CC BY
49
Пооф. Е. Н. МИШУСТИН
Бактерии как показатели санитарного состояния почвы
К настоящему моменту вопрос об использовании микроорганизмов иочвы как показателей ее санитарного состояния разработан чрезвычайно слабо. Может быть, это является следствием естественного разочарования в гипотезе Поттенкофера, рассматривавшего почву как источник, из которого исходят всевозможные инфекции. Тем не менее, весьма нередко практика предъявляет микробиологам требование так или иначе оценить земельные площади в отношении их санитарного состояния, так как вполне мыслима передача ряда заболеваний или непосредственно через почву, или через сельскохозяйственные продукты, получаемые с определенной территории.
Помимо решения вопросов эпидемиологического характера, весьма часто приходится определять характер загрязнения почвы теми или иными органическими или минеральными веществами. Химический метод не всегда успешно разрешает поставленную задачу, и в ряде случаев микробиолог может оказать существенную пользу.
В некоторых случаях вопрос о наличии в почве патогенных или токсигенных бактерий решается прямым анализом. Однако существую-' щая методика микробиологических исследований часто не дает надежных результатов, и заключение приходится делать на основании косвен^ иых данных. Так, например, из почвы с большим трудом выделяются бактерии тифозно-дизентерииной группы и, очевидно, о возможном их наличии в почве целесообразнее судить по титру кишечной палочки. Поскольку отмеченные бактерии попадают в почву лишь с фекальными массами, а Bact. coli определяется в почве без труда, то, естественно, возникает стремление при оценке санитарного состояния почвы ориентироваться на титр кишечной палочки.
Bact. coli и, очевидно, вся группа coli-aerogenes является для почвы чуждой — заносимой в нее с определенными загрязнениями. Очевидно, существует много групп подобных «заносных» организмов и их можно использовать при оценке санитарного состояния почвы. Так, например, Горовиц-Власова и др. рассматривают Вас. perfringens как микроорганизм, попадающий в почву с фекальными массами. По нашим данным, термофильные бактерии несвойственны почве и вносятся в нее с наво* зом, компостами и другими органическими веществами, подвергающимися процессу самонагревания. Повидимому, со временем список подобных «заносных» микроорганизмов увеличится и, без сомнения, их удастся использовать в качестве показательных при оценке состояния почвы.
Изменение свойств почвы, вызываемое внесением определенных веществ, без сомнения, должно отразиться и на характере ее микрофлоры. Так, например, известно, что удобрение почвы, как правило, активирует развитие азотобактера. Улучшение физических свойств почвы интенсифицирует нитрификационный процесс и т. д. По нашим наблюдениям обогащение почвы относительно легко подвижными органическими веществами вызывает усиленное размножение в почве Ва«. mycoides. Богатство почвы теми или иными формами азотсодержащих веществ резко сказывается на составе целлюлозоразлагающих микроорганизмов почвы. Список подобных примеров мог бы быть при желании увеличен.
Приведенные факты показывают, что уже в настоящее время имеются наметки, позволяющие говорить о возможности использования ии-
кроорганизмов почвы как индикаторов, рисующих ее текущее состояние. Санитарный анализ почвы не может быть беспредметным. В зависимости от. требовании он должен вскрывать те или иные моменты, представляющие интерес для практики. В настоящее время микробиологи на основе произведенного анализа могут дать лишь ориентировочные указания о состоянии почвы, и борьба за их уточнение составляет цель ближайшей работы соответствующих научно-исследовательских учреждений.
IB нижеследующем изложении мы останавливаемся на значении ряда показательных микроорганизмов при оценке состояния почвы. При их выборе мы ориентировались лишь на опыт своей работы, и 'поэтому некоторые бактерии, представляющие с точки зрения поставленной задачи несомненный интерес, нами пока не рассматриваются.
Бактерии г р у п п ы-с о 1 i - а ё г о gen е s ® почве. Вопрос о состоянии группы coli-aérogenes в почве интересовал как иностранных, так и советских ученых. Довольно старые работы Хустона, Конриха показали, что типичные формы Bact. coli несвойственны почве и встречаются в ней лишь при наличии фекальных загрязнений. К этому же выводу заставляют притти работы советских ученых (Горовиц-Власо-вой, Минкевича и др.). Это дало основание базироваться на кишечной палочке при оценке санитарного состояния почвы.
На основании некоторых работ (Стоке, Стон и др.) создалось впечатление, что в почвах, имеющих явное фекальное загрязнение, часто содержатся атипичные разновидности Bact. coli, Отклоняющиеся от Bact. coli ,по тем или иным признакам. Так, Минкевич считает, что цитратасеимилирующий вариант Bact.^coli весьма часто встречается в относительно давно загрязненной почве.
Отсюда можно заключить, что наличие в почве типичных форм Bact. coli свидетельствует о свежем фекальном загрязнении, а богатство почвы формой Bact. coli citrovorum говорит об ее относительно давнем загрязнении фекальными массами.
Американские бактериологи на основании большого фактического материала пришли к выводу, что в состав группы coli-aérogenes входят две. обособленные подгруппы. Первая, представленная Bact. coli, происходит из кишечника животных, вторая, имеющая типичным представителем Bact. aerogenes, свойственна почве.
Исследования советских ученых, главным образом Минкевича, не позволяют согласиться с этим заключением. Достаточно обширный материал, собранный Минкевичем, указывает, что полноценная Bact. aerogenes выделяется из .почвы почти всегда в случаях, сопряженных с фекальным загрязнением. К аналогичному выводу можно притти и на основании работ, выполненных в Санитарном институте им. Эрисмана. Таким образом, присутствие в почве атипичных форм B'act. coli и Bact. aerogenes сопряжено со внесением в почву фекальных масс.
Наши знания о распространении бактерий группы coli-aérogenes в почве позволяют, однако, делать лишь сугубо ориентировочные заключения о степени и давности загрязнения почвы. На самом деле, до сих пор сколько-нибудь точно не выяснено, как долго выживает кишечная палочка в почве. Очевидно, данный вопрос не может иметь единого решения для разных по типу почв. Без сомнения, кислотность почвы, богатство ее органическими соединениями и т. д. будут сильно влиять на судьбу внесенных в нее Bact. coli. Но, к сожалению, этот, казалось бы, элементарный вопрос не решен даже в первом приближении. Имеются лишь единичные работы, посвященные затронутому вопросу. Скудость имеющейся литературы хорошо иллюстрируется статьей проф. Ваксмана, опубликованной в журнале «Soil scince» в 1943 г. Этот
исключительный знаток литературы, разбирая вопрос о судьбе кишечной палочки в почве, приводит ссылку лишь на одну работу. Правда, ему остались неизвестными советские неопубликованные работы, но это по существу мало меняет положение, так как у нас было выполнено лишь несколько исследований (Бабаянц, Перцовская, Богопольский, Тукалевский, Васильева) о выживаемости. Bact. coli в компостах и почвах полей орошения. Эти объекты, конечно, весьма специфичны, и полученные результаты безоговорочно нельзя переносить в обычные для почвы условия.
Нам представляется, что в ближайшее времи следует выяснить следующие вопросы:
1. Установить в различных почвенных зонах загрязненность полевых и городских почв бактериями кишечной группы. Этот вопрос следует решать с учетом степени окультуренности почв, так как в условиях довольно сильно заселенной территории вряд ли часто будут встречаться почвы, абсолютно чистые в отношении кишечной палочки. Очевидно, можно найти известные нормы, характеризующие более или менее нормальную степень загрязнения определенных почв, и таким -образом решить вопрос о показателях, рисующих повышенную загряз ненность почвы.
2. Для получения, определенного суждения об эпидемиологическом значении той или иной степени загрязнения необходимо знать примерные сроки выживаемости кишечной палочки в почве. Из прочих представителей кишечно-тифозной группы Bact. coli выживает в почве наиболее долго, и момент самоочищения почвы от этого микроорганизма весьма важен при решении санитарных вопросов.
Между прочим, по данным Ваксмана, а также Кинней, основная масса клеток культуры Bact. coli, внесенная в почву, погибает чрезвычайно быстро. Этот вывод следовало бы проверить, так как по нашим наблюдениям титр кишечной палочки, по крайней мере в перегнойных почвах, снижается довольно медленно. Как уже мы указывали, для разных почв данный вопрос вряд ли моЖет быть решен одинаково.
3. В условиях точного опыта нужно проследить появление у культуры Bact. coli атипичных для нее признаков. Эту работу необходимо проводить с учетом отличительных особенностей почв. Решение поставленной задачи может дать весьма ценные данные для установления показателей давности, загрязнения почвы фекалиями.
Термофильные бактерии как показатель загрязнения почвы. Наши многолетние исследования экологии термофильных микроорганизмов (бактерий и актиномицетов) привели нас к выводу, что эти живые существа не принадлежат к аутохтонноу микрофлоре почвы. В литературе высказывается мнение, что термофилы являются естественным населением почв южных широт. Правда, необходимое для этих, теплолюбивых микробов тепло обеспечивается там интенсивной инсоляцией, но при этом* упускается из виду, что сильно прогреваемые почвы чрезвычайно быстро высыхают и становятся непригодными для развития микроорганизмов. Только в затопленных рисовниках имеется достаточное сочетание тепла и влажности. Территория последних почв, однако, чрезвычайно невелика, и исключительная обстановка, имеющаяся на них, не может существенно изменить общие закономерности распространения термофильной микрофлоры.
Указанные нами моменты делают .понятным' странный на первый взгляд факт почти полного отсутствия термофилов в южных почвах. Наши работы, проводившиеся в Голодной степи (Узбекистан), Самарканде, окрестностях г. Фрунзе (Киргизия), на Кавказе и в Крыму, заставили нас притти к категорическому заключению о крайней бедности юл<ных почв термофильными микроорганизмами.
Динамические наблюдения, проводившиеся в ряде точек, показали нам также, что имеющиеся в почде зародыши термофильных микробов практически не изменяются в числе. Таким образом, становится ясным, что термофильная микрофлора почвы не принимает активного участия в почвенной биодинамике.
Говоря о термофилах, мы подразумеваем под этим термином микрофлору, способную развиваться при 60°. Это особенно следует, подчеркнуть, так как некоторые американские исследователи (Ваксман) выращивают термофильные организмы при 54° и получают данные, противоречащие нашим. Можно отметить, что сапрофитные микроорганизмы южных почв имеют очень высокий температурный максимум и большинство из них может еще развиваться при 55°, но не растет при 60°. Поэтому когда в южных широтах термофильные микроорганизмы учитываются при 54—55°, то исследователи делают вполне понйтную ошибку. Это обстоятельство достаточно детально было проверено нами и в Институте сельскохозяйственной микробиологии Макаровой и Бы-линкиной, показавшими, что при 60° может развиваться лишь ничтожная часть почвенной микрофлоры, растущей при 54°.
Таким образом, мы подчеркиваем» еще раз, термофильные микроорганизмы оказались несвойственными даже южным почвам. Тем более естественно, что в целинных, более северных почвах (черноземы, подзолы, почвы тундры) они встречаются в крайне небольшом количестве.
Наличие некоторого количества зародышей термофильных микробов почти во всех целинных почвах объясняется, по нашему мнению, их заносом с фекалиями животных. В испражнениях птиц и млекопитающих всегда имеются термофильные микробы. Так как эти микроорганизмы обычно представлены бациллярными формами, то естественно, что, будучи занесенными в почву, они могут там сохраняться весьма долгое время.
В зоне черноземных почв мы работали в районах Сум, Киева, Самары, Подзолы исследовались под Москвой, а почвы тундры — под Игаркой. Таким образом, распространение термофильных микроорганизмов было изучено от крайнего севера до субтропиков.
Отмечая крайнюю бедность целинных почв термофильными микроорганизмами, мы должны были на основании собранного материала притти к заключению, что в окультуренных почвах число этих существ возрастает. С повышением степени окультуренности почв возрастало и число термофильных микроорганизмов. Так, например, если в целинных почвах обычно встречается 1 ООО—5 ООО зародышей на I г почвы, то в полевых почвах они находятся в количестве от 10 000 до 50 000, а в огородных почвах их число достигает 300 000 на ту же навеску почвы.
Данная закономерность имеет зональный характер. Полученный материал привел нас к естественному выводу, что термофильные микроорганизмы заносятся в культивируемые почвы с навозом, крайне богатым этими существами (Рушман, Макарова а др.). Вполне естественно, что с большей унавоженностью почв число термофильных V микроорганизмов в ней сильно возрастает.
Указанные факты позволили использовать термофилы как показательные микроорганизмы, указывающие на степень окультуренности почвы и одновременно на внесение в почву навоза и компостных масс.
Имеющийся в нашем распоряжении материал помог нам установить примерную шкалу, рисующую степень •унавоженности почвы по богатству почвы термофильными микроорганизмами.
Термофильные микроорганизмы могут быть с успехом использованы нри санитарном анализе почвы. Сочетание коли-теста' с термофильным индексом может безошибочно решить вопрос о том, имеет ли место фекальное загрязнение почвы или же наличие группы соН-аёгс^епезфв
исследуемом материале связано со внесением навоза. В фекалиях при большом числе бактерий группы coli-aërogenes имеется очень немного термофильных бактерий. Обратное соотношение имеет место в компо-стах и навозе. Отсюда становится ясным, что одновременный анализ почвы, а также и 'другого исследуемого объекта, на группу соП-аёгоёепез и термофильные микроорганизмы решают по существу вопрос о природе источника загрязнения. Так как к тому же термофильные бактерии, в противоположность кишечной палочке, могут довольно долго сохраняться в почве, то богатство субстрата только термофильными микроорганизмами указывает на старое загрязнение почвы навозом. Сочетание соП-титра и исследования на термофильные бактерии неоднократно позволяло в практике Санитарного института им. Эрисма-на вскрывать характер и историю загрязнения исследуемых объектов.
В заключение следует отметить, что, по нашему мнению, при анализе воды и пищевых веществ учет термофильных микроорганизмов мог бы дать весьма ценные указания.
Другие заносные микроорганизмы и анализ санитарного состояния почвы. Без сомнения, не только группа соИ-аёгодепеэ и термофильные микроорганизмы являются показателями загрязнения почвы. Должны существовать и другие микробы, появление которых в почве связано с тем или иным ее загрязнением. Так, например, имеются вполне основательные предположения {Горовиц-Власова, Минкевич) ,о связи фекальных загрязнений с появлением в почве Вас. регГш^епэ. На данном организме и его показательных свойствах мы не останавливаемся, так как экспериментальной работы с ним не вели. Можно лишь отметить, что распространение в почве Вас. регк^епэ изучено недостаточно, и только дальнейшая работа установит титр этого микроорганизма в различных почвах Союза.
Имеющийся у нас материал позволяет рассматривать некоторые группы уробактерий как несвойственные почве и заносимые в нее вме-стве с навозом. Данный материал требует также известной доработки.
Очевидно, в результате более детального и систематического изучения микронаселения почвы будет найден еще ряд ценных показательных микробов.
Загрязнение почвы органическими веществами и Вас. тусо1с1е8. 'Вас. тусо1<1е5 является одним из самых обычных \ сапрофитных^ микробов почвы. До последнего времени он считался ^ чрезвычайно широко распространенным во всех типах почв. Лишь с 1932 г. Грундман обнаружил почвы, не содержавшие Вас. шусо1с1е5 или чрезвычайно бедные этими бактериями. Позднее советские исследователи подтвердили существование почв, не имевших Вас. тусо1ёеэ. Какой-либо определенной закономерности между типом почвы и наличием в ней Вас. тусо1с1е5 установить не удавалось. Тем не менее Грундман, например, связывал распространение Вас. тусо1беэ в почве с выпасом или заходом животных, оставляя открытым вопрос о том*, имеет ли Вас. ту«пс1е8 копрогенное происхождение или же отбросы животных, попадая в почву, улучшают условия для развития имеющихся там зародышей этого микроорганизма.
Исследования различных почвенных разностей, произведенные нами за последние годы, выявили определенную закономерность в распространении Вас. туамёеэ. Оказалось, что в почвах с сильно депресси-рованным ходом минерализационных процессов, например, почвах тундры, торфяниках и т. д., этот микроорганизм! или совершенно отсутствует, или содержится в очень малом количестве: В тех почвах, где процесс расп^да^ органических веществ протекает замедленно (например, в подзолах), Вас. тусо1с1ез встречается в большом количестве.
Интенсификация деструктивных процессов делает более эфемерным
Л Гигиена я санитария, № 12
Государе
• V П # ' I , Л I . . ,
Медицине»
существование Вас. тусс^еэ в почве. Поэтому в черноземе она встречается в меньшем количестве, чем в подзолах, а в почвах черноземного типа его удается обнаружить лишь в первые фазы распада органической массы.
Соответствующие лабораторные 'опыты позволили установить, что при распаде органических остатков в почве Вас. тусо1с1ез появляется во вполне определенное время. Ее максимальное развитие падает на период, следующий за разрушением наиболее мобильных 'веществ (углеводов, белка и т. д.). Вещества последней категории обычно ассимилируются неспороносными бактериями. В естественной обстановке Вас. тусо1с1е5 оказывается, очевидно, конкурентоспособной при распаде более стабильных форм органических веществ и продуктов микробного синтеза.
Изложенные нами факты позволяют надеяться, что Вас. тусо1с1е5 может быть также использована как показательный организм. Повышенное содержание этого микроба в почве (против нормы, свойственной данному типу почвы) будет указывать на содержание относительно-легко минерализуемых органических соединений. Нам кажется, что подобная проба может быть особенно полезной в сочетании с химическим определением титруемых перманганатом в водной вытяжке органических соединений. Если химическая проба указывает на содержание весьма подвижных веществ, то богатство почвы Вас. тусо1(1е5 будет свидетельствовать о наличии определенного запаса относительно менее мобильного материала, не определяемого в настоящее время химическим способом. Особенно наглядной данная проба может быть в почвах с естественным низким содержанием зародышей.
Для того чтобы указанный материал стал достаточно широко доступным для практики, его, конечно, надлежит еще значительно уточишь.
Состав целлюлозоразрушающих микроорганизмов и почвенный фон. Целлюлозоразлагающие микроорганизмы •почвы представлены рядом групп. Наиболее изучены следующие целлюлозоразлагающие микроорганизмы:
1. Плесневые грибки.
2. Миксобактерии, к которым относится Су1орЬа§а, некоторые поли-антиды, миксококки и ряд миксобактерий, не дающих плодовых тел на обычных питательных средах.
3. Бактерии, из которых наиболее хорошо известным, является ряд СоПуШпо, описанный Виноградским.
Наша работа по выяснению состава целлюлозоразлагающих микроорганизмов подзолистых почв разной окультуренности черноземов и сероземов позволила установить ряд закономерностей в распространении отдельных видов интересующей нас группы микробов. Вообще целлюлозоразрушающие микробы могут рассматриваться как космополиты, но на преобладание тех или иных форм почвенный фон оказывает чрезвычайно большое влияние.
Мы выяснили, что в почвах, богатых органическим азотом, т. е. удобренных навозом, фекалиями и т. д., богато представлена Су1орЬада. Почва, удобренная минеральным азотом, весьма обогащается представителями рода СоПуПшо и нередко миксобактериями.
В почвах неокультуренных и бедных мобильными формами органических или минеральных азотсодержащих веществ доминирующей формой являются плесневые грибки.
На состав целлюлозоразлагающих микробов почвы оказывает известное влияние время года, но в общем отмеченная закономерность может считаться довольно ясно вырисовывающейся.
Таким) образом и состав целлюлозоразлагающих микроорганизмов почвы вскрывает известные особенности почвенного фона.
В настоящей работе отмечается возможность диагностики загрязнения и состояния почвы на основе данных4микробиологического порядка. Приведенный материал показывает, что поставленная задача может быть успешно решена на основе подходов, разработанных в настоящее время. В качестве показательных микроорганизмов могут быть использованы как формы этих существ, заносимые с загрязняющими почву веществами, так и микробы, свойственные самой почве. Количественный и качественный состав последней группы микроорганизмов нередко сильно изменяется в результате внесения в почву определенных веществ.
К настоящему моменту состав показательных микроорганизмов почвы весьма ограничен. Недостаточно изучено их состояние в почве. Будущие исследования должны пополнить имеющийся в нашем распоряжении фактический материал.
Инж. В. Г. МАЦАК и проф. Л. К. ХОЦЯНОВ
Общеобменная вентиляция в борьбе с загрязнением воздуха в промышленных
предприятиях
Как общее правило, лучше всего улавливать выделяющиеся при работе вредные газы, пары, пыль и т. д. непосредственно на месте их образования и удалять их из помещения путем местных отсосов. Если же это невозможно, то приходится устраивать общеобменную вентиляцию, рассчитанную на разбавление вредных примесей в воздухе до предельно допустимых концентраций.
Детальные исследования, проведенные на текстильных предприятиях А. И. Пахомычевым, убедительно подтвердили неэффективность в ряде случаев общеобменной вентиляции для борьбы с пылью. Количество пыли не только не уменьшалось пропорционально возрастанию воздухообмена, но в некоторых случаях даже увеличивалось вследствие того, что усиленное движение воздуха при общеобменной вентиляции мешало естественному оседанию пылевых частиц и нередко вызывало сдувание и подъем уже осевшей пыли.
Увеличение общеобменной вентиляции не сопровождается пропорциональным снижением концентраций также и в отношении вредных газов и паров. Это, например, наблюдалось нами при загрязнении воздуха небольшими концентрациями малолетучих веществ, выделяющихся от аппаратуры и с поверхности загрязненного пола, особенно когда загрязняющие воздух примеси (например, нитробензол) растворялись в асфальте или пропитывали бетон пола. Повидимому, с увеличением воздухообмена и возрастанием скоростей воздушных потоков повышается скорость испарения.
Таким образом, при проектировании вентиляции методом разбавления необходимо учитывать ряд особенностей производственного процесса, характер загрязняющих воздух веществ и циркуляцию в цехе воздушных потоков (в частности, не создадут ли они больших, вызывающих дискомфорт скоростей воздуха, и не будут ли усиилвать выделение загрязняющих веществ в воздух помещения).
