РАСПРОСТРАНЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ В ПРИРОДЕ лекция. Распространение микроорганизмов в природе
 Скачать 31.12 Kb.
|
|
РАСПРОСТРАНЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ В ПРИРОДЕ Биосфера и распространение микроорганизмов в природе. Влияние на окружающую среду антропогенных факторов Микроорганизмы широко распространены в окружающей среде. Их обнаруживают в почве, воде, воздухе, растениях, в пищевых продуктах, в организме человека и животных. Они встречаются в виде биоценозов – совокупности живых существ, населяющих одну и ту же среду обитания. Сложные взаимоотношения микроорганизмов со средой обитания, которые определяют их размножение, развитие и выживание, изучает специальная наука – экология. Экосистема – основная единица в экологии, представляющая собой совокупность биоценоза и внешних условий (физических, химических), в которых этот биоценоз существует. Все жизненное пространство нашей планеты в совокупности – биосферу – можно рассматривать как гигантскую экосистему. Окружающая среда поддерживает взаимоотношения определенного микроорганизма (или популяции) с окружающими его (ее) биотическими (факторами живой природы) и абиотическими (факторами неживой природы) компонентами экосистемы. Местообитание. В пределах экосистемы для каждого микроорганизма можно описать его местообитание. В рамках определенной экосистемы микрооганизм имеет, как правило, только одно-единст-венное местообитание, хотя некоторые микроорганизмы могут иметь несколько таких мест, каждое в отдельной экосистеме. Иными словами, местообитание – это «адрес» данного организма. Некоторые организмы могут иметь несколько «адресов». Экологическая ниша – функция какого-то вида или популяции в сообществе организмов. Таким образом, экологическая ниша характеризует «профессию» данного вида организма. Примерами экосистем являются почва, вода, воздух с населяющими их микроорганизмами. Антропогенные факторы - это изменения, происходящие в природе, т.е. в окружающей среде в результате хозяйственной деятельности человека. Сейчас в окружающую среду выбрасываются сотни миллионов тонн оксидов азота и серы, углекислоты, твердых и жидких частиц (аэрозолей), миллионы тонн газообразных органических веществ. Способы и пути борьбы с антропогенным загрязнением окружающей среды: строительство очистных сооружений, установка пылегазоулавливающих фильтров, создание малоотходнызх и безотходных технологий, утилизация отходов и др. Микрофлора почвы. Ее роль в инфицировании пищевых продуктов. Санитарная оценка почвы Почва – благоприятная среда для обитания и размножения различных микроорганизмов. В состав микробных биоценозов почвы входят бактерии, грибы, простейшие и бактериофаги. Микроорганизмы почвы участвуют в круговороте веществ в природе, минерализации органических отбросов, самоочищении почвы. Существенную роль в формировании микробного биоценоза почвы играют высшие растения, насекомые и животные. Содержание микроорганизмов в почве зависит от ее химического состава, влажности, температуры, рН и других показателей. Почва населена различными микроорганизмами. Среди них азотфиксирующие бактерии рода Azotobacter, клубеньковые бактерии рода Rhisobium, нитрифицирующие и денитрифицирующие бактерии, грибы, серо- и железобактерии, актиномицеты, гнилостные бактерии и др. В плодородной почве обнаружены энтеробактерии, псевдомонады, бациллы и клостридии. Эти микроорганизмы изменяют рН почвы в кислую сторону, и в ней начинают развиваться молочнокислые бактерии, дрожжи, грибы и др. микроорганизмы. Патогенные и условно-патогенные микроорганизмы не входят в состав микробных биоценозов почвы и через определенное время погибают, чему способствуют неблагоприятные условия обитания, отсутствие необходимых питательных веществ, а также антагонизм почвенных бактерий. Тем не менее возбудители многих инфекционных болезней и пищевых отравлений могут длительное время сохранять свою жизнеспособность в почве, поэтому почва является источником инфицирования пищевых продуктов патогенной микрофлорой. Так, установлена прямая зависимость между уровнем заболеваемости человека и животных кишечными инфекциями и неудовлетворительным состоянием почвы. Санитарная оценка почвы по микробиологическим показателям. При проведении текущего санитарного надзора за состоянием почвы осуществляют краткий санитарно-микробиологический анализ, который заключается в определении общей бактериальной обсемененности и титра кишечной палочки. Общая бактериальная обсемененность характеризует загрязнение почвы органическими веществами, а присутствие в ней бактерий группы кишечной палочки свидетельствует об уровне фекального загрязнения почвы. Титр кишечной палочки загрязненных участков почвы составляет от 0,001 до 0,00001 г, а чистых – 1 г и более. При полном санитарно-микробиологическом анализе, кроме вышеуказанных показателей, в почве определяют количество анаэробов, палочку протея и термофильные микроорганизмы. Так, по соотношению вегетативных и споровых форм анаэробной палочки перфрингенс можно судить о времени фекального загрязнения, наличие палочки протея указывает на загрязнение почвы органическими веществами животного происхождения, а наличие термофилов – на загрязнение почвы навозом или компостами. Микрофлора воздуха. Оценка качества воздуха по микробиологическим показателям. Методы очистки и дезинфекции воздуха Воздух является неблагоприятной средой для развития микроорганизмов, что обусловлено недостатком питательных веществ и влаги, а также бактерицидным действием солнечных лучей. Поэтому количественный и видовой состав микрофлоры воздуха зависит от ряда факторов: климатических, метеорологических, сезонных, общего санитарного состояния местности и др. Наиболее часто в воздухе встречаются споры аэробных палочек рода Bacillus, пигментированные (окрашенные) штаммы бактерий (родов Sarcina, Staphylococcus и др.), а также грибы (родов Penicillium, Aspergillus и др.), дрожжи Rhodotorula. Патогенные микроорганизмы попадают в воздух из почвы и выделений человека и животных (при кашле, чихании). Выживаемость патогенных микроорганизмов в воздухе зависит от биологических свойств возбудителя, а также влажности и температуры. Воздух может быть источником загрязнения пищевых продуктов. Поэтому к воздуху производственных помещений на пищевых предприятиях предъявляются определенные санитарно-гигиенические требования. Санитарно-гигиеническое состояние воздуха оценивают по двум микробиологическим показателям: общей бактериальной обсемененности и содержанию гемолитических стрептококков и стафилококков (санитарно-показательные микроорганизмы воздуха). В 1 м3 воздуха производственных помещений не допускается содержания более 500 клеток микроорганизмов в зимнее время года и 1500 летом. По содержанию гемолитических стрептококков и стафилококков судят о присутствии в воздухе болезнетворных микробов. В 1 м3 воздуха не должно содержаться более 16 гемолитических стрептококков и стафилококков. Для снижения бактериальной обсемененности воздуха на пищевых предприятиях проводят проветривание и влажную уборку помещений, а иногда осуществляют фильтрацию поступающего воздуха через специальные воздушные фильтры. Для дезинфекции воздуха применяют физические и химические методы уничтожения микроорганизмов – обработку ультрафиолетовыми лучами (бактерицидные лампы), а также обработку хлорсодержащими препаратами в виде их испарений и аэрозолей. Эффективным способом является озонирование воздуха. Микрофлора воды. Санитарная оценка воды по микробиологическим показателям. Способы очистки и дезинфекции воды Вода является благоприятной средой для развития многих микроорганизмов. В состав микрофлоры воды входят сапрофиты: флуоресцирующие бактерии, микрококки, реже встречаются бактерии рода Bacillus. Содержание в воде микроорганизмов зависит от содержания в ней органических веществ. Степень обсеменения воды организмами характеризуется понятием сапробность воды – это совокупность живых существ, обитающих в водах, загрязненных органическими веществами животного или растительного происхождения. Количество микроорганизмов в 1 см3 воды может варьироваться в широких пределах – от единиц до миллионов. Вода открытых водоемов более богата сапрофитными микроорганизмами, чем воды подземных источников. В речной воде встречаются гнилостные, нитрифицирующие, азотфиксирующие, серо- и железобактерии и др. Вода не является благоприятной средой для размножения болезнетворных микроорганизмов, однако многие из них сохраняются и выживают в ней определенное время. Требования к качеству воды для производственных нужд зависят от ее назначения. Если вода входит в состав готовой продукции (компоты, маринады, рассолы), то она должна быть прозрачной, бесцветной, без постороннего запаха и вкуса; не должна содержать посторонних примесей, а также патогенных микроорганизмов; должна быть свободна от животных и растительных организмов, паразитов, их яиц и личинок. При использовании микробиологически загрязненной воды в производство могут попасть возбудители инфекционных заболеваний, пищевых отравлений, а также гнилостные, кислотообразующие, споровые формы бактерий, которые могут оказать неблагоприятное влияние не только на ход технологического процесса, но и на качество и стойкость готовой продукции при хранении. Санитарная оценка воды по микробиологическим показателям О безопасности воды в эпидемиологическом отношении судят по результатам ее санитарно-бактериологического исследования. Микробиологические показатели питьевой водопроводной воды нормированы ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством». Общая бактериальная обсемененность (микробное число) не более 100 клеток в 1 г, коли-титр – не менее 300 мл, коли-индекс – не более 3. Коли-титр – наименьший объем воды, в котором содержится одна кишечная палочка. Коли-индекс – количество кишечных палочек в 1 дм3 воды. В СанПиНе 2.1.4.1074-01»Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества», введенного в действие с 1 января 2002 г, предъявляются более жесткие требования к питьевой воде. Для оценки санитарного состояния воды в ней определяют общее микробное число – не более 50 КОЕ/см3; термотолерантные колиформные бактерии – не допускаются в 100 см3; общие колиформные бактерии также должны отсутствовать в 100 см3; споры сульфитредуцирующих клостридий - не допускаются в 20 см3; колифаги – в 100 см3. Исследование питьевой воды проводят один раз в квартал при пользовании городским водопроводом и один раз в месяц при наличии собственных источников водоснабжения. Общее микробное число воды (ОМЧ) – количество мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов, способных образовывать колонии на питательном агаре при 37 0С в течение 24 часов. К общим колиформным бактериям относятся грамотрицательные не образующие спор палочки, не обладающие оксидазной активностью, ферментирующие лактозу или маннит с образованием альдегида, кислоты и газа при температуре 370С в течение 24 часов. Термотолерантные колиформные бактерии обладают всеми признаками общих колиформных бактерий, которые, кроме этого способны ферментировать лактозу до кислоты и газа при температуре 44 0С в течение 24 часов. Сульфитредуцирующие клостридии (преимущественно Clostridium perfringens) – спорообразующие анаэробные палочковидные бактерии, редуцирующие сульфит натрия на железо-сульфитном агаре в течение 24 часов при температуре 44 0С. Колифаги – бактериальные вирусы, способные лизировать кишечную палочку и формировать зоны лизиса через 18±2 часа при температуре 37 0С на ее газоне на питательном агаре. Колифаги – индикаторы очистки питьевой воды в отношении энтеровирусов. В отдельных случаях при санитарной оценке воды в качестве санитарно – показательного микроорганизма наряду с БГКП используют энтерококки. Так, в Международном Европейском стандарте на питьевую воду наличие энтерококка определяют в качестве дополнительного показателя фекального загрязнения воды. Очистка и дезинфекция питьевой воды состоит из нескольких этапов: 1. Отстаивание в специальных отстойниках. При этом удаляются взвеси, нежелательные привкусы и запахи, происходит обесцвечивание, обессоливание и опреснение воды. Для ускорения отстаивания применяют коагулянты. 2. Фильтрование через слой речного песка. В верхних слоях фильтра формируется биологическая пленка, состоящая из содержащихся в воде примесей и хлопьев коагулянтов, на которых оседает большое количество микроорганизмов. Обеззараживание профильтрованной воды, т.е. удаление оставшихся в воде микроорганизмов, среди которых могут быть и патогенные, с помощью различных дезинфицирующих средств (с помощью окислителей, путем озонирования, облучения ультрафиолетом, обработки ультразвуком). Очистка сточных вод. Биологические методы очистки делятся на аэробные и анаэробные. В свою очередь, аэробная очистка может протекать в естественных и в искусственно создаваемых условиях. Очистка в естественных условиях проводится путем фильтрования сточных вод через слой почвы на полях орошения или полях фильтрации (почвенные методы очистки), а также в очистных прудах. При аэробной очистке в искусственных условиях процесс очищения ведут в специальных сооружениях: в биофильтрах и аэротенках. В аэротенках процесс очистки близок к естественным способам очистки, но интенсифицируется путем дополнительного насыщения кислородом. При этом активный ил (биоценоз микроорганизмов, с помощью которых осуществляется очистка) свободно плавает в воде в виде хлопьев. В биофильтрах биологическая очистка происходит при участии микроорганизмов, прикрепленных к биопленке. При аэробной очистке протекают интенсивные процессы по минерализации органических веществ различными гетеротрофными микроорганизмами, а также протекает активная нитрификация. Анаэробная очистка проводится в искусственно создаваемых сооружениях – метантенках, септиктенках и двухъярусных отстойниках. В них осуществляется обработка твердой фазы сточных вод (осадков с решеток из первичных отстойников, а также активный ил и биопленка). При анаэробной очистке происходят различные микробиологические процессы (гниение, различные типы брожения). В результате, сложные органические соединения (белки, жиры, углеводы) сточных вод превращаются в жирные кислоты, спирты и газообразные вещества (диоксид углерода, аммиак, метан, водород). Остаток твердой фазы сточных вод, не разрушенный микроорганизмами обезвоживают, сушат и используют в виде удобрения, а спрессованный в виде брикетов – в качестве топлива. Вопросы для самопроверки 1. Что представляет собой экосистема? 2. Охарактеризуйте понятие «биоценоз». 3. Что означают понятия «экологическая ниша», «местообитание»? 4. Какие микроорганизмы входят в состав микрофлоры почвы? 5. По каким микробиологическим показателям проводят санитарную оценку почвы? 6. В каких случаях проводят полный микробиологический анализ почвы? 7. Какова роль почвы в инфицировании пищевых продуктов? 8. Охарактеризуйте состав микрофлоры воздуха. Какова роль воздуха в инфицировании пищевых продуктов? 9. Как проводят санитарную оценку воздуха? Какие методы используют на предприятиях пищевой промышленности для очистки и обеззараживания воздуха? 10. Какие микроорганизмы входят в состав микрофлоры воды? 11. Что такое «сапробность воды»? 12. Каким образом проводят аэробную очистку сточных вод в искусственных условиях? Какие микробиологические требования предъявляются к питьевой воде? 13. Какие способы очистки сточных вод Вам известны? 14. Каким образом проводят очистку и дезинфекцию питьевой воды? |