Для того, чтобы употреблять чистую воду, необходимо, прежде всего, проверить ее наличие различных примесей. Даже вода из крана может быть заражена бактериями. Причиной этому является плохое состояние системы водоснабжения. Очень часто в неочищенной воде можно найти разнообразные бактерии. Для того, чтобы вода стала пригодной для питья, следует искоренять колиморфные бактерии в воде.

Обнаружить бактерии в воде не так просто. Все-таки существует строго регламентированный на законодательном и нормативном уровне состав воды, и присутствие в ней каких-либо нежелательных бактерий можно не заметить или не почувствовать на вкус. Поэтому, всем, кто строит дом или просто хочет приобрести себе умягчитель воды, рекомендуется провести водный анализ для определения ее состава.

Наличие колиформных бактерий в воде является обязательной составляющей бактериологического анализа. Ниже представлена компактная таблица, содержащая рекомендуемые нормы для качества питьевой воды от центрального водоснабжения. Эти нормы являются ориентиром для оценки.

Общее количество микроорганизмов

Допускается не более 100 микроорганизмов на 1 миллилитр

Колиформные бактерии (общие)

Термоталерантные одноклеточные живые организмы

Не должно быть обнаружено в пробах 50 миллиграммов воды

Не должно быть обнаружено в 20 миллиграммах воды

Из таблицы наглядно видно, что количество бактерий в воде должно быть практически нулевым. Присутствие колиформных бактерий или любых других микроорганизмов может стать причиной массовых эпидемий. Именно поэтому запрещено их присутствие, так как это может привести к смертельному исходу большого числа людей.

Существует множество вредоносных микроорганизмов, которые могут быть обнаружены в воде. Однако их выявление представляет определенные трудности, поэтому были разработаны современные методы анализа, включающие химико-бактериологические исследования. Именно эти методы позволяют выявить вредоносные палочковидные бактерии. Однако их обнаружение возможно лишь в лабораторных условиях, так как внешние признаки, такие как вкус, цвет и внешний вид, не могут служить основанием для их определения.

Такие бактерии могут появляться в организме любого теплокровного существа, включая животных и людей. Теперь остается вопрос, откуда они появляются в воде? Ответ прост: если в воду попадают фекалии, то с большой вероятностью развитие вредоносных бактерий становится возможным.

Фекалии могут попадать в воду из различных источников, таких как сточные канавы, выгребные ямы и фильтровые траншеи. Эти примеси могут проявиться даже в колодце из-за перемещения грунтовых слоев. Человек, использующий колодец, может не заметить этого. Поэтому рекомендуется регулярно проводить анализ воды в колодце, особенно если на участке нет качественной системы очистки.

Согласно санитарным нормам, вода не должна содержать колиформных бактерий. Поэтому на водоснабжающих станциях всегда есть процедура обеззараживания, которая направлена на устранение вредных бактериологических примесей.

Самыми популярными методами устранения бактерий из воды являются обеззараживающие установки. Конечно, можно вручную добавлять дезинфицирующие вещества, но это может иметь негативные последствия. Именно поэтому в производственных условиях давно отказались от ручной работы при использовании обеззараживающих установок.

Для смягчения опасности от бактерий на предприятиях применяется дозирование химических веществ. В случае использования воды для питья, применяются ультрафиолетовые дезинфекторы, которые работают без вредных веществ.

О бактериях научным языком и более подробно

Колиформные бактерии также известны как весьма опасные. Это одна из самых вредоносных групп бактерий. Они относятся к семейству энтеробактерий и обладают некоторыми культуральными характеристиками. Группа данных бактерий является санитарным показателем фекальных вод.

Ниже приведены особенности поведения кишечной палочки, которые будут изучены по порядку:

• Поведение бактерий в плотной питательной среде;
• Биохимические особенности
• Устойчивость
• Санитарные значения

Не смотря на свое специфичное назначение, данный вид информации является ценным инструментом для наблюдения за микроорганизмами в водоемах. Он позволяет изучить устойчивость бактерий, а также их воздействие на окружающую среду и прочие аспекты их функционирования в водной среде.

Давайте поговорим о среде, в которой питаются бактерии. Они очень хорошо себя чувствуют в мясном бульоне или агаре. При этом, осадок имеет небольшой размер, но зато рост бактерий стремительно увеличивается, и вода становится сильно мутной.

В бульоне бактерии образуют сгусток, но при этом на поверхности нет пленки. По цвету, большая скопление бактерий может иметь серо-голубой оттенок, иногда колонии могут быть красными с металлическим отливом. Бактерии без лактозы, как правило, бесцветны. В целом, классификация палочковидных бактерий по цветам и поведению довольно сложная задача.

Теперь перейдем к биохимическим свойствам. Такие бактерии помогают свертываться молоку, но не растворяют желатин. Они также не обладают оксидазной активностью.

Те бактерии, которые способны расщеплять лактозу, принадлежат к кишечной палочке (с положительной лактозой).

С точки зрения устойчивости бактерий к различным сильным дезинфекторам, обезвредить кишечную палочку является довольно простым процессом. Для этого достаточно провести стандартную пастеризацию при температуре около 65, максимум 75 градусов Цельсия. При температуре 60 градусов Цельсия, кишечная палочка полностью уничтожается в течение 15 минут. Раствор фенола с концентрацией один процент удаляет палочку за период времени от 5 до 15 минут.

Если разводить сулему в пропорциях один к тысячи, то время, необходимое для устранения палочки, сокращается до 2 минут. Иными словами, избавиться от таких бактерий – не представляет проблемы.

Санитарные показатели бактерий кишечной палочки имеют различные значения. Если такого вида бактерии обнаруживаются на фруктах, овощах, в воде или почве, это указывает на наличие свежего фекального загрязнения.

Следствие антибиотикотерапии при длительном применении у человека заключается в появлении бактерий кишечной палочки в желудке. В числе этих бактерий важное место занимают лактозоотрицательные, которые активно разлагают лактозу и массово размножаются в кишечнике. Таким образом, возникают заболевания, такие как брюшной тиф и дизентерия, которые проявляются при употреблении зараженной кишечной палочкой воды.

Из приведенной информации можно сделать вывод, что вода должна быть абсолютно свободна от колиформных бактерий. Их присутствие в воде представляет угрозу эпидемиям и массовым смертям. Для предотвращения массового заражения необходимо постоянно контролировать качество воды. Изменение подземных водных потоков может привести к образованию загрязненных потоков.

Устранить колиформные бактерии из воды возможно двумя методами: дезинфекцией либо обеззараживанием. Отличие в этих подходах заключается в способе воздействия, который может быть химическим или физическим. Для очистки сточных вод целесообразно использовать химическое воздействие с использованием элементов, содержащих хлор.

Однако в этом случае необходимо обязательно проводить дополнительную очистку воды, чтобы удалить избыток хлора, который также негативно влияет на здоровье человека.

Остальные методы очистки питьевой воды основаны на использовании ультрафиолетовых излучателей, которые уничтожают группу бактерий кишечной палочки с помощью ультрафиолетового излучения. При этом вода не облучается вредными лучами и не оставляет никаких следов.

Другой способ дезинфекции, использующий озон – высококонцентрированный кислород в жидком состоянии. Он быстро испаряется со поверхности воды, отлично очищает ее и не оставляет следов в воде. Полностью безопасен для окружающей среды. Однако его производство является сложным и дорогостоящим.

Стандарнтный микробиологический анализ (вода питьевая):

Стандартная микробиологическая экспертиза питьевой воды в МГУ включает оценку трех параметров: общего количества микробов, числа общих кишечных и термотолерантных кишечных бактерий.

Полный микробиологический анализ (питьевая вода):

Нормы микробиологического состояния воды для отдыха и использования в населенных местах

Критерий Нормы, установленные СанПиН 2.1.5.980-00

Стандартный микробиологический анализ (для поверхностных водоемов):

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

Расширенный микробиологический анализ (поверхностные водоемы):

Определение бактерий рода Salmonella и рода Enterococcus

Если содержание бактерий рода Salmonella и рода Enterococcus значительно превышает нормативы СанПиН 2.1.5.980-00 и существует возможность фекального загрязнения водоема, то предлагается провести анализ на наличие возбудителей кишечных инфекций (род Salmonella и Enterococcus)

Общая микробная численность (ОМЧ):

Метод позволяет определить общее количество мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов (ОМЧ) в питьевой воде. ОМЧ представлены микроорганизмами, которые могут образовывать колонии на питательной среде при температуре 37 °С в течение 24 часов и видны при увеличении в 2 раза. Этот показатель выявляет потенциально опасные бактерии, способные нанести вред здоровью человека.

Общие колиформные бактерии (ОКБ):

Термотолерантные колиформные бактерии (ТКБ) — отрицательные на грам-окрашивание, не образующие оксидазы и споры, представленные палочками, которые могут развиваться на лактозных средах с образованием кислоты, альдегида и газа при температуре (37+1) °С в течение (24-48) часов. Многие из микроорганизмов этой группы являются нормальными жителями желудка, поэтому избыток этих бактерий может свидетельствовать о возможном антропогенном (включая фекальное) загрязнении воды.

Термотолерантные колиформные микроорганизмы (ТКМ):

Термотолерантные колиформные бактерии (ТКБ) являются частью общих колиформных бактерий и обладают всеми их характеристиками. Помимо этого, они способны ферментировать лактозу, образуя кислоту, альдегид и газ при температуре (44±0,5) °C в течение 24 часов. Как и ОКБ, ТКБ являются индикаторной группой, но они более устойчивы в окружающей среде. Поэтому обнаружение этих микроорганизмов в воде может указывать на определенное загрязнение ее продуктами жизнедеятельности человека.

Согласно стандартному методу (МУК 4.2.1018-01), колифаги представляют собой вирусы Escherichia coli и считаются эпидемиологами дополнительным, а иногда и более чувствительным, способом определения загрязнения воды микроорганизмами из группы Escherichia coli. Вирусные частицы, в том числе колифаги, более устойчивы в окружающей среде, чем их бактериальные хозяева. Поэтому наличие колифагов может служить надежным показателем более длительного фекального загрязнения источника воды. Была выявлена прямая связь между содержанием колифагов в воде и опасностью для человека энтеровирусов, поэтому наличие колифагов в воде может свидетельствовать о вирусной инфекции источника. Согласно действующему нормативному документу (СанПиН 2.1.4.1074-01), количество колифагов в 100 мл воды должно быть равно нулю.

Споры сульфитредуцирующих клостридий

Сульфитредуцирующие клостридии — микроорганизмы в виде спор, которые образуются в анаэробных условиях и являются дополнительным показателем фекального загрязнения водоемов. В отличие от относительно непостоянных колиформных и термотолерантных колиформных бактерий, споры клостридий могут сохраняться в воде на длительное время. Клостридии обитают в кишечнике человека и домашних животных, однако при большом количестве в воде они могут вызвать пищевые отравления. К сульфитредуцирующим клостридиям относятся опасные для человека виды клостридий (Clostridium botulinum, Clostridium perfringens, Clostridium tetani), которые вызывают серьезные заболевания. Согласно действующим нормам (СанПиН 2.1.4.1074-01), споры клостридий не должны присутствовать в 20 мл воды.

Условно-патогенные дрожжи и микромицеты

Перечисляются микроорганизмы, которые являются условно-патогенными и способным расти при 37 °C. Среди них наиболее известны Candida albicans и Cryptococcus neoformans, которые часто вызывают оппортунистические заболевания у людей, такие как кандидозы и молочница. Другие микроорганизмы, такие как Cladosporium cladosporioides и Aspergillusniger, могут вызывать аллергические реакции или даже являться аллергенами. В Российской Федерации не существует нормативов для содержания плесени и дрожжевых организмов в воде.

Определение индекса самоочищения (из МУК 4.2.1884-04)

Вода в водоемах в зонах отдыха не имеет установленной нормы для общего количества микроорганизмов, так как это значение в основном зависит от естественных особенностей каждого объекта, времени года и других факторов.

Однако при выборе нового источника водоснабжения или места для отдыха в воде водоемов рекомендуется дополнительно определить общую численность микробов, которая увеличивается:

— при температуре 37 ?С в течение 24 часов

— при температуре 22 ?С в течение 72 часов

— Общая микробная численность при 37 ?С включает в себя преимущественно аллохтонную микрофлору (внесенную в водоем как результат антропогенного загрязнения, включая фекальные микроорганизмы)

— Общая микробная численность при 20 — 22 ?С включает, помимо аллохтонной, аборигенную микрофлору (естественную для данного водоема)

По соотношению числовых значений данных групп микроорганизмов можно сделать выводы о степени эффективности процесса естественной фильтрации. Коэффициент ОМЧ, который составляет 22 ?С/ ОМЧ 37 ?С?4, в конце процесса самоочищения. В зонах загрязнения бытовыми сточными водами значения обеих групп близки.

Этот показатель дает дополнительную информацию о гигиеническом состоянии водоемов, источниках загрязнения и процессах естественной фильтрации.

Группа бактерий кишечной палочки

Бактерии, которые имеют сходство с кишечной палочкой по физическим (форма, окраска, размер) и культурным (питание, характеристики роста) характеристикам, классифицируются вместе в группу, известную как «колиформные (или колиморфные) бактерии».

Открытие и подробное описание кишечной палочки было сделано австрийским ученым Теодором Эшерихом. В научных кругах данная группа бактерий называется по имени первооткрывателя – Escherichia coli, или сокращенно E.coli.

В состав группы Входят Klebsiella, Citrobacter, Enterobacter.

Характеристики колиформных видов бактерий:

• Кишечные палочки являются небольшими палочками, протяженностью от 1 до 3 мкм и шириной от 0,5 до 0,8 мкм;
• Колиформные организмы полиморфны, то есть способны существовать в нескольких формах;
• Они могут быть подвижными или неподвижными;
• Грамотрицательные — не задерживают краску при окрашивании по методу Грама (датский врач, который предложил этот метод исследования микроорганизмов с использованием анилиновых красителей);
• Они не образуют споры;
• Обычно они живут и размножаются в нижней части кишечника человека и теплокровных животных.

Основной источник колиформных микроорганизмов – экскретные потоки, в которых они могут существовать в течение нескольких недель вне организма-носителя.

Бактерия-индикатор

Колиморфные микроорганизмы считаются санитарно-показательными. Они служат маркерами для определения экскретных загрязнений в санитарной микробиологии.

Проверка проводится на общие и термотолерантные колиформные микроорганизмы.

Общие колиформы метаболизируют лактозу (разлагают пищу) при температуре 35-37 ⁰C. Наличие таких микроорганизмов в пробах указывает на возможность присутствия гораздо более опасных возбудителей заболеваний.

Термотолерантные колиформные микроорганизмы ферментируют лактозу, то есть способны переваривать пищу, при температуре 44-45 ⁰C. Их определение в лабораторных условиях не представляет особой сложности и свидетельствует о сравнительно недавнем загрязнении экскретными потоками.

Колиморфные микроорганизмы обладают высокой жизнеспособностью, то есть устойчивостью к дезинфекции. Уничтожение этих бактерий означает, что и другие, гораздо более опасные вирусы успешно устранены.

Влияние на организм человека

Повышенная концентрация колиформных бактерий может вызвать инфекционные заболевания, которые нарушают работу пищеварительной системы человека. В некоторых случаях, помимо интоксикации и диареи, могут возникать хронические болезненные изменения.

Современные приемы очищения

Анализ источника воды проводится с целью выяснить необходимость проведения мер по очищению, которые следует проводить в случае:

• После дождя жидкость приобретает мутный оттенок
• Расстояние от источника до животного двора составляет примерно 30 метров
• Часто возникают симптомы, такие как диарея, рвота, лихорадка или расстройство желудка
• Вкус, запах и цвет внезапно изменяются

Если при анализе воды было обнаружено присутствие колиформных бактерий, необходимо выполнить следующие мероприятия:

1. Произвести техническое обслуживание системы водоснабжения. Часто достаточно выполнить техническое обслуживание, чтобы устранить источник загрязнения. Например, важно предотвратить попадание поверхностных вод в источник воды. Также необходимо проверить герметичность крышки, чтобы исключить доступ насекомых или поверхностных вод. Кроме того, сточные воды следует отвести от источника воды как можно дальше.
2. Для проведения дезинфекции с использованием большой дозы диоксида хлора применяется метод шоковой обеззараживания. Этот метод эффективен в случаях, когда загрязнение происходит однократно или временно, например, во время сильного дождя или установки нового насоса. Он особенно подходит для очистки источников с низким уровнем загрязнения.
3. Метод непрерывной дезинфекции предусматривает установку системы, которая обеспечивает непрерывное проведение процесса дезинфекции. Если первый метод не справился с проблемой и бактерии остались в системе водоснабжения, стоит прибегнуть к этому второму способу.

Общие колиформные бактерии

Использование типичных микроорганизмов, характерных для кишечной среды, в качестве показателей фекального загрязнения (вместо самих патогенных микроорганизмов), является всеобщим принципом контроля и оценки микробиологической безопасности водоснабжения. Идеальным случаем является обнаружение таких индикаторных бактерий, что может указывать на наличие всех сопутствующих данному загрязнению патогенных микроорганизмов.

Микроорганизмы, которые служат индикаторами, должны быть легко обнаружимы в воде, опознаваемы и подсчитываемы. В то же время они должны пребывать в водной среде дольше, чем патогены, и быть более устойчивыми к хлорированию, чем патогенные организмы. Практически ни один организм не может удовлетворить всем этим требованиям, хотя некоторые из них применимы для колиформных организмов, особенно для Е. Coli — важного показателя фекального загрязнения воды человека и животных. Другие организмы, хотя и не совсем соответствующие этим критериям, в некоторых случаях могут использоваться в качестве дополнительных показателей фекального загрязнения.

К индикаторам фекального загрязнения относятся колиформные микроорганизмы, включая Е. соli, фекальные стрептококки, сульфитредуцирующие спороносные клостридии, особенно клостридия перфрингенс. В фекалиях можно обнаружить другие анаэробные бактерии, например, бифидобактерии, но их обнаружение требует сложных и продолжительных процедур. Поэтому специалисты в области бактериологии воды используют простые, доступные и достоверные методы для количественного обнаружения индикаторных колиформных микроорганизмов, такие как титрационный метод (серийные разведения) или метод мембранных фильтров.

Колиформные микробы давно считаются удобными индикаторами качества питьевой воды, основным образом из-за их легкой обнаружимости и возможности определения количества. Это грамотрицательные палочки, которые способны ферментировать лактозу при температуре 35—37 °С (общие колиформы) и при 44—44,5 °С (термотолерантные колиформы), выделяя кислоту и газ. Они не образуют спор и являются оксидазоотрицательными. Среди них можно выделить виды Е. соli, цитробактер, энтеробактер и клебсиеллу.

Согласно СанПиНу, общие колиформные бактерии должны отсутствовать в 100 мл питьевой воды.

Наличие колиформных бактерий в очищенной питьевой воде является признаком недостаточной ее очистки или загрязнения после очистки. Использование теста на колиформы может служить показателем эффективности очистки. Известно, что некоторые паразиты, включая цисты лямблий и амеб, устойчивы к процессам обеззараживания даже больше, чем колиформные организмы. Поэтому отсутствие колиформных организмов в поверхностных водах не всегда означает отсутствие цист лямблий, амеб и других паразитов.

Колиформные бактерии в воде

Колиформные микроорганизмы в большинстве случаев не представляют опасности для организма человека. Вместе с тем, их наличие указывает на присутствие других патогенных бактерий.

Анаиз воды на общие колиформные бактерии (ОКБ)

В состав группы колиформных бактерий входят такие микроорганизмы, как кишечная палочка и микроорганизмы, способные расщеплять лактозу. Эта группа микробов размножается и проживает в нижней части пищеварительной системы человека. Микроорганизмы попадают в водные источники с помощью фекальных стоков. В воде они не могут размножаться, однако во внешней среде они сохраняют свою жизнеспособность в течение нескольких недель.

Для оценки уровня бактериологической контаминации проводятся исследования показателя ОКБ в пробах колодезной и питьевой воды. Полученное значение отражает уровень фекального загрязнения. В лабораторных условиях данное исследование проводится методом мембранной фильтрации. В соответствии с действующими нормами, тест на данный показатель для питьевой воды должен давать отрицательный результат. Обнаружение ОКБ в пробах указывает на необходимость проведения очистки, наличие вторичного загрязнения и потребность в проведении более подробного бактериологического анализа.