CC BY
17
У(0с/<Т1)>ДУ(0</<-Т1),
У(т1</<т2)>ДУ(т1<^т2).
В случае несоблюдения хотя бы одного из условий вывод о принадлежности процесса к определенному типу будет недостоверным.
Очевидно, что для использования этой системы критериального оценивания не обязательно применение математической модели представленного вида. Достаточно построения любой математической модели и получения характерных точек и значений интегралов.
Таким образом, последовательность анализа экспериментальных данных и классификации процесса выглядит следующим образом:
— получение экспериментальных данных в динамике воздействия фактора и в период последействия;
— расчет критерия Стьюдента при сравнении опыта с контролем для всех точек эксперимента;
— построение по этим точкам математической модели динамики процесса;
— расчет математических критериев и определение типа ответной реакции.
Предлагаемая формализованная система критериального оценивания ответных реакций может быть использована для предварительного выяснения степени патологичности процесса, наблюдаемого при действии внешних факторов, выбора наиболее чувствительной системы, приблизительного выяснения механизмов реагирования. Эта оценка легко поддается алгоритмизации и может быть применена при машинной обработке больших массивов экспериментальных данных.
"ДК 614.777: [628.191:574.
Работами отечественных и зарубежных исследователей последнего десятилетия установлено, что развитие промышленных и агропромышленных комплексов увеличивает антропогенную нагрузку на водоемы, которая приводит к нарушению локальных экологических микросистем. В воде происходит уменьшение содержания индикаторных микробов, изменение их биологических и культуральных свойств на фоне количественного преобладания потенциально патогенных, а иногда и патогенных микробов по мере увеличения их количества в сточных водах промышленных производств [1—3, 5—7, 12, 22, 32].
Количественные и качественные видоизменения биоценоза воды в условиях интенсивного использования водоемов для хозяйственных нужд
Литература
1. Александров В. Д., Шнейдеров В. С. Обработка медико-биологических данных на ЭВМ. — Л., 1984.
2. Гигиена окружающей среды / Под ред. Г. И. Сидоренко. — М., 1985.
3. Жуковский В. Д. Автоматизированная обработка данных клинических функциональных исследований. — М.,
1981.
4. Казначеев В. П. Современные аспекты адаптации. — Новосибирск, 1980.
5. Меерсон Ф. 3. Адаптация, стресс и профилактика. — М., 1981.
6. Методы математической биологии /Алеев Л. С., Амосов H. М., Антомонов М. Ю. и др. — Киев, 1983.— Кн. 7.
7. Олешкевич Л. А., Антомонов М. 10., Сидоренко Ж. Г., Дахнюк С. Д. //Гиг. и сан.— 1986. —№ 6. — С. 26—29.
8. Попечителев Е. П., Романов С. В. Анализ числовых таблиц в биотехнических системах обработки экспериментальных данных. — Л., 1985.
9. Принципы и методы оценки токсичности химических веществ. Ч. 1. Гигиенические критерии состояния окружающей среды.—М., 1981.
10. Саноцкий И. В. // Научные основы современных методов гигиенического нормирования химических веществ в окружающей среде. — М., 1971. — С. 5—11.
11. Шандала М. Г., Антомонов М. Ю. // Проблемы оценки функциональных возможностей человека и прогнозирование здоровья. — М., 1985. — С. 455.
12. Шандала М. Г., Антомонов М. Ю. // Там же. — № 7.— С. 26—28.
Поступила 30.07.87
Summary. A system of formalized criteria is proposed for various biosystem responses experimentally observed under the exposure to noxious environmental factors, i. е., norms, physiologic adaptation, compensation, reparation (regeneration) and pathologic processes. The classification is based upon the qualitative difference of basic characteristics of mathematical patterns specifying the dynamics of the above reactions. The system is valid for a provisional rapid test of biosystem response registered during a prolonged biohygienic experiment and can be used for computer processing of experimental research data.
являются проявлением биологического варианта основного закона диалектики — постепенного перехода количественных изменений в коренные качественные.
Еще в первоначальном определении биоценозов было указано, что биоценоз — это объединение живых организмов, соответствующее по своему составу, числу видов и особей некоторым средним условиям среды; объединение, в котором организмы связаны взаимной зависимостью и сохраняются благодаря постоянному размножению в определенных местах. «Если бы одно из условий отклонилось на некоторое время от обычной средней величины, изменился бы весь биоценоз. Биоценоз также бы претерпел изменение, если бы число особей данного вида увели-
632/.635
л
Л. А. Виноградова
МИКРОФЛОРА ВОДЫ В ЗАГРЯЗНЕННЫХ ВОДОЕМАХ
Московский НИИ гигиены им. Ф. Ф. Эрисмаиа
*
чилось или уменьшилось благодаря деятельности человека, или же один вид полностью исчез из сообщества, или, наконец, в его состав вошел новый. Взаимозависимость компонентов биоценоза такова, что изменения, касающиеся одного вида, могут отразиться на всем биоценозе и даже вызвать его распад» [13, 31]. На непосредственную зависимость биоценозов от факторов окружающей среды указывали многие авторы [10, 11, 13, 28, 31], а также результаты наших исследований [5—8].
Под влиянием химического загрязнения в изменившихся условиях существования действует общий закон — биологический закон Бауэра [4],
о
в основе которого лежит устойчивое неравновесие — качественно новая форма устойчивости, характерная для «больших систем», которыми являются водные системы в регионах крупных промышленных и агропромышленных комплексов, обладающих развитой сетью внешних и внутренних обратных связей. В этих условиях происходит изменение культуральных, биохимических, ферментативных и прочих свойств микрофлоры, формирование биологически устойчивых, обладающих большей жизнеспособностью и факторами патогенности культур бактерий и вирусов [5—8, 14—16, 27, 40, 41]. Характер изменения биоценоза бактерий, имеющих медицинское значение, приобретает особое значение при оценке и прогнозировании условий водопользования населения при антропогенном загрязнении водоемов [22]. Об этом процессе свидетельствует и появление групп потенциально патогенных бактерий, ранее считавшихся сапрофитами, а в настоящее время участвующих в активации эпидемического процесса, составляя в среднем 50 % регистрируемых случаев острых кишечных заболеваний [1, 2, 9, 19—20, 23—25, 33].
Одно из основных свойств биоценозов — их динамизм. Развитие биоценозов оказывается совершенно неизбежным явлением и в каждом конкретном случае протекает с разной скоростью [13, 31]. В процессе эволюции живые системы выработали весьма совершенные механизмы ответных реакций на изменение факторов окружающей среды. Эти механизмы обеспечивают как согласованное взаимодействие частей целостного организма, так и гармоническое соответствие между частями биосферы как целого (концепция В. И. Вернадского). Характерной чертой этих механизмов является способность избирательно реагировать на специфические параметры раздражителя.
Важное гигиеническое значение имеет исследование динамики структурирования воды как системы [18] с учетом влияния загрязнений на микрофлору, имеющую медицинское значение [22].
Принцип устойчивого неравновесия, являющийся основным постулатом концепции Бауэра,— фундаментальный принцип биологиче-
ской кибернетики, обладающей большой эвристической силой и проявляющейся в поведении любой целостной биологической системы на всех уровнях иерархии биосистем [4]. В связи с этим особое значение приобретает функциональное состояние всех компонентов цепи в системе патогенные микроорганизмы — сточные жидкости -— источники водоснабжения — питьевая вода — человек.
Появление
новой нозологическом единицы — потенциально патогенных микробов, способных вызвать заболевания у людей в результате измененных условий существования, в частности под влиянием сдвигов в химизме окружающей среды и нарушении пищевого режима, с повышением уровня потенциала патогенности вызывает необходимость их изучения при гигиенической оценке условий водопользования населения [22].
В литературе описаны случаи, свидетельствую^ щие о проникновении в водопроводную сеть микроорганизмов и обнаружении агентов патогенной и потенциально патогенной микрофлоры при нормальных индексах кишечной палочки [21, 26, 38, 43]. При анализе этиологических факторов водных эпидемий установлено, что наряду с классическими возбудителями важную роль стали играть потенциально патогенные микробы [38].
Показано, что среди заболеваний, связанных с питьевой водой, более 50 % составляют нерасшифрованные гастроэнтериты, а 40 % инфекций вызваны сальмонеллами, шигеллами и кишечными палочками. Отмечены также случаи заболеваний вызванных клебсиеллами, протеями, псевдомонадами. Установлено, что в возникновении водных эпидемий, вызванных потенциально патогенной микрофлорой, важную роль играют также факторы, снижающие резистентность желудочно-кишечного тракта [22]. Данные факторьА приводят к снижению инфицирующей дозы, уко^ рочению инкубационного периода, утяжелению клинической картины и возможным летальным исходам [22].
Установлено, что питьевая вода в различных эпидемических, экологических ситуациях и в условиях антропогенного воздействия является источником возбудителей заболеваний [22, 26, 38]. Этому может способствовать формирование устойчивых к химическим веществам и обеззараживающим агентам культур бактерий [15, 17, 26, 35, 37, 38, 42, 43].
Перестройка экологических соотношений в сторону высокого количественного содержания микроорганизмов, в норме не выдерживающих конкуренции с облигатной микрофлорой и встречающихся спорадически или в небольших количествах, приводит к нарушению уравновешенных систем — это является возможным патогенетическим фактором регистрирующихся кишечных заболеваний [5—8, 22, 34, 39, 44].
<
В результате антропогенной нагрузки на водоемы формируется дисбактериоз воды [22], при котором постепенно снижается количество Е. coli и S. faecalis на фоне формирования факторов патогенности у ранее сапрофитных бактерий. В этих условиях может снижаться результативность общепринятых методических приемов, используемых для выделения и идентификации тех или других групп бактерий [7, 12, 26, 29, 30].
Бульонная среда в условиях ингибирующего действия промышленных компонентов на индикаторные бактерии [7, 12] оказывает защитное действие. Для биологически активных культур бактерий, приобретающих факторы патогенности и доминирующих в микробиоценозе, она является достаточным источником питания и более физиологична. Еще Э. Кох с сотрудниками указывали, что «...для успешного культивирования патогенных бактерий вне тела человека или животного следует использовать среду, наиболее близкую к той, которую микроб находит в тканях хозяина...» Он предложил для этого питательный бульон, содержащий мясные настои и экстракты, и соответственно питательный агар, которые и до сих пор используются в обычных бактериологических работах [31].
Изменение культуральных и биологических свойств индикаторных, потенциально патогенных и патогенных бактерий в воде в результате антропогенной нагрузки [22, 35, 37] требует разработки новых экспресс-методов их обнаружения с учетом происходящей перестройки. В ряде работ [6, 9, 21, 36, 40, 42] показано, что бактериологические методы контроля питьевой воды имеют недостатки и во многих случаях получаемые с помощью этих методов результаты не дают -объективной информации об эпидемической опасности воды [7, 21].
Вопрос о том, является ли измененная микрофлора патогенетическим фактором заболевания или симптомом последнего, требует дальнейшего изучения. Однако независимо от этого исследование микробного пейзажа диктуется необходимостью выявления природы кишечных заболеваний как с выясненной, так и с невыясненной этиологией. В настоящее время кишечные заболевания, связанные с изменением состава микрофлоры, получили самостоятельное место в клинике. С аналогичных позиций следует подходить и к оценке микробного пейзажа водных объектов в условиях возрастающей антропогенной нагрузки.
При прогнозной оценке условий водопользования населения в связи с антропогенным воздействием на водоемы должны получить свое отражение вопросы, связанные с изучением возможных изменений санитарно-микробиологического режима водных объектов на перспективу с оценкой показателей, характеризующих химический состав воды водоисточников, характер и интенсивность водопользования.
Изучение количественных и качественных соотношений между показателями индикаторной, потенциально патогенной и патогенной микрофлоры при параллельных исследованиях водных объектов с использованием селективных и неселективных сред накопления — одна из актуальных задач.
Литература
1. Алексеенко В. В., Доброигтон Е. В., Моисеева А. В. II Кишечные инфекции. — Киев, 1984.— Вып. 16.— С. 70—72.
2. Артемова Т. 3., Талаева Ю. Г., Киселева Б. С. // Гигиеническое изучение биологического загрязнения окружающей среды. — М., 1983. — С. 14—16.
3. Багдасарьян Г. А., Гениатуллин К. В. // Гигиена окружающей среды. — М., 1982. — Вып. 9. — С. 5.
4. Бауэр Э. С. Теоретическая биология. — М.; Л., 1935.
5. Виноградова Л. А. //Методы индикации бактерий и вирусов в объектах окружающей среды.—М., 1982.— С. 27—32.
6. Виноградова Л. А. Микробиология очистки воды. —
М., 1984.
7. Виноградова Л. А. II Методы индикации биоценоза патогенных и потенциально патогенных микроорганизмов в объектах окружающей среды. — М., 1985. — С. 42— 53.
8. Виноградова Л. А., Лузин П. М., Коровка В. Г. // Актуальные проблемы медицинской вирусологии. — М.,
1985.— С. 69—72.
9. Влодавец В. В., Виноградова Л. А., Трухина Г. М. // Актуальные вопросы профилактики острых кишечных заболеваний. — Таллин, 1985. — С. 74—75.
10. Григорьева Л. В. // Гигиена населенных мест. — Киев,
1982.— Вып. 22.— С. 50—54.
11. Григорьева Л. В. Санитарная микробиология эфтоф-ных водоемов. — Киев, 1985.
12. Гусько Г. В., Горшкова Е. Ф., Виноградова Л. А. и др.//Гиг. и сан. — 1986. — № 12. —С. 7—10.
13. Дао/со Р. Основы экологии: Пер. с франц. — М., 1975.— С. 144—153.
14. Ильин И. Е. //Гиг. и сан. — 1986. — № 6. — С. 8—11. 15—16. Ильин И. Е. //Там же. — № 7. — С. 30—32.
17. Калина Г. П., Комзолова Н. Б. I/ Гиг. и сан.— 1985.— № 12.— С. 53—59.
18. Клотц И. I/ Горизонты биохимии: Пер. с англ. — М., 1964.— С. 399—419.
19—20. Лукошявичене Р. И. // Проблемная комиссия «Научные основы гигиены окружающей среды». Аннотированный указатель работ, законченных по проблеме в 1981 г. —М., 1982. —С. 25.
21. Маслов А. К., Зенков Р. А., Нестеров С. В. // Гиг. и и сан. — 1986. — № 2. — С. 61—63.
22. Новиков Ю. В., Виноградова Л. А., Царева Л. Г., Сайфутдинов М. М. // Гиг. и сан.— 1986. — № 12.— С. 49—53.
23. Новожилова М. И., Попова Л. К., Семенченко Г. В. // Биологические ресурсы пустынь СССР, их рациональное использование и воспроизводство. — Ашхабад,
1984.— С. 113—123.
24. Петрова Е. Г., Кикош Г. В., Дмитриева Г. А. // Актуальные вопросы профилактики острых кишечных заболеваний.— Таллин, 1985. — С. 22—24.
25. Рябьиико Э. В., Плясунов А. К. II Гигиеническое изучение биологического загрязнения окружающей среды и разработка оздоровительных мероприятий. — М.,
1983. —С. 158.
26. Рожавин М. А. //Гиг. и сан.— 1986. — № 1. —С. 41 — 43.
27. Рябченко В. А. II Там же. — № 4. — С. 20—23.
28. Сидоренко Г. И. I/ Гигиена окружающей среды. — М.„
1985. —С. 147—161.
Л
15
шЯЯшшш
микро-
29. Ставский А. ВВиноградова Л. А. // Жури, биол. — 1985. — № 5. — С. 117—118.
30. Ставский А. В., Сухачева И. Ф., Червонная Н. И. // Гиг. и сан. — 1985. — № П. —С. 10—11.
31. Стейнер Р., Эдельберг Э., Ингрэм Дж. Мир бов: Пер. с англ. —М., 1979.— С. 29—30.
32. Талаева Ю. Г., Багдасарьян. Г. А., Захаркина А. Н. // Современные проблемы гигиенической регламентации и контроля качества окружающей среды. — М., 1984.— С. 51.
33. Талаева Ю. Г., Круглова Е. И., Бирк К. Ф. // Гиг. и сан.— 1985. — № 12.— С. 51—52.
34. Balish et al. //Цит. Lisko N. N. et al. 11 Gastrointestinale Microflora des Menschen. — Leipzig, 1980. — S. 55—62.
35. Fogg С. E. Algal Cultures and Phytopideton Ecology. — Madison, 1969.
36. Geldelch E. Ц Water pollut. Fed. — 1983. — N 6.— л P. 865—881.
37. Gledimeyi A. A., Wade I. W. // Water, air and soil pollut. — 1984. — Vol. 25, N 3. — P. 305—316.
38. Mensel G., Weigead Ch., Fisco S. // Millitarmed.— 1984. — Bd 25, N 5. — S. 208—211.
39. Patrick R.//' Water Quality Criteria: Report of the Na-
tional Technical Adyisory Committee. — Wildife, 1968.— P. 234.
40. Payment F., Trudel М.Ц Appl. environm. Microb. — 1985.— Vol. 49, N 6. — P. 1418—1428. микро- 41. Robertson W. /.//Gen. J. Microbiol. — 1983. — N 10.—
P. 1261—1269.
42. Slimak M., Bale C. // Toxicol. Clin. — 1983. — N 2.— P. 39—63.
43. Slender R. G., Adams /. C. Microbiologie.— 1985.— Vol. 5, P. 1269—1272.
44. Sugarman D., Eppa /.//Med. Microbiol. — 1984. — Vol. 18, N 3. — P. 393—398.
Поступила 10.11.8?
S u m m a r y. Due to hygienic and microbiologic studies it was established that under the conditions of elevated anthropogenic load on water reservoirs, biocenosis of indicative, potentially and actually pathogenic microflora undergoes some quantitative and qualitative changes. The process has different degress of intensity under various eco-logic and epidemic conditions. Highlighted is the necessity of using complex investigation methods for the measurement of actual indices of microbic content of waterbodies while evaluating conditions of public water management.
УДК 614.777: f579.S42.11:579^8:577.472(26)
JI. E. Нижегородова, H. Я. Валах
СКОРОСТЬ ОТМИРАНИЯ КИШЕЧНОЙ ПАЛОЧКИ В МОРСКОЙ
ВОДЕ
Институт биологии южных морей АН Украинской ССР, Одесское отделение
Морская вода не является естественной средой обитания бактерий кишечных палочек (БГКП). Длительность пребывания этих бактерий в жизнеспособном состоянии в морской воде определяется условиями окружающей среды, видовыми и генетическими особенностями конкретного бактериального штамма. К факторам, влияющим на ускоренную гибель условно-патогенных бактерий, относятся природная бактерицидность воды, взаимоотношения автохтонной и аллохтонной микрофлоры, действие бактериофага и лизирую-щих бактерий, жизнедеятельность гидробионтов-фильтратов, действие метаболитов зоо-, фитопланктона и макрофитов. Высокие концентрации органических и поверхностно-активных веществ удлиняют сроки нахождения в жизнеспособном состоянии условно-патогенных бактерий.
В этой связи определенный интерес представляет вопрос о выживаемости кишечной палочки в морской воде северо-западной части Черного моря. Последняя подвергается загрязнению стоками и отходами промышленности, сельского хозяйства, культурно-оздоровительных комплексов, а также баластными водами морских транспортных и других видов судов. С территории зарубежных стран сбрасывается более 50 % общего объема неочищенных и недостаточно очищенных промышленных, бытовых и сельскохозяйственных отходов, приносимых стоками реки Дунай. Другими словами, в эвтрофированной северо-западной части Черного моря потенциально существуют условия для относительно продолжи-
тельного сохранения в морской воде кишечном палочки; которая может попадать туда с хозяй-ственно-бытовыми и канализационными стоками.
Целью настоящих исследований явилось изучение скорости отмирания кишечной палочки в морской воде в условиях эксперимента.
Вода отбиралась в условной точке Одесского побережья на расстоянии 1—1,5 м от линии прибоя. Тест-объектом служила культура кишечной палочки, выделенная из морской воды. По своим морфологическим, культуральным и биохимическим свойствам эта культура соответствовала классической форме. Исследования проводились в условиях экотрона и в двухлитровых баллонах. Перед началом опыта вода исследовалась на возможную инфицированность кишечной палочкой. В основном содержание кишечной палочки не превышало нормы, предусмотренной ГОСТом.
Экотрон — полноструктурная экологическая установка с замкнутым циклом [1], в которой условия культивирования (инсоляция, аэрация, перемешивание, наличие гидробионтов) максимально приближены к естественным. Кишечная палочка вносилась в воду в концентрации 105— 106 микробных клеток в 1 мл. Были проведены 4 серии опытов при колебаниях температуры
18—22 °С. Длительность опыта зависела от скорости очищения морской воды от кишечной палочки. До и после опыта определяли содержание кишечной палочки в мидиях и на поверхности макрофитов. . ,
