Гигиена сельскохозяйственных животных. Ч.2. Гигиенический контроль воды и кормов. Учебно-методическое пособие

фильтру. Для обнаружения яиц гельминтов фильтры исследуют во влажном состоянии под малымувеличением микроскопа.

При отсутствии специального оборудования исследования воды на яйца гельминтов можно вести путем отстаивания её в высоких цилиндрах в течение сут. Слой воды из цилиндра сливают через сифон, стараясь не захватить образовавшийся на дне цилиндра осадок. Осадок переносят в центрифужные пробирки и центрифугируют. Нижний слой жидкости из пробирок переносят каплями на предметное стекло и исследуют при малом увеличении микроскопа. Видовую принадлежность яиц определяют в соответствии с их описаниями в руководствах по паразитологии.

При централизованном и нецентрализованном водоснабжении яйца и личинки гельминтов в воде не допускаются.

5.2. Микробиологическое исследование воды

Микробный состав воды является одним из основных показателей её доброкачественности и пригодности для потребления. Даже вода из подземных источников может содержать единичные клетки патогенных микроорганизмов. Размножение микроорганизмов может происходить в воде источника, содержащего большое количество органических веществ, в резервуарах чистой воды при несоблюдении сани- тарно-гигиенических правил.

Микробиологический анализ воды – важнейшая часть гигиенических исследований. Результаты его могут иметь решающее значение при санитарной оценке воды. С эпизоотологической точки зрения при санитарно-гигиенической оценке воды имеют значение преимущественно патогенные микроорганизмы. Однако обнаружить их даже в заведомо инфицированной воде очень сложно. Поэтому при микробиологическом контроле обычно пользуются косвенным методом, определяя микробное число и коли-индекс. Что чем значительнее загрязнена вода, тем больше в ней сапрофитной и кишечной микрофлоры, и, наоборот, чем меньше вода за-

51

грязнена, тем меньше в ней кишечной палочки и, следовательно, меньше возможность возникновения инфекционных болезней при употреблении такой воды.

При отборе проб воды для микробиологического анализа используют стерильные флаконы вместимостью 0,5 л с притёртой каучуковой или корковой пробкой.

Проба должна быть исследована не позже, чем через 2 ч после её отбора. При невозможности выполнения этих условий анализ допускается проводить не позже, чем через 6 ч. После отбора пробы, сохраняя при этом пробу при температуре от 1 до 5 °С. Консервации проба воды не подлежит.

5.3. Определение микробного числа

Микробное число – количество колоний микроорганизмов, выросших при посеве 1 мл исследуемой воды в чашке Петри с мясо-пептонным агаром (МПА).

Ход определения. Доставленную пробу воды тщательно перемешивают, стараясь не смачивать пробку. Стерильными пипетками набирают пробы для посева в чашки Петри, желательно для каждой чашки использовать отдельную пипетку. В крайнем случае можно пользоваться одной пипеткой при условии, что посев начинают с больших разведений.

Воду с небольшим загрязнением высевают в количестве от 1,0 до 0,1 мл непосредственно в чашки, а со значительным загрязнением разводят перед посевом стерильной водой. Для этого в пробирку с 9 мл стерильной воды вносят 1 мл исследуемой воды и тщательно перемешивают, получая первое разведение 1:10. После этого 1 мл воды первого разведения вносят во вторую пробирку c 9 мл стерильной воды и получают разведение 1:100. Так поступают до получения необходимого разведения (каждый раз берут новую стерильную пипетку). Из пробы исследуемой воды должно быть сделано не менее двух разведений в зависимости от степени ожидаемого загрязнения.

52

Отобранное количество воды вносят в чашку Петри, слегка приподняв её крышку. Одновременно в водяную баню (45 °С) ставят пробирки с МПА для его расплавления и выливают в чашку с исследуемой водой. Вращательным движением смешивают воду с агаром и чашки ставят на горизонтальной плоскости для застывания (на чашке делают пометки о пробе восковым карандашом). Чашки после застывания помещают в термостат крышкой вниз, стопками по 3–4 чашки, и выдерживают в термостате 24 ч при 37 °С.

Пробы воды из открытых водоемов засевают в две чашки, которые помещают во второй термостат на 48 ч и выдерживают при температуре 20 °С.

Подсчитывают колонии с помощью лупы по всей площади чашки. Если в чашке выросло свыше 300 колоний и нет посевов других разведений, можно вести подсчёт при помощи счётной пластинки. Для этого чашку с колониями ставят под стекло, сняв крышку, или вверх дном, считают колонии в 12 квадратах, в четырех центральных и двух расположенных по четырем углам счётной пластинки. По найденным числам определяют количество колоний на всей площади чашки (по формуле S πR ) и рассчитывают содержание микроорга-

низмов в 1 мл исследуемой воды.

Пример. Диаметр чашки 10 см, следовательно, её площадь равна 78,5 (3,14х25) см2. В 12 квадратах выросло 84 колонии, т. е. на 1 см2 приходится 7 колоний, а на всю площадь чашки 78,5х7=549,5. Было засеяно 0,5 мл воды, поэтому в 1 мл исследуемой воды содержится 549,5×2=1099 колоний. Подсчёт лучше делать на 2 чашках с посевом одной и той же воды и взять среднее арифметическое.

Для определения количества содержащихся в воде микроорганизмов может быть использован «прямой метод», основанный на использовании мембранных фильтров с последующим подсчётом микроорганизмов под микроскопом. Существует модификация этого метода с применением фазо- во-контрастной микроскопии.

53

Ускоренный метод определения в воде кишечной па-

лочки. Метод позволяет сократить срок анализа до 20–24 ч. Исследования ведут в 2 этапа: посев исследуемой воды на среду накопления (пептонно-глюкозную) и выращивание на ней колоний в течение 12 ч при температуре 42 °С; пересев со среды накопления независимо от признаков роста колоний на агаровую среду с розоловой кислотой и выращивание в течение 12 ч при 37 °С (можно при 42 °С). Для пересева пользуются платиновой петлей с большим ушком.

Приготовление среды накопления. В 1000 мл водопровод-

ной воды растворяют при нагревании 10 г пептона и 5 г поваренной соли, доводят до кипения, фильтруют и после этого добавляют 5 г (можно 2,5) глюкозы, рН среды должен быть 7,4–7,6. Разливают среду в маленькие пробирки с поплавками по 10 мл и стерилизуют, в текучепаровом аппарате или в автоклаве при открытом вентиле.

Приготовление МПА с розоловой кислотой. На 1 л МПА

(агара около 1 %) вносят 50 мл желчи, 10 г лактозы и 1 г глюкозы. Все это смешивают при подогревании, рН среды должен быть 7,4–7,6. Затем добавляют индикаторы– 2 мл 1%-ного спиртового раствора бромтимолового синего и 2 мл 5%-ного свежеприготовленного спиртового раствора розоловой кислоты. Среду разливают в агглютинационные пробирки и стерилизуют при 112 °С в течение 20 мин. Перед посевами среду скашивают так, чтобы получилась косая поверхность, и столбик её был достаточной высоты (полускошенный агар). Среда в готовом виде имеёт, коричнево-красный цвет. При отсутствии или недостатке бромтимолового синего среда будет иметь бледно-розовую окраску. Можно готовить среду и без добавления желчи, но в этом случае она не будет давать четких показаний.

Ход определения. Сравнительно чистую исследуемую воду, из водопроводов, артезианских скважин, благоустроенных колодцев, засевают в пробирки в количестве 1 и 5 мл и колбы в количестве 10, 25 и 100 мл. Воду из открытых водоёмов в зависимости от предполагаемого загрязнения засева-

54

ют в пробирки в количестве 0,01; 0,1; 0,2; 0,5; 1 мл или 0,001, 0,01 и 1 мл (путём разведения в стерильной воде). Встряхиванием пробирки и колбы воду хорошо смешивают со средой, стараясь в то же время заполнить засеянной средой весь объем опущенной пробирки (поплавка). Посевы помешают в термостат на 24 ч при 45 °С.

Через 24 ч делают пересев на агаровую среду с розоловой кислотой путем укола в толщу агара и проведения штриха на скошенной поверхности агара при извлечении петли. Посевы делают из всех пробирок со средой накопления независимо от признаков роста колоний. Пробирки с посевами ставят в термостат на 12 ч (можно на 24 ч).

При осмотре пробирок в среде накопления отмечают помутнение и образование газа в маленьких пробирках (поплавках), в пробирках с агаром – разрыв столбика и образование пены в конденсационной жидкости.

Большинство обычных сапрофитных бактерий на агаре с розоловой кислотой не растёт. Если на розоловом агаре (в случае раннего пересева) не установлен рост бактерий, а в среде накопления через 20–24 ч выявлен рост бактерий кишечной палочки (помутнение, газообразование), рекомендуется делать дополнительный посев на розоловый агар из пробирок с признаками роста.

В соответствии с требованиями СанПин 2.1.4.1074-01 для определения в воде общего числа бактерий и количества кишечной палочки (показатели фекального загрязнения – колититр* и коли-индекс**) применяют мембранные ультрафильтры.

Применение мембранных ультрафильтров позволяет вести ускоренные исследования, т. к. при фильтровании определенного объема воды на поверхности фильтра приблизительно равномерно оседают и распределяются все микроорганизмы, находящиеся в данном объеме. Состав фильтров позволяет выращивать осевшие микроорганизмы непосредственно на поверхности фильтров. Колонии, вырастающие на поверхности фильтра, сохраняют присущие им видовые особенности.

55

При таком анализе результат получают уже через 24 ч. По количеству выросших колоний судят о загрязнении воды.

При централизованном водоснабжении микробное число воды должно быть – не более 50. Превышение норматива не допускается в 95 пробах, отбираемых перед её поступлением в распределительную сеть, а так же в точках водозабора наружной и внутренней водопроводной сети в течение 12 мес. при количестве исследуемых проб воды не менее 100 за год. При нецентрализованном водоснабжении коли-индекс должен быть не более 10.

Занятие 6. Очистка и обеззараживание воды

6.1. Методы улучшения качества воды

Вода, не отвечающая требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01, подлежит улучшению качества.

Для улучшения качества воды применяют следующие методы:

Очистка – удаление взвешенных частиц.

Обеззараживание – уничтожение микроорганизмов.

Специальные методы для улучшения органолептических свойств воды – умягчение, удаление некоторых химических веществ.

Очистка воды способствует улучшению её физических показателей.

В процессе удаления взвешенных частиц вода освобождается от значительной части микроорганизмов. Очистка воды осуществляется путем отстаивания, фильтрации и коагуляции.

Отстаивание, при котором происходят осветление и частичное обесцвечивание воды, осуществляется в бассейнахотстойниках.

*Коли-титр – наименьший объем исследуемой воды (в мл), в котором обнаружена кишечная палочка.

**Коли-индекс – количество кишечных палочек, содержащихся в 1 л исследуемой воды.

56

Принцип их действия состоит в замедленном протекании через них воды, в результате основная масса взвешенных частиц оседает на дно, однако мельчайшие частицы и значительная часть микроорганизмов не успевают осесть.

Отстойниками могут быть озера и водохранилища, в которых вода находится в состоянии относительного покоя в течение сравнительно длительного времени.

Искусственные отстойники. Различают горизонтальные,

вертикальные и радиальные отстойники.

Горизонтальные отстойники – представляют собой ре-

зервуар прямоугольного сечения с бетонированными стенами и дном глубиной 3–6 м, через который вода непрерывно движется в горизонтальном направлении от торца к торцу с небольшой скоростью. Отстаивание воды продолжается в течение 2–8 ч.

Вертикальные отстойники – железобетонные резервуары круглого или прямоугольного сечения с конусообразным дном. Вода в них движется снизу вверх. Взвесь осаждается при восходящем потоке воды. Осадок из вертикальных отстойников удаляют, не выключая их от работы. Такие отстойники довольно часто применяют при водоснабжении животноводческих ферм из открытых водоисточников.

Радиальные отстойники – круглые, железобетонные неглубокие резервуары. Скорость движения воды изменяется от максимальной в центре до минимальной у периферии. При этом вода проходит через специальные распределительные устройства и направляется в радиальном направлении к периферийному сборному желобу, от которого отводится по трубам. Осадок с помощью вращающейся фермы со скребками сгребает к приямку в центре отстойника, откуда удаляют по трубе для сброса.

Коагуляция. Это физико-химический метод очистки воды. Сущность метода заключается в освобождении воды от взвешенных частиц, не поддающихся удалению ни отстаиванием, ни фильтрацией. К воде добавляют коагулянт, способный реагировать с бикарбонатами, находящимися в покое. В результате реакции образуются крупные, тяжелые хлопья

57

гидроокиси, несущие положительный заряд. Оседая, они увлекают за собой находящиеся в воде во взвешенном состоянии частицы загрязнений, заряженные отрицательно, и тем самым способствуют довольно быстрой очистке воды. Вода становится прозрачной, улучшается показатель цветности.

В качестве коагулянта обычно применяют сернокислый алюминий в дозах 30–300 мг/л воды. Происходит реакция:

Al2(SO4)3+ЗСа(НСО3)2=2Аl(ОН)3+3CaSO4+6СО2

Дозу коагулянта определяют и рассчитывают опытным путём, исходя из конкретных условий. При добавлении к воде недостаточного количества этого коагулянта происходит слабое хлопьеобразование, а, следовательно, и недостаточное осветление воды, в результате чего качество её будет неудовлетворительное. Введение коагулянта в избыточном количестве также неблагоприятно влияет на качество воды, т. к. он не успевает полностью реагировать с бикарбонатами, полный гидролиз наступает значительно позже, в результате чего вновь образовавшиеся хлопья делают воду мутной (вторичная коагуляция).

Сернокислый алюминий добавляют в воду в виде порошка или 2–5%-ного водного раствора. Для ускорения процесса коагуляции мягкую воду, которая содержит мало бикарбонатов кальция и магния, следует подщелачивать гашёной известью или содой. В настоящее время для ускорения коагуляции применяют высокомолекулярные вещества – флокулянты. Так, препарат полиакриламид в дозе 0,5–1,0 мг на 1 л воды ускоряет процесс коагуляции и позволяет экономить коагулянт.

Для определения ориентировочной дозы коагулянта на 200 мл воды берут 10 мг-экв/л карбонатной жёсткости 0,8 мл 1%-ного раствора глинозёма. В стакан наливают до метки воду, предназначенную для очистки коагуляцией. Пипеткой добавляют 1%-ный раствор глинозёма (ориентировочная доза). Например, в первый стакан при карбонатной жёсткости 100 мг-экв добавляют 8 мл (0,8–10), во второй на 10 мг-экв меньше – 7,2 мл (0,8–9) и в третий на 20 мг-экв видимых хлопьев. Выбирают наименьшую дозу 1%-ного раствора

58

глинозёма, при которой через 10 мин будут ясно меньше – 6,4 мл (0,8–8). Воду с коагулянтом хорошо размешивают стеклянными палочками и оставляют в покое на 10 мин для образования видимых хлопьев. Если коагуляция во всех стаканах пойдет очень быстро, опыт повторяют с меньшими дозами коагулянта (например, при принятой нами жёсткости брать дозы 5,6; 4,8; 4,0 мл).

При вычислении количества 1%-ного раствора глинозёма для коагуляции наименьшую дозу его умножают на 5 и на количество литров воды, подлежащей коагуляции

Фильтрация воды. Процесс более полного освобождения воды от взвешенных частиц. Воду пропускают через фильтрующий мелкопористый материал (песок, графит, дробленый кварц, антрацит, мраморная крошка). Фильтрацию воды применяют после отстаивания и коагуляции.

По скорости фильтрования фильтры делят на медленные

(0,1–0,3 м3/л), скорые (5–12 м3/л) и сверхскорые (36–100 м3/л);

по давлению – безнапорные; по крупности фильтрующего материала – мелко-, средне- и крупнозернистые; по числу фильтрующих слоев – одно-, двух- и многослойные.

На крупных водопроводных станциях обычно используют быстродействующие фильтры, пропускающие через единицу площади в час слой воды 50 раз больше, чем медленные, ибо значительно сокращает их объем и стоимость сооружения.

При фильтрации на поверхности фильтра образуется биологическая пленка. Она состоит из мелких частиц, взвешенных в фильтруемой воде планктона и бактерий. На поверхности фильтра задерживается мелкая взвесь, за счет чего значительно улучшается фильтрование.

6.2. Обеззараживание воды

Это освобождение её от микроорганизмов, патогенных для животных и человека. Методы обеззараживания: кипячение, применение ультрафиолетового облучения, ультразвука, токов ультравысокой частоты гамма-излучение, озонирование, серебрение и хлорирование.

59

Из всех физических методов обеззараживания воды наиболее испытанный и надежный – кипячение. Очень эффективно обеззараживание воды ультрафиолетовым облучением, уничтожающим не только вегетативные, но и споровые формы микроорганизмов. Применяют этот метод главным образом для обеззараживания подземных вод. Воду из открытых источников этим методом можно обеззараживать только после предварительного её осветления. Наибольшим воздействием на микроорганизмы обладают ультрафиолетовые лучи с длиной волны 254 нм. Ультрафиолетовые лучи не влияют на состав и свойства обезвреживаемой воды, не ухудшает её органолептические свойства. Для обеззараживания воды применяют установки; ОВ-АКХ-1 с лампами ПРК-7 производительностью на воде 30–150 м3/ч, ОВ-1П-РК.С с лампами PKG -2.5 (50 м3/час); ОВ-1П с лампами БУВ-60П (3 м3/ч); ОВ-ЗН с лампами БУВ-60П (8 м3/ч); а также установки ОВУ-6П с погружными и УОВ-5Н с непогружными лампами БУВ-60П производительностью 12 м3/ч, разработанные специально для сельскохозяйственного водоснабжения.

Наибольший коэффициент использования бактерицидного излучения достигается при погружении источников ультрафиолетового излучения в воду. Для обеззараживания воды ультрафиолетовыми лучами разработаны автоматические установки с телеуправлением.

Принцип обеззараживания воды ультразвуком основан на том, что ультразвуковые колебания вызывают большие перепады давления в воде, что обуславливает разрыв клеточных оболочек бактерий. Установка для получения ультразвуковых колебаний состоит из лампового генератора, дающего ток высокой частоты, и вибратора, преобразующего электрические колебания в механические. Под действием ультразвука за 1 мин погибает до 90 % микробов кишечной палочки, за 2 мин – 97 %. Степень бактерицидного эффекта зависит от толщины слоя жидкости. При толщине слоя жидкости в 1 см за 1 мин погибает до 80 % микробов из группы кишечной палочки, а при толщине в 8 см только 20 %.

60