Дыхание микроорганизмов
Понятие об энергетическом обмене. Типы дыхания микроорганизмов. Роль ферментов в превращении веществ микроорганизмами. Санитарно-показательные микроорганизмы. Контроль пищевых продуктов и воды. Оценка качества и методы очистки питьевой воды и сточных вод.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 15.09.2009 |
| Размер файла | 39,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
23
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
ХАРЬКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПИТАНИЯ И ТОРГОВЛИ
Севастопольский учебно-консультационный центр
Контрольная работа
По дисциплине: Микробиология
Выполнила: Самченко Е.П.
Студентка 3 курса заочного отделения
Товароведного факультета
Группы ТТЗ-31
Проверил (а):
Г. Севастополь 2009 г.
Содержание
- Введение
- 1. Понятие об энергетическом обмене. Типы дыхания микроорганизмов
- Дыхание микробов
- Ферменты и их роль в превращении веществ микроорганизмами
- Санитарно-показательные микроорганизмы
- Контроль пищевых продуктов
- Контроль воды
- Методы очистки питьевой воды и сточных вод. Оценка качества питьевой воды
- Задача
Введение
В одной из районных больниц госпитализованно несколько больных с подозрением на пищевое отравление (ботулизм). Во время анализа данных было выяснено, что все больные были на праздничном обеде и употребляли грибы домашнего приготовления, которые были герметически упакованы в стеклянные банки.
Вопрос:
1. Определить причину отравления.
2. Какие действия необходимо было предпринять во время изготовления продукта с расчетом биологических свойств возбудителя.
1. Понятие об энергетическом обмене. Типы дыхания микроорганизмов
Дыхание микробов
Дыхание микробов представляет собой биологическое окисление различных органических соединений и некоторые минеральные вещества. В итоге окислительно-восстановительных процессов и брожения образуется тепловая энергия, которая частично используется микробной клеткой, а остальное количество выделяется в окружающую среду.
В настоящее время окисление определяют как процесс отнятия водорода (дегидрирование), а восстановление - его присоединение. Эти же термины применяют к реакциям, связанным с переносом электронов. При окислении вещества происходит потеря электронов, а при восстановлении - их присоединение. Считают, что перенос водорода и перенос электронов - эквивалентные процессы. Способность соединений или элементов отдавать или принимать электроны обусловливаются окислительно-восстановительным потенциалом. По предложению М. Кларка, его обозначают гН2 (отрицательным логарифм порциального давления газообразного водорода). Это степень насыщения среды кислородом или водородом. Диапазон гН2 колеблется от 0 до 42,6. При rH2 < 28 среда обладает восстановительными свойствами, при rH2 >28 - окислительными, при rH2, равном28, - среда нейтральная. Аэробы живут при более высоком окислительно-восстановительном потенциале (rH2 14-35), анаэробы - при более низком (rH2 0-12). Таким образом, биологические преобразования в цитоплазме микробной клетки связаны с движением электронов, но это не простое электрическое движение, а сложный биологический процесс, который осуществляется при помощи ферментов. Последние катализируют реакции, ускоряют разрыв ковалентных связей и тем самым снижают энергию активации.
Электроэнергия, вырабатывается микробами, может быть использована даже в некоторых приборах. В настоящее время сконструированы передатчики, работающие на биологическом электроэнергии, ее вырабатывают микроорганизмы, питающиеся сахаром, растворенным в морской воде. Энергия, освобождаемая в процессе окислительно-восстановительных реакций, накапливается в макроэргических соединениях АДФ и АТФ (аденозиндифосфат и аденозинтрифосфат). Эти соединения содержат макроэргические связи, обладающие большим запасом биологически доступной энергии. Они локализуются в сложно устроенных структурах микробных клеток - мезосомах, или митохондриях. Такие структуры имеют не только в растительных и животных клетках, но и в плесневых грибах, дрожжах и других микроорганизмах. Мезосомы представляют впячивания цитоплазматической мембраны и являются как бы электрическими станциями клеток, в которых происходит окисление углеводов, аминокислот, жирных кислот и других веществ. С мезосомами связан процесс окислительного фосфорилирования и снабжения микробной клетки энергией. Здесь же находятся ферменты, управляющие энергетическим процессом.
Большое количество энергии, образуемой микроорганизмами, выделяется в окружающую среду и вызывает повышение температуры. Подобное явление наблюдается при силосовании кормов, биотермическом обеззараживании навоза, в скирдах или стогах плохо высушенного сена, во влажном зерне. Тепло, выделяемое микроорганизмами, называют биотопливом. Оно может быть использовано в практике сельского хозяйства при создании парников для выращивания ранних овощей, приготовлении бурого сена и в других случаях.
По типу дыхания микробов делят на аэробов, анаэробов и факультативных анаэробов. Аэробы хорошо растут на поверхности среды, которая соприкасается с воздухом. Анаэробы в такой среде жить не могут, так как они приспособлены к существованию при более низком окислительно-восстановительном потенциале.
Факультативные анаэробы могут жить при окислительно-восстановительном потенциале в пределах от 0 до 20 и выше. В такой диапазон укладывается окислительно-восстановительный потенциал как для аэробов (14-20 и выше), так и для анаэробов (0-12). Эта группа более многочисленна по своему составу, она включает в себя как сапрофитов, так и паразитов.
Аэробное дыхание микроорганизмов - это процесс, при котором последним акцептором водорода служит молекулярный кислород. В результате окисления главным образом сложных органических соединений образуется энергия, которая выделяется в среду или накапливается в макроэргических фосфатных связях АТФ. Различают полное и неполное окисление.
Полное окисление. Основным источником энергии у микроорганизмов служат углеводы. При их расщеплении, которое происходит разными путями, важным промежуточным продуктом является пировиноградная кислота (пируват). Полное окисление пировиноградной кислоты происходит в цикле трикарбоновых кислот (цикл Кребса) и дыхательной цепи. В результате расщепления глюкозы в аэробных условиях процесс окисления идет до конца - до образования углекислого газа и воды с освобождением большого количества энергии:
С6Н12О6+6О2 = 6Н2О+6СО2+2884,8 кДж.
Она соответствует запасу потенциальной энергии гексозы, то есть тому ее количеству, которое было аккумулировано в молекуле сахара при фотосинтезе его из углекислого газа и воды в зеленых растениях. Передача электронов водорода на кислород осуществляется через дыхательную цепь, или цепь переноса электронов. Дыхательная цепь - это система дыхательных ферментов, которые находятся в мембранах. Мембраны, как известно, контактируют с цитоплазмой клетки, в результате чего происходит их взаимодействие.
Неполное окисление. Не все аэробы доводят реакции окисления до конца. При избытке углеводов в среде образуются продукты неполного окисления, в которых заключена энергия. Конечными продуктами неполного аэробного окисления сахара могут быть органические кислоты: лимонная, яблочная, щавелевая, янтарная и другие, они образуются плесневыми грибами. Так же осуществляется аэробное дыхание уксуснокислыми бактериями, у которых при окислении этилового спирта образуется не углекислый газ и вода, а уксусная кислота и вода:
СН3СН2ОН+О2 = СН3СООН+Н2О+494,4 кДж.
Окисление этилового спирта уксуснокислыми бактериями может идти и дальше - до появления углекислого газа и воды, при этом освобождается большее количество энергии:
СН3СН2ОН+3О2 = 2СО2+3Н2О+1366 кДж.
У некоторых бактерий в процессе дыхания происходит окисление неорганических соединений. Примером окисления неорганических соединений могут служить процессы нитрификации, при которых нитрифицирующие бактерии вначале окисляют аммиак до азотистой кислоты, а затем до азотной. В каждом случае при этом выделяется энергия: в первой фазе 274,9 кДж, во второй - 87,6 кДж.
2NH3+3O2=2HNO2+2H2O+274,9 кДж, 2НNО2+О2 = 2НNО3+87,6 кДж.
Анаэробное дыхание осуществляется без участия молекулярного кислорода. Различают собственно анаэробные дыхание и брожение. При анаэробном дыхании акцептором водорода являются окисленные неорганические соединения, которые легко отдают кислород и превращаются в более восстановленные формы. Так проходят денитрификация и десульфофикация (сульфатредукция). Нитраты восстанавливаются до аммиака или молекулярного азота, сульфаты - до сероводорода. Процесс восстановления нитратов до аммиака или молекулярного азота индуцируется ферментом нитратредуктазой. Если в среде содержится кислород, функция нитратредуктазы подавляется. Поэтому восстановление нитратов происходит только в анаэробных условиях.
Брожение - расщепление органических углеродсодержащих соединений в анаэробных условиях. Оно характеризуется тем, что последним акцептором водорода является молекула органического вещества с ненасыщенными связями. Вещество при этом разлагается только до промежуточных продуктов, представляющих собой сложные органические соединения (спирты, органические кислоты). Заключенная в них энергия не используется микробами, а образовавшаяся в небольших количествах выделяется в окружающую среду. Так, при брожении молекулы гексозы (глюкоза) освобождается только 117,3 кДж, то есть примерно в 24,6 раза меньше, чем при аэробном окислении того же вещества:
СвН12Ов=2С2Н6ОН+2СО2+117,3 кДж.
Анаэробные микробы чаще сбраживают безазотистые соединения с образованием органических кислот и других продуктов. Примером анаэробного дыхания может служить маслянокислое брожение, вызываемое одноименными бациллами. Все виды брожений до образования пировиноградной кислоты протекают одинаково. Дальнейшее превращение пировиноградной кислоты зависит от свойств микроба. Гомоферментативные молочнокислые бактерии превращают ее в молочную кислоту, дрожжи - в этиловый спирт.
Анаэробный процесс у микробов впервые был установлен в 1861 г. французским ученым Луи Пастером. Он писал: "Брожение - это жизнь без воздуха". Акад. А.И. Опарин считает, что раньше на Земле появились анаэробы, так как во время возникновения жизни кислорода не было. Такого же мнения придерживаются и другие ученые.
Ферменты и их роль в превращении веществ микроорганизмами
В каждом организме (животном, растительном или микробной клетке) все время происходят сложные процессы превращения веществ. Велика роль, а этих процессах ферментов, или энзимов - биологических катализаторов белковой природы. Ферменты микробов делят на эндо - и экзоферменты. Эндоферменты прочно связаны с цитоплазмой, осуществляют дальнейшее разложение поступающих питательных веществ, и превращение их в составные части клетки. Экзоферменты выделяются в окружающую среду, где производят превращение питательных веществ до более простых соединений, которые затем проходят через оболочку микробной клетки и служат пластическим материалом.
Санитарно-показательные микроорганизмы
Роль клеточной палочки при санитарной опенке пищевых продуктов. Понятие о коли-титре, коли-индекс. Методы их определения. Определения микробного числа.
При санитарно-гигиенической опенке воды и пищевых продуктов большое значение имеет титр (максимальное разведение водной взвеси бактерий, при посеве которой наблюдается их рост) кишечной палочки - так называемый коли-индекс. Коли-индекс - количественный показатель фекального загрязнения воды или пищевых продуктов. Определяется числом микробов - нормальных обитателей кишечника человека. Коли-индекс - общие принципы микробиологического и санитарно-гигиенического контроля в пищевой промышленности.
Задачей микробиологического контроля является, возможно, быстрое обнаружение и выявление путей проникновения микроорганизмов-вредителей в производство, очагов и степени размножения их на отдельных этапах технологического процесса; предотвращение развития посторонней микрофлоры путем использования различных профилактических мероприятий: активное уничтожение ее путем дезинфекции с целью получения высококачественной готовой продукции. Микробиологический контроль должен проводиться заводскими лабораториями систематически. Он осуществляется на всех этапах технологического процесса, начиная с сырья и кончая готовым продуктом, на основании государственных стандартов (ГОСТ), технических условий (ТУ), инструкций, правил, методических указаний и другой нормативной документации, разработанной для каждой отрасли пищевой промышленности. Для отдельных пищевых производств имеются свои схемы микробиологического контроля, в которых определены объекты контроля, точки отбора проб, периодичность контроля, указываются, какой микробиологический показатель необходимо определить, приводятся нормы допустимой общей бактериальной обсемененности.
Микробиологический контроль будет действенным и будет способствовать значительному улучшению работы предприятия, только если он сочетается с санитарно-гигиеническим контролем, назначение которого - обнаружение патогенных микроорганизмов. Они обнаруживаются по содержанию кишечной палочки. Санитарно-гигиенический контроль включает проверку чистоты воды, воздуха производственных помещений, пищевых продуктов, санитарного состояния технологического оборудования, инвентаря, тары, гигиенического состояния обслуживающего персонала (чистоты рук, одежды и т.п.). Он осуществляется как микробиологической лабораторией предприятия, так и санитарно-эпидемиологическими станциями, по методикам, утвержденным Министерством здравоохранения.
В пищевых производствах, основанных на жизнедеятельности микроорганизмов, необходим систематический микробиологический контроль за чистотой производственной культуры, условиями ее хранения, разведения и т.д. Посторонние микроорганизмы в производственной культуре выявляют путем микроскопирования и посевов на различные питательные среды. Микробиологический контроль производственной культуры кроме проверки биологической чистоты включает также определение ее физиологического состояния, биохимической активности, наличия производственно-ценных свойств, скорости размножения и т.п. В тех пищевых производствах, где применяются ферментные препараты, также обязателен микробиологический контроль их активности и биологической чистоты.
Контроль пищевых продуктов
Для оценки качества сырья, полуфабрикатов, вспомогательных материалов, готовой продукции в основном используются два показателя - общая бактериальная обсемененность (ОБО) и количество бактерий кишечной группы (преимущественно кишечной палочки).
Общая бактериальная обсемененность. Ее определяют в основном чашечным методом. Выполнение анализа включает четыре этапа: приготовление ряда разведении из отобранных проб (при обследовании поверхности продукта или оборудования пробу отбирают путем смыва или соскоба с определенной площади); посев на стандартную плотную питательную среду (для выявления бактерий - на мясопептонный агар в чашки Петри); выращивание посевов в течение 24-28 ч в термостате при 30 °С: подсчет выросших колоний.
Полученные результаты будут меньше истинного обсеменения продукта, так как чашечным методом учитываются только сапрофитные мезофильные бактерии (аэробы и факультативные анаэробы). Термофильные и психрофильные бактерии не растут из-за несоответствия оптимальной температуры; анаэробы не расту, поскольку выращивание проводится в аэробных условиях; другие бактерии (в частности, патогенные) не растут из-за несоответствия питательной среды и условии культивирования. Не образуют колоний мертвые клетки. Однако эти микроорганизмы можно не учитывать и ошибкой анализа, поскольку сапрофиты являются основными возбудителями порчи пищевых продуктов.
В некоторых производствах (консервном, сахарном, хлебопекарном и др.) используются дополнительные микробиологические показатели, например количество анаэробных, термофильных, спорообразующих и других микроорганизмов, характерных для каждого вида исследуемою объекта. Для их учета имеются специальные методические приемы, описанные в соответствующей нормативной документации. Например: для определения процентного содержания спорообразующих бактерий посев производят из пробирок с разведениями проб, предварительно прогретых несколько минут в кипящей водяной бане. При посевах из прогретых проб вырастают только спороносные бактерии, а из непрогретых - все остальные. Затем рассчитывают процентное содержание спорообразующих форм микроорганизмов.
Чем выше показатель общей бактериальной обсемененности, тем больше вероятность попадания в исследуемый объект патогенных микроорганизмов - возбудителей инфекционных болезней и пищевых отравлений. Обычно в 1г (или 1 мл) продукта, не прошедшего термической обработки, содержится не более 100 тысяч сапрофитных мезофильных бактерий. Если же их количество превышаем 1 млн. клеток, то стойкость готового продукта при хранении снижается и его употребление может нанести вред здоровью человека.
Определение бактерий кишечной группы основано на способности кишечной палочки сбраживать лактозу до кислоты и газа. При санитарно-гигиеническом контроле сырья, полуфабрикатов, готовой продукции исследование на наличие бактерий кишечной группы ограничивают проведением, так называемой первой бродильной пробы.
Бродильную пробу осуществляют путем посева в пробирки со специальной дифференциально-диагностической средой для кишечной палочки (среда Кесслера с лактозой) различных объемов (или навесок) исследуемого объекта. Пробирки с посевами помещают в термостат при 37 °С на 24 ч. затем их просматривают и устанавливают бродильный титр. т.е. те пробирки, в которых наблюдается рост (помутнение среды) и образование газа в результате брожения. При отсутствии газообразования объект контроля считают не загрязненным кишечной палочкой. При наличии газообразования производят вычисление коли-титра для различных объектов контроля по специальным таблицам. Существуют нормы, допустимой обшей бактериальной обсемененности и содержания кишечной палочки в объектах контроля.
Контроль воды
Для санитарно-гигиенической оценки воды используются два микробиологических показателя: общее количество бактерий в воде и коли-индекс, которые определяются в соответствии с ГОСТ 18963-73 "Вода питьевая. Методы санитарно-бактериологического анализа".
Общее количество бактерий - это количество колоний аэробных и факультативно-анаэробных мезофильных сапрофитных бактерий, вырастающих при посеве 1 мл неразбавленной воды на мясопептонном агаре (МПА) за 24 ч при 37 °С.
Для оценки качества воды наиболее важное значение имеет не общее количество бактерий, а наличие в ней патогенных микроорганизмов. Микробиологическим показателем загрязненности воды патогенными бактериями кишечной группы служит коли-индекс. В соответствии с ГОСТ 2874-82 "Вода питьевая гигиенические требования и контроль за качеством" общее количество клеток бактерий в 1 мл воды должно быть не более 100, а коли-индекс-не более 3 в 1 л.
Анализ воды проводится при пользовании городским водопроводом 1 раз в квартал, а при наличии собственных источников водоснабжения - 1 раз и месяц.
Выявление патогенных микроорганизмов в воде (возбудителей брюшного тифа, холеры и дизентерии) осуществляется местными санитарно-эпидемиологическими станциями только по эпидемиологическим показателям.
Контроль воздуха производственных помещений.
Для санитарно-гигиенической оценки воздуха закрытых помещений определяют два показателя.
Первым является общее количество сапрофитных микроорганизмов в 1 м3 воздуха. Воздух производственных цехов пищевых производств считается чистым, если в нем содержится не более 500 сапрофитных микроорганизмов в 1 м3. Вторым показателем является количество в том же объеме воздуха санитарно-показательных микроорганизмов гемолитических стрептококков и стафилококков. Нормативов по этому показателю в настоящее время нет. Обнаружение их в воздухе производственных помещении указывает на санитарное неблагополучие данного объекта и возможность возникновения персонала инфекционных заболеваний, вызываемых микрофлорой дыхательных путей, которая передается через воздух (ангины, гриппа, коклюша, дифтерии, туберкулеза и др.). Такой воздух может сталь источником обсеменения пищевых продуктов а следовательно, представлять потенциальную опасность для здоровья людей Определение в воздухе санитарно-показательных микроорганизмов производят только по эпидемиологическим показаниям санитарно-эпидемиологическими станциями.
Для санитарно-гигиенического контроля воздуха применяю седиментационные и аспирационные методы анализа, описание которых имеется в нормативной документации.
Контроль оборудования, инвентаря, тары.
Для предотвращения загрязнения посторонними микроорганизмами сырья и полуфабрикатов в процессе их переработки и готовой продукции при хранении необходимым условием является поддержание чистоты па рабочем месте, в производственных помещениях, санитарная обработка оборудования, инвентаря, тары.
Под санитарной обработкой подразумевается механическая очистка рабочих поверхностей от остатков пищевых продуктов, тщательное промывание горячей водой с применением моющих средств; дезинфекция и заключительное тщательное промывание горячей водой до полного удаления дезинфицирующего средства (дезинфектанта). Дезинфекция преследует цель уничтожить оставшуюся микрофлору. Дезинфекция оборудования может осуществляться путем пропаривания его насыщенным паром, при котором гибнут как вегетативные клетки, так и споры микроорганизмов. Дезинфекцию можно проводить и химическими дезинфицирующими средствами. Заключительная обработка горячей водой играет двоякую роль: с одной стороны, удаляются остатки дезинфектанта. с другой - происходит нагревание поверхностей, что способствую их быстрому высыханию.
После санитарной обработки проводят санитарно - гигиенический контроль качества мойки и дезинфекции оборудования, инвентаря, тары, который включает определение общей бактериальной обсемененности смывов с технологического оборудования; Смывы берут с помощью стерильных нержавеющих металлических трафаретов с вырезанной серединой. Эту площадь протирают стерильным ватным тампоном, смоченным в стерильной воде в пробирке на 10 мл. после чего тампон погружаю в эту пробирку, тщательно перемешивают содержимое и высеваю 1 мл смыва на мясопептонный агар. После термостатирования посевов при 30 С в течение 24-28 ч определяю общую бактериальную обсемененность в пересчете на 1 см 2 исследуемой поверхности.
В смывах с хорошо вымытого оборудования общее количество микроорганизмов и коли-индекс не должны превышать их содержания в чистой воде, поступающей на мойку.
Методы очистки питьевой воды и сточных вод. Оценка качества питьевой воды
Методы очистки сточных вод.
В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленно - бытовые сбросы были невелики, реки сами справлялись с ними. В наш индустриальный век в связи с резким увеличением отходов водоемы уже не справляются со столь значительным загрязнением. Возникла необходимость обезвреживать, очищать сточные воды и утилизировать их.
Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические, когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иною метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.
Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания, процеживания, инерционного разделения, фильтрования и нефтеулавливания (как разновидность отстаивания), - удаляются механические примеси. Для водоподготовки из этой группы наиболее широко применяются отстаивание и фильтрование.
Процеживание - первичная стадия очистки сточных вод вода пропускается через специальные металлические решетки с шагом 5-25 мм, установленные наклонно. Периодически они очищаются от осадка с помощью специальных поворотных приспособлений.
Отстаивание - происходит в специальных емкостях, которые по направлению движения воды делят на горизонтальные, вертикальные, радиальные и комбинированные. Общими для них являются, выход очищенной воды в верхней части отстойника и гравитационный принцип осаждения частиц, которые собираются внизу. Разновидностью отстойника являются песколовки, применяющиеся для выделения частиц песка в стоках литейных цехов окалины - в стоках кузнечнопрессовых и прокатных цехов и т.д. Как правило, время нахождения воды в песколовках намного меньше, чем в отстойниках, где оно доходит до 1,5 часов (для сточных вод).
Инерционное разделение - осуществляется в гидроциклонах, принцип действия которых аналогичен циклонам для очистки газов. Различают открытые и напорные гидроциклоны, причем первые имеют большую производительность и малые потери напора, но проигрывают в эффективности очистки (особенно от мелких частиц).
Фильтрование - осуществляется чаще всего через пористые связанные или несвязанные материалы. Как правило, фильтры очищают воду от тонкодисперсных примесей даже при небольших концентрациях.
Фильтроматериалы достаточно разнообразны: кварцевый песок, гравий, антрацит, частички металлов и др. Песчаные фильтры - основные очистители при водоподготовке. Эффективный фильтр из связанных специальными смолами песчано-гравийных фракций.
Нефтеловушки - в самом простом исполнении представляют собой отстойники, в которых выход очищенной воды происходит снизу, а нефтяная пленка собирается сверху.
Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%, многие из которых как ценные примеси, используются в производстве.
Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%.
При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонкодисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества. Она включает множество разных способов, важнейшими из которых являются экстракция, флотация, нейтрализация, окисление, сорбция, коагуляция, ионообменные методы и др. Широкое применение находит также электролиз. Он заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ. Электролитическая очистка осуществляется в особых сооружениях - электролизерах. Очистка сточных вод с помощью электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной и некоторых других областях промышленности.
Экстракция - процесс разделения примесей в смеси двух нерастворимых жидкостей (экстрагента и сточной воды). Например, в специальных колонках (пустотелых или заполненных насадками) стоки смешиваются с экстрагентом, отбирающим вредные вещества; так бензолом удаляется фенол.
Флотация - процесс всплывания примесей (чаще всего маслопродуктов) при обволакивании их пузырьками воздуха, подаваемого в сточную воду. В некоторых случаях между пузырьками и примесями происходит реакция. Разновидность метода - электрофлотация, при которой вода дополнительно обеззараживается за счет окислительно-восстановительных процессов у электродов.
Нейтрализация - обработка воды щелочами или кислотами, известью, содой, аммиаком и т.п. с целью обеспечения заданной величины водородного показателя рН. Самый простой способ нейтрализации сточных вод - смешение кислых и щелочных стоков, если они имеются на предприятии.
Окисление - применяется как при водоподготовке, так и при обработке сточных вод для обеззараживания воды и уничтожения токсичных биологических примесей. Наиболее распространенный способ - хлорирование - чреват появлением диоксинов (особенно при вынужденном повышении дозы хлора летом или в период паводка, так называемом перехлорировании). Необходимо постепенно переходить на другие способы, например, на комбинацию - озонирование и хлорирование. Озонирование - дорого и более кратковременного действия, но оно перспективнее. В настоящее время отрабатываются комбинации реагентов с ультрафиолетовой обработкой воды. Во
всяком случае, вода, применяемая для питья и содержащая характерный запах хлора, перед употреблением должна отстаиваться и кипятиться, как минимум.
Сорбция - как и при обработке газовых выбросов, способна обеспечивать эффективную очистку воды от солей тяжелых металлов, непредельных углеводородов, частичек красящих веществ. Лучшим сорбентом и здесь является активированный уголь, это относиться и к различным минералам (шунгиту, цеолиту и др.), специально обработанным опилкам, частичкам титана и др. На этих сорбентах работают многие бытовые фильтры для воды.
Коагуляция - обработка воды специальными реагентами с целью удаления нежелательных растворенных примесей. Широко распространена при водоподготовке. Обработка ведется соединениями алюминия или железа, при этом образуются твердые нерастворимые примеси, отделяемые обычными способами. Для сточных вод широко применяется электрокоагуляция, при которой вблизи электродов образуются ионы (результат анодного растворения материала электродов), реагирующие с примесями. Так отделяют тяжелые металлы, пианы и др.
Ионообменные методы - достаточно эффективны для очистки от многих растворов и даже от тяжелых металлов. Очистка производится синтетической ионообменной смолой и, ей предшествует механическая очистка, позволяет получить выделенные из воды металлы в виде сравнительно чистых концентрированных солей.
В последнее время за рубежом (особенно для водоподготовки) используют установки обратного осмоса. В них вода продавливается через набор специальных микропленок при высоком давлении (до 30 МПа). Эти установки чрезвычайно эффективны в качестве последних ступеней (т.е. для тонкой очистки). Но они достаточно дороги и энергоемки.
Загрязненные сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона, ионообменных смол и высокого давления.
Биологическая очистка возможна в естественных условиях и в искусственных сооружениях. И в том, и в другом случае органические примеси обрабатываются редуцентами (бактериями, простейшими водорослями и т.п.) и превращаются в минеральные вещества. В естественных условиях очистка производится на полях фильтрации или орошения (через почву) или в биологических прудах. Последние могут быть с поддувом воздуха (с искусственной аэрацией).
Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические пруды и аэротенки.
В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления. Именно она служит действующим началом в биофильтрах.
В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоем.
Аэротенки огромные резервуары из железобетона. Здесь очищающее начало активный ил из бактерий и микроскопических животных. Все эти живые существа бурно развиваются в аэротенках, чему способствуют органические вещества сточных вод и избыток кислорода, поступающего в сооружение потоком подаваемого воздуха. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды. Инфузории, жгутиковые, амебы, коловратки и другие мельчайшие животные, пожирая бактерии, неслипающиеся в хлопья, омолаживают бактериальную массу ила.
Сточные воды перед биологической очисткой подвергают механической, а после нее для удаления болезнетворных бактерий и химической очистке, хлорированию жидким хлором или хлорной известью. Для дезинфекции используют также другие физико-химические приемы (ультразвук, электролиз, озонирование и др.) Биологический метод дает большие результаты при очистке коммунально-бытовых стоков. Он применяется также и при очистке отходов предприятий нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности.
Очистка воды предназначена для доведения всех параметров, характеризующих ее качество, до нормативных показателей. Существенно отличается очистка воды для питьевых нужд, в технологических целях (как из поверхностных водоемов, так и подземных вод) и очистка сточных вод. Причем даже для промышленных стоков, сбрасываемых в водоемы или на грунт и сливаемых в систему канализации, нормативы и требования к очистке различные. Они постоянно ужесточаются. Считается, что суммарные затраты на очистку сточных вод современных предприятий в среднем составляют от 15 до 40% их общей стоимости.
Задача
В одной из районных больниц госпитализовано несколько больных с подозрением на пищевое отравление (ботулизм). Во время анализа данных было выяснено, что все больные были на праздничном обеде и употребляли грибы домашнего приготовления, которые были герметически упакованы в стеклянные банки.
Вопрос.
1. Определить причину отравления.
2. Какие действия необходимо было предпринять во время изготовления продукта с расчетом биологических свойств возбудителя.
Ботулизм относится к наиболее тяжелым пищевым отравлениями. Возникает при употреблении пищи содержащей токсины ботулиновой палочки. В настоящее время хорошо изучены причины возникновения ботулизма, а также разработаны и осуществляются меры по борьбе с этим заболеванием. В результате широко проводимых профилактических мероприятий заболеваемость ботулизмом резко снизилась.
Возбудитель ботулизма широко распространен в природе; обитает он в кишечнике теплокровных животных, рыб, человека, грызунов, птиц, кошек, в почве, в иле водоемов и др. Различают типы (A, B, C, D, E, F) ботулиновой палочки. Наиболее распространены варианты А,В,Е токсичным из них является тип А, нейтрализуются только соответствующей антитоксической сывороткой. Споры ботулиновой палочки обладают исключительно высокой устойчивостью к воздействию различных факторов внешней среды. Полное разрушение спор отмечено при температуре 100°С в течение 5-6 ч. при температуре 105°С - в течение 2 ч, при температуре 120°С споры погибают через 10 - 20 мин. Споры ботулиновой палочки отличаются высокой устойчивостью к низким температурам и различным химическим агентам. Они сохраняют жизнеспособность свыше года в холодильных камерах при температуре - 16°С, хорошо переносят высушивание, оставаясь жизнеспособными около года.
Задерживают прорастание спор высокие концентрации поваренной соли (8%) и сахара (55%). Возбудитель ботулизма чувствителен к кислой среде: его развитие задерживается при рН 4.5 и ниже. Это свойство палочки широко используется в производстве консервов, так как в условиях кислой среды ботулиновая бактерия не выделяет токсина.
Оптимальные условия развития и токсинообразования ботулиновой палочки создаются при температуре 25 - 30°С. Однако образование токсина достаточно интенсивно происходит и при температуре 37°С. При более низких температурах (15 - 20 °С) размножение микроба и токсинообразования протекают медленнее и полностью прекращаются при температуре 4°С (исключение составляет ботулинус типа В, который выделяет токсин). Токсин - возбудитель ботулизма по токсическому действию на организм является самым сильным из всех известных бактериальных токсинов; смертельная доза для человека - сотые доли миллиграмма па 1 кг массы тела. В кислой среде токсин устойчив, а в слабощелочной (рН 8.0) теряет активность на 90%. Длительное хранение токсина в замороженном состоянии не снижает его активности. При температуре - 79°С он сохраняет активность в течение 2 мес.
Устойчивость токсина к воздействию высоких температур сравнительно невысока: при кипячении он разрушается в течение 15 мин. при нагревании до 80°С - через 30 мин и до 58°С - в течение 3 ч. Поэтому высокая температура является одним из важнейших способов борьбы с ботулизмом. Обычно токсин инактивируется при кипячении кусков мяса, рыбы и других изделии в течение 50-60 мин.
Возбудитель ботулизма устойчив к воздействию факторов внешней среды. Установлено, что наиболее частой причиной ботулизма являются консервированные продукты. Обычно при развитии микробов органолептические свойства продукта заметно не изменяются, иногда лишь ощущается слабый запах прогорклого жира, значительно реже продукт размягчается, и изменяемся его цвет. В консервах в результате развития микробов и гидролиза белковых и других веществ могут накапливаться газы, вызывающие стойкое вздутие донышка банки (бомбаж).
Первыми признаками болезни являются недомогание, слабость, головная боль, головокружение и нередко рвота. Затем появляются симптомы расстройства зрения (ослабление зрения, двоение в глазах, дрожание глазных яблок, опущение век). Голос становится слабым, глотание и жевание затруднены. Продолжительность болезни различна, в среднем - от 4 до 8 дней, иногда до месяца и более. Высокоэффективным лечебным средством служит противоботулиновая сыворотка, своевременное введение которой предупреждает смертельный исход.
Попадая вместе с пищей в кишечник человека, токсин всасывается в кровь и поражает сердечно-сосудистую и центральную нервную системы. В связи с широким распространением в природе бактерий Clostridium botulinum заражение ими пищевых продуктов может иметь различные источники. Причиной заражения может стать несоблюдение гигиенических требований при ведении технологического процесса: употребление загрязненной воды, недостаточная очистка сырья, употребление несвежего сырья, недостаточная термическая обработка продуктов и др.
Профилактика ботулизма.
Благодаря осуществлению санитарно-технических и оздоровительных мероприятий во всех отраслях пищевой промышленности ботулизм, обусловленный потреблением продуктов промышленного изготовления - чрезвычайно редкое явление. Охлаждения и замораживания пищевых продуктов препятствует прорастанию спор и накоплению токсина, является важнейшим мероприятием в борьбе с ботулизмом. Эффективная мера предупреждения развития возбудителя ботулизма в пищевых продуктах-быстрая переработка сырья и своевременное удаление внутренностей, например, у рыб. При строгом соблюдении режима стерилизации консервов возбудитель уничтожается в них. Консервированные продукты, подлежащие стерилизации, но с признаками бомбажа, рассматриваются как особо опасные в отношении возможного отравления и к реализации без лабораторной проверки не допускаются. Продукт, в котором предполагается содержание токсина палочки ботулинуса, интенсивно прогревают в течение часа при температуре 1000С.
Для предупреждения ботулизма, вызываемого продуктами домашнего консервирования, важно усилить санитарную пропаганду среди населения, информируя о правилах заготовки этих продуктов. Не рекомендуется приготовлять домашним способом герметически укупоренные консервы из мяса, рыбы и грибов. В консервы с низкой кислотностью следует добавлять уксусную кислоту.
Подобные документы
Микробиологические стандарты питьевой воды и методы её очистки. Характеристика кишечных бактериофагов, их значение как санитарно-показательных микроорганизмов. Основные пищевые инфекции. Влияние сушки и замораживания рыбных продуктов на микроорганизмы.
контрольная работа [84,8 K], добавлен 06.08.2015Значение воды в жизнедеятельности клетки. Виды микроорганизмов, состав питательной среды, характер обмена и условия существования во внешней среде. Практическое использование микробных ферментов. Питание, дыхание, рост и размножение микроорганизмов.
лекция [603,0 K], добавлен 13.11.2014Закономерности количественного и качественного содержания микроорганизмов в пресных водоемах от различных факторов. Поступление патогенных микроорганизмов воду и их выживаемость в водной среде. Понятие о санитарно-показательных микроорганизмах.
курсовая работа [68,7 K], добавлен 28.11.2011Понятие дыхания как физиологического процесса, обеспечивающего нормальное течение метаболизма организмов. Виды дыхания микроорганизмов. Химизм аэробного дыхания. Достоинства и недостатки дыхания кислородом. Появление аэробного дыхания в процессе эволюции.
реферат [391,8 K], добавлен 11.06.2014Типы дыхания микроорганизмов. Транспорт электронов при дыхании и различных типах анаэробного способа получения энергии. Наиболее доступные источники углерода для бактерий. Механизм поступления питательных веществ. Использование неорганического азота.
реферат [799,3 K], добавлен 26.12.2013Дыхание как основная форма диссимиляции у человека, животных, растений и многих микроорганизмов. Важность дыхания для живых организмов. С помощью чего дышат люди и рыбы. Степень поглощения кислорода из воды. Дыхание растений и процесс фотосинтеза.
творческая работа [195,4 K], добавлен 30.04.2009Характеристика основных показателей микрофлоры почвы, воды, воздуха, тела человека и растительного сырья. Роль микроорганизмов в круговороте веществ в природе. Влияние факторов окружающей среды на микроорганизмы. Цели и задачи санитарной микробиологии.
реферат [35,7 K], добавлен 12.06.2011Обзор способов размножения бактерий, актиномицетов, дрожжей, плесневых грибов. Влияние лучистой энергии и антисептиков на развитие микроорганизмов. Роль пищевых продуктов в возникновении пищевых заболеваний, источники инфицирования, меры профилактики.
контрольная работа [21,2 K], добавлен 24.01.2012Физиолого-биохимические особенности галофильных микроорганизмов. Галофильные микроорганизмы и их применение в промышленности. Выделение из проб воды озера Мраморное галофильных микроорганизмов, определение их численности. Результаты исследования.
курсовая работа [82,0 K], добавлен 05.06.2009Санитарно-показательные микроорганизмы для почвы. Требования, предъявляемые к водопроводной воде. Микрофлора полости рта взрослого. Санитарно-гигиеническое состояние воздуха. Микроорганизмы промежности. Химические факторы, действующие на бактерии.
тест [29,4 K], добавлен 17.03.2017
