Бактериальное загрязнение воды: источники, показатели и меры борьбы
Природная вода нестерильна. Гидросфера населена разнообразными микроорганизмами, количество которых зависит от характера водоисточника, его температурного режима, содержания питательных элементов, насыщенности кислородом.
В прозрачной на первый взгляд воде могут находиться патогенные микроорганизмы, способные при попадании в организм человека вызвать тяжелые заболевания и даже эпидемии.
В данной статье мы рассмотрим, какие воды наиболее часто подвергаются бактериальному загрязнению, какие бактериологические показатели учитываются при оценке уровня загрязнения и как его избежать.
Что такое бактериальное загрязнение и какие воды ему подвергаются?
Водоисточники заражаются патогенами, если в реку или озеро сбросили неочищенные сточные воды, заражённые болезнетворной микрофлорой, или когда грязная вода просочилась в подземную скважину вместе с грунтовыми водами. В загрязненных водоемах бурно развиваются бактерии, вирусы, простейшие, многие из которых являются болезнетворными для людей, животных и растений. Такое загрязнение воды называется бактериальным.Бактериологическое загрязнение имеет ряд характерных особенностей, позволяющих чётко отличать его от химического или физического загрязнения:
· загрязнители имеют дискретный характер;
· патогены не имеют средней концентрации в воде;
· патогены группируются, а затем в виде сгустков оседают на твердых частицах.
Риск заражения зависит от ряда фактов:
· биологической опасности микроорганизма;
· иммунитета человека, употребившего грязную воду;
· от пола и возраста;
· от веса человека.
Патогенная флора размножается в организме хозяина. Опасные микроорганизмы не накапливаются в организме (как, к примеру, тяжелые металлы).
Бактерии в воде, вызывающие заболевания:
Тип бактерий Болезни
· Легионелла Legionella Легионеллез
· («болезнь легионеров»)
· Холерный вибрион Vibrio cholerae Холера
· Сальмонелла Salmonella bongori и Salmonella enterica Сальмонелёз
· Salmonella typhi Брюшной тиф
· Кампилобактерии Campylobacteriosis Кампилобактерный энтерит
· Шигелла Shigella Дизентерия
· Токсигенные штаммы (продуцирующие веротоксин) кишечной палочки Escherichia coli Тяжелая диарея, разрушение эритроцитов, почечная недостаточность
Грунтовые воды залегают близко к поверхности почвы, поэтому именно они являются наиболее подверженными бактериологическому загрязнению. Такие воды не имеют водонепроницаемой защиты, поэтому поверхностные грязные стоки достигают грунтовых вод за короткое время и загрязняют их.
Источники бактериологического заражения
Источниками бактериологического загрязнения гидросферы являются плохо очищенные или совсем неочищенные коммунально-бытовые сточные воды.
Также опасны стоки:
· мясокомбинатов;
· боен;
· кожевенных производств;
· древообрабатывающих комбинатов;
· молокозаводов;
· сахарных заводов;
· сыроварен.
Канализационная городская вода в 1 мл содержит миллиарды микробных клеток. Обитатели хозяйственно-бытовых стоков представлены в основном сапрофитами, живущими в кишечнике человека, а также флорой, смываемой с человеческого тела и предметов быта.
Один человек за сутки выделяет с фекалиями несколько триллионов представителей микромира, среди которых:
· бактерии, относящиеся к группе кишечной палочки;
· лактобактерии;
· грибы;
· энтерококки;
· некоторые простейшие;
· споровые палочки, живущие в аэробной и анаэробной средах.
От больных людей или бактерионосителей в канализацию уходят возбудители кишечных инфекционных заболеваний:
· сальмонелла;
· палочка брюшного тифа;
· холерный вибрион;
· эшерихии;
· дизентерийная палочка;
· листерии;
· палочки Коха (туберкулезные палочки);
· возбудители туляремии;
· вирусы полиомиелита;
· рожистая палочка.
Стоки с ферм могут загрязнить природные водоемы возбудителями ящура и сибирской язвы.
Бактериологическое загрязнение природных вод происходит из-за сбросов, которые подразделяются на:
· неточечные сбросы;
· точечные.
Грязная вода стекает с пастбищ скота, мест выгула домашней птицы, с необустроенных площадок складирования навоза, образуя неточечные стоки.
Также в реки доставляются патогенные микроорганизмы через трубы промышленных предприятий и ливневых канализаций города. Неисправные локальные септики также вносят немалую долю патогенов в ближайшие водоемы.
Бактериологическое загрязнение пресных водоёмов происходит из-за помёта водоплавающих птиц. В прибрежных морских водах обнаруживаются возбудители токсоплазмоза, лямблиоза, зоонозные паразиты. В осадке морской воды выживают фекальные колиформные бактерии, такие как кишечная палочка.
Показатели
Бактериологические показатели загрязнения – это организмы, указывающие на загрязнение воды фекалиями человека/животных. О безопасности воды для здоровья человека делают вывод по результатам санитарной проверки.
Исследование пробы на эпидемиологическую безопасность включает:
определение общего количества микроорганизмов в воде (определение микробного числа);
определение коли-титра и коли-индекса, а именно, количества бактерий, относящихся к группе кишечной палочки.
Микробиологические показатели воды питьевого водоснабжения нормированы СанПиН 1.2.3685-21.
О том, что водный источник представляет бактериологическую опасность, свидетельствуют обнаруженные в пробе воды:
· кишечная палочка и группа кишечных палочек в целом;
· фекальные стрептококки (Str. Faecalis);
· клостридии Clostridium perfringens.
Основным индикатором бактериального загрязнения воды считается присутствие кишечной палочки.
Кишечная палочка
Группа кишечной палочки включает как фекальные, так и нефекальные организмы. Типичным примером фекальных бактерий является Esch. coli. Klebsiella sp представляет нефекальные группы.
Предполагается, что все формы кишечной палочки имеют фекальное происхождение, если только не может быть доказано нефекальное происхождение.
Почему кишечные палочки выбраны в качестве индикаторов фекального загрязнения:
· Кишечные палочки – комменсалы (существуют в организме человека, не причиняя ему вреда, но и не принося пользы). Esch. coli в большом количестве присутствует в кишечнике человека — около 200-400 миллиардов этих организмов выделяются человеком в день, и их присутствие в воде является признаком фекального загрязнения.
· Легко обнаружить. Даже одну бактерию Esch. coli и другие формы кишечной палочки быстро определяют в 100 мл воды.
· Выживаемость. Esch. coli способна выживать в течение нескольких дней или недель, в то время как патогенные микроорганизмы, как правило, вымирают быстрее.
· Устойчивость. Кишечная палочка более устойчива к процессу очистки (например, хлорированию), чем патогенные микроорганизмы. Таким образом, когда в пробе воды присутствуют кишечные палочки, предполагается вероятное присутствие кишечного патогена в водопроводе.
Фекальный стрептококк
Streptococcus faecalis регулярно обнаруживаются в фекалиях, хотя их количество намного меньше, чем кишечных палочек.
В сомнительных случаях их присутствие в воде не рассматривается как подтверждающее свидетельство недавнего фекального загрязнения воды.
Клостридии
Clostridium perfringens также регулярно встречаются в фекалиях. Несмотря на то, что клостридии выводятся из организма в гораздо меньшем количестве, чем Esch. coli, наличие спор Clostridium указывает на фекальное загрязнение воды.
При оценке фекального загрязнения источников водоснабжения необходимо учитывать безвредную бактериологическую флору в воде, поскольку природная вода почти всегда содержит такие организмы.
Правда ли, что грунтовые воды свободны от бактерий?
Исследования в разных странах показали, что микробные патогены, такие как сальмонелла, кишечная палочка, фекальный стрептококк и энтеровирусы, относительно стабильны в подземных водах.
Выяснено, что бактерии в «подземке» могут выживать до 400 дней в зависимости от температуры почвы. Поэтому так важно оберегать грунтовые воды от загрязнений, чтобы не допустить в глубокие подземные источники болезнетворную флору.
Из подземных вод в водопровод могут попасть устойчивые к хлору простейшие Cryptosporidium, вызывающие холероподобные заболевания у человека.
Патогены проникают в грунтовые воды с поверхности, особенно в районах с неглубокими водоносными горизонтами.
В этом случае высок риск просачивания в подземные потоки загрязнённых поверхностных вод или же вод из туалетов-септиков, а затем распространение бактериального загрязнения на большие расстояния под землёй.
Усугубляет ситуацию выпадение осадков. С дождём увеличивается объем загрязнённых грунтовых вод, в том числе обсеменённых бактериями. Следовательно, возрастает степень загрязнения подземной воды.
Вирусы, которые намного меньше бактерий и простейших, потенциально могут проникать в грунтовые воды через пористые почвенные матрицы.
На выживание вирусов, транспорт и сорбцию в пористых средах влияют:
· химический состав раствора;
· свойства вируса;
· свойства почвы;
· температура;
· связь с твердыми частицами.
Таким образом, грунтовые воды нельзя назвать абсолютно свободными от микробов.
