Научная статья на тему 'ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОДЫ С ПОМОЩЬЮ БИОТЕСТИРОВАНИЯ ИНДИКАТОРНЫМИ ШТАММАМИ БАКТЕРИЙ'

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОДЫ С ПОМОЩЬЮ БИОТЕСТИРОВАНИЯ ИНДИКАТОРНЫМИ ШТАММАМИ БАКТЕРИЙ Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

CC BY
122
17
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Гигиена и санитария
Scopus
ВАК
CAS
RSCI
PubMed
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по экологическим биотехнологиям , автор научной работы — Г.Ф. Леванова, С.Ю. Кашников

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОДЫ С ПОМОЩЬЮ БИОТЕСТИРОВАНИЯ ИНДИКАТОРНЫМИ ШТАММАМИ БАКТЕРИЙ»

Опыт ведения II этапа СГМ в 2000 г. показал, что разработанная на базе Федерального центра Госсанэпиднадзора (ФЦГСЭН) система сбора и обработки информации позволяет уже на настоящем этапе оценивать загрязнение атмосферного воздуха практически всех регионов Российской Федерации с учетом направленности действия химических веществ. Имеющиеся научные данные по химическим веществам, оказывающим канцерогенное действие, способных влиять на репродуктивную функцию, на иммунную систему, суммированы и представлены американскими авторами J. А. Lybarger, R. F. Spengler, С. Т. DeRosa в 1993 г. в виде списков

Анализ представленных регионами Российской Федераций данных показал, что наиболее выраженное загрязнение атмосферного воздуха канцерогенными веществами наблюдалось в следующих субъектах: Красноярском крае, Пермской области, Республике Татарстан, Свердловской, Волгоградской, Ульяновской, Челябинской областях и др. При этом следует отметить, что в перечисленных субъектах загрязнение выражалось величинами, превышающими 5 ПДК.

Вещества, обладающие влиянием на репродуктивную функцию, выявлены в следующих субъектах: Красноярском крае, Пермской, Челябинской областях и др.

Аналогичная картина наблюдается по веществам, обладающим влиянием на иммунную систему.

Как показали эти данные, наиболее опасная санитарная ситуация по загрязнению атмосферного воздуха складывается в Красноярском крае, Пермской, Челябинской, Свердловской, Томской, Волгоградской областях.

Сопоставляя эти результаты с информацией о ведущих отраслях промышленности и приоритетных загрязнителях для перечисленных субъектов, можно сделать вывод о причинной связи между химическим составом промышленных выбросов и загрязнением воздуха.

Таким образом, внедрение II этапа СГМ позволяет проводить ранжирование субъектов Российской Федерации по степени опасности в разрезе территорий, отраслей промышленности и загрязнителей.

Кроме того, в ходе реализации II этапа научно-исследовательскими институтами и практическими учреждениями госсанэпидслужбы (ГСЭС) осуществляется дальнейшая разработка показателей для оценки влияния среды обитания на здоровье населения. Завершается внедрение технологии ведения СГМ за питанием населения, подготовлены показатели по разделу гигиены детей и подростков, условиям труда, радиационным и другим физическим факторам, влияющим на здоровье населения.

В 2001 г. система сбора информации была усовершенствована. В новом варианте перечня показателей II этапа СГМ расширен список заболеваний, уточнены социально-экономические показатели, данные по атмосферному воздуху представляются с уровня районов субъекта с указанием среднегодовых концентраций загрязнителей. Для решения этих задач был разработан программный модуль, позволивший не только облегчить передачу информации на федеральный уровень, но и осуществлять сбор данных СГМ в ретроспективе за ряд лет. Также появилась возможность по мере подготовки показателей СГМ за качеством и безопасностью пищевых продуктов, почвой, жилыми и производственными помещениями добавлять соответствующие блоки в программный модуль. База данных СГМ подключена к УУеЬ-сайту ФЦГСЭН, что позволяет осуществить доступ к этой информации не только органам управления ГСЭС и здравоохранения РФ, но и научным и учебным учреждениям.

Накопленный фактический материал позволяет реконструировать уровни воздействия в течение нескольких лет и определять с большей степенью достоверности зависимости между заболеваемостью и загрязнением окружающей среды в отдельных регионах. В перспективе возможно использование данных СГМ для оценки риска отдельных факторов среды обитания для здоровья населения, так как в соответствии с методологией оценки риска мониторинг окружающей среды является составной частью оценки воздействия неблагоприятных факторов на человека.

Поступила 28.09.2001

Методы гигиенических исследований

О Г. Ф. ЛЕВАНОВА. С. ю. КАШНИКОВ. 2002 УДК 614.777-078

Г. Ф. Лева нова, С. Ю. Каш никое

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОДЫ С ПОМОЩЬЮ БИОТЕСТИРОВАНИЯ ИНДИКАТОРНЫМИ ШТАММАМИ БАКТЕРИЙ

Нижегородский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. И. Н. Блохиной Минздрава РФ

В водоемы со сточными водами попадают тысячи химических веществ, а общепринятыми аналитическими методами санэпидслужбой контролируется наличие не более 30—40 без учета совместного их действия на организм. Определение наличия в воде индивидуальных загрязняющих веществ физико-химическими методами не дает полного представления об их суммарной токсичности, тем более что ежегодно в воде появляются новые соединения, которые не входят в обязательный перечень показателей ГОСТа. От состояния питьевой воды зависит здоровье населения [5], поэтому особенно важно изучение комбинированного вредного воздействия имеющихся в воде загрязнителей [2].

В зарубежных странах в практику надзора за внешней средой активно внедряются различные способы биотестирования. Биотестирование воды с помощью дафний и инфузорий и в России включено в обязательный пере-

чень показателей ГОСТа для рыбохозяйственных водоемов. В некоторых центрах эпиднадзора (в частности, в Нижегородском городском) дафнии используются и для приблизительной оценки токсичности питьевой воды, но этот метод подвергается критике за невысокую воспроизводимость [6].

Нами был разработан метод биотестирования питьевой воды с помощью специально отселикционирован-ных индикаторных штаммов бактерий |4]. Метод основан на определении вредности воды для живых организмов путем изучения выживаемости после выдерживания в ней двух штаммов: устойчивого к действию многих токсикантов (Я-штамм) и чувствительного к ним (Б-штамм).

В настоящей работе проведено исследование качества воды разного происхождения разработанным нами мето-

Таблица I

Физико-химический анализ волы из глубокой скважины

Таблица 2

Биотсстированнс с помощью индикаторных штаммов бактерий

Показатель Результаты исследований ПДК

рН 7,45 6-9

Железо, мг/дм3 0,23 0,3

Жесткость общая, моль/м3 4,45 7,0

Марганец, мг/дм3 < 0,05 0,1

Медь, мг/дм1 < 0,01 1.0

Хлориды, мг/дм1 1,46 350

Цинк, мг/дм3 0,009 5,0

Кадмий, мг/дм3 < 0,0001 0.001

Молибден, мг/дм3 < 0,0025 0,25

Свинец, мг/дм3 < 0,002 0.03

Фтор, мг/дм3 0,3 1,5

Нитраты (N0,), мг/дм3 < 0.44 45,0

Окисляемость перманганатная (Ог). мг/дм3 4,45 5,0

Хлороформ (при хлорировании воды), мг/дм3 0.002 0,2

Трихлорэтилен, мг/дм3 < 0,002 0,06

Тстрахлорэтилсн, мг/дм3 < 0,001 0,02

Чстыреххлористый углерод, мг/дм3 < 0,0003 0,006

Аммиак, мг/дм3 < 0,05 2,0

Нитриты (N0;), мг/дм3 < 0,003 3,0

дом, в том числе в сопоставлении с введенными в практику санэпиднадзора параметрами.

Забор проб воды из водопровода, естественных источников и после доочистки в аппаратах проводили обычным способом 11).

Индикаторные штаммы по морфофизиологической характеристике были идентифицированы: R-штамм (резистентный) как представитель вида Acinetobacter cal-coaceticus subsp. Iwoffii 12 R, а S-штамм (чувствительный) — вида Enterobacter aerogenes 300 S. Изучение ну-клеотидного состава ДНК подтвердило их принадлежность к этим видам: соответственно 39 и 59% ГЦ.

Результаты сравнительного изучения резистентности указанных штаммов к набору различных веществ, возможных загрязнителей воды, представлены в нашей предыдущей статье |4|.

Пробы некипяченой и прокипяченной в течение 10 мин исследуемой воды разливали в стерильные стандартные 100-миллилитровые стеклянные флаконы ("сотки") по 50 мл, добавляли по 0,1 мл приготовленной взвеси (10' клеток на 1 мл) индикаторного штамма. Такое же количество взвеси вносили в контрольные флаконы с физиологическим раствором, который поддерживает жизнеспособность клеток. Содержимое "соток" тщательно перемешивали круговыми вращениями, стараясь не касаться пробок, и ставили в термостат при 37°С. В "слепые" контроли с целью выяснения наличия обсеменен-ности проб воды собственной микрофлорой взвесь индикаторных штаммов не добавляли. Через 20 ч выдерживания проб в термостате после эффективного перемешивания из каждого флакона делали стерильный засев по 0,1 мл на агаровые "косяки". Жидкость плавными движениями распределяли по всей поверхности 'косяка". "Косяки" выдерживали в течение 20—24 ч в термостате при оптимальной температуре роста индикаторных штаммов, после чего проводили считывание результатов — анализ роста колоний на поверхности агара.

Поскольку оба штамма значительно различаются по своей устойчивости к действию различных токсичных веществ (R-штамм выносит вредное действие примесей в больших концентрациях, чем S-штамм) |4|, одна и та же проба воды по-разному действует на эти бактерии: в первую очередь при меньших концентрациях токсичных веществ в ней под влиянием их суммарного действия погибает чувствительный S-штамм, а устойчивый R-штамм выносит их большее содержание. Степень токсичности воды определяли путем визуальной оценки наличия вы-

Прооа

S-штамм

R-штамм

Вода из глубокой скважины Водопроводная вода некипяченая

(октябрь 1998 г.) Водопроводная вода, прокипяченная в течение 10 мин (октябрь 1998 г.)

++

+++

росших на твердой агаровой среде колоний после выдерживания в исследуемой воде индикаторных штаммов по принципу "да" (+) или "нет" (-). Максимальный рост, сопоставимый с ростом после выдерживания бактерий в физиологическом растворе, оценивали тремя плюсами [4|.

Согласованность нашего метода бактериального биотестирования питьевой воды с общепринятыми способами оценки ее качества была установлена в параллельных исследованиях соответствующих опытов.

В табл. 1 представлены результаты анализа воды одной из артезианских скважин Подмосковья, выполненного в химической лаборатории Нижегородского областного центра санэпиднадзора. Результаты биотестирования этой же воды нашим методом приведены в табл. 2 в сопоставлении с результатами анализа водопроводной воды, поступившей в Нижегородский район в период проведения опыта.

Из табл. I и 2 следует, что результаты как физико-химического анализа, проведенного в специализированной лаборатории, так и полученные с помощью нашего метода бактериального биотестирования свидетельствуют о высоком качестве волы из глубинных слоев земли.

Второй, контрольный эксперимент был поставлен в мае 1999 г. совместно с сотрудником городского центра санэпиднадзора А. Б. Зиминым, разрабатывающим метод биотестирования воды с помощью дафний, с целью выявления изменения качества воды, поставляемой населению города, по мере ее передвижения по водопроводу.

Как видно из табл. 3, четко прослеживается ухудшение качества воды по мере ее удаления от очистительной станции, что согласуется с результатами по дафниям: в воде из резервуара сразу же после ее очистки выживало 84% дафний, а в воде, взятой из конечного исследованного пункта, — 0%. Следовательно, изношенная водопроводная сеть вносит существенный вклад в токсичность воды, поставляемой в квартиры горожан.

Ежемесячное наблюдение в течение последних 6 лет за качеством водопроводной воды в домах Нижегородского района нашего города показало, что в основном оно соответствует результату, представленному в табл. 1 на октябрь 1998 г.: некипяченая вода убивает оба штамма, а кипячение улучшает качество воды, о чем свидетельствует выживание после выдерживания в ней резистентного штамма. Наши исследования подтвердили данные о том, что лучшим качеством водопроводная вода обладает в конце лета и начале осени. В это время в прокипяченной воде выживают отдельные особи даже чувствительного штамма. Очень плохой становится водопроводная вода весной в период половодья и после него, когда вешние воды смывают все накопившиеся загрязнения в реки. В ней и после кипячения не выживает

Таблица 3

Биотсстированнс питьевой воды по мерс ее удаления от очистительной станции "Слуда" (Нижний Новгород)

Место забора пробы

S-штамм

R-штамм

Резервуар чистой воды Метро "Заречная" (водопровод) Красная Энта (водопровод) Улица Дачная (водопровод)

+ +

++ + + ±

резистентный штамм даже при разведении ее в 2 раза дистиллированной водой. В этот период вода из водопровода, как считает В. Прозоровский |7], является носителем ядов и требует доочистки.

Однако надо осторожно относиться и к выбору водоочистителей, заполнивших современный товарный рынок. Считается, что лучшими для наших условий являются отечественные фильтры, так как зарубежные испытания местной водой обычно не выдерживают |7]. По нашим данным, таким оказался "Аквафор" совместного российско-американского производства (Санкт-Петербург). Он быстро засоряется и зарастает посторонней микрофлорой, которая активно выделяется в очищаемую воду, ухудшая ее качество.

Удовлетворительные результаты биотестирования нашими индикаторными штаммами были получены при изучении качества воды, очищенной в "Барьере" (г. Балашиха Московской области), "Гейзере" (Санкт-Петербург) и "Биофильтре" (кооператив при Нижегородском НИИЭМ). Вода, пропущенная через аппараты 'Дельфин Д-3,5" и "Роса-1" убивала не только чувствительный, но и резистентный штамм, так как фильтр первого содержал серебро, а второго, по-видимому, какие-то побочные, вредные для живых организмов вещества. Несмотря на устоявшееся представление о пользе воды, обработанной серебром, безвредность ее можно подвергнуть сомнению. Убивая сопутствующих патогенных микробов, "серебряная" вода с таким же успехом уничтожает и полезные бактерии; следовательно, при регулярном употреблении такая вода может оказаться причиной дисбактери-озов или оказать негативное воздействие на функцию печени, почек и других органов. В связи с этим вода, пропущенная через аппараты, предназначенные для очистки не только от химикатов, но и от микробов с помощью каких-то их ингибиторов, может оказаться небезвредной и для макроорганизма, о чем могут предупреждать наши индикаторные штаммы.

Что касается общественных аппаратов доочистки водопроводной воды, установленных е разных районах Нижнего Новгорода в рамках программы "Чистая вода", то они, безусловно, нуждаются в периодическом контролировании. В декабре 1999 г. нашим методом биотестирования была проверена вода из общественного водоочистителя в районе улицы Терешковой. Оказалось, что она по токсичности не отличалась от неочищенной водопроводной: оба штамма не выживали в некипяченой воде, а в прокипяченных пробах воды выживал лишь резистентный штамм.

Проверка аппарата доочистки в районе Верхних Пе-чер (март 2001 г.), наоборот, свидетельствовала о хорошем качестве очищенной в нем воды: после выдерживания как в некипяченой, так и в кипяченой воде выживали оба штамма (Б-штамм +, Я-штамм +++), в то время как водопроводная неочищенная (в том числе и кипяченая) вода убивала их. Приблизительно такой же результат получен при параллельном исследовании водопро-

водной воды, доочищенной в аппарате, установленном в центре Автозаводского района (ул. Челюскинцев).

Неодинаковым качеством характеризовалась и вода из различных естественных источников: родников, ключей, колодцев. Однако можно отметить определенную закономерность: пробы, взятые из источников, расположенных на территории города (вблизи автострад, промышленных предприятий, Окского моста и т. д.), по ин-гибирующему действию на индикаторные штаммы почти не отличались от неочищенной водопроводной воды. Довольно чистой оказалась вода из окраинных родников, а также из глубоких пластов земли.

Родниковая вода широко известного в Нижнем Новгороде так называемого "святого" источника "подтвердила" свою репутацию как наиболее экологически чистая. Таким же высококачественным с этой точки зрения оказался источник на окраине города между Верхними Пе-черами и Афонином. Однако вода из обоих источников обладает повышенной жесткостью и обссмененностью посторонней микрофлорой, о чем свидетельствовало зарастание "слепых" контролей, являющихся обязательными в нашем методе.

Таким образом, за качеством питьевой воды любого происхождения требуется постоянный надзор. Наиболее удобным для оценки ее интегральной токсичности является биотестирование с помощью специально отселекци-онированных индикаторных штаммов бактерий. Использованные нами штаммы Enterobacter aerogenes 300S (чувствительный) и Acinetobactercalcoaceticus IwofTii 12 R (резистентный) подготовлены для депонирования в музее бактериальных культур ГИСК им. Л. А. Тарасевича.

Примененный нами метод сравнительного бактериального биотестирования дает однозначный ответ качественного характера: можно ли пить воду без опасения или надо подумать о ее эффективной очистке. Однако следует подчеркнуть, что этот подход позволяет получать только первоначальную, самую общую характеристику качества воды с точки зрения загрязненности ее токсичными веществами. Для выявления конкретных загрязнителей необходимо проведение общепринятого физико-химического анализа.

J1 итература

1. Вода питьевая. Госстандарт России. — М., 1998.

2. Добротина Н. А., Швец И. М. Введение в экологию человека. — Н. Новгород, 1994.

3. Захарченко И. П., Ткачу к С. М., Яковлева J1. Е. и др. // Гиг. и сан. - 1994. - № 9. - С. 3-4.

4. Леванова Г. Ф., Юишн А. С., Кашпиков С. Ю. // Там же. - 1999. - № 2. - С. 77-79.

5. Мудрый И. В. // Там же. - № 1. - С. 15-18.

6. Набока М. В. // Там же. - 1993. - № 6. - С. 75-76.

7. Прозоровский В. // Наука и жизнь. — 2001. — № 1. - С. 67.

Поступила 26.11.2001

О Н. И. НИКИТИН. В 10. АНТИПОВ. 2002 УДК 614.712

Н. И. Никитин, В. Ю. Антипов

ОПЫТ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ ФИЛЬТРОВ ТОНКОЙ ОЧИСТКИ ВЕНТИЛЯЦИОННОГО ВОЗДУХА

НИИ микробиологии Министерства обороны РФ, г. Киров

Санитарные правила СП 1.2.011—94 (СП), регулирующие безопасность работы с микроорганизмами 1 — 11 группы патогенности, были введены в 1994 г. [1|. В настоящее время идет работа по их пересмотру и переизданию. За прошедшее время накопилось немало фактического материала, позволяющего предложить более рациональные подходы к нормированию тех или иных ас-

пектов безопасности работ с патогенными биологическими агентами (ПБА) 1 — 11 группы патогенности. Статья 37 Федерального закона "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения" предусматривает не только "контроль за внедрением санитарных правил", но и "изучение и обобщение практики их применения" |3). В связи с этим представляется целесообразным публика-

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.