61. Структура микробных сообществ водных экосистем. Микрофлора воды.

Вода, как и почва, является естественной средой обитания многих микроорганизмов. Видовой состав микрофлоры воды имеет много общего с микрофлорой почвы. Кроме того, в воде живут различные виды вибрионов, спириллы, железо- и серобактерии, светящиеся бактерии и др. Микроорганизмы воды, как и микроорганизмы почвы, имеют большое значение в круговороте веществ в природе. В воде происходят процессы аммонификации, нитрификации, денитрификации и брожения.

Характер микрофлоры воды зависит от разных причин. Чем больше вода загрязнена органическими соединениями, тем больше микроорганизмов она содержит. Особенно много их в открытых водоемах и реках вблизи населенных пунктов, где вода загрязняется стоками хозяйственных и фекальных нечистот. По мере удаления от населенных пунктов число микроорганизмов постепенно уменьшается.

Вода морей и океанов заселена микробами, которые приспособились к повышенному содержанию солей, большому давлению воды и низкой температуре. В поверхностном слое придонного ила содержится особенно много микробов, которые образуют на нем как бы пленку. Наиболее чистыми являются воды глубоких артезианских скважин и родников. Воды этих источников могут быть использованы для питья без предварительной их обработки и обезвреживания.

С санитарной точки зрения наибольший интерес представляют процессы самоочищения воды открытых водоемов от загрязняющих их органических веществ животного и растительного происхождения и от попавших в них болезнетворных микробов. Быстрое разложение органических соединений и самоочищение воды водоемов происходят в связи с жизнедеятельностью сапрофитной водной микрофлоры.

В открытых водоемах условно различают три зоны:

1) зона сильного загрязнения, вода которой содержит значительное количество органических веществ и бедна кислородом, — полисапробная зона. Микрофлора здесь наиболее обильна и представлена преимущественно анаэробными возбудителями гнилостных и бродильных процессов;

2) зона умеренного загрязнения — мезосапробная, где происходит интенсивная минерализация органических веществ. Количественный и качественный состав сапрофитных микробов в этих зонах весьма разнообразен;

3) зона чистой воды — олигосапробная, в которой органических соединений почти нет и где процессы минерализации закончены. Здесь встречаются различные представители нормальной водной микрофлоры.

Процессы самоочищения воды от посторонней для нее микрофлоры зависят от ряда факторов: гибели микробов в поверхностных слоях воды под действием солнечных лучей, разбавления загрязненных вод более чистыми, механического осаждения микробных тел, подавления жизнедеятельности микробов под влиянием различных химических примесей и антибиотических продуктов, вырабатываемых водорослями, грибами и другими микроорганизмами, конкуренции между отдельными микробными группами, пожирания микробов простейшими и другими организмами. Совокупность всех факторов приводит к тому, что даже в неблагоприятных водоемах с течением времени и по мере удаления от источников загрязнения качество воды улучшается.

Вода имеет большое эпидемиологическое значение как фактор передачи инфекции. Водные эпидемии различных инфекционных болезней (холера, брюшной тиф, дизентерия, туляремия, лептоспирозы и др.) известны давно. Загрязнение воды патогенными микробами обычно происходит через сточные воды, при купании людей и животных и т. д. Выживаемость патогенных микробов в воде колеблется в широких пределах в зависимости от ее качества.

Для предупреждения передачи патогенных микробов через воду применяют меры санитарной охраны водоемов и источников водоснабжения, а также очистку и обезвреживание питьевых и хозяйственных вод.

В водах пресных водоемов обнаруживаются палочковидные v '(псевдомонады, аэромонады и др.), кокковидные (микрококки) и извитые бактерии. Загрязнение воды органическими веществами сопровождается увеличением анаэробных и аэробных бактерий, а также грибов. Особенно много анаэробов в иле, на дне водоемов. Микрофлора воды выполняет роль активного фактора в процессе самоочищения ее от органических отходов, которые

утилизируются микроорганизмами. Вместе с загрязненными ливневыми, талыми и сточными водами в озера и реки попадают представители нормальной микрофлоры человека и животных

(кишечная палочка, цитробактер, энтеробактер, энтерококки, клостридии) и возбудители кишечных инфекций . брюшного тифа, паратифов, дизентерии, холеры, лептоспироза, энтеровирусных инфекций и др. Поэтому вода является фактором передачи возбудителей многих инфекционных заболеваний. Некоторые возбудители могут даже размножаться в воде (холерный вибрион, легионеллы).

В минеральных источниках широко распространены различные группы микроорганизмов, занимающие в силу физиологических особенностей вполне определенные экологические ниши и связанные между собой трофическими взаимоотношениями. Тесные трофические взаимоотношения между различными группами микроорганизмов позволяют им эффективно участвовать в трансформации органических и неорганических веществ подземных вод, что обусловлено их огромным биохимическим потенциалом и большой численностью.

Структура и функциональное разнообразие микробного сообщества минеральных источников во многом зависят от химического состава вод и пород. Содержание акцепторов электронов, биогенных элементов и веществ в минеральной воде оказывает влияние на формирование состава микробного сообщества и его активность (Заварзин, 1984). Микробные сообщества в гидротермах, при отсутствии выедания со стороны эукариотных организмов, могут обладать значительной биомассой и образовывать так называемые микробные маты

Роль микроорганизмов. В них взаимодействуют представители разных трофических групп микроорганизмов, осуществляющих полный цикл биогенных элементов. В биогеохимических процессах, протекающих в подземных и поверхностных водах, участвуют аэробные и анаэробные, автотрофные и гетеротрофные бактерии, грибы и водоросли. В процессах продукции и деструкции образуются различные вещества и метаболиты, используемые в биологическом сообществе и участвующие в геохимических реакциях.

Одни организмы, способные к автотрофному образу жизни, строят свое тело за счет углерода углекислоты, другие – гетеротрофы – для своего развития требуют готовое органическое вещество, а третьи – способны от автотрофного питания переходить к гетеротрофному (Заварзин, 1972). Так, организмы, обладающие хемолитотрофным типом обмена, используют энергию окисления органических веществ. Для тех и других источником углерода служит углекислота.