Микробиологический анализ воды кишечная палочка

Обновлено: 18.04.2024

В таблице 1 представлены микробиологические показатели действующего норматива СанПиН 2.1.4.1074-01 для питьевой воды:

Таблица 1. Микробиологические нормативы для питьевой воды

Показатель	Норматив СанПиН 2.1.4.1074-01
Общая микробная численность	Не более 50 КОЕ в 1 мл
Общие колиформные бактерии	Отсутствие в 100 мл
Термотолерантные колиформные бактерии	Отсутствие в 100 мл
Колифаги	Отсутствие в 100 мл
Споры сульфитредуцирующих бактерий	Отсутствие в 20 мл

Стандартный микробиологический анализ

Стандартный микробиологический анализ питьевой воды в МГУ включает определение трех показателей: общего микробного числа, количества общих колиформных и термотолерантных колиформных бактерий.

Расширенный микробиологический анализ

Расширенный микробиологический анализ воды включает анализ пяти показателей: общего микробного числа, количества общих колиформных бактерий, количества термотолерантных колиформных бактерий, титр колифагов и содержание спор сульфитредуцирующих бактерий.

Микробиологический анализ поверхностных водоёмов (пруды, реки, бассейны)

Часто на наших участках или поблизости имеются водоемы, где мы и наши дети с удовольствием любим провести время. Конечно, вода в данных водоемах не является питьевой, но ее безопасность для человека также, как и питьевая, регламентируется. В таблице 2 представлены микробиологические показатели действующего норматива по гигиеническим требованиям к охране поверхностных вод (СанПиН 2.1.5.980-00)

Таблица 2. Микробиологические нормативы для рекреационного водопользования, а также в черте населенных мест

Показатель	Норматив СанПиН 2.1.5.980-00
Общие колиформные бактерии	Не более 500 КОЕ в 100 мл
Термотолерантные колиформные бактерии	Не более 100 КОЕ в 100 мл
Колифаги	Не более 100 БОЕ в 100 мл
Возбудители кишечных инфекций (анализ бактерий из сем. Enterobacteriaceae рода Salmonella)	Вода не должна содержать возбудителей кишечных инфекций (полное отсутствие в 1000 мл)

Стандартный микробиологический анализ (поверхностные водоёмы)

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

Расширенный микробиологический анализ (поверхностные водоёмы):

Помимо двух основных показателей мы предлагаем провести дополнительный анализ на содержание: колифагов, условно-патогенных дрожжей и микромицетов (частых спутников опортунистических заболеваний) и индекса самоочищения водоёма.

Определение бактерий рода Salmonella и рода Enterococcus

При значительном превышении нормативов СанПиН 2.1.5.980-00, а также возможном фекальном загрязнении водоёма, мы предлагаем провести анализ на наличие возбудителей кишечных инфекций (род Salmonella и Enterococcus).

Глоссарий

Общая микробная численность (ОМЧ)

Метод определяет в питьевой воде общее число мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов (ОМЧ), способных образовывать колонии на питательном агаре при температуре 37 °С в течение 24 часов, видимые с увеличением в 2 раза. Данный индикатор выявляет потенциальных бактерий, способных причинить вред здоровью человека.

Общие колиформные бактерии (ОКБ)

Общие колиформные бактерии (ОКБ) – грамотрицательные, оксидазоотрицательные, не образующие спор палочки, способные расти на дифференциальных лактозных средах, ферментирующие лактозу до кислоты, альдегида и газа при температуре (37+1) °С в течение (24-48) часов. Многие представители данной группы являются микроорганизмами нормальной микрофлоры желудка, поэтому превышение данной группы микроорганизмов может говорить о возможно антропогенном (в том числе и фекальном) загрязнении воды.

Термотолерантные колиформные бактерии (ТКБ)

Термотолерантные колиформные бактерии (ТКБ) входят в число общих колиформных бактерий, обладают всеми их признаками и, кроме того, способны ферментировать лактозу до кислоты, альдегида и газа при температуре (44±0,5) °С в течение 24 часов. Также, как и ОКБ являются индикаторной группой, однако более устойчивые в окружающей среде: вот почему обнаружение данной группы микроорганизмов в воде может говорить об однозначном загрязнении ее продуктами жизнедеятельности человека.

Колифаги

Споры сульфитредуцирующие клостридии

Сульфитредуцирующие клостридии – спорообразующие анаэробные палочковидные микроорганизмы, являющиеся дополнительным микробиологическим показателем фекального загрязнения водоема. В отличие от относительно неустойчивых колиформных и термотолерантных колиформных бактерий, споры клостридий могут сохраняться в водоемах долгое время. Клостридии встречаются в кишечнике человека и домашних животных, однако, при попадании с водой в большом количестве могут вызвать пищевые отравления. К сульфитредуцирующим клостридиям относятся в том числе и опасные для человека клостридии (Clostridiumbotulinum, Clostridium perfringens, Clostridium tetani), вызывающие тяжелейшие заболевания. Согласно действующему нормативу (СанПиН 2.1.4.1074-01) споры клостридий должны отсутствовать в 20 мл воды.

Условно-патогенные дрожжи и микромицеты

К условно-патогенным дрожжам и микромицетам (плесени) относят большую неоднородную группу грибных организмов, способных сапротрофно расти при 37 °С. В нее входят такие представители, как Candida albicans и Cryptococcus neoformans, которые являются частым фактором оппортунистических заболеваний человека, вызывая кандидозы (грибковые заболевания кожи), молочницы и проч. Другие организмы микромицеты (Cladosporium cladosporioides, Aspergillusniger) могут являться активными сенсебилизаторами аллергических реакций, а иногда и самими аллергенами. В РФ не нормируется вода по плесеням и дрожжевым организмам в воде.

Определение индекса самоочищения (из МУК 4.2.1884-04)

Общее число микроорганизмов не нормируется в воде водоемов в зонах рекреаций, поскольку уровень этой группы микроорганизмов в большей мере зависит от природных особенностей каждого объекта, времени года и т.п.

Однако при выборе нового источника водоснабжения или места рекреации в воде водоёмов дополнительно следует определять общую микробную численность, вырастающую:

при температуре 37 °С в течение 24 часов;
при температуре 22 °С в течение 72 часов.

ОМЧ при 37 °С представлена большей частью алохтонной микрофлорой (внесенную в водоем в результате антропогенного загрязнения, в том числе фекального);
ОМЧ при 20-22 °С представлена, помимо алохтонной, аборигенной микрофлорой (естественной, свойственной для данного водоёма).

Соотношение численности этих групп микроорганизмов позволяет судить об интенсивности процесса самоочищения. При завершении процесса самоочищения коэффициент ОМЧ 22 °С/ ОМЧ 37 °С. В местах загрязнения хозяйственно-бытовыми сточными водами численные значения обеих групп близки.

Показатель позволяет получить дополнительную информацию о санитарном состоянии водоемов, источниках загрязнения, процессах самоочищения.

Вода является неотъемлемой составляющей всех живых систем. В среднем, человек потребляет 2,5 литра воды в день. Наряду с полезным кальцием, магнием и калием вода несет в себе и вредные для здоровья человека элементы, такие как нитраты, нитриты, кадмий и тому подобное. Характеристики употребляемой нами жидкости определяют качество и продолжительность жизни. Согласно докладу Всемирной организации здравоохранения (WHO, 2007), около 1,1 миллиарда человек не имеют доступа к безопасным источникам водоснабжения, а около 2 миллиона человек ежегодно умирают от заболеваний, передающихся через питьевую воду. Тошнота и диарея – не самое опасное, что вызывают микроорганизмы. Бактерии и вирусы в прямом смысле могут отравлять нашу жизнь, вызывая болезни с летальным исходом (например, Clostridium botulinum – возбудитель ботулизма) или опосредовано приводя к смертельным случаям (Helicobacter pylori – возможная причина рака ЖКТ). В Российской Федерации состояние воды регламентируются несколькими нормативами в зависимости от предназначения (смотреть таблицу).

Требования к микробиологическим показателям качества воды в Российской Федерации в зависимости от хозяйственной деятельности человека

Показатель	Природная вода 1	Вода бассейнов 2	Нецентр. водоснаб. 3	Центр. водоснаб. 4	Бутилированная вода 5
Общая микробная численность (ОМЧ), КОЕ / 1 мл	–	–	не более 100	не более 50	не более 20
Общие колиформные бактерии (ОКБ), КОЕ / 100 мл	не более 1000 (питьевая вода) не более 500 (рекреационное назначение)	не более 1	отсутствие в 100 мл	отсутствие в 100 мл	отсутствие в 300 мл
Термо-толерантные колиформные бактерии (ТКБ), КОЕ / 100 мл	не более 100	отсутствие в 100 мл	отсутствие в 100 мл	отсутствие в 100 мл	отсутствие в 300 мл
Колифаги, БОЕ / 100 мл	не более 10	отсутствие в 100 мл	отсутствие в 100 мл	отсутствие в 100 мл	отсутствие в 1000 мл
Споры сульфит-редукторов	–	–	–	отсутствие в 20 мл	отсутствие в 20 мл
Возбудители кишечных инфекций	отсутствие в 1000 мл	отсутствие в 1000 мл	отсутствие в 1000 мл	отсутствие в 1000 мл	отсутствие в 1000 мл
Синегнойная палочка (Pseudomonas aeruginosa)	–	отсутствие в 100 мл	–	–	отсутствие в 1000 мл
Золотистый стафилококк (Staphylococcus aureus)	–	отсутствие в 100 мл	–	–	–

Оценка качества по микробиологическим показателям сводится к определению в объекте доли микроорганизмов, связанных с человеком и его продуктами жизнедеятельности.

Прежде всего, определим единицы измерения количества микробов. КОЕ/мл (колониеобразующие единицы) – количество жизнеспособных микробных клеток в миллилитре. Если производится оценка вирусных частиц в среде, то указывается БОЕ/мл (бляшкообразующие единицы) – количество вирусных частиц в миллилитре.

Общие показатели

Общая микробная численность бактерий (ОМЧ) базовый показатель

Выявляет бактерии, потенциально способные причинить вред здоровью. Этот показатель достаточно информативен, так как высокая ОМЧ является индикатором загрязнения органическими соединениями (например, содержащихся в фекалиях) и различными формами азота. С другой стороны, в ОМЧ входят как опасные бактерии (например, высокопатогенный штамм кишечной палочки Escherіchіa colі), так и практически безвредные и повсеместно встречаемые сенные палочки (Bacillus subtillis).

Общие колиформные бактерии (ОКБ) колодцы, скважины, родники

Группу ОКБ формируют бактерии семейства Enterobacteriacea (Citrobacter, Enterobacter, Klebsiella). Многие представители этой группы относятся к нормальной микрофлоре желудка, поэтому превышение ОКБ может говорить о возможном фекальном загрязнении, связанном с деятельностью человека. Однако в данной группе могут встречаться и свободноживущие микробы, которые не представляют опасности для здоровья.

Термотолерантные колиформные бактерии (ТКБ) колодцы, скважины, родники

ТКБ – более достоверный индикатор загрязнения продуктами жизнедеятельности. Этот показатель свидетельствует о свежем фекальном загрязнении. В большинстве случаев в этой группе обнаруживается кишечная палочка Escherіchіa colі.

Колифаги колодцы, открытые источники

Колифаги являются вирусами палочки Escherichia coli и рассматриваются эпидемиологами как более чувствительный метод определения загрязнения жидкости микроорганизмами группы кишечной палочки. Вирусные частицы более устойчивы к окружающей среде, чем бактерии, в которых они обитают, поэтому этот показатель качества служит достоверной меткой давнего фекального загрязнения. Содержание колифагов свидетельствует о наличии опасных для человека энтеровирусов в воде.

Рекомендуется проводить исследование этой характеристики в случае, если ранее источник не был проверен, а также для оценки эффективности методов дезинфекции источников и систем подачи-распределения воды.

Споры сульфитредукторов бытовые нужды

Спорообразующие клостридии (Clostridium botulinum, Clostridium perfringens, Clostridium tetani) являются дополнительным микробиологическим показателем фекального загрязнения. Клостридии встречаются в кишечнике, однако при попадании в организм в большом количестве могут вызывать пищевые отравления и смертельные заболевания, в том числе, ботулизм. В отличие от относительно неустойчивых ОКБ и ТКБ, споры клостридий могут сохраняться долгое время, поэтому этот микробиологический показатель, как и колифаги, свидетельствует о наличии давнего загрязнения. Относительно высокая устойчивость позволяет использовать споры в качестве индикатора эффективности проведения водоподготовки (хлорирования, озонирования и т.п.).

Определение этого микробиологического показателя качества воды рекомендуется проводить при наличии посторонних запахов и образовании чёрного налёта на трубах, а также для оценки эффективности методов дезинфекции источников и систем подачи-распределения жидкости.

Синегнойная палочка бассейны, колодцы, родники

Pseudomonas aeruginosa – распространённый организм, который встречается практически во всех средах, в т. ч. входит в состав микрофлоры кожи. Однако при снижении иммунитета человека и высоком содержании в воде синегнойная палочка может вызывать серьёзные заболевания, поражая лёгкие и почки и приводя к сепсису. Присутствие Pseudomonas aeruginosa в бассейне или ванне является основанием для полной замены содержимого резервуара. Особенность синегнойной палочки – её чрезвычайная устойчивость к нагреванию, дезинфицирующим средствам и антибиотикам.

Золотистый стафилококк бассейны, колодцы, кулеры, родники

Staphylococcus aureus – тесно связанная с человеком бактерия, которая в основном образует колонии на коже, половых органах, респираторном и желудочно-кишечном трактах. Как и синегнойная палочка, золотистый стафилококк встречается у здоровых людей, однако может вызвать развитие болезни при ослаблении иммунитета.

Возбудители кишечных инфекций специфические показатели

В действующих нормативных документах не прописаны конкретные возбудители кишечных инфекций. В эту группу входят микроорганизмы, заражение которыми происходит через жидкие среды (Escherichia, Shigella, Vibrio, Salmonella). Процесс определения этого параметра трудоёмок и требует специальной квалификации микробиолога.

Микробиологические показатели качества воды, не регулируемые СанПиН

Развитие и удешевление технологий и новых методов приводит, с одной стороны, к расширению контролируемых параметров, с другой, к выбору более конкретных микроорганизмов-показателей. Например, руководство ВОЗ рекомендует использовать в качестве индикатора фекального загрязнения наличие кишечной палочки (Escherіchіa colі), а не ОКБ и ТКБ. В странах ЕС помимо палочки определяют наличие энтерококков – специфичной группы микроорганизмов обитателей кишечника человека. Ниже приведены группы микроорганизмов, которые имеют индикаторное значение при оценке микробиологического качества воды.

Энтерококки колодцы, скважины, родники

Enterococcus spp. – широкая группа микроорганизмов, проживающая в кишечнике человека. Наряду с золотистым стафилококком энтерококки являются причиной внутрибольничных инфекций, вызывают у человека (менингит, эндокардит). Ввиду более высокой устойчивости этих микроорганизмов к засолению и температуре, по сравнению с ТКБ, энтерококки – более надежный индикатор фекального загрязнения морей и солёных озёр. Согласно нормативу ЕС, эта группа не должна обнаруживаться в 250 мл. Согласно законодательству США, при превышении содержания Enterococcus spp. 35 КОЕ / 100 мл вводится запрет на купание людей.

Условно-патогенные дрожжи и микромицеты колодцы, родники, поверхностные воды

К условно-патогенным дрожжам и микромицетам (плесени) относят большую неоднородную группу грибных организмов. В неё входят Candida albicans и Cryptococcus neoformans, которые вызывают оппортунистические заболевания, в т. ч. грибковые заболевания кожи и молочницу. Другие организмы-микромицеты (Cladosporium cladosporioides, Aspergillus niger) усиливают аллергические реакции, а иногда вызывают их. Особенно опасны плесневые грибы (Penicillium spp., Aspergillus spp., Fusariam spp., Alternaria spp. and Claviceps spp), образующие канцерогенные микотоксины (патулин, афлотоксин). Исследователи из Европейского союза пришли к выводу, что водопроводная вода не является распространителем микотоксинов, однако в стоячих источниках (например, накопительных резервуарах) могут создаться условия для благоприятного развития грибов. В некоторых странах ЕС содержание грибов строго регламентируется, например, в Швеции в питьевой воде их не может быть более 100 КОЕ / 100 мл.

Сине-зелёные водоросли (цианобактерии) бытовые нужды, воды для купания, кормление животных

Микроорганизмы, содержащие зелёный пигмент хлорофилл – обитатели богатых питательными элементами стоячих водоемов. Сами микроорганизмы не заражают человека, но синтезируют и выделяют в среду цианотоксины, вызывающие поражение внутренних органов млекопитающих: гепатотоксины (Microcystis, Anabaena, Oscillatoria, Nodularia, Nostoc, Cylindrospermopsis и Umezakia), нейротоксины (Aphanizomenon и Oscilatoria), почечные токсины (Cylindroapermopsis raciborski).

Таким образом, микробиологические показатели качества воды отражают несколько важных показателей:

Что же такое микроорганизмы?

Микробы или микроорганизмы — это собирательный термин, который включает в себя совершенно различные группы организмов размером менее 0.1 мм (рис. 1).

Рисунок 1 — Представители микрофлоры воды

Указанные группы могут попадать в питьевую воду и тем или иным образом ухудшать её качество. В воде также могут находиться яйца гельминтов, и, хотя по размеру эти жизненные формы можно отнести к микроорганизмам, научное сообщество не включает их в данное понятие.

Устойчивость микрофлоры в окружающей среде

Таблица 1 — Границы устойчивости микроорганизмов и человека к некоторым факторам окружающей среды в сравнении с человеком

Температура, o С	Соленость воды, г/л	Давление, Па	Доза излучения, Гр
Микро-организмы	От —10 (Psychrobacter spp.) до 122 o С (Methanopyrus kandleri)	0-200	от 10 -5 (Deinococcus radiodurans) до 5∙10 5 (Halomonas salaria)	10 000
Человек	15—45 o С	0.05—1	от 0.3∙10 5 до 2∙10 5	5

Питьевая вода

Питьевая вода — это безопасная для человека вода, которую можно потреблять в неограниченных количествах. В Российской Федерации качество питьевой воды регулируется СанПиН 2.1.4.1074-01 (центральное водоснабжение) и СанПиН 2.1.4.1116-02 (фасованная вода).В этих нормативных документах подробно описаны требования к микробиологическим показателям качества воды, однако ввиду того, что человек употребляет воду из различных источников, не прошедших водоподготовку (в том числе обеззараживание), например, колодцев, ручьёв и родников, опишем представителей микрофлоры, с которыми мы сталкиваемся.

Патогенные микроорганизмы (опасная микрофлора воды)

Начнём с того, чего ни в коем случае не должно быть в питьевой воде, но, к сожалению, регулярно там обнаруживается. Патогенные микроорганизмы могут вызвать серьёзные, вплоть до летальных случаев, заболевания человека. Носителями могут быть как животные, так и человек, вода же является лишь средой, с которой возбудитель попадает в организм. В табл. 2 представлены микроорганизмы, заражение которыми возможно через питьевую воду.

Таблица 2 — Патогенные микроорганизмы, заражение которыми может произойти через водный источник

Микроорганизм-возбудитель	Представитель микрофлоры	Болезнь, вызываемая возбудителем
Salmonella typhi	бактерия	брюшной тиф
Vibrio cholerae	бактерия	холера
Escherichia coli	бактерия	колиэнтериты
Leptospira spp.	бактерия	лептоспироз
Burkholderia pseudomallei	бактерия	мелиоидоз
Vibrio spp. (Vibrio parahaemolyticus)	бактерия	заболевания, вызванные парагемолитическими вибрионами (НАГ-вибрионы)
Legionella pneumophila	бактерия	легионеллез
Clostridium spp. (Clostridium botulinum)	бактерия	клостридиозы (ботулизм)
Salmonella spp.	бактерия	сальмонеллезы, паратифы А и Б
Shigella dysenteriae	бактерия	дизентерия
Shigella spp.	бактерия	шигеллез
Francisella tularensis	бактерия	туляремия
Hepatitis А	вирус	болезнь Боткина
Enterovirus C	вирус	полиомиелит
Enterovirus А, В	вирус	болезнь, вызванная вирусом Коксаки
Entamoeba histolytica	протист	амебная дизентерия
Naegleria fowleri	протист	первичный амёбный менингоэнцефалит
Acanthamoeba, Balamuthia mandrillaris	протист	энцефалит гранулематозный амёбный
Giardia intestinali	протист	лямблиоз
Cryptosporidium spp.	протист	криптоспоридоз

Жирным выделены микроорганизмы, для которых естественным местом обитания являются абиотические (неживые) объекты окружающей среды.

Перечисленные микроорганизмы могут обнаружиться в природных водах: в поверхностных водах, в колодцах, реже — в родниках, практически никогда — в воде скважин. Патогенная микрофлора не обнаруживается в воде централизованного водоснабжения и бутилированной воде при соблюдении технических норм и правил.

По наблюдению эпидемиологов патогенные микроорганизмы обнаруживаются в стоках больниц, а также в местах массового распространения заболеваний, возбудителями которых являются эти микроорганизмы. Патогенные агенты попадают в источники питьевой воды вместе с почвенным стоком по сети почвенных трещин и капилляров.

Сопорозные микроорганизмы (микроорганизмы, способные накапливаться в воде)

Среди патогенной микрофлоры выделяют особую группу организмов, которые могут не только сохраняться в природных источниках, но и активно размножаться там — сапронозы или сапронозные инфекции. Для них окружающая среда, и, в частности, вода, является естественным источником обитания. Среди бактерий это НАГ-вибрионы, лигионеллы, буркхальдерии и клостридии, среди протистов — Неглерия Фоулера и представители Acanthamoeba, Balamuthia mandrillaris. Но даже от них можно уберечься, выполняя минимальные меры предосторожности. Так отмечено, что в летнее время в стоячей воде, богатой органическим веществом, например, болотах, могут накапливаться клостридии. Опасны они тем, что многие виды выделяют в среду сильнейшие природные токсины, такие как ботулотоксин и тетанотоксин.

Важно: учёные фиксировали массовый падёж птиц в Канаде и США, отравившихся ботулотоксином при употреблении природной воды. Ни в коем случае не пейте воду из стоячего водоема (болото, озеро, пруд), особенно в странах с жарким климатом. Даже если Вы проведёте фильтрацию этой воды, ботулотоксин не исчезнет. Кипячения около 30 мин достаточно, чтобы токсин разрушился, но риск все равно будет высоким.

Многие вибрионы, например, Vibrio parahaemolyticus, встречаются в прибрежных зонах, и их появление имеет сезонный характер. Полагается, что носителями этого микроорганизма являются морские обитатели, а заражение человека происходит через заглатываемую воду или вместе с едой, пораженной вибрионами. Таким образом, в жаркий летний период следует избегать попадания воды в рот и не питаться необработанной термически морокой едой (рыба и моллюски).

Наибольший интерес среди сапронозных возбудителей инфекций вызывают легионеллы. Эти микроорганизмы не всегда заражают человека (в основном поражаются дети, старики, заядлые курильщики и люди с пониженным иммунитетом), однако широкое распространение легионелл и высокая смертность от легионеллеза (до 20 % случаев) вызывает опасения у исследователей-эпидемиологов. В природе эти бактерии паразитируют внутри простейших, а попадая в организм человека в виде вдыхаемого аэрозоля воды, легионеллы принимают иммунные клетки наших лёгких за те самые простейшие, в которых они обычно паразитируют, и происходит инфицирование человека. Есть несколько задокументированных случаев, когда заражение происходило через проглатывание воды. Излюбленным местом обитания легионелл являются замкнутые водопроводные системы с подогревом, кондиционеры, спа, джакузи, общественные душевые, градирни. Оптимальная температура для роста и размножения — 32–42 o С. Особенностью этого микроорганизма таже является усточивость к относительно высоким температурам, возбудитель инфекции может выживать при 50–55 o С. В том числе по этой причине недавнее предложение понижения температуры горячей воды вызвало столь бурную дискуссию в российском обществе.

Автохтонные микроорганизмы (естественные обитатели поверхностных водоемов)

Выше мы коснулись патогенных микроорганизмов, которые тесно связаны с человеком или животными. А кто же явлетется истинным хозяином поверхностных водоемов?

Подобно лесу, населенному множеством деревьев, толщу воды пронизывают одноклеточные водоросли, микроаэрофильные грибы (грибы которым для дыхания нужно немного кислорода), бактерии, в основном олиготрофные (те, кому не требуется много питания), свободноживущие протисты, и бактериофаги (вирусы бактериальных клеток). Эти микроорганизмы образуют плотную сеть из взаимодействий, поэтому их можно по праву назвать микрофлорой воды.

Как правило, эти микроорганизмы представлены видами, растущими при температуре 20 o С и ниже, то есть их оптимальная температура роста не совпадает с оптимумом роста патогенных микробов, которые лучше всего растут при температуре, близкой к температуре тела человека — 37 o С. Этим пользуются экологи и микробиологи: по отношению числа бактерий, выросших при 22 o С, к бактериям, выросшим при 37 o С, определяют индекс самоочищения водоема. Например, при фекальном загрязнении водоемов, это отношение близко к 1, а при значениях 4 и выше считается, что водоем очистился (ссылка на СанПиН).

Важно: чаще автохтонные микроорганизмы безопасны для человека из-за невысокого содержания в воде и невозможности размножаться при температуре 37 o С, однако серьёзную опасность для человека могут представлять их токсины.

Микроорганизмы — проценты токсинов

Водоросли (микроорганизмы, содержащие зеленый пигмент — хлорофилл) — обитатели спокойных и богатых питательными элементами водоемов. Сами микроорганизмы не заражают человека, но синтезируют и выделяют в воду цианотоксины, вызывающие поражение внутренних органов человека и животных: гепатотоксины (Microcystis, Anabaena, Oscillatoria, Nodularia, Nostoc, Cylindrospermopsis и Umezakia), нейротоксины (Aphanizomenon и Oscilatoria) и почечные токсины (Cylindroapermopsis raciborski). Это явление часто встречается в спокойных непроточных водоемах в летний период.

Важно: помимо открытых водоёмов водоросли способны размножаться в воде при её хранении, например, в бутылях для кулеров, при условии наличия источника света и ненадлежащей очистке тары при повторном использовании.

Микромицеты (микроскопические грибы), наряду с водорослями продуцируют чрезвычайно токсичные микотоксины, такие как патулин, афлотоксины и зеараленон. Особенностью этих токсинов является их устойчивость к температурной обработке и высокая онкогенность. Следует отметить, что в основном отравления микотоксинами происходят через пищу, однако, учитывая содержание грибов открытых водоёмах Российской Федерации (до 1 000 КОЕ/мл), можно утверждать, что возможно влияние микотоксинов на человека через потребление воды. В большинстве случаев микромицеты встречаются в водоемах в виде дрожжеподобных форм (не образуют разветвленный мицелий) и спор, представленых родами Aspergillis, Fusarium, Penicillum, Cladosporium, Alternaria. Часто споры микромицетов и выделяемые микромицетами вещества активно влияют на иммунную систему человека, являясь активными сенсебилизаторами аллергических реакций. Основным местообитанием микромицетов являются почвы, поскольку для развития необходим кислород, но есть и микроаэрофильные микромицеты, основным местообитанием которых является вода. Эти микроорганизмы не встречаются в подземных водах, могут находися в окрытых водоемах, а также находится и даже размножаться в водопроводе.

Микрофлора водопроводной воды

Выше мы описывали микрофлору в основном природной воды. Следует обсудить микробиологический состав той воды, которая течёт у нас из крана. Следует понимать, что перед тем, как вода попадает к нам в дом через централизованный водопровод, она проходит процессы водоподготовки, которые включают в себя дезинфекцию воды.

Важно: в Российской Федерации главными источниками воды являются открытые водоёмы, а основным методом дезинфекции — хлорирование воды.

Считается, что содержание свободного хлора в концентрациях 0.3-0.5 мг/л свидетельствует о санитарной безопасности воды. Но как уже было сказано выше, микроорганизмы научились приспосабливаться к различным условиям среды, поэтому водопроводная вода также содержит микрофлору. Условно микроорганизмы водопроводной воды также можно разделить на автохтонные и аллохтонные.

Автохтонные микроорганизмы водопровода — это организмы, которые научились закрепляться в системе водоснабжения и даже размножаться. Как правило они существуют в виде биоплёнок — полисахаридных слизеподобных образованиях, которые многократно повышают устойчивость организмов в окружающей их среде (хлорированной водопроводной воде) (рис. 2).

a — стадии развития биоплёнок на поверхностях;

б — фотография биоплёнки на сканирующем микроскопе

К автохтонным микроорганизмам водопровода можно отнести железобактерии (роды Gallionella, Leptothrix, Crenothrix, Siderocapsa), нитрифицирующие бактерии (роды Nitrospira, Nitrococcus, Nitrospina) и различные олиготрофные организмы, которые для функционирования требуется минимальное содержание органического вещества (роды Leptothrix, Crenothrix).

Железобактериям не требуется органического вещества, и энергию для жизнедеятельности они добывают из энергии химических связей: микроорганизмы переводят закисное железо Fe 2+ в окисное Fe 3+ , после чего аккумулируют железо в слизях и капсулах. Даже при незначительном количестве (менее 0.3 мг/л) в воде клетки микроорганизмов активно аккумулируют железо Fe 2+ . Представители этих родов не патогенны, но могут снизить качество воды до полностью непригодного. Как правило, вместе с аккумуляцией железа происходит и аккумуляция солей марганца. В результате биообрастаний внутренние поверхности металлических трубопроводов покрываются наростами и отложениями (рис. 3).

Рисунок 3 — Отложение солей железа и марганца в водопроводе в ходе жизнедеятельности железобактерий.

Нитрифицирующие бактерии участвуют в образовании обрастаний вместе с железобактериями. Эти микроорганизмы переводят аммонийный и нитритный азот, присутствующий в воде, в нитраты (рис. 4).

Рисунок 4 — Схема микробиологической нитрификации в воде

Основной вред нитрифицирующих бактерий заключается в том, что при высоком содержании в воде аммония и нитритов, а также при обеззараживании воды хлорамином, они могут накапливать в воде нитраты — пищу для других бактерий. Таким образом, нитрифицирующие бактерии являются центрами обрастаний и биопленок в системе водоснабжения. Также эти микроорганизмы в системах водоснабжения ухудшают дезинфицирующие (частично разрушают хлорамин — вещество для дезинфекции воды) и органолептические свойства (запах и цвет), а высокое содержание образовавшихся нитратов может вызывать метгемоглобинемию (особенно часто у детей).

Потенциально опасные микроорганизмы в биопленках

Рисунок 5 — Биоплёнки, образующиеся водопроводном бытовом кране.

Показано, что представители следующих условно-патогенных и патогенных родов бактерий могут образовывать биопленки: Psudomonas (сепсисы, отравления), Mycobacterium (туберкулез, лепра), Campylobacter (кампилобактериоз), Klebsiella (сепсисы, пневмония), Aeromonas (отравления), Legionella (легионелез), Helicibacter (язва, рак желудка), Salmonella (сальмонелез). Исследование бытовых кранов кухонь и душевых в Индии показало, что из 187 выделенных штаммов потенциальных патогенов, 20 % образовывали биопленки. Таким образом, даже если вода при водоподготовке отвечает всем санитарным требованиям, на выходе она может повторно загрязнятся через биопленки, образованные на кране.

БГКП – это колиморфные бактерии, которые относятся к семейству энтеробактерий и используются в качестве определителя фекальной контаминации. Они имеют принципиальные отличия от стафилококков – данная категория представлена разнородными микроорганизмами, к которым относятся представители родов Citrobacter, Escherichia, Enterobacter и другие бациллы. Их объединяет схожесть с главной представительницей флоры кишечника – кишечной палочкой. Несмотря на некоторое сходство, на микробиологических питательных средах они способствуют образованию колонии другого цвета и вида.

Эшерихии имеет отличия от цитробактера и энтеробактера и заключаются они в свойствах размножения. Данная особенность позволяет определить, как давно произошло микробное обсеменение. Если при проверке обнаруживается присутствие эшерихий, это может свидетельствовать о том, что загрязнение БГКП было произведено недавно. Цитробактер или энтеробактер указывают на то, что с момента образования бактерий прошло несколько недель.

Важность проведения регулярных проверок на наличие микроорганизмов

Правила, направленные на создание регламентирующих документов, в том числе МУ и СанПиН, разрабатывались на основании данных проводимых исследований микроорганизмов. Они необходимы для определения частоты проверок, рекомендованных методик, объектов, которые подвергаются более пристальному контролю. Учитывая важность обеспечения безопасности населения, легко объяснить скрупулезность действий в СанПиН и МУ.

Фекальные микроорганизмы, которые попадают в окружающую среду из желудочно-кишечного тракта, относятся к одной из наиболее распространенных категорий. Второй категорией является оральная – она представлена микроорганизмами, которые обитают в полости рта. Большинство БГКП по признакам схоже с Escherichia coli – это распространенный представитель группы в связи с легкостью дифференцирования. Также она отличается быстрейшими темпами роста и поэтому служит определителем того, что загрязнение произошло недавно.

В чем опасность БГКП для организма?

БГКП может вызвать острую кишечную инфекцию, проявляемую в виде отравления. Путем распространения заболевания может быть вода, которой моют посуду после употребления пищи, сама посуда или еда. Компоненты постоянно контактируют между собой, за счет чего производится осеменение и последующая передача к здоровому человеку.

Проведение анализа

Следует помнить, что не во всех случаях возбудитель может стать возбудителем заболеваний – подобное происходит при превышении предельно допустимой концентрации микроорганизмов. В нормативных документах указывается безопасный уровень, превышение которого и может вызвать различные осложнения. Обнаружение возбудителей осуществляется при помощи материалов, которые могут потенциально содержать бактерии или контактировать с больным.

Определение безопасности может проводиться в трех направлениях:

анализ на наличие бактерий;
установление количества;
диагностика биохимических характеристик.

Первые варианты используются повсеместно, третий – при необходимости детального изучения возбудителя. В зависимости от целей исследования процедуры, которые необходимы для анализа, могут отличаться.

Для выявления бактерий потребуется осуществить посев образца в пробирку, в которой будет находиться богатая на лактозу среда. Взятые образцы выдерживаются при температуре 37 C до 48 часов. В подобных условиях производится выращивание колоний группы кишечной палочки.
Для определения числа бактерий такой же объем материала наносится на специальные чашки Петри. После проведения процедуры инкубации в термостате происходит рост колонии – в данном случае клетки получают название колониеобразующих единиц. С помощью подсчета КОЕ можно определить количество бактерий в 1 л.
Биохимические свойства устанавливаются при помощи пробирок со средой Гиса. Добавляя необходимые компоненты, можно определить уровень сахаролитической активности микроорганизмов.

В отдельных случаях может использоваться ускоренный метод выявления бактерий группы кишечных палочек. После первичной обработки образца отделяется небольшой фрагмент, который помещается в стерильную пробирку вместе с комочком стерильной фильтровальной бумаги. Далее в емкость наливается среда ХБ или Хейфеца. Пробирка укладывается в термостат на период от 12 до 14 часов. В случае, если в пробе имеются БГКП, среда меняет свой цвет.

Особенности отбора проб

Забор материалов для исследования производится на основании методических указаний и стандартов для каждого продукта. Смыв с рук обследуемого производится при помощи увлажненного средой ватного тампона. Чтобы добиться более точной оценки, требуется протереть каждую ладонь и пальцы не менее пяти раз, также не забыв о межпальцевых промежутках.

При изучении стаканов протирается внутренняя поверхность и верхний наружный край. Во время взятия смывов с санитарной одежды выборочно протирается четыре 25-сантиметровые – чаще всего это касается нижней части рукавов, а также фрагментов передних пол. Отметим, что стерильные тампоны заготавливаются лабораторией заблаговременно, устанавливаясь в пробирки с ватными пробками.

Далее отобранная проба отправляется в центр, помещаясь перед этим в герметично закрытую емкость. При перевозке помимо оптимальных условий хранения, которые препятствуют повреждению образцов, также важно обеспечивать низкий уровень температуры. В связи с этим не рекомендуется осуществлять забор образцов самостоятельно – этим должны заниматься специалисты. В лаборатории БГКП из емкости укладывается в раствор с использованием вибрирующего аппарата. Для проведения исследований достаточно 1 см³ жидкости.

В каких случаях нужно проводить исследования?

Проверка продуктов, а также одежды, посуды и оборудования чаще всего производится с целью оценки санитарно-гигиенического состояния организаций общественного питания, пищевой промышленности, а также больниц, лечено-профилактических и детских учреждений. В зависимости от цели исследования может проверяться наличие БГКП, их тип и общее число.

Регулярное потребление воды – это необходимость для человеческого организма. Установлено, что в среднем человек пьет до 2,5 литров воды в день. При этом она используется и во многих других направлениях деятельности, в том числе при приготовлении пищи или купании. Однако далеко не каждый источник соответствует установленным требованиям санитарных служб.

Неудовлетворительное качество, связанное в том числе с наличием патогенных микроорганизмов в водопроводной и сточных водах, может привести к негативным последствиям, среди которых наиболее опасным является риск появления заболеваний. Это означает, что качество жидкости напрямую влияет на самочувствие, функционирование организма, а также продолжительность человеческой жизни.

Что относится к микробиологическим показателям?

Микробиологические показатели делятся на несколько основных категорий:

Общее микробное число,
Бактерии группы кишечной палочки,
Колиформы,
Колифаги,
Цисты лямблий.

В определенных случаях могут осуществляться исследования с целью проверки паразитологических и радиологических показателей.

В целом оценка качества по данным санитарно-эпидемиологическим направлена на выявление в исследуемом образце микроорганизмов, имеющих непосредственную связь с человеческим организмом. Для измерения числа микробов используются две основных единицы — КОЕ/мл и БОЕ/мл. Первая позволяет установить число микробных клеток, вторая – вирусных частиц.

Общее микробное число

ОМЧ – один из самых популярных показателей, использующийся для выявления бактерий, которые потенциально могут причинить вред здоровью. Это связано с тем, что высокое общее микробное число является свидетельством загрязнения органическими веществами. Однако, помимо патогенных бактерий, среди которых можно отметить E. coli, в них могут быть и безвредные.

Общие колиформные бактерии

Анализ воды на ОКБ производится чаще всего из проб колодцев, скважин и родников. В группу входят преимущественно бактерии семейства Enterobacteriacea, которые в ряде случаев указывают на стабильную микрофлору желудка. Однако, превышение показателей ОКБ может означать вероятность фекального загрязнения. При этом в группу могут входить и свободнодвижущие микробы, не представляющие какой-либо опасности для человека. Наличие тех или иных микроорганизмов подтверждается или опровергается в ходе лабораторных исследований.

ОКБ являются своеобразным индикатором качества, в особенности при определении эффективности работы очистных систем от фекальных бактерий. Это связано с легкостью их обнаружения и дальнейшего количественного подсчета. Являясь грамотрицательными палочками, они не образуют спор и активно развиваются в условиях лактозной среды – это учитывается лаборантами при проведении исследований.

Термотолерантные колиформные бактерии

ТКБ – одна из разновидностей колиформов, которая является более точным индикатором загрязнения, так как указывает на недавнее фекальное загрязнение. При этом данные микроорганизмы выделяются простотой обнаружения, за счет чего высоко оцениваются специалистами. Чаще всего при определении ТКБ выявляется кишечная палочка, относящаяся к роду Escherichia coli.

Колифаги

Колифаги представляют собой вирусы палочки Эшерихия коли и задействуются в качестве более точного способа выявления загрязнителей жидкости. С учетом того, что вирусные частицы отличаются большей устойчивостью к воздействиям окружающей среды, нежели бактерии, данный показатель является индикатором давнего загрязнения. Присутствие колифагов в свою очередь доказывает присутствие опасных для человеческого организма энтеровирусов.

Проведение данного исследования осуществляется в случае, если в прошлом проверка источника не проводилась. Также при помощи анализа воды на наличие колифагов можно оценить эффективность применяемых методик очистки источников и систем подачи воды.

Споры сульфетредукторов

Среди дополнительных показателей следует выделить спорообразующие клостридии, которые могут быть в кишечнике, не нанося при этом вреда. Однако их большая концентрация в организме рискует привести к пищевым отравлениям и даже смертельным заболеваниям. Если сравнивать с ОКБ и ТКБ, которые относительно неустойчивы с точки зрения времени проявления, споры могут сохраняться на протяжении длительного временного отрезка. По этой причине, как и колифаги, они указывают на давнее загрязнение.

С учетом устойчивости спор к средствам очистки, они могут использоваться в виде определителя эффективности проведения мероприятий по обеззараживанию воды. Выявление данного показателя необходимо в случае обнаружения посторонних запахов и появления черного налета на трубах.

Синегнойная палочка

Синегнойная палочка является распространенным микроорганизмом, встречающимся в большинстве сред. Однако, в случае снижения иммунитета человека и превышении ее содержания в воде, значительно увеличивается риск появления серьезных заболеваний, в том числе поражения легких и почек. Если Pseudomonas aeruginosa обнаруживается в бассейне или ванне, потребуется полная замена их содержимого. Связано это с тем, что синегнойная палочка практически невосприимчива к воздействию высоких температур и средств дезинфекции.

Золотистый стафилококк

Staphylococcus aureus имеет тесную связь с человеческим организмом, образуя колонии на коже, а также в желудке и кишечном тракте. В определенных количествах золотистый стафилококк, как и синегнойная палочка, безвреден и может присутствовать у людей, не имеющих проблем со здоровьем. В случае, если иммунитет ослаблен, он может вызывать развитие различных заболеваний.

Энтерококки

Энтерококки представляют собой группу микроорганизмов, находящихся в человеческом кишечнике. Данные бактерии также могут вызывать различные инфекции, которые впоследствии приводят к возникновению заболеваний, в том числе менингита и эндокардита.

С учетом невосприимчивости к засолению и высоким температурам, энтерококки представляют собой проверенный индикатор фекального загрязнения вод, предназначенных для купания. Согласно нормам ЕС, в 250 мл воды данной группы быть не должно, ни в каких концентрациях. В противном случае может вводиться запрет на посещение таких источников.

Возбудители кишечных инфекций

На данный момент не существует точного списка с установленными возбудителями инфекций кишечника. Известно, что в группу могут быть включены микроорганизмы, заражение которыми чаще всего производится посредством жидких сред. С учетом сложности и трудоемкости определения параметра, не обойтись без использования специального оборудования. Также играет важную роль высокая квалификация микробиолога.

Санитарные нормы питьевой воды

Любая проверка качества воды должна осуществляться по показателям, которые установлены действующими нормативными документами. С их помощью можно определить предельно допустимую концентрацию того или иного вещества или микроорганизма, а также вид, к которому они относятся.

Работа лабораторий на основании данных показателей позволит установить качество воды из исследуемого источника, а также определиться с необходимостью покупки, монтажа дополнительного очистного оборудования или оптимизации работы действующего.

Микробиологические показатели воды, которые не регулируются СанПиНом

Непрерывное развитие технологий, направленных на исследование воды, привело к увеличению числа контролируемых параметров, а также появлению возможности выбора определенных показателей. В частности, в виде индикатора фекальных загрязнений ВОЗ рекомендует применять метод обнаружения кишечной палочки.

В странах Евросоюза помимо палочки принято устанавливать содержание энтерококков, относящихся к микроорганизмам, присутствующим в кишечнике. Все вышеперечисленные бактерии объединяются в группы, имеющие важное значение как индикаторы. Они позволяют оценить качество воды на конкретном участке.

С учетом всего вышесказанного, микробиологические данные могут отражать сразу несколько показателей, имеющих ключевое значение:

Общая загрязненность воды бактериями.
Выявление фекального загрязнения.
Возможное присутствие энтеровирусов (колифагов).
Обнаружение микроорганизмов, которые потенциально могут нанести серьезный вред человеческому организму. Это могут быть синегнойная палочка, золотистый стафилококк или энтерококки.
Присутствие патогенных микроорганизмов, среди которых встречаются Vibrio и Salmonella.

Читайте также: