5.2. 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.