Глава 5 МИР МИКРООРГАНИЗМОВ В ПРИРОДЕ

⇐ ПредыдущаяСтр 10 из 44Следующая ⇒

Объекты окружающей среды, такие, как почва, вода, воздух, корма, растения, а также организмы животных и человека, являются основными источниками обсеменения продуктов различными микроорганизмами.

МИКРОФЛОРА ПОЧВЫ

Почва является главным резервуаром и естественной средой обитания многих микроорганизмов в природе. Микрофлора почвы принимает активное участие в процессах формирования и самоочищения почвы, а также в круговороте веществ в природе (азота, углерода, серы, железа и других соединений). Разнообразные микроорганизмы почвы обитают в водных и коллоидных пленках, которые как бы обволакивают почвенные частицы.

В почве всегда имеются необходимые питательные вещества, влага, кислород, она хорошо защищает микробы от губительного воздействия прямых солнечных лучей и от высыхания.

Бактериальный состав почвы, как правило, возрастает с увеличением содержания в ней органических веществ. Количество микроорганизмов в почве измеряется обычно сотнями и тысячами миллионов особей и может достигать 1-5 млрд в 1 г. Максимальное количество бактерий содержится в почве на глубине 10-20 см. Начиная с глубины 1-2 м количество микроорганизмов резко уменьшается.

Качественный состав микрофлоры почвы очень разнообразен и состоит из множества видов бактерий, актиномицетов, спирохет, простейших, синезеленых водорослей, микоплазм, грибов, вирусов. Состав и соотношения между различными группами микроорганизмов изменяются в зависимости от вида почвы, способа ее обработки, содержания органических веществ, влаги, климатических условий и других причин.

Микроорганизмы почвы находятся в сложном биоценозе, характеризующемся антагонистическими и симбиотическими взаимоотношениями как между собой, так и с растениями. Из бактерий постоянно обнаруживаются в почве гнилостные спорообразующие и неспорообразующие, азотфиксирующие, нитрифицирующие, серо- и железобактерии. Из сапрофитных кокков чаще выявляются микрококки. В почве беспрерывно совершаются процессы, обусловленные жизнедеятельностью этих микроорганизмов: гниение, нитрификация, денитрификация, разложение клетчатки и т. д. Происходящие в почве процессы распада и минерализации органических веществ имеют большое санитарное значение.

Болезнетворные микроорганизмы попадают в почву с трупами животных, испражнениями, сточными водами. Некоторые из них выживают определенные сроки, другие могут размножаться. К типичным патогенным почвенным микроорганизмам относят возбудителей столбняка, ботулизма, газовой гангрены. Возбудитель сибирской язвы может выживать в почве десятилетиями. Долго могут жить в почве плесени, неспорообразующие бактерии: палочка туберкулеза - до 5 мес. и более, бруцеллы - до 3 мес.

Показателем санитарного состояния почв является содержание в них термофилов, так как в незагрязненных почвах они практически отсутствуют. Термофилы - это в основном спорообразующие грамположительные палочки и актиномицеты.

Установлена прямая связь между загрязненностью почвы фекалиями и содержанием в ней бактерий группы кишечных палочек. В почве, загрязненной фекалиями, в течение первых двух недель преобладает Е. coli (61, 6 %). Через 21 день происходят значительное уменьшение числа Е. coli и возрастание числа цитратположительных сапрофитных кишечных палочек родов энтеробактер и цитробактер.

Термофилов, кишечных палочек и некоторых других микроорганизмов принимают за санитарно-показательных микробов при исследовании почвы, т. е. по присутствию их в почве судят о ее санитарном-состоянии.

Установлено, что даже сильно загрязненные почвы самоочищаются от бактерий группы кишечных палочек и некоторых патогенных микроорганизмов по истечении нескольких месяцев. На процессы самоочищения влияют следующие факторы: механический состав и рН почвы, состав постоянной почвенной микрофлоры, растительный покров почвы, температура окружающей среды, интенсивность солнечной радиации и др.

Процессы самоочищения почвы положены в основу наиболее распространенных и эффективных методов обезвреживания жидких и твердых отбросов, обеспечивающих полную их минерализацию и гибель патогенной микрофлоры. При этом органическое вещество отбросов, обезвреживаясь, превращается в ценное удобрение. Твердые отбросы запахивают, а чаще обезвреживают в так называемых компостах вдали от колодцев и водоемов.

Решающая роль в разогревании компостов принадлежит термофилам. Почвенный метод обезвреживания применяют и для очистки сточных вод на специальных полях орошения. Процесс обезвреживания сточных вод состоит в том, что вода, попадая в почву, соприкасается с почвенной микрофлорой, которая минерализует органические вещества сточных вод.

МИКРОФЛОРА ВОДЫ

Вода наряду с почвой является естественной средой обитания для многих микроорганизмов.

В основном они попадают в воду из почвы, некоторые — из воздуха с оседающей пылью. Значительное количество микроорганизмов попадает с хозяйственно-бытовыми сточными водами, которые содержат миллионы и даже миллиарды бактерий в 1 см³. Со сточными водами поступает в водоемы большое количество и органических веществ, стимулирующих размножение, особенно сапрофитных микроорганизмов (флюоресцирующих палочек - род Pseudomonas, бактерий рода Aeromonas, микрококков, сарцин и др.). В чистых водоемах до 80 % всей аэробной сапрофитной микрофлоры приходится на кокковые формы, остальные 20 % составляют палочковидные. Кроме сапрофитных в воде могут находиться и переживать определенные сроки различные патогенные микроорганизмы.

Источником патогенной микрофлоры в воде являются больные люди и животные, с выделениями которых в воду попадают патогенные микроорганизмы. Через воду часто передаются так называемые водные инфекции, или болезни грязной воды, — это холера, брюшной тиф, дизентерия, лептоспироз, который раньше называли «водной лихорадкой», полиомиелит, эпидемический гепатит, Ку-лихорадка и другие инфекции.

Обнаружить патогенные микроорганизмы в воде крайне сложно ввиду их малой концентрации и плохого роста на искусственных питательных средах. Выявлению патогенных микроорганизмов мешают также сапрофиты, присутствующие в воде в больших количествах.

В качестве объективных показателей загрязнения воды патогенными микроорганизмами используют так называемые санитарно-показательные микроорганизмы, постоянно обитающие в организме человека и животных. По их присутствию в воде косвенно судят о возможном инфицировании воды патогенными микроорганизмами.

В качестве санитарно-показательных микроорганизмов при исследовании воды предложены представители нормальной микрофлоры тела человека или животных: бактерии группы кишечных палочек рода Escherichia, энтерококки и др.

В естественных условиях в сильно загрязненных водоемах количество микроорганизмов в воде резко снижается, т. е. происходит самоочищение воды.

Самоочищению воды способствуют следующие факторы: оседание микроорганизмов и органических веществ; течение, способствующее уменьшению концентрации органических веществ в воде, что отрицательно влияет на размножение микроорганизмов; бактерицидное на микрофлору воды, проникающих на глубину до 3 м; развитие бактериофага; бактерицидное действие бактерий-антагонистов, а также растений, выделяющих во внешнюю среду антибиотические вещества, задерживающие развитие сапрофитных микроорганизмов.

Степень загрязнения водоема характеризуют сапробностью водоема. Условно различают следующие зоны сапробности:

полисапробная зона - вода сильно загрязнена, богата органическими веществами, бедна кислородом. Количество микроорганизмов в 1 см³ достигает десятков миллионов. В воде активно идут процессы гниения и брожения;

мезосапробная зона характеризуется интенсивной минерализацией органических веществ. Преобладают процессы окисления и нитрификации. Количество микроорганизмов достигает нескольких сот тысяч в 1 см³ воды;

олигосапробная зона - зона относительно чистой воды, содержит мало органических веществ. Количество бактерий составляет десятки тысяч в 1 см³ воды. Минерализация органических веществ закончена.

Сточные воды предприятий молочной промышленности образуются из воды, используемой для мойки технологического оборудования, трубопроводов, тары (цистерн, фляг, бутылок и т. д.), мытья полов, панелей производственных помещений, из воды, используемой для охлаждения молока и молочных продуктов, для работы технологических установок, а также для хозяйственно-бытовых нужд.

Количество сточных вод предприятия составляет 80-85 % расхода потребляемой свежей воды.

Биологическую очистку сточных вод молочных заводов осуществляют на собственных или общих очистных сооружениях совместно с бытовыми стоками населенных пунктов.

Очистное сооружение в принципе представляет собой проточный водоем, в котором при участии грибов и бактерий (аэробных и анаэробных) происходит разложение органических веществ. Цель очистки сточных вод состоит в освобождении их от твердых и жидких минеральных и органических веществ, прежде чем эти воды попадут в ручьи и реки.

Содержание органических веществ, разлагаемых микробами, оценивают по так называемому «биологическому потреблению кислорода» (БПК). Это количество кислорода, необходимое микроорганизмам для окисления органического материала в процессе дыхания. Например, БПК-5 - это количество кислорода (мг), которое будет потреблено микроорганизмами в процессе разложения органических веществ за 5 дней. «Химическое потребление кислорода» (ХПЮ означает количество кислорода, необходимое для полного химического окисления тех же веществ до СО₂ и Н₂О.

Для очистки сточных вод в очистных системах используются различные технические приемы, однако, при этом осуществляются в принципе одни и те же основные этапы:

1) удаление относительно легко осаждаемых твердых частиц в пескоуловителе и в первичном отстойнике;

2) микробиологическое окисление растворенных органических веществ с применением активного ила либо с использованием биофильтра;

3) инкубация осадка, удаленного из первичного и вторичного отстойников, в анаэробных условиях в метантенке, где в результате образуется метан и выпадает осадок. После обезвоживания из этого осадка можно получать компост и использовать его в качестве удобрения или сжигать.

Затем очищенная, осветленная вода сбрасывается в реки непосредственно или через водоприемник. Эта вода содержит продукты минерализации - ионы фосфата, нитрата, аммония и др. Для того, чтобы избежать загрязнения водоемов такой водой, ее можно использовать для орошения полей или удобрения лесных почв либо добавить к обычной процедуре очистки еще один этап и путем денитрификации освобождать сточные воды хотя бы от связанного азота. Дополнительно сточные воды можно очищать путем химического осветления, а именно осаждением ионов фосфата с помощью солей железа. Возможно проведение и других мероприятий по очистке сточных вод.

Биологическая очистка обусловлена развитием активного ила, в состав которого входят бактерии, мелкие и крупные инфузории, брюхоресничные, коловратки, нитчатые, молочнокислые и другие организмы, обусловливающие распад различных веществ, входящих в сточные воды. Количество различных групп микроорганизмов в сточных водах до очистки и после нее приведено в таблица 2.

Таблица 2 ‑ Количество микроорганизмов различных групп в 1 см³ сточных вод молочного завода

Аэробы	Анаэробы	Грибы	Молочнокислые бактерии	Аммонифицирующие (гнилостные)	Денитрифицирующие
Загрязненные сточные воды
1, 2x10⁸	1.2Х10⁵	5, 5x10³	2, 1х10⁵	1, 1x10⁶	l.lxlO⁵
Очищенные сточные воды
2, 1x10⁷	1, 0х10⁴	-	1, 2x10⁴	6, 0x10⁴	6, 0x10²

Для уничтожения возможных болезнетворных микроорганизмов сточные воды перед выпуском в водоем необходимо обеззараживать. С этой целью применяют хлорирование хлорной известью, газообразным хлором или гипохлоритом.

Степень микробного обсеменения воды имеет большое значение в производстве пищевых продуктов. Вода, используемая на предприятиях пищевой промышленности, по микробиологическим показателям должна соответствовать требованиям Санитарных правил и норм (СанПиН 2.1.4.559-96), представленным в таблице 3.

Таблица 3 ‑ Нормативы качества питьевой воды по микробиологическим показателям

Показатели	Единицы измерения	Нормативы
Термотолерантные коли-формные бактерии	Число бактерий в 100 мл.л 1)	Отсутствие
Общие колиформные бактерии 2)	Число бактерий в 100 мл.л 1)	Отсутствие
Общее микробное число 2)	Число образующих колонии бактерий в 1 мл	Не более 30
Колифаги 3)	Число бляшкообразующих единиц (БОЕ) в 100 мл	Отсутствие
Споры сульфитреду-цирующих клостридий 4)	Число спор в 20 мл.	Отсутствие

Примечания:

1. При определении проводится трехкратное исследование по 100 мл отобранных проб воды.

2. Превышение норматива не допускается в 95 % проб, отбираемых в точках водозабора наружной и внутренней водопроводной сети в течение 12 мес при количестве исследуемых проб не менее 100 за год.

3. Определение проводится только в системах снабжения из поверхностных источников перед подачей воды в распределительную сеть.

4. Определение проводится при оценке эффективности технологии обработки воды.

5.3.МИКРОФЛОРА ВОЗДУХА

Воздух является неблагоприятной средой для развития многих микроорганизмов. В нем нет питательных веществ, постоянной оптимальной температуры, часто отсутствует влага, губительно действуют на микроорганизмы солнечная энергия и другие факторы.

Источником микрофлоры воздуха является в основном почвенный покров, а также человек, растительный и животный мир. Видовой состав микрофлоры воздуха определяется местными источниками загрязнения, в первую очередь поступлением пыли с почвы. Воздух помещений, имеющих плохую санитарно-техническую характеристику, может содержать до 45-60 тыс. микробных клеток в 1 м³, а с хорошей характеристикой — 5-6 тыс.

В воздухе содержатся значительное количество сапрофитных микробов - гнилостных бактерий, кокков, спор дрожжей, плесеней, лучистых грибов; молочнокислые бактерии и др.; могут находиться также и патогенные микроорганизмы: возбудители туберкулеза, вирусы гриппа, коклюша; возбудители катаров верхних дыхательных путей и др. Микроорганизмы находятся в воздухе в виде капельного или пылевого микробного аэрозоля.

Санитарно-показательными микроорганизмами воздуха принято считать постоянных обитателей верхних дыхательных путей человека -зеленящих и гемолитических стрептококков и гноеродных стафилококков. По количеству этих микроорганизмов, находящихся в воздухе, можно судить о степени обсеменения его носоглоточной микрофлорой человека и, следовательно, косвенно о санитарном состоянии воздуха.

В молочной промышленности в воздухе заводских помещений определяют общее количество бактерий, количество дрожжей и плесеней не реже одного раза в месяц; в расфасовочных цехах сгущенного молока с сахаром - не реже 3 раз в месяц. Примерные микробиологические показатели оценки воздуха приведены в таблица 4.

Таблица 4 ‑ Примерные микробиологические показатели для оценки воздуха помещений

Объект анализа	Оценка
отлично	хорошо	удовлетворительно
Количество колоний, выросших на чашках Петри (осаждение 5 мин)
бактерий	плесеней	дрожжей	бактерий	плесеней	Дрожжей *	бактерий	плесеней	дрожжей
Воздух цеховых помещений предприятий	До 20	‑	‑	20‑ 50	До 5	До 5	50‑ 70	До 5	До 5
Воздух остальных помещений предприятий	До 30	До 5	‑	30‑ 70	5‑ 10	До 5	70‑ 100	До 15	5‑ 10

* Для молочноконсервных заводов при обнаружении дрожжей и плесеней в любом количестве ставится неудовлетворительная оценка.

Способы очистки и обеззараживания воздуха можно разделить на физические и химические.

К физическим относят вентиляцию, фильтрацию, ультрафиолетовое облучение.

Очистка поступающего воздуха путем фильтрации повышает эффективность вентиляции. Фильтры, пропитанные специальной пылесвязывающей жидкостью, устанавливают в вентиляторах. Они задерживают до 95 % микроорганизмов и частиц пыли. Для обеззараживания воздуха производственных и других цехов ультрафиолетовыми лучами применяют бактерицидные увиолевые лампы (БУВ) разной мощности.

В качестве химического способа используют дезинфекцию. Дезинфицирующие препараты должны быть безвредными для людей, не должны вызывать порчу оборудования, сырья и продуктов. Этим требованиям отвечают триэтиленгликоль, молочная кислота, хлорсодержащие препараты, которые распыляют в воздухе.

Часто комбинируют физические и химические способы очистки и дезинфекции воздуха.

⇐ Предыдущая 5 6 7 8 91011 12 13 14 Следующая ⇒