CC BY
8
ОБЗОРЫ
О САНИТАРНО-БАКТЕРИОЛОГИЧЕСКОМ КОНТРОЛЕ ЗА ИСТОЧНИКАМИ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ПИТЬЕВОЙ ВОДОЙ
М. Г. Киченко
Из Института общем и коммунальной гигиены имени А. Н. Сысина АМН СССР
Микробиальное население воды может быть учтено при подсчете бактериальных клеток, сконцентрированных на мембранном фильтре по А. С. Разумову (1948). Метод дает возможность в сравнительно короткий срок определить плотность бактериального населения воды. Но при этом в число учтенных бактерий войдут клетки отмерших бактерий и микробы, постоянно обитающие в воде, и, следовательно, не имеющие такого санитарного значения, как бактерии, поступающие в водоем со сточными водами. При оценке же санитарного состояния водоема и, в частности, воды важно учесть количество жизнеспособных бактерий, поступающих в воду со стоками. Этой цели больше отвечают данные, получаемые при выращивании посевов воды в агаре при 37° за 24 часа или при 20—22° в течение 48 часов, а в зарубежных странах (Великобритания) — в течение 72 часов. В последнем случае вырастает и большинство водных бактерий или бактерий, вследствие долгого пребывания в воде приспособившихся к жизни при низких температурах и, следовательно, потерявших санитарно-показательное значение. При 37° вырастают преимущественно бактерии, недавно выделенные из организма и поступившие в водоем со сточными водами. Поэтому Н. Р. Дядичев (1941) справедливо считает, что данные, полученные при 37°, имеют большее санитарно-показательное значение, чем данные, полученные при 22°. Мы также при параллельном посеве, сделанном тотчас после отбора пробы воды из Волги в 1951 г., обнаружили в водах, отобранных ниже городов, где несомненно имелось свежее загрязнение, большее число колоний бактерий при 37°, чем при 22°. При исследовании же ила или воды, отобранных выше населенных пунктов, где имеет место давнее загрязнение, большее число микробов было обнаружено при 22°. В связи с этим, а также для ускорения анализа число бактерий в воде по ГОСТ 5216-50 принято определять при 37° через 24 часа. В отдельных случаях (вода открытых водозаборов и др.) число бактерий параллельно определяют и при 20—22° через 48 часов.
В качестве показателей фекального загрязнения воды, указывающих на возможность содержания в ней и патогенных бактерий, предложены различные виды микробов, обитающих в кишечнике человека и животных. К показателям свежего фекального загрязнения воды многие исследователи относят фекальный энтерококк (С. Ф. Бубес, 1942; Н. П. Мазуренко, 1944). Выживаемость энтерококка в воде по исследованиям Н. А. Ахмедова (1958) продолжается от 3—4 до 6—8 дней, что соответствует выживаемости и микробов тифозно-дизенте-рийной группы. Однако известны случаи выживания в воде энтерококков до 20 дней, а тифозных бактерий свыше этого срока. Следователь но, энтерококки не являются бесспорными показателями как свежего фекального загрязнения, так и показателями, указывающими на отсутствие в воде патогенных бактерий. К. К. Боголюбов (1933), а так-
во
же О. А. Островская (1939) предлагают определять титр анаэробов, так как исследование воды на анаэробы является чувствительным и быстрым методом определения фекального загрязнения воды. Однако О. А. Островская обнаруживала в воде титр анаэробов в пределах 0,1—0,01 как при титре кишечной палочки 0,00036—0,000001, так и при титре-коли 0,1; поэтому, учитывая простоту техники и быстроту проведения анализа, она придает значение анаэробам только как дополнительным показателям давнего фекального загрязнения. По нашим наблюдениям, титр анаэробов также отражает больше давность, чем величину свежего фекального загрязнения воды, так как при наличии -кишечной палочки в водоемах анаэробы, как правило, обнаруживались весной, а осенью число их снижалось позже, чем нарастало или уменьшалось число кишечной палочки. Таким образом, определение анаэробов в воде имеет при контроле за водой и водоснабжением подсобное значение, если нет показаний для специального исследования на эту группу микробов.
К числу показателей загрязнения водоемов компостно-навозными массами или сточными водами, подвергавшимися очистке, относятся ^прообразующие аэробы (Н. Н. Покровский, 1957). Е. Н. Мишустин (1948) указывает на особую ценность определения в воде термофилов при санитарной оценке водоемов.
Л. Л. Никифорова (1957) при изучении Волги, хотя и не всегда обнаруживала в воде изучаемых участков реки спорообразующие аэробы, все же нашла, что эти формы микробов в отдельных случаях определяют как давность и характер загрязнения водоема, так и выявляют процессы загрязнения, разбавления и самоочищения, идущие в воде.
В целях унификации определения фекального загрязнения воды как в СССР, так и за рубежом принято учитывать кишечную палочку как показатель фекального загрязнения. Обнаружение кишечной палочки ведут бродильным методом, определяя титр-коли воды в посевах 10-кратных объемов.
Во многих зарубежных странах применяют накопительную среду с лактозой, а накопление производят при 37°. По стандарту, принятому в СССР (ГОСТ 5216-50, переиздание 1955 г.), накопление кишечной палочки производят при 43° на глюкозопептонной среде. Температурному тесту придается ведущее значение как фактору, подавляющему рост сапрофитной микрофлоры и непоказательных в санитарном отношении разновидностей кишечной палочки. Однако известны случаи, когда кишечная палочка фекального происхождения не растет при температуре выше оптимальной, а в жарком климате и водные бактерии растут при максимальной температуре.
По нашим данным, лучшие результаты дает сочетание температуры накопления и выделения при 37°. Температура накопления при 42° независимо от температуры выделения представляет более тяжелые условия для размножения кишечной палочки в первые часы инкубации посева воды, позже влияние указанных температур сглаживается. В то же время нами было отмечено, что температурный тест 42° имеет более существенное значение как фактор, угнетающий антагонистическое влияние водной микрофлоры, а в отдельных случаях и как фактор, усиливающий ферментативную деятельность ослабленных в воде кишечных палочек (М. Г. Киченко, Л. Е. Корш и Н. Г. Киченко, 1952).
Скорость и чувствительность анализа находятся в зависимости от свойств питательных сред накопления (жидких) и выделения (плотных).
Независимо от чувствительности плотных сред, на которые производили пересев, наиболее тяжелые условия для накопления кишечной палочки в первые часы роста, по нашим данным (1940), представляет среда Кеслера, в которой латентная фаза удлиняется до 3 часов. На
Г» Гигиена н санитария, № 7
81
рисунке видно, что выделение кишечной палочки в значительной степени зависит от условий накопления (среда накопления и температура инкубации), а также от избирательных свойств плотной среды, применяемой при выделении кишечной палочки. При этом существенную роль играет как рН среды, так и качество пептона. При изучении роста кишечной палочки на 10 образцах солевой среды Салле, изготовленной на разных образцах пептона, обнаружена разница роста кишечной палочки как в количественном отношении, так и по размерам колоний. Это указывает на возможность торможения роста кишечной палочки на средах, изготовленных на недоброкачественном пептоне. В связи с этим встает вопрос о необходимости при бактериологическом контроле за водой пользоваться средами, состоящими из компонентов (особенно пептон) стандартного качества.
Среды: Эндо — Климнер---Эндо фвноп---Tato----
Кривые скорости размножения кишечной палочки в средах накопления Эйкмана, молочно-пе.птонной Мннкевича и Кесслера в зависимости от температу-' ры накопления и чувствительности плотных сред.
Наряду с определением кишечной палочки методом обогащения в СССР с 1932 г. и в последнее время в США, Великобритании и странах народной демократии стали применять метод обнаружения кишеч ной палочки при помощи мембранных фильтров. Возможность сконцентрировать микробы на фильтре и, подращивая на нем задержанные бактерии, получить пейзаж кишечной микрофлоры делает этот метод особенно ценным при исследовании водопроводной воды. Однако при обильном содержании бактерий в исследуемой воде во избежание сплошного роста на фильтре приходится делать посевы малых объемов воды, применяя разведение ее, что не всегда бывает удобно, осо бенно при проведении анализа в полевых условиях. В этих случаях очень удобным является метод глубинного посева воды на розоловый агар. Розоловый агар (М. Г. Киченко и Н. Г. Киченко, 1941) почти полностью подавляет рост водных сапрофитов, создавая при этом оптимальные условия для роста микробов кишечной группы. На розоло-вом агаре лактозоположительные кишечные палочки на поверхности и в глубине среды дают желтые колонии на пожелтевшем фоне среды
Лактозоотрицательные бактерии кишечной группы образуют светлые колонии на более розовом фоне среды. Таким образом, максимальное подавление роста сопутствующих микробов и четкая дифференциация колоний микробов кишечной группы как на поверхности, так и в глубине этой среды позволяют учесть пейзаж микробов кишечной группы в воде, что может дать ценные указания на давность поступления во внешнюю среду микробов кишечной группы.
О санитарно-показателыюм значении разновидностей кишечной палочки мнение санитарных работников расходится. Одни считают показателем фекального загрязнения только типичную кишечную палочку, другие же в круг показателей фекального загрязнения включают и атипичные формы микробов кишечной группы. Так, стандартные методы в США и в других странах обязывают учитывать только типичную кишечную палочку (Bact. coli Escherichia). Другим разновидностям кишечной группы микробов не придается санитарно-показатель-ного значения. Однако из воды Волги, отобранной выше и ниже поступления в нее промышленно-бытовых сточных вод, мы выделяли типичные кишечные палочки почти с одинаковой частотой, но в меньшем количестве, чем разновидности этой группы. При этом цитратположи-тельные разновидности на 3,4% чаще выделяли из воды, отобранной ниже городов, а штаммы, сходные с фекальным щелочеобразователем, на 3,1% чаще обнаруживали в воде выше городов. Г. А. Абрамович (1957) на разных стадиях очистки волжской воды, поступающей в саратовские водопроводы, обнаруживала атипичные разновидности кишечной группы микробов в 37% случаев.
Эти наблюдения указывают на вероятность формирования в водоеме атипичных разновидностей кишечной палочки из типичных. Атипичные разновидности кишечной палочки были получены нами и в экспериментальных условиях после непродолжительного пребывания типичных кишечных палочек в воде и при недостаточном хлорировании воды, зараженной кишечной палочкой (М. Г. Киченко, 1939). Эти наблюдения подтверждаются данными других исследователей (К. С. Ки-чатова, 1952). Таким образом, разновидности микробов кишечной группы, особенно с глубокими отклонениями от типичного микроба, являются показателем более давнего загрязнения водоема, а при исследовании хлорированной воды сигнализируют о неполной дезинфекции.
Определение санитарно-показательного значения кишечной палочки по тесту (JMViC) [Браун (Braune), 1956] не может считаться надежным. Известно, что образование индола кишечной палочкой, даже выделенной из фекалий, обусловливается свойствами пептона и угнетается наличием в среде тех или иных углеводов. Кроме того, способность образовывать индол (J), давать реакцию с метиловым красным (М), на ацетилметилкарбинол (Vi) и усваивать углеводы в цитрат-ных средах (С), по данным, полученным нами при изучении штаммов кишечной палочки различного происхождения, не постоянна и изменяется при хранении их на мясопептонном агаре.
Накопившийся в литературе материал по вопросу изменчивости свойств кишечных палочек во внешней среде и по санитарно-показа-тельному значению атипичных штаммов, выделяемых из воды, дал возможность Гигиеническому комитету Ученого медицинского совета Министерства здравоохранения СССР принять решение о том, что все разновидности кишечной палочки наравне с типичной кишечной палочкой являются санитарно-показательными организмами. Критериями для установления санитарного значения выделенного микроба служат: 1) отрицательное отношение к окраске по Граму, 2) рост и ферментация глюкозы при 43°, 3) ферментация глюкозы и лактозы или только глюкозы с образованием кислоты и газа и 4) рост на агаре с розоловой кислотой (ГОСТ 5216—50, переиздание 1955 г.).
6*
83
В настоящее время все чаще поднимается вопрос о необходимости исследования воды и на патогенные микробы. Выделение же из воды патогенных микробов не всегда проходит успешно и при исследовании явно загрязненной воды. Вероятно, это обусловливается несовершенством методических приемов анализа, таких, например, как исследование малого объема воды. Поэтому в Инструкции по исследованию воды на присутствие возбудителей брюшного тифа, паратифов, дизентерии и др. (1955) предусмотрено подвергать исследованию на патогенные микробы от 0,5 до 3 л воды.
Большое влияние на результат анализа может оказать первичная обработка пробы воды перед посевом. Лучшим способом концентрации микробов из воды является фильтрование всего объема пробы воды небольшими порциями через несколько мембранных фильтров, которые затем накладывают на плотную среду в чашках Петри задерживающей поверхностью вверх. Для рассредоточения микробов, сконцентрированных на филы ре, материал с фильтра можно снять шпателем и растереть по поверхности среды, окружающей фильтр, или же фильтр несколько раз наложить задерживающей поверхностью на среду, затем как обычно, поместить на стерильный участок среды. При отсутствии мембранных фильтров или при исследовании воды, трудно поддающейся фильтрованию, могут быть с успехом применены метод коагуляции воды солями железа или метод В. Ф. Березова с применением микро-боловной пробирки (С. С. Борисов, Д. А. Ошер и И. Ф. Жупаненко, 1935; М. Г. Киченко, 1958).
Отрицательный результат исследования воды на патогенные микробы может зависеть и от антагонистического влияния сопутствующей микрофлоры на рост искомого микроба.
Мы при исследовании воды Волги в посевах воды на определение числа бактерий часто обнаруживали колонии антагонистов. Явление антагонизма с большей или меньшей интенсивностью выражалось в зависимости от свойств питательной среды, густоты посева и от температуры инкубации. При выращивании посева воды температура 20° способствовала проявлению антагонизма в микробной ассоциации воды, в посеве той же воды, выращенной при 37°, антагонизма не наблюдалось. Эти обстоятельства надлежит принимать во внимание при исследовании воды, особенно на патогенные микробы. При испытании антагонистических свойств этих культур на рост патогенных бактерий кишечной группы нами было отмечено, что роящийся протей снимает антибиотические свойства среды, содержащей продукты жизнедеятельности антагониста, подавляющего рост чистых культур бактерий брюшного тифа, паратифов и дизентерии. В свою очередь роение протея подавлялось при совместном росте с некоторыми водными бактериями.
Быстрое обнаружение патогенных бактерий в воде возможно при использовании люминесцентного освещения. Весьма перспективным в этом отношении является и метод обнаружения патогенных бактерий при помощи нарастания титра фага по В. Д. Тимакову и Д. М. Гольд-фарбу (1956). При применении реакции преципитации с гаптеном смешанной культуры, по данным Н. Д. Рутштейн (1948) и М. Г. Киченко и Ю. Г. Талаевой (1959), можно получить через 24 часа после посева воды ориентировочное указание на возможность загрязнения воды патогенными бактериями. Однако эти методы могут быть достоверными только при работе со строго специфичными бактериофагами и высокочувствительными преципитирующими сыворотками.
Продолжительность и условия хранения пробы воды до посева могут изменить бактериальную обсемененность ее в ту или другую сторону. Поэтому посев воды сразу после отбора пробы более всего выявляет ее действительное бактериальное обсеменение. Анализ пробы воды, отобранной с правильно установленных мест, позволяет опреде-
лить акваторию распределения и ликвидацию загрязнений, обусловлн ваемых гидрологическими и рядом других факторов водоема.
При отсутствии гидрологических указаний исследование воды, отобранной с поверхности (0,5 м) и с глубины 2—3 м в 3—5 точках и более по створам ниже стока, дает возможность и по бактериальным показателям проследить ход и рассеивание загрязненной струи в водоеме, а также определить скорость завершения процессов самоочищения.
Наблюдения, проведенные нами этим способом в среднем и нижнем течении Волги, показали, что загрязненная струя первоначально имеет ограниченные контуры и располагается в поверхностном слое воды у того берега, с которого поступает. По мере продвижения она отодвигается к середине, погружается и, смешиваясь с речной водой, иногда занимает акваторий до середины реки, как правило, не распространяясь до противоположного берега. В зависимости от местных гидрологических условий и мощности стока загрязненная струя, ограниченная струями более чистой речной воды, прослеживалась по бактериальным показателям на протяжении 50—100 км и более (в пределах 5 суток перемещения воды). При поступлении вдоль одного берега раздельно нескольких стоков каждый повторял ход предыдущего, отодвигал верхний сток к середине и постепенно смешивался с речной водой.
Таким образом, отбор проб воды с глубины 0,5 и 2—3 м от поверхности в нескольких пунктах по поперечному сечению водоема и в нескольких створах выше и ниже пунктов загрязнения дает возможность по бактериальным показателям охарактеризовать с достаточней достоверностью санитарное состояние водоема и акваторию распределения в водоеме сточных вод. При этом наиболее ценными являются показатели общего числа микробов и числа микробов группы кишечной палочки. Количественные соотношения между этими показателями и пейзаж микробов группы кишечной палочки позволяют определить степень фекального загрязнения воды и давность поступления загрязнений в водоем. Кроме того, соотношения между этими группами микробов должны рассматриваться на фоне санитарной обстановки изучаемого водоисточника.
В ассоциации микробов воды у места поступления свежих фекальных сточных вод преобладают бесспоровые формы бактерий. Микробы группы типичной кишечной палочки (Bact. coli Escherichia) в этой ассоциации составляют сравнительно небольшой процент. Споровые формы микробов могут полностью отсутствовать. При исследовании же водоема, загрязняемого или поверхностными стоками, или длительно, или при исследовании в паводочный период в воде обнаруживаются в большом количестве и споровые формы микробов.
В ассоциации микробов, вырастающих на мясо-пептонном агаре, наблюдаются явления антагонизма со стороны отдельных микробов, принадлежащих к разным видам. Антагонистическое влияние на развитие микробов, в том числе и на микробов кишечной группы, может быть снижено при оптимальной температуре выращивания посевов воды.
ЛИТЕРАТУРА
Абрамович Г. А. Тезисы докл. и выступлений на Всесоюзн. конференции по вопросам санитарной бактериологии. М., 1957, стр. 47.— Ахмедов Н. А. Мед. журн. Узбекистана, 1958, № 1, стр. 23.— Боголюбов К. К. Лабор. практика, 1933, № 3, стр. 8. — Борисов С. С., Ошер Д. А., Жупаненко И. Ф. Там же, 1935, № 2, стр. 19. — Б у бес С. Ф. Журн. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол., 1942, № 5—6, стр. 8. — Д яд имев Н. Р. Лабор. практика, 1941, № 10—11, стр. 11.— Кичатова К. С. Гиг. и сан., 1952, № 8, стр. 49. — К и ч е н к о М. Г. Там же, 1939, № 7, стр. 12.— Она же. Там же, 1940, № 9, стр. 33. — К и ч е н к о М. Г., К и ч е н-ко Н. Г. Лабор. практика, 1941, № 5, стр. 6. — Киченко М. Г., Корш Л. Е. и
Киченко Н. Г. Гиг. и сан., 1952, N° 12, стр. 12. — Киченко М. Г. Лабор. дело, 1958, № 6, стр. 32. — Киченко М. Г., Т а л а е в а Ю. Г. Журн. микробиол., эпиде-миол. и иммунобиол., 1959, № 8, стр. 116. — Мазуренко Н. П. В кн.: Проблемы кишечных инфекции. Сталинабад, 1944, стр. 221. — Мишу с тин Е. Н. В кн.: Вопросы санитарной бактериологии. М., 1948, стр. 45. — Никифорова Л. Л. В кн.: Материалы 3-й научн. сессии Сталинградского ин-та эпидемиологии, микробиологии и гигиены. Сталинград, 1957, стр. 101. — Островская О. А. В кн.: Сборник трудов Центральной санитарно-гигиенической лаборатории отдела здравоохранения Московск. Совета PK и КД. М., 1939, в. 2, стр. 19. — Покровский Н. Н. В кн.: Сборник научных работ Львовского ин-та эпидемиологии, микробиологии и гигиены. Львов, 1957, в. 2, стр. 140. — Разумов А. С., Захарова Л. Е. В кн.: Загрязнение и самоочищение водоемов. М., 1948, в. 1, стр. 100. — Р у т ш.т е й н Н. Д. В кн.: Вопросы санитарной бактериологии. М., 1948, стр. 129. — Тим а ко в В. Д., Гольдфарб Д. М. Журн. микробиол., эпидемнол. и иммунобиол., 1956, № 10, стр. 3. — Braune J. F., Arch. Hyg., 1956, Bd. 140, S. 28. — S able A. J., J. Infect. Dis., 1927, v. 41, p. 1.
Поступила 18/V 1959 r.
