книги из ГПНТБ / Микробиология и гидробиология природных и сточных вод учеб. пособие

лась. Тогда Петтенкофер высказал другую, «локалнстпческую теорию», согласно которой азиатская холера возникает' в тех местностях, где находит в почве благоприятные условия для наращивания болезнетворных свойств. Благоприятной для этого является низменная почва, загрязненная органическими нечистотами, и отбросами. Эта теория также была ошибочной, но она оказала серьезное влияние на оздоровление городов путем очистки их от нечистот и отбросов. Вновь общая смерт­ ность по городам снизилась, но холера продолжалась. Тайпа холерных эпидемий была разгадана исследованиями специ­ альной ученой экспедиции, направленной на родину азиатской холеры, в Индию. Во главе экспедиции стоял микробиолог Кох, который п выделил из воды пруда г. Калькутты холерного вибриона (1883 г.). Еще до этого открытия русские врачи на основании своих наблюдений были твердо убеждены, что хо­ лера связана с недоброкачественной водой- .Молодой микро­ биолог Мечников I I . П.. чтобы доказать эту истину, принял вместе со своими лабораторными сотрудниками чистую куль­ туру холерного вибриона, выделенного пз воды. Некоторые сотрудники действительно заболели холерой и едва не погиб­ ли. Водная теория холеры восторжествовала. Питьевую поду стали фильтровать, кипятить, а потом и дезинфицировать.

В капиталистических странах, экономически слабо разви­ тых, и особенно в бывших колониях, азиатская холера продол­ жает и до сих пор поражать огромные количества люден (Ин­ дия, Пакистан, Филиппины и др.).

Капиталистическая гигиена и эпидемиология предполага­ ли, что с ликвидацией азиатской холеры исчезнут также брю­ шной тиф, дизентерия и другие кишечные инфекции. Оказа­ лось, что один хорошие водопроводы не в состоянии победить все кишечные заразыДля их ликвидации необходимы ком­ плексные санитарные мероприятия, обеспечивающие и здо­ ровую воду, и очистку почвы, и канализацию, и хорошую со­ противляемость населения заразным заболеваниям, п унич­ тожение мух, и другие мероприятия.

Современной задачей социалистической гиг-иены и сани­ тарной техники является окончательная ликвидация кишечных и других инфекций, оздоровление атмосферы, водоисточников, почвы и всей окружающей нас природы.

10

В вопросе снабжения населения здоровой водой первой задачей является выбор источника централизованного водо снабжения. Для решения .этой задачи в начале производится Чапитарио-топографпческое обследование всех ближайших к поселению водоисточников. Под еанитарно-топографическим обследованием источника водоснабжения разумеется выявле­ ние связей намечаемого источника водоснабжения с возмож­ ными загрязняющими его пунктами — населенными местами, заводами, фабриками, дорожным.ц магистралями, животновод­ ческими фермами, водопойными стойбищами и про.ч. Такая

'связь может быть территориальной, воздушноветровой, а так­ же водной, Для установления таких связей пользуются топо­ графическими картами (1:5000 и 1:25000), а также обследова­ нием водоисточника в натуре путем обхода и объезда-

Попутно с санитарно-топо.графпчеекпм обследованием ис­ точников водоснабжения производится также органолептпческое исследование воды источника с определением мутности, ьапаха, вкуса, цветности, Такое обследование является первым и основным методом определения качества водоисточника и его воды. Все остальные исследования (гидробиологическое, физическое, химическое, микробиологическое) 'являются до­ полнительными, вспомогательными-

Наименьшей вероятностью связей с загрязняющими мо­ ментами обладают напорные, само.пзлпвающиеся, артезианс­ кие водыПо вертикали они имеют самые мощные и водоне­ проницаемые покрытия, которые надежно защищают артези­ анские воды от проникновения с поверхностей каких бы то ни . было загрязнений. Поэтому при достаточной мощности таких водоисточников им всегда отдают предпочтение перед всеми другими. Такие воды обычно не требуют устройства очистных сооружений.

Межпластовые, безнапорные водоисточники, в том числе ключи и родники, также обычно имеют достаточно мощные по­ крытия, надежно защищающие их от поверхностных загряз­ нений. Эти водоисточники, наравне с артезианскими, также используются предпочтительно перед другими- К сожалению,

11

они не всегда имеют достаточный дебет воды и могут удов­ летворять водопотребдеппе только небольших сравнительнонаселенных мест.

быть использованы для централизованного водоснабжения при достаточном их дебете и значительной отдаленности от загряз­ няющих пунктов после тщательных, достаточно продолжитель­ ных наблюдений за ними путем .неоднократных химических и микробиологических анализовМаш стандарт — «Правила вы­ бора источника централизованного водоснабжения» — требу­ ет для грунтовых вод не менее девяти анализов — по- 3 в ве- . сеинпй, летний и в зимний сезон, т. е. приравнивает.их по воз­ можностям загрязнений к открытым водоисточникам,

Открытые водоисточники (реки, озера, водохранилища, каналы) — па количеству воды являются обычно достаточ­ но мощными для обеспечения водой даже больших населенных мест. Однако они же и легко загрязняются. К ним атмосфер­ ные осадки несут всякие загрязнения по уклонам почвы, по балкам, загрязнения заносятся в них ветрами, а легко плаваю­ щие — волнами даже против теченияТечение рек, каналов, водохранилищ может доносить всевозможные загрязнения от вышележащих населенных мест, фабрик, заводов и других за­ грязняющих пунктов к далеко расположенным вниз по тече­ нию местам забора воды. Научные исследования дают доста­ точно оснований считать, что воды рек все же успевают в ос­ новном самоочистпться от загрязнений на расстоянии двух су­ ток течения их вод от точки загрязнения.

Под"термином загрязнение разумеется попадание в источ­ ники водоснабжения несвойственных им по природе, вредных для здоровья человека веществ и предметов. Загряз­ нения могут быть физическими, химическими, микробиологи­ ческими и радпоактнзнымп.

Физические загрязнения состоят из различной величины нерастворимых в воде частиц и предметов. Более тяжелые из них оседают на дно водоемов, легкие остаются поверхностно * плавающими, а мелкие — менее 0,0001 мл (10 '' —10 15 I — остаются в воде в виде коллоидных взвесей, делая воду бо­ лее пли менее мутной, непрозрачной. С такими загрязнениями тесно связано и мнкробпальное загрязнение. Чем мутнее вода, тем более вероятно она загрязнена п микробамиЧеловекнн-

12

стинктпвно избегает пить мутную, грязную воду. Прозрачность и мутность-воды—противоположные понятия, но они характе­ ризуют одно и то же качество воды. Маш стандарт питьевой воды считает воду достаточно чистой, если ее прозрачность позволяет читать через ее слон толщиной в 30 см обычный шрифт, которым печатаются учебники (шрифт № 1 Снеллена)- Мутность определяют .взвешиванием отфильтрованных и высу­ шенных взвесей воды.

Прозрачность воды определяют также по кресту, нанесен­ ному черной краской на белом фарфоре. Такой крест из ли­ нии в 1 мм. шириной с точками в углах его, диаметром также в Г мм опускают на дно длинной стеклянной трубки, в кото­ рую подливают воду. Момент исчезновения точек при види­ мых еще линиях креста считается границей прозрачности,'ко­ торую п выражают в сантиметрах водяного столба стеклян­ ной трубки.

Перевод прозрачности на мутность (извлечение из ГОСТа 3351—46) показан в табл. 1 (прозрачность по «крес­

13

Гл а в а I I I . Микробы.

Микробами называются мельчайшие живые существа, не­ видимые невооруженным глазом (tnikros — малый, bios — жизнь). Их можно рассмотреть только, при помощи микроско­ па, оптического прибора, увеличивающего предметы в сотни и тысячи раз. Микробы составляют тот невидимый мир живых

Принципиально к микробам должны быть отнесены все живые организмы растительного пли животного происхожде­ ния, измеряемые микронами, т. е- имеющие размеры за преде­ лами видимости нашего глаза. Способность нашего глаза ви­ деть ограничена величинами около 0,2 мм, т- е. около 200 мк (микрон равен одной тысячной доле миллиметра).

С этой принципиальной точки зрения к микробам надо отнести не только плесневых грибов, дрожжи, различные кок­ ки, бактерии, спириллы, по и водоросли и всю совокупность простейших микроскопических животных (protoz ао). "Однако по традиции к микробам относят одноклеточные организмы, размножающиеся простым делением, питающиеся в основном готовыми оогаппчеекпмп веществами, организмы, которые не­ возможно отмести нп к животным, ни к растениям. Их выде­ ляют в особый мир микробов.

Различные микробиологи вкл-ючают в круг своих изуче­

ную амебу, амебу дизентерийную), жгутиковые патогенные во­ доросли, вызывающие лейшманпозы, трипаиозомы и др.

В последнее время сделана попытка естественной класси­ фикации микробов с разбивкой их на 8 семейств (классифи­ кация Яике на основе предложений комитета американских бактериологов и Эндерленн-а) *),

*) В 1947 г. Международная комиссия составила «Международные правила номенклатуры бактерий п вирусов». ]Мпкробполог Берджи на ос­ нове этих Правил составил более совершенную классификацию микробов. Однако и эта классификация не может считаться совершенной и встре­ чает возражения. Приведенная нами классификация наиболее проста, доступна для инженеров по водоснабжению, канализации и техноло­ гов по очистке вод.

14

К первому семейству отнесены кокковые с. шарообразной формой, не спороносные микробы- К первому роду этого се­ мейства отнесены одиночные кокки.(микрококки), ко второму

— двойные кокки — (диплококки), к третьему — цепотчатые кокки (стрептококки), к'четвертому— пакетные кокки (сар­ дины).

Второе семейство микробов составляют палочки, бацил­ лы с внутренними спорами (с эндоспорами). Первый род это­ го семейства составляет сенная палочка. Второй — азотбактер.

Третье семейство — это палочка без спор ( bacterlon — палочка). Первый род этого семейства —• группа ннтрозомонас, второй — группа нптробактер. бактерия тифа, третий — ipynna трнхобактер шротеус вульгарно и др.).

Третий — актиномпцеты.

Пятое семейство — спприлл'ы. Спирально изогнутые клет­ ки, полярно жгутиковые. Первый род этого семейства — мнкроскпира (кома),-второй—спириллы (Сп. ундула) с крупны­ ми витками.

Шестое семейство — спирохеты, спиральные изгибающи­ еся клетки, подвижные, но без жгутиков, с мелкими виткамиРоды этого' семейства — спирохеты, тренонема, лептоспнры.

чатая бактерия), четвертый— лептотрикс, пятый — кренот-

Восьмое семейство — смешанные бактерии — микробак­ терии. Их роды мнксококкп, полиангиум, хондромицесс.

Впервые микробов увидел в конце XVII века голландс­ кий ученый Левенгук через свои увеличительные стекла. Одна­ ко только сто с лишним лет спустя узнали люди, какое значе­ ние для их жизни имеют «маленькие животные — анималькула», как называл их Левенгук.

15

Тайну эту раскрыл великий французский ученый Луи Пастер- (1822—1895 гг.). Пастер выяснил, что среди микробов есть полезные, есть и вредные, губящие и животных и человека.

По своей величине микробы равны в среднем приблизи­ тельно 1—2 микронам (мк). Вследствие незначительных раз­ меров микробов мы в жизни и не подозреваем об их присутст­

коротких пли с извилинамиЧаще всего бывают микробы ша­

гроздь). Кокки, расположенные в виде цепочки один за дру­ гим, называются стрептококками, например рожистый стреп­ тококк. Иногда кокки располагаются по два (диплококки), например, диплококк воспаления легких, гонореи.

Палочкообразные микробы называются бактериями (тре­ тье семейство), хотя этот термин часто употребляют для ми­ кробов разной формы, но одинаково размножающихся прос­ тым делением. Некоторые палочкообразные микробы при не­ благоприятных условиях образуют внутри' себя особые тель­ ца — споры. Спора — это образование для сохранения жиз­ ни микроба в неблагоприятных условияхПалочки, способ­ ные образовывать споры, называются бациллами ( bacilla — палочка, второе семейство).

Другие микробы для защиты себя от неблагоприятных воздействии образуют вокруг себя защитную оболочку — кап­ сулу. Туберкулезная палочка образует защитную оболочку из воскоподобного вещества. Образуют защитные оболочки и некоторые хлороустойчнвые водные микробы.

Извитые формы~палочкообраз*ных микробов называются спириллами, если они имеют мало витков. Холерный микроб чаще имеет только одни виток и называется холерной запя­ той пли вибрионом. При многочисленных мелких витках изви­ тые формы микробов называются спирохетами, например спи­ рохеты водной лихорадки и инфекционной желтухи, называ­ емые лёптоспирами.

Одни микробы неподвижные, другие же способны дви­ гатьсяОбычно все водно-кишечные микробы, за исключением

16

Поступившая внутрь микроба пища переваривается с по­ мощью внутренних энзимов, ферментов, эндоферментов, эндоэнзнмов п превращается в тело клетки. Ферменты специ­

человека и животных вещества — токсины. Некоторые микро- ; бы выделяют вещества, ядовитые для других микробов, на­ званные антибиотиками, например пенпцплпн, биомицин, стрептомицин и др.

Русский микробиолог Виноградский С. Н. доказал, что •существуют такие микробы, которые питаются неорганичес­ кими веществами, а органические вещества своих клеток, сво­ его тела воспроиздят из этих неорганических веществ. Так, он доказал, что неорганическим веществом аммиаком (NH3 ) питается микроб нптрозомонас и окисляет его до азотистой кислоты (до ее солей) — нитрификацияЭтой неорганической

азотистой кислотой (солями) питается микроб нптробактер и превращает ее в азотную кислоту (в соли ее) — нитрофнкация. Этим своим открытием Виноградский подтвердил основ­ ное положение диалектического материализма, что все жи­ вое, живая материя произошла из неживой неорганической материи-

Потом было открыто, что существуют микробы и водорос­ ли, которые могут питаться азотом (фиксировать азот) непо­ средственно из воздуха и использовать его на построение сво­ их клеток.

Микробы, использующие в пищу природные простейшие химические неорганические вещества, называются обычно прототрофамп- К ним относятся упомянутые выше нптрозо­ монас, нптробактер, азотфиксирующие (клубеньковые) бак­ терии, а также серные бактерии, железные бактерииПо­ скольку эти микробы сами воспроизводят органические веще­ ства, составляющие их клетку, их тело, из неорганических ве­ ществ, из аммиака или азота воздуха и углекислоты, 'они на­ зываются автотрофными (самопитающимися).

Кроме основных химических веществ, необходимых мик­ робам для построения их клетки, они нуждаются также в пи­ тании особыми ростовыми веществами, стимулирующими их процессы обмена веществ, стимулирующими синтез их бел­ ков, жиров, углеводов. К этим стимулирующим каталнзато-

18

Особенно жизненно важной для микробов является пара­ ампиобензойная кислота, без которой, процессы обмена ве­ ществ быстро прекращаются, п микробы погибают. Некото­ рые микробы сами в состоянии .производить те пли другие жизненно необходимые кислоты и витамины. Так, кишечная палочка сама способна синтезировать тиамин.

Часть поглощенных питательных веществ разлагается ми­ кробной клеткой на составные части: белки — на аминокис­ лоты, жиры — на жирные кислоты и глицерин. Из получен­ ных аминокислот живые организмы составляют свои белки, из жирных кислот они.составляют своп жиры, масла. Углево.-

простейших соединений и дает живым организмам необходи­ мую для их жизненных процессов энергию. При таком сжи­ гании аминокислот образуется конечный продукт — мочевина, при сжигании жирных кислот — углекислый газ, при сжига-'

Конечные продукты мпкробнальных процессов (углекис­ лый газ, вода, аммиак), ненужные уже мпкробпалыюй клетке, выделяются ею через те же поры в наружную среду.

Переваривание поступившей во внутрь микроба, пищи яв­ ляется второй фазой питания микробовЭта фаза связана со

19