Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Дальневосточный федеральный университет»

Школа биотехнологии

Реферат

по дисциплине «Микробиология»

Специальность 210405.65 «Пищевая биотехнология»

на тему «Микрофлора окружающей среды»

Выполнила:

студент гр. ВЦ-0011

А.М. Коваленко

Проверил:

Я.В. Дубняк

Владивосток 2014

Введение

Микроорганизмы распространены повсюду. Они заселяют почву, воду, воздух, растения, организмы животных и людей- экологические среды обитания микробов.

Выделяют свободноживущие и паразитические микроорганизмы. Всюду, где есть хоть какие- то источники энергии, углерода, азота, кислорода и водорода (кирпичиков всего живого), обязательно встречаются микроорганизмы, различающиеся по своим физиологическим потребностям и занимающих свои экологические ниши. Титаническая роль микроорганизмов в круговороте веществ в природе имеет исключительное значение для поддержания динамического равновесия биосферы.

Микроорганизмы в экологических нишах сосуществуют в виде сложных ассоциаций- биоценозов с различными типами взаимоотношений, в конечном счете обеспечивающих сосуществование многочисленных видов прокариот и различных царств жизни.

Все типы взаимоотношений микроорганизмов объединяются понятием симбиоз. Он может быть антогонистическим и синэргическим.

Роль микроорганизмов в круговороте веществ в природе

Под круговоротом веществ в природе понимают циклы превращения химических элементов, из которых построены живые существа, происходящие вследствие разнообразия и гибкости метаболизма микроорганизмов.

Наибольшее значение для всего живого имеет обмен (кругооборот) углерода, кислорода, водорода, азота, серы, фосфора и железа. Этапы кругооборота различных химических элементов осуществляется микроорганизмами разных групп. Непрерывное существование каждой группы зависит от химических превращений элементов, осуществляемых другими группами микроорганизмов. Жизнь на Земле непрерывна, поскольку все основные элементы жизни подвергаются циклическим превращениям, в значительной степени определяемых микроорганизмами.

Микрофлора воздуха

Воздух является неблагоприятной средой для жизни микроорганизмов. В нем они не находят пищи, подвергаются высушиванию, губительному действию прямых солнечных лучей.Однако микробы постоянно находятся в воздухе, попадая в него с почвенной, промышленной и водной пылью. Поэтому качественный и количественный состав микрофлоры воздуха является случайным. Он целиком определяется составом микрофлоры почвы и воды, наличием промышленных предприятий и другими факторами.Большинство микробов сравнительно быстро погибает в воздухе. Споровые палочки, кокковые формы бактерий, споры плесневых грибов обладают большей выживаемостью. Устойчивы в воздухе туберкулезные палочки, защищенные оболочкой, содержу щей носко-образные вещества.

Воздух зимой чище, чем летом. Над океанами и морями он чище, чем над сушей.

Благодаря выделению фитонцидов и других биологически активных веществ в воздухе над лесными массивами микробов меньше, чем над распаханной территорией.

Особенно много микробов в нижних слоях воздуха над крупными городами. В 1 м³ такого воздуха их может находиться до десятков тысяч, на высоте 500 м (по данным Е. Н. Мишустина) --2--3 тыс., а на.2000 м -- лишь от десятков до сотен клеток. Много микробов может быть в воздухе производственных помещений.

Воздух является своеобразной транспортной магистралью, с помощью которой микробы могут разноситься на далекие расстояния, попадать па чищеные продукты, в организмы людей. В связи с чтим оздоровление воздуха как природной среды вообще и очистка воздуха рабочих помещений является важной повседневной задачей.

Очистку воздуха в помещениях систематически осуществляют путем влажной уборки и вентиляции. В холодильных камерах используют бактерицидные лампы (облучение УФЛ) и др.

Состояние качества атмосферного воздуха и характеристики источников загрязнения атмосферы

микрофлора окружающая среда

Во многих городах России неблагоприятная экологическая обстановка связана с повышенным загрязнением атмосферного воздуха выбросами промышленных предприятий и транспорта.

Самыми распространенными загрязняющими веществами, поступающими в атмосферу в наибольших количествах составляют выбросы следующих веществ: твердые вещества, диоксид серы, оксид углерода, оксиды азота и летучие органические соединения (ЛОС). Специфические загрязняющие вещества составляют около 2% от общего количества всех загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу. Следует отметить, что несмотря на незначительные объемы поступления специфических загрязняющих веществ в атмосферу, их вклад в загрязнение приземного слоя атмосферы в городах и регионах РФ может быть весьма ощутимым, т.к. большинство из них отличается высокой токсичностью (сероводород, сероуглерод, серная кислота, метилмеркаптаны, бенз(а)пирен, свинец и др.).

В Российской Федерации из 253 городов, контролируемых Росгидрометом, ежегодно составляется список городов с самым высоким уровнем загрязнения атмосферы. Из них 13, приведенных ниже, входят в течение 5 лет (1996-2000 гг.) в "приоритетные списки" (таблица 1).

Таблица 1. Города с наибольшим уровнем загрязнения атмосферы

№ п/п	Город	Вещества, определяющие уровень загрязнения атмосферного воздуха
1.	Бийск	формальдегид, бенз(а)пирен, диоксид азота
2.	Кемерово	сероуглерод, бенз(а)пирен, формальдегид
3.	Краснодар	фенол, формальдегид, бенз(а)пирен
4.	Липецк	аммиак, формальдегид, бенз(а)пирен
5.	Магнитогорск	сероуглерод, бенз(а)пирен, формальдегид
6.	Москва	диоксид азота, формальдегид, аммиак, бенз(а)пирен
7.	Новокузнецк	формальдегид, бенз(а)пирен, фтористый водород, диоксид азота
8.	Новороссийск	взвешенные вещества, диоксид азота, формальдегид
9.	Омск	ацетальдегид, формальдегид, аммиак
10.	Ростов-на Дону	диоксид азота, формальдегид, взвешенные вещества
11.	Хабаровск	бенз(а)пирен, формальдегид, диоксид азота, аммиак
12.	Чита	взвешенные вещества, формальдегид, бенз(а)пирен
13.	Южно-Сахалинск	сажа, диоксид азота, формальдегид

Как видно из таблицы 1 проблему загрязнения атмосферы в городах главным образом определяют высокие концентрации взвешенных веществ, бенз(а)пирена, диоксида азота, сероуглерода и формальдегида.

В большинстве субъектов Российской Федерации есть города, в которых максимальная концентрация какого-либо вещества в течение 2000 г. превышала 10 ПДК, всего таких городов в РФ 40 (в 1999 году было 32 города).

В 99 городах индекс загрязнения атмосферы (ИЗА) превышает 7, т.е. уровень загрязнения воздуха характеризуется как высокий и очень высокий, что на 9 городов больше, чем в 1999 году. Очень высокий уровень загрязнения воздуха (ИЗА=14 и более) зафиксирован в 2000 году в 30 городах (1999 г. 25 городов), в том числе в таких крупных городах и промышленных центрах, как Братск, Владимир, Екатеринбург, Иркутск, Кемерово, Краснодар, Липецк, Магнитогорск, Норильск, Омск, Саратов, Стерлитамак, Томск, Тюмень, Череповец. В Москве высокий уровень загрязнения воздуха отмечен лишь в отдельных крупных районах.

Таким образом в 2000 году уровень загрязнения атмосферного воздуха в городах и промышленных центрах оставался недопустим о высоким.

По состоянию на 2000 год на территории Российской Федерации суммарные выбросы от промышленных предприятий составили 19,4 млн.т (55,3%), от автотранспорта - 15,7 млн.т (44,7%), всего по территории России - 35,1 млн.т.

Представление о динамике выбросов за период 1996 - 2000 гг. на территории Российской Федерации можно получить в результате анализа данных, помещенных в табл. 2.

Таблица 2. Выбросы основных загрязняющих веществ в атмосферу на территории Российской Федерации за период 1996 -2000 г.г. (млн. т)

Загрязняющие		Годы
Вещества		1996	1997	1998	1999	2000
Всего	Мп	20,8	19,8	18,9	19,2	19,4
	Ма	13,2	14,4	15,3	15,5	15,7
	М	34,0	34,2	34,2	34,7	35,1
Твердые	Мп	3,5	3,2	3,1	2,9	3,1
Диоксид серы	Мп	6,3	6,1	5,7	5,6	5,4
Оксид углерода	Мп	5,0	4,8	4,6	4,8	5,2
	Ма	10,3	11,1	11,7	11,8	11,8
	М	15,3	15,9	16,3	16,6	17,0
Диоксид азота	Мп	2,0	1,9	1,8	1,8	1,7
	Ма	1,1	1,1	1,2	1,2	1,4
	М	3,1	3,0	3,0	3,0	3,1
ЛОС	Мп	3,5	3,4	3,4	3,6	3,6
	Ма	1,8	2,0	2,1	2,2	2,1
	М	5,3	5,4	5,5	5,8	5,7
Ма /М	%	38,8	42,1	44,7	44,7	44,7

В табл. 2 указаны выбросы (млн.т) "Всего" от промышленных предприятий (Мп), автотранспорта (Ма) и суммарные (М=Мп+Ма).

Из анализа данных о выбросах основных загрязняющих веществ в атмосферу, представленные в таблице 2, можно судить как об абсолютной величине, так и о динамике выбросов за 5-летний период. Из табл.2 видно, что суммарные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу начиная с 1997 г. отмечается незначительный, но постоянный рост выбросов вредных веществ за счет автотранспорта.

Это обусловлено увеличением количества индивидуального транспорта, при этом следует отметить, что выбросы автотранспорта дают почти 45% суммы загрязняющих атмосферу веществ в городах и имеют тенденция к росту. Они дополняются выбросами воздушного, железнодорожного и водного транспорта, машинно-тракторного парка.

Суммарные выбросы автотранспорта на территории Российской Федерации изменяются в широких пределах.

Самые большие выбросы в 2000 г. отмечены в Краснодарском крае (1325,0 тыс.т), Московской области (1114,7 тыс.т), республике Башкортостан (752,8 тыс.т), в Ханты-Мансийском а.о. (672,5 тыс.т), в Новосибирской области (669,8 тыс.т).

Среди городов по выбросам автотранспорта выделяются Москва (1654,0 тыс.т), Новосибирск (201,0 тыс.т), Омск (198,0 тыс.т), Краснодар (192,4 тыс.т), Санкт-Петербург (185,4 тыс.т).

Рост автомобильного парка происходит в условиях существенного отставания экологических показателей отечественных автотранспортных средств и используемых моторных топлив от мирового уровня, а также в отставания в развитии и техническом состоянии улично-дорожной сети. Средний возраст автомобильного парка остается значительным и составляет в целом по стране около 10,5 лет, а в отдельных регионах России - от 9,4 до 13,6 лет.

Из 19,4 млн. тонн загрязняющих веществ от стационарных источников предприятия 7 основных отраслей промышленности России (электроэнергетика, металлургия черная и цветная, деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная, строительных материалов, химическая и нефтехимическая, топливная, машиностроение и металлообработка) в 2000 году на долю отраслей электроэнергетики, топливной и металлургической приходится 13,5 млн.т (69%).

Следует отметить, что выбросы загрязняющих веществ от промышленных предприятий за период с 1996 года по 1999 год на территории России снизились на 7%. Это обусловлено сокращением объемов производств за этот период.

Сокращение производства, закрытие предприятий привело к сокращению промышленных выбросов, что способствовало улучшению качества воздуха. По данным регулярных наблюдений на станциях Росгидромета за пятилетний период (1996-1999 гг.) средние за год концентрации взвешенных веществ, диоксида серы, аммиака, фторида водорода, сажи и сероуглерода снизились.

В 2000 году наблюдается небольшой рост выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от промышленных предприятий (0,2 млн.т) и от автотранспорта (0,2 млн.т) по сравнению с 1999 годом. Увеличение количества выбросов от промышленности связано, очевидно, с небольшим ростом промышленного производства в 2000 году.

Преобладающее воздействие на загрязнение окружающей природной среды оказывают предприятия энергетической, цветной и черной металлургии, топливной промышленности.

В таблице 3 дана динамика выбросов по основным отраслям промышленности.

Таблица 3. Динамика выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников, тыс.т

Отрасль промышленности	1996	1997	1998	1999	2000
Российская Федерация	20787,8	19757,2	18935,1	19152,3	19431,9
Промышленность	16661,03	15852,07	14949,82	14704,44	15221,79
Электроэнергетика	4748,47	4427,67	4345,69	3935,51	3857,27
Цветная металлургия	3598,06	3621,67	3291,79	3311,83	3476,88
Черная металлургия	2535,53	2379,52	2188,94	2329,59	2396,04
Топливная	3296,37	3130,82	3128,57	3093,08	3460,18
Промышленность строительных материалов	528,04	467,85	396,56	416,94	440,70
Машиностроение и металлообработка	602,45	543,3	460,05	454,10	433,18
Химическая и нефтехимическая	413,2	415,4	388,02	414,93	427,40
Деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная	434,29	383,47	351,94	367,26	378,89

Из данных, приведенных в табл.3, видно, что в 2000 г. впервые за последние 5 лет отмечен рост объемов промышленных выбросов на 3,5% к уровню 1999 г.

Наибольший вклад в загрязнении воздушного бассейна Российской Федерации по объему выбросов вносят предприятия энергетики (25% объема промышленного выброса), цветной и черной металлургии (соответственно 23% и 16%), топливной (22%).

Несмотря на устойчивую тенденцию к уменьшению объемов выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, электроэнергетика по этому показателю по-прежнему занимает первое место среди отраслей промышленности.

В 2000 г., по данным Госкомстата России, объемы выбросов вредных веществ в атмосферу в целом по отрасли составили 3857,28 тыс. т (98% к уровню 1999 г.), в том числе выбросы от ТЭС - 3494,56 тыс.т, от самостоятельных котельных - 89,94 тыс.т. Характерными для отрасли загрязняющими веществами являются диоксид серы, на долю которого приходится до 39% общего объема выбросов, твердые вещества (30%), оксиды азота (24%).

Крупнейшими в отрасли источниками выбросов загрязняющих веществ в атмосферу являются ГРЭС, на три из них в 2000 г. приходилось 15% суммарного отраслевого выброса: это - Рефтинская ГРЭС, г. Асбест, Свердловская область (360,2 тыс.т), Новочеркасская ГРЭС, г. Новочеркасск, Ростовская область (121,6 тыс. т) и Троицкая ГРЭС, г. Троицк-5, Челябинская область (102,7 тыс.т).

Крупные предприятия цветной металлургии расположены в Красноярском крае, Мурманской, Оренбургской, Челябинской, Свердловской и Новосибирской областях, Республике Башкортостан, Приморском крае. Предприятия отрасли - источники поступления в окружающую среду различных вредных веществ и, в первую очередь, тяжелых металлов.

Крупнейшие в России предприятия по производству никеля, меди и кобальта входят в состав РАО "Норильский никель": это ОАО "Норильская горная компания", созданное на базе АО "Норильский комбинат", и предприятия ОАО "Кольская горно-металлургическая компания" (АО "Комбинат "Североникель", АО "ГМК "Печенганикель"). Указанные предприятия расположены в экологически уязвимых районах Приполярья - на Кольском п-ове и на п-ве Таймыр.

Объем выбросов вредных веществ в атмосферу в цветной металлургии в 2000 г., по данным Госкомстата России, составил 3476,89 тыс. т (на 5% больше, чем в 1999 г.) и, как прежде, определяется выбросами загрязняющих веществ от ОАО "Норильская горная компания", г. Норильск - 2145,4 тыс. т (61,7% отраслевых выбросов, 14,1% суммарных выбросов промышленности России, 11,4% общего объема выбросов в стране).

Черная металлургия - одна из крупнейших отраслей промышленности по суммарным выбросам вредных веществ (третье место после энергетики и цветной металлургии). На протяжении последних лет наблюдалась тенденция к уменьшению выбросов в атмосферу в черной металлургии, что было обусловлено спадом производства. С 1999 г. зафиксирован рост выбросов, который, по данным Госкомстата России, в 2000 г. составил 2396,04 тыс. т (102,9% к уровню 1999 г.). основной объем выбросов вредных веществ приходится на оксид углерода - 68%; вклад твердых веществ составляет 15%, диоксида серы - 10%.

Более половины отраслевого объема выбросов загрязняющих веществ в атмосферу приходится на четыре металлургических комбината: ОАО "Новолипецкий металлургический комбинат", г. Липецк (355,7 тыс.т), ОАО "Северсталь", г. Череповец, Вологодская область (338,7 тыс.т), ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат", г. Магнитогорск, Челябинская область (318,5 тыс. т), АО "Западно-Сибирский металлургический комбинат", г. Новокузнецк, Кемеровская область (214,4 тыс.т).

Топливная промышленность включает в себя предприятия нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, газовой и угольной промышленностей.

Крупнейшие предприятия нефтедобывающей промышленности сосредоточены в Западно-Сибирском и Волго-Уральском регионах. В 2000 г. объем выбросов возрос на 21,8% (почти на 300 тыс.т), в основном за счет увеличения выбросов оксида углерода (на 31,6%) и углеводородов (на 15,4%). Прирост выбросов объясняется тем, что при инвентаризации источников выбросов вредных веществ в атмосферу учтена информация по 298 нефтедобывающим предприятиям (1999 г. - 247), имеющим 131 тыс. источников выбросов (на 30 тыс. больше, чем в 1999 г.).

В нефтеперерабатывающей отрасли продолжается снижение объема выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух: в 2000 г. этот показатель достиг минимального за последние 5 лет значения - 735,85 тыс. т. Основными составляющими выбросов, характерными для нефтеперерабатывающей отрасли, являются летучие органические соединения (ЛОС), на долю которых приходится 54% общего объема выбросов в отрасли, а также диоксид серы (18%) и углеводороды (16%).

Крупнейшими в отрасли источниками выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в 2000 г. являются: АО "Новокуйбышевский НПЗ", г. Новокуйбышевск, Самарская область (62,4 тыс.т), АО "НУНПЗ" (Новоуфимский НПЗ), г. Уфа, Республика Башкортостан (53,4 тыс.т), АО "Кинеф", г. Кириши, Ленинградская область (51,9 тыс.т), ОАО "Омский НПЗ", г. Омск (51,3 тыс. т), и др.

По данным Госкомстата России, в 2000 г. объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу возрос от предприятий газовой промышленности по сравнению с предыдущим годом почти на 12%, в основном за счет роста выбросов газообразных веществ (оксид углерода, углеводороды).

Более 80% отраслевого объема выбросов загрязняющих веществ в атмосферу приходится на предприятия: ООО "Астраханьгазпром", пос. Аксарайский, Астраханская область (87,6 тыс. т), Пермьтрансгаз", Бардымское ЛПУМГ, Пермская область (54,6 тыс.т), АО "Оренбурггазпром", Оренбургская область (48,1 тыс.т), ДП "Севергазпром", Вологодская область (46,8 тыс.т), и др.

В 2000 году в угольной промышленности выброшено 604,34 тыс.т вредных веществ (почти на 8% больше, чем в 1999 году). Основной объем выбросов в угольной промышленности приходится на углеводороды, причем их доля в выбросах отрасли растет (от 58 % в 1996 году до 81 % в 2000году).

Таким образом, за рассматриваемый период уровень загрязнения атмосферного воздуха в городах и промышленных центрах остается недопустимо высоким.

Микрофлора воды

Вода играет огромную роль в жизни человека. Она является составной частью его организма и постоянно потребляется им вместе с питьем и пищей, а также служит человеку средством поддержания личной гигиены. Без воды немыслим ни один из видов хозяйственной деятельности, в том числе и производство продовольственных товаров, где качество воды имеет особое значение, поскольку применение загрязненной воды может привести к быстрой порче пищевых продуктов и распространению инфекционных болезней.

Вода является средой, в которой микроорганизмы могут размножаться. Размножение микроорганизмов в воде зависит от наличия в ней веществ, служащих пищей микробам. Природные воды всегда содержат то или иное количество органических и минеральных веществ, которые могут быть использованы микроорганизмами для питания, поэтому микрофлора природных вод очень богата и разнообразна.

Микробный состав воды различных водоемов - рек, озер, прудов, водохранилищ - подвержен значительным колебаниям. Вода в них легко загрязняется дождевыми потоками и сточными водами, содержащими всевозможные органические остатки, промышленные и бытовые отбросы. Вместе с различными органическими и минеральными загрязнениями в открытые водоемы попадает масса микроорганизмов, среди которых встречаются и болезнетворные, например, возбудители брюшного тифа, дизентерии, паратифа и другие. Многие патогенные микроорганизмы могут длительное время сохраняться в воде, а некоторые даже способны в ней размножаться. Поэтому употребление сырой загрязненной воды часто приводит к возникновению инфекционного заболевания.

Состав и количество микроорганизмов в воде того или иного открытого водоема зависят от многих факторов: степени загрязненности ее органическими и минеральными веществами, от времени года, состояния погоды, а также от заселенности прибрежных участков и т. д.

Загрязненность воды и содержание микроорганизмов в открытых водоемах резко возрастают в период весеннего половодья или после обильных дождей. Вода рек, протекающих в районе больших населенных пунктов или промышленных предприятий, вбирает в себя массу стоков, содержащих много органических веществ, которые способствуют интенсивному размножению микроорганизмов. В 1 мл такой воды находятся сотни тысяч и миллионы бактерий. Вниз по течению от населенного пункта вода всегда более загрязнена, чем вверх от него.

Впадение чистых притоков во всех случаях снижает содержание бактерий в речной воде. Исследование воды реки, протекающей через большой город, показало, что в 1 мл этой воды выше города содержится около 30 микробов, у начала водопровода - немногим меньше 600, а ниже города - почти 15 тысяч.

Полоса воды ближе к середине рек, особенно крупных, содержит значительно меньше микроорганизмов, чем у берегов, так как при удалении от берега снижается содержание органических веществ в воде, служащих пищей микробам.

В прибрежных зонах водоемов со стоячей водой (прудов, озер) количество микроорганизмов также всегда больше, чем в удаленных от берега местах.

Количество микроорганизмов значительно колеблется по вертикали от поверхности ко дну водоема. Наблюдения показывают, что наибольшее число их приходится на слой воды, расположенный на глубине 5-20 м.

Речной ил гораздо богаче бактериями, чем речная вода. В 1 г сухого речного ила содержится обычно от нескольких сотен миллионов до 2-3 млрд. микробных клеток.

Содержание микробов в 1 г влажного ила озера доходит до 200-400 млн. Наиболее богат ими поверхностный слой ила. Здесь образуется своеобразная пленка из бактерий, играющая существенную роль в превращениях веществ в водоеме. В поверхностной пленке ила много серобактерий и железобактерий. Серобактерии выполняют важную для жизни водоема функцию - они окисляют образующийся в иле сероводород до серной кислоты и препятствуют его диффузии в водоем. Когда во время волнений водоема пленка разрушается и сероводород диффундирует в воду, нередко происходят большие заморы рыбы.

Недостаток кислорода в грунте водоема способствует развитию преимущественно анаэробных бактерий, получающих необходимую для жизнедеятельности энергию путем брожения. Особенно много здесь бактерий, сбраживающих растительные остатки (клетчатку) с образованием метана и водорода. Эти газы обычно выделяются из дна любого водоема, богатого органическими веществами, в частности остатками растений.

В воде обитают преимущественно бесспоровые бактерии (около 97%), а в иле - главным образом спороносные (около 75%), причем чем глубже залегает ил, тем больше в нем спороносных бактерий.

Подземные воды (воды артезианских колодцев, ключевые) содержат значительно меньше микроорганизмов, чем воды открытых водоемов, хотя количество и состав их также колеблются в зависимости от глубины залегания водоносного слоя и характера грунта.

Сравнительно малое содержание микроорганизмов в подземных водах объясняется тем, что последние при своем образовании просачиваются через толстые слои грунта и подвергаются тщательной фильтрации, в результате чего почти все микробы остаются в фильтрующем слое. Хотя в такой воде и сохраняются отдельные клетки, однако из-за недостатка органических веществ они размножаться не могут.

Подземные воды, питающие обычные колодцы, содержат, как правило, значительные количества бактерий, среди которых могут быть и болезнетворные. Объясняется это тем, что водоносные слои, которые подходят к колодцам, находятся обычно неглубоко и в них просачиваются поверхностные загрязнения, содержащие микроорганизмы. Чем выше залегают грунтовые воды, тем обильнее их микрофлора.

В некоторых случаях даже глубокое залегание водоносного слоя не обеспечивает чистоту воды вследствие слабой фильтрующей способности грунта, сквозь который возможно просачивание загрязненных поверхностных вод.

Сравнительно бедны бактериями дождевые воды и снег, особенно там, где в воздухе мало или нет пыли, например, в сельской или высокогорной местностях. В 1 мл таких осадков редко удается обнаружить более 10 бактерий.

Дождь или снег, выпадающие над городом, в воздухе которого находится много пыли, содержит значительно больше бактерий - от нескольких десятков до нескольких сотен в 1 мл.

Водопроводная вода также не лишена бактерий, их содержание в ней зависит от источника водоснабжения. Если водопроводная сеть питается артезианской водой, то количество бактерий в ней, даже без предварительной фильтрации, будет незначительным. Поэтому артезианские воды используют часто без; очистки, после дезинфекции, а иногда даже и без дезинфекции. Если же в водопровод поступает вода из открытого водоема, например из реки, то ее подвергают специальной обработке.

Питьевая вода, как и вода, используемая в пищевой промышленности, должна соответствовать определенным санитарно-гигиеническим нормам.

При санитарной оценке воды учитываются ее физические, химические и бактериологические показатели.

Питьевая вода не должна иметь постороннего вкуса, запаха и несвойственной воде окраски, содержать ядовитые химические вещества, а жесткость ее превышать 18-20°. Жесткость воды обусловливается наличием в ней солей кальция и магния. За один градус жесткости принимается содержание одной части окиси кальция (СаО) в 100 тыс. частях воды (10 мг СаО на 1 л воды). Вода считается мягкой, если она имеет не более 8-10° жесткости; вода с жесткостью свыше 20° считается жесткой, в такой воде плохо развариваются пищевые продукты.

Степень бактериальной загрязненности воды определяется наличием патогенных микробов, общим количеством микроорганизмов и титром кишечной палочки.

В питьевой воде не должно быть патогенных микроорганизмов. Вода, подаваемая в сеть хозяйственно-питьевых водопроводов, может содержать в 1 мл не более 100 бактерий. Кишечная палочка служит показателем фекального (выделениями кишечника) загрязнения воды. Наличие кишечных палочек в воде является признаком того, что в ней могут быть и патогенные микроорганизмы. Поэтому санитарная оценка воды дается еще и на основании так называемого титра кишечной палочки.

Титром кишечной палочки (коли-титром) называется наименьшее количество воды, в котором обнаруживается кишечная палочка (бактерия коли). Коли-титр для водопроводной питьевой воды должен быть не менее 300 мл; чем больше титр, тем выше качество воды. Кишечных палочек в 1 л воды должно быть не более трех (коли-индекс).

Вода колодцев и открытых водоемов признается доброкачественной, если в 1 мл ее содержится не более 1000 бактерий, а коли-титр - не менее 100 мл (коли-индекс не более 10).

Вода открытых водоемов непосредственно для питьевого водоснабжения не используется. Такую воду предварительно подвергают очистке и обеззараживанию.

Микрофлора пресных водоемов

Открытые водоемы имеют значение как 1) источники централизованного водоснабжения; 2) источники индивидуального водопользования прибрежного населения, особенно сельских местностях; 3) места купания; 4) объекты, принимающие большую часть сточных жидкостей хозяйственно-бытового и промышленного характера или загрязняемые человеческими и животными фекалиями индивидуально, с водного транспорта, при стирке белья, а также с поверхностными стоками, особенно обильными в период таяния снегов и при выпадении осадков в осенне-летнее время; 5) постоянные или временные места обитания, имеющих значение в распространение некоторых инфекционных заболеваний (рыбы, водоплавающие птицы, грызуны). Все это определяет цели санитарно-бактериологического анализа воды открытых водоемов. (Санитарная микробиология, 1969)

Вода является естественной средой обитания разнообразных микроорганизмов. В воде рек, открытых водоемов, океанов обнаруживаются представители всех таксономических групп: скотобактерии, фотобактерии, архибактерии, а также простейшие, грибы, водоросли. Совокупность всех микроорганизмов заселяющих водоемы обозначается термином "микробиальный планктон".

Микрофлора природных вод в значительной степени зависит от их происхождения.

Микрофлора и гигиеническая характеристика воды различны в зависимости от ее происхождения и использования. Для хозяйственно-питьевого водоснабжения могут использоваться: межпластовые, грунтовые подземные воды, достаточно хорошо защищены от микробного загрязнения слоем почвы, которая является фильтром, задерживающим микробы из проходящего через него воды. Микрофлора подземных вод малочисленна. А в артезианской скважине на 1 мл воды содержатся единичные бактерии. Более широко для водоснабжения используются открытые поверхностные водоемы: естественные реки. Озера и искусственные водохранилища.

Микрофлора водоемов определяется особенностями данной водной среды, поскольку разные водные микроорганизмы нуждаются в различных условиях существования. С экологической точки зрения всю микрофлору водоемов можно разделить на две группы: автохтонную (или водную) и аллохтонную, попадающую извне, при загрязнении различными источниками.

Автохтонная (аутохтонная) микрофлора - это микроорганизмы живущие и размножающиеся в воде. Микробное население воды, как правило, отображает состав микрофлоры почвы, с которым вода непосредственно соприкасается, и поэтому большинство микробных видов является наиболее распространенными обитателями почв. Микроорганизмы приспосабливающиеся к условиям существования в воде и регулярно обнаруживаются в ней, можно считать специфичной для воды флорой. К ним относятся аэробные кокки: Micrococcus canndicans, Sarcina lutea; бактерииt - Bacterium aqualis communis, Pseudomonas fluorescens, представители рода Proteus и рода Leptospira. (Кочемасова, Ефремова, Рыбакова, 1987) Также постоянно в воде встречаются Micrococcus roseus, Sarcina lutea, Torula roseli. (Санитарная микробиология, 1980г.)

Анаэробных бактерий в чистых незагрязненных водоемах мало. Наиболее часто обнаруживаются Sarcina marcescens, Bacillus cereus, Bacillus mycoides, Chromobacterium violaceum, бактерии рода Clostridium и др.

Количественные соотношения микроорганизмов в воде открытых водоемов варьируют в широких пределах: от нескольких десятков, сотен до миллионов миллилитре, что зависит от вида водоема, степени его загрязнения смены метеорологических условий, сезона и т.д. Следует помнить, что воде водоемов могут содержаться вещества препятствующие размножению микробов и даже оказывающие губительное действие. Например, сероводород и серная кислота, образующиеся в результате жизнедеятельности одних бактерий, неблагоприятно влияют на других микробов. (Кочемасова, Ефремова, Рыбакова, 1987)

Микроорганизмы, поступающие в воду извне, например, со сточными водами, образуют аллохтонную микрофлору. Эти микроорганизмы в водоеме попадают в неблагоприятные условия, которые состоят в отсутствие или недостатке питательных веществ, окислительно-восстановительного потенциала и др. Поэтому микроорганизмы аллохтонной микрофлоры спустя некоторое время после попадания в водоем отмирают. Среди микроорганизмов аллохтонной микрофлоры могут быть и патогенные формы.

Между микроорганизмами автохтонной и аллохтонной группы возникают антагонистические отношения, что ускоряет отмирание несвойственное чистому водоему. Характерным являются создание в водоеме новой автохтонной микрофлоры, если загрязнение определенными соединениями, например нефтью, фенолами, наблюдается постепенно в течение длительного времени. Подобная же смена биоценозов наблюдается при длительном поступлении сточных вод, содержащих тяжелые металлы. (Таубе, Баранова 1983)

Закономерности количественного и качественного содержания микроорганизмов в пресных водоемах от различных факторов

Микрофлора различных водоемов содержит достаточное количество питательных веществ, что является главным фактором, способствующим развитию микроорганизмов. Чем богаче он, органическими веществами, тем большее количество микробов содержится в ней. Воды рек по течению выше городов, всегда беднее, чем в самом городе и ниже его.

Органическое вещество в водоем поступает не только извне с поверхностными водами с водосборной площади, но и образуется в результате процессов фотосинтеза фитопланктона и высшей водной растительности. В тех водоемах, где поступление аллохтонных органических веществ велико, количество распадающегося вещества может быть равно количеству вещества, образующегося за счет фотосинтеза, или даже превосходить его. В сравнительно чистых водах встречаются разнообразные сапрофиты, нетребовательные к питательному субстрату. (Возная Н.Ф. 1979) К ним относятся: Azotobacter, Achromobacter, Flavobacterium, Micrococcus, Proteus, Pseudomonas, Spirillium и др. При загрязнении водоема сточными водами в них обнаруживаются: E.coli, Citrobacter, Enterobacter, C.perfringenes, а также спириллы, вибрионы, лептоспиры др. (Тимаков, Левашев, Борисов, 1983) Если рассматривать морфологию водных микроорганизмов, то 80% всех сапрофитных аэробов - кокки, и соответственно 20% - палочки. (Белетов, Корнелаева, Костринина, 1980г.)

В разложении и минерализации органического вещества участвует ряд специализированных групп микроорганизмов. Для санитарно-гигиенической оценки наибольшее значение имеют сапрофитные микроорганизмы, участвующие в круговороте азота (протеолиты, аммонификаторы, нитрификаторы, денитрификаторы).

Определенная закономерность в распределении бактерий наблюдается в водоемах со стоячей водой (пруды, озера). В прибрежной зоне непосредственно соприкасающейся с почвой, количество микробов всегда больше, чем в удаленных от берега местах. Наибольшее количество микробов приходится на глубину от 5 до 20 м.

Исследования показали, что в глубинных слоях воды не наблюдается прямой зависимости количества бактерий от наличия питательных веществ. Запасы пищи в воде значительно превышают фактически развивающуюся микрофлору.

Наибольшее количество бактерий приходится на период с мая по июль, хотя содержание питательных веществ не является максимальным. Очевидно, это связано с температурными изменениями воды. Количество бактерий в воде резко возрастает в дождливую погоду и уменьшается в солнечную. Ил гораздо богаче бактериями, чем сама вода. Причем наиболее богат бактериями самый поверхностный слой ила, на нем образуется как бы пленка из бактерий, по-видимому, выполняющая весьма существенную функцию в жизни водоема. Особенно большую роль играют нитчатые серобактерии и железобактерии. Серобактерии окисляют сероводород в соли серной кислоты и этим предохраняют рыбу от гибели. Разрушение пленки при сильных волнениях приводит к массовому отравлению рыб.

В воде представлены преимущественно бесспоровые виды бактерий (около 97%), а в иле главным образом спороносные (около 75%). Чем глубже залегает ил, тем больше в нем спороносных бактерий.

Бактериальный состав грунтовых вод зависит от степени загрязненности почв, через которые происходит фильтрация воды, глубины залегания водоносного горизонта. Если слой почвы тонок, и она загрязнена органическими веществами и бактериями, то грунтовая вода при фильтрации остается загрязненной и является опасной в эпидемиологическом отношении.

Межпластовые воды. Находятся в водоносном горизонте, залегающим между двумя водонепроницаемыми пластами. Благодаря защищенности водоносных пластов артезианская вода обычно обладает хорошими органолептическими свойствами и характеризуется почти полным отсутствием бактерий. В межпластовых водах нет растворенного кислорода, но микробиологические процессы существенно влияют на их состав. Серобактерии окисляют сероводород и серу до серной кислоты, железобактерии образуют конкреции железа и марганца, которые частично растворяются в воде; некоторые бактерии способны восстанавливать нитраты с образованием азота и аммиака

Микрофлора почвы

Почва состоит из неорганических веществ и органических соединений, образующихся в результате гибели и разложения живых организмов. Почвенные живые организмы в совокупности составляют почвенный биоценоз. Содержащиеся в почве живые организмы (в том числе микроорганизмы) составляют живую фазу почвы. В нее входят макроорганизмы и микроорганизмы, как животного, так и растительного происхождения. Макроорганизмы живой фазы почвы включают: - макрофауну (грызуны, насекомые, клещи, брюхоногие моллюски, многоножки, пауки и кольчатые черви); - макрофлору (корни растений). Микроорганизмы живой фазы почвы включают: микрофауну (нематоды, простейшие, коловратки); микрофлору (водоросли, грибы, бактерии). Находящиеся в почве микроорганизмы подразделяются на две группы: аутохтонные микроорганизмы (резидентные микроорганизмы, резидентная микрофлора), то есть микробы, которые присущи только конкретному типу почвы; аллохтонные микроорганизмы (транзиторная микрофлора), то есть те микроорганизмы, которые в обычных условиях в почве не встречаются. Микроорганизмы в почве развиваются в водных и коллоидных пленках, покрывающих твердые частицы, и особенно в капиллярной и гравитационной воде, заполняющей поры между минеральными частицами почвы и содержащей растворенные органические и неорганические вещества. В почве обитают: 1. Водоросли (зеленые, сине-зеленые и диатомовые). Они распространены повсеместно, особенно в поверхностных слоях почвы. Наиболее важным экологическим фактором, регулирующим распространение водорослей, является влажность, хотя они способны выдерживать длительные периоды засухи. Морфологическое разнообразие водорослей очень велико, но все они имеют микроскопические размеры, нитевидную форму и состоят из одной клетки. Наиболее многочисленные сине-зеленые и зеленые водоросли. Количество их в 1 г почвы может достигать 100 тыс. 2. Грибы. Из микроскопических грибов в почве обитают, в основном, дрожжевые и дрожжеподобные грибы. 3. Бактерии (актиномицеты, спорообразующие бактерии, спирохеты, микобактерии, псевдомонады, азотфиксирующие и нитрифицирующие бактерии, архебактерии). В окультуренных почвах бактерии превосходят все другие группы микроорганизмов, как по численности, так и по своему разнообразию. В плодородной почве общая биомасса бактерий достигает 500 кг/га и более. Наибольшее значение для плодородия почв имеют азотфиксирующие бактерии, способные усваивать молекулярный азот (Azotobacter, Nitrobacter, Mycobacterium и другие). К типичным почвенным бактериям относятся актиномицеты и спорообразующие палочки родов Bacillus и Clostridium. 4. Простейшие. Во влажных почвах обитают амебы. Почвенные микроорганизмы принимают участие в процессах почвообразования, самоочищения почвы, кругооборота в природе азота, углерода и других элементов. В почве имеются все условия для развития микроорганизмов: достаточное количество органических и минеральных веществ для их питания, подходящие влажность и реакция среды, защита от прямых солнечных лучей. Количественный и видовой состав микроорганизмов в почве обусловлен содержанием в ней органических веществ, влаги, рН, температурой, климатическими условиями, способом обработки и т. д. Наиболее богаты микроорганизмами черноземные, каштановые почвы, сероземы и специально обработанные почвы. Бедны микрофлорой песчаные, горные и лишенные растительности почвы. Наиболее многочисленны микроорганизмы в верхнем 5-15-сантиметровом слое, меньше их на глубине 20-30 см и минимальное количество на глубине 30-40 см. Однако бактерии были найдены в почве даже на глубине 5 м. Численность микроорганизмов в почве увеличивается по направлению с севера на юг, причем весной количество их значительно возрастает, достигая максимума к началу лета, осени; зимой -- резко уменьшается. Загрязнение и самоочищение почвы Почва населенных мест загрязняется твердыми и жидкими отбросами, выделениями людей и животных, остатками растений, хозяйственно-бытовыми и промышленными сточными водами. Вместе с органическими загрязнениями в почву попадает большое количество микроорганизмов. Особенно опасны в эпидемиологическом отношении сточные воды боен, мясокомбинатов, предприятий по переработке кожи, шерсти, которые могут содержать патогенных бактерий. В связи с этим почва может служить фактором передачи возбудителей инфекционных заболеваний. Через почву может происходить обсеменение сапрофитными и болезнетворными микробами сырья, пищевых продуктов, кормов. Поэтому отбросы, поступающие в почву, должны подвергаться очистке и обезвреживанию. Длительность выживаемости в почве патогенных бактерий зависит от биологических свойств и условий среды обитания. Наиболее длительно живут спорообразующие микробы - возбудители столбняка, ботулизма; споры бацилл сибирской язвы могут сохраняться на протяжении десятилетий. При благоприятных условиях микроорганизмы в почве не только выживают, но и долго (недели, месяцы и даже годы) сохраняют вирулентные свойства. Классификация почвенных патогенных микроорганизмов: - патогенные микроорганизмы, постоянно обитающие в почве (например, возбудитель ботулизма). Бактерии попадают в почву с испражнениями человека и животных, их споры сохраняются в ней неопределенно долго. - патогенные спорообразующие микроорганизмы, для которых почва является вторичным резервуаром (например, возбудитель сибирской язвы). Бактерии попадают в почву с фекалиями и прочими выделениями больных животных, а также с трупами погибших животных. - патогенные микроорганизмы, попадающие в почву с выделениями человека и животных и сохраняющиеся в течение нескольких недель или месяцев. В эту группу входят различные не образующие споры микроорганизмы. Основные факторы, приводящие к быстрой гибели микроорганизмов, - неспособность к спорообразованию и антагонистические свойства микрофлоры почвы (конкуренция за источники энергии и питания). Продолжительность выживания патогенных микроорганизмов в почве зависит от биологии возбудителя, содержания влаги и соответствующих питательных веществ, рН, температуры, наличия микробов-антагонистов, бактериофагов. Во влажных почвах их выживаемость в 2-4 раза длительнее, чем в сухих. Неспорообразующие микроорганизмы погибают быстрее, чем спорообразующие. Патогенные неспорообразующие микробы выживают в почве незначительное время: возбудители дизентерии - от 10 дней до 9 месяцев; холерные вибрионы - от 10 дней до 4 месяцев; бактерии брюшного тифа - от 14 дней до 10 месяцев; бактерии туляремии - от 10 дней до 2,5 месяцев; микобактерии туберкулеза - от 3 до 7 месяцев и более; бруцеллы - от 2 до 3 месяцев. Выживаемости в почве неспорообразующих микробов способствует попадание вместе с возбудителем достаточного количества питательных веществ (кал, мокрота, гной и т. д.), наличие благоприятных физико-химических условий среды, отсутствие микробов-антагонистов. Наиболее опасной является почва, загрязненная фекалиями больных кишечными инфекциями. Возбудители дизентерии, холеры, брюшного тифа, сальмонеллезов, энтеровирусных заболеваний попадают в организм человека с загрязненными землей овощами, фруктами и другими пищевыми продуктами. Установлена прямая зависимость между уровнем заболеваемости населения кишечными инфекциями и неудовлетворительным санитарным состоянием почвы. Описан ряд водных вспышек кишечных инфекций, причиной которых были загрязненная почва и стоки нечистот. В почве обитает много плесневых грибов. Некоторые из них, например грибы из рода Fusarium, попадая на злаковые и другие растения, в процессе своего развития, вырабатывают токсические вещества. При употреблении хлеба, выпеченного из зерна позднего обмолота и пораженного грибом Fusarium sporotrichiella, у человека возникает токсикоз, известный под названием отравления “пьяным хлебом”. Грибы из рода Aspergillus (Asp. flavus, Asp. fumigatus), паразитирующие на земляных орехах, зерновых культурах и кормах, могут также образовывать токсическое вещество - афлатоксин. При употреблении в пищу продуктов заражённых афлатоксинов возникает тяжелое отравление, которое характеризуется некротическим поражением печени, почек, геморрагическим воспалением пищеварительноготракта.

Электронный интернет-источник

1. http://5fan.ru/wievjob.php?id=15433

2. http://biofile.ru/bio/17377.html

3. http://microbiology.ucoz.org/index/mikroflora_pochvy/0-42

Размещено на Allbest.ru