CC BY
5
скважин я пути улучшения качества промывочных жидкостей.— М., 1984.
Поступила 05.01.88
Summary. By using modern methodological approaches hygienic regulations for two new acrylic copo-
lymers were scientifically established for water reservoirs. Threshold and safe levels of their effect on organoleptic water characteristics, sanitary regime of water reservoirs and bodies of warm-blooded animals were defined. A limiting index of adverse impact was determined.
УДК 614.777: [579.852.1! :579.68]: [628.191:631.862.1
JI. В. Алтон
РАЗВИТИЕ И ВЫЖИВАЕМОСТЬ БАКТЕРИЙ РОДА BACILLUS В МОРСКОЙ И РЕЧНОЙ ВОДЕ
Институт экспериментальной биологин АН Эстонской ССР, Таллин
С переходом на пути интенсивного развития земледелия и животноводства повышается реальная опасность попадания остатков минеральных и органических удобрений, в том числе свиного жидкого навоза (Ж.Н), в открытые водоемы. Исключительную роль в восстановлении качества зарязненной воды играют бактерии. Кроме тех микроорганизмов, которые приспособлены к условиям воды, туда попадают бактерии (из почвы, сточных вод и др.). Для этих бактерий вода — непривычная среда обитания. По данным литературы [1—5], развитие некоторых микробов в морской и речной воде при благоприятной температуре продолжается [1—5]. Однако способность к развитию и сроки выживаемости почвенных бактерий в морской и речной воде при загрязнении ее ЖН не изучены.
Целью данной работы являлось изучение способности к развитию почвенных бактерий рода Bacillus при высоких дозах свиного ЖН, а также установление сроков их выживаемости в морской и речной воде, загрязненной ЖН.
Объектами исследования служили виды почвенных бактерий рода Bacillus Coher., Вас. sub-tilis (Ehrenberg) Coher. Вас. pumilus Gottheil, Вас. mycoides Flügge, Вас. cereus Frank'.and, Вас. megaterium De Вагу, Вас. polymyxa Praz-mowsky [7]. Культуры были получены в отделе типовых культур микроорганизмов АН СССР.
Свиной ЖН получили из экспериментального свиноводческого комбината опорно-показатель-ного совхоза-техникума им. Ю. А. Гагарина Виль-яндиского района и из Кехтнаского опорно-показательного совхоза-техникума Раплаского района Эстонской ССР. В работе использовали бесподстилочный навоз с содержанием сухих веществ 6,7 и 15%. ЖН стерилизовали эстостерилом [8]. Работу проводили в два этапа. На первом этапе определяли способность к развитию исследуемых видов бактерий на мясопептонном агаре (МПА) и на агаризоваиной (2 % агар-агара) морской (МА) и речной (РА) воде при добавлении в среду ЖН в количестве 50 мл от объема среды (использовали ЖН с содержанием сухого вещества 7%). Отдельные виды бактерий, предварительно выращенные на МПА при 18—20 °С в течение
5 сут, были высеяны на всех перечисленных выше средах (каждый вид отдельно на каждой среде).
Посевы инкубировали при 18—20, 4—6 и 0— 2°С. Необходимые сроки инкубирования посевов при разных условиях среды и температуры определялись экспериментально по продолжительности лаг-фазы. Для сравнения были проведены посевы (без ЖН) на МПА, МА и РА. Развитие бактерий на МА и РА при добавлении ЖН считали |г I косвенным подтверждением их способности к развитию в загрязненной ЖН морской и речной воде.
На втором этапе работы определяли срок выживаемости и адаптационную способность изучаемых видов бактерий в морской и речной воде при добавлении в них ЖН с содержанием сухого вещества 6 и 15 % в количестве 50 мл на каждые 100 мл воды. Опыты проводили с морской водой (I) из Таллинской бухты, взятой на расстоянии 130—140 м от берега, и с водой реки Пирита (II) (северная Эстония).
Качество воды определяли по общепринятой методике [6]. Состав воды (в миллиграммах на 1 л): общий фосфор 0,04 (I проба) и 0,009 (II), ортофосфаты 0,05 (I) и 0,038 (И), нитраты 0,39 £ (I) и 0,44 (II), нитриты 0,016 (I) и 0,01 (И), ам-4 миак 0,35 (I) и 0,40 (II), рН 7,8 (I) и 8,2 (II).
Бактерии перед внесением в колбы с морской и речной водой предварительно выращивали на МПА при 18—20 °С в течение 4 сут. Выращен-ные таким образом бактерии вносили в морскую и речную воду двумя способами (I проба воды по одному виду, II проба — группой по 2—3 разных вида) и затем выдерживали при 18—20, 4—6, 0,2 и —8—12°С в течение 12 мес.
Для определения периода выживаемости и адаптационной способности бактерий в морской и речной воде, загрязненной ЖН, через каждый месяц проводили посевы на МПА, МА и РА при добавлении в них ЖН. Посевы инкубировали при 18—20°С (МПА), 18—20, 4—6 и 0—2°С (МА и РА при добавлении в среду ЖН).
При добавлении в среду ЖН на МПА при 18— ^ 20 и 4—6°С развивались Вас. megateгium, Вас. БиЫШэ и Вас. ритМиэ, однако численность клеток, способных к развитию в присутствии ЖН*
Таблица 1
Численность бактерий рода Bacillus (I-10° клеток) на МПА, МА и РА при добавлении высоких доз ЖН (I) и без него (11)
Вид бактерий МПА МА РА
I и I п I II
18—20 °С 4—6 °С 18—20 °С 4—6 °С 18—20 °С 1-6 °С 18—20 °С 4—6 °С 18—20 "С 4—6 "С 18—20 °С 4—6 "С
**
Вас. mycoides 400 — — - 0,8 — — — 50 — — —
Вас. cereus 3000 — — — 0,2 — — — 30 j— — —
Вас. polymyxa 0,5 0,07 — ИЕЗ ■ 0,01 — — — 0,004 — — —
Вас. megateri-
um 50 20 1,4 0,003 30 0,008 0,6 — 70 0,07 0,4 —
Вас. pumilus 90 10 0,01 0,004 0,6 0,05 0,00002 — 70 0,003 0,007 -—
Вас. subtilis 9000 0,2 20 0,003 90 0,01 140 0,0002 0,002
Примечание. Здесь и в табл. 2 — отсутствие роста.
была значительно ниже, чем при такой же температуре МПА без ЖН (табл. 1). Остальные виды Bacillus, выращенные на МПА в присутствии ЖН, не развивались и ни один вид не дал роста при температуре 0—2°С. На агаризованной морской и речной воде развивались при наличии ЖН ^те же три вида бактерий, но только при 18—20°С. При этом два из них (Вас. megaterium и Вас. subtilis) развивались в морской и речной воде без ЖН при 4—6°С.
Ранее нами было установлено, что время роста колоний отдельных видов бактерий различается и увеличивается по мере снижения температуры среды. Результаты данного исследования показали, что эта закономерность сохраняется при высоких дозах ЖН (табл. 2). Однако продолжительность лаг-фазы в среде с ЖН была больше, чем в среде без ЖН при одинаковых температуре и составе среды. На агаризованной морской и речной воде в присутствии ЖН бактерии развивались медленнее, чем на МПА. Следует отметить, что процессы обмена веществ некоторых видов бактерий в крайне экстремальных условиях среды днизкая температура, высокие дозы ЖН и т. д.) могут происходить настолько медленно, что сроки выдерживания посевов, использованные в наших экспериментах (при 0—2°С — 90 сут), оказываются слишком короткими для изучения этих процессов. Мы не можем категорично говорить об их полном отсутствии. При высоких дозах ЖН
эти процессы при более низких температурах среды были прекращены или происходили крайне замедленными темпами. Исследование выживаемости бактерий рода Bacillus в морской и речной воде показало, что отдельные виды почвенных бактерий, попадая в морскую или речную воду, загрязненную ЖН, погибают не сразу (табл. 3), причем сроки их выживаемости были различными.
При температуре воды 18—20°С бактерии погибали в воде с ЖН быстрее, чем в незагрязненной морской и речной воде. Исключение составили Вас. megaterium. При более низких температурах воды исследованные виды бактерий по влиянию ЖН на их жизнеспособность можно разделить на две группы. Одни бактерии погибали в морской и речной воде в присутствии ЖН значительно быстрее, чем в чистой воде. Сроки выживаемости других бактерий в воде при наличии ЖН точно установить не удавалось, так как они оказались жизнеспособными даже через 12 мес после начала опыта.
Результаты экспериментов, проведенных по группам, состоящим из 2—3 видов бактерий, не отличались от результатов тех экспериментов, в которых бактерии вносили в воду по одному виду. Периодическими высевами из проб загрязненной ЖН морской и речной воды на МА и РА при добавлении в них ЖН было установлено, что те виды бактерий, которые не были способны к росту при высоких дозах ЖН в начале экспериментов,
Таблица 2
Продолжительность (в сут) лаг-фазы бактерий рода Bacillus при добавлении в среду высоких доз ЖН (I) и без него (II)
Вид бактерий МПА МА РА
I II I 11 I II
18—20 °С 4—6 °С 18—20 °С 4—6 °С 18—20 °С 1-6 °С 18—20 °С 4-6 °С 18—20 °С 4-6 °С 18—20 °С 4—6 °С
Вас. mycoides 5 _ _ _ 10—12 _ _ _ 10—12 _ _ _
Вас. cereus 5 — — — 12 — 14 — — — 12—14 — — —
Вас. polymvxa 7—9 23 — — 16 — 18 — — — 10—16 — — —
Вас. megateri- 45
um 5-6 16—18 7-8 18—20 14 — 18 45—50 15—18 — 14—16 15—17 —
Вас. pumilus 5 17—19 7—10 20—25 14—16 30—35 16—20 — 14—16 30—35 16—20 —
Вас. subtilis 4 18 7—10 20—25 14—6 18—20 10—14 18—20 1"
Т я б л и u а 3
Продолжительность (в мес) выживаемости бактерий рода Bacillus в речной и морской воде, загрязненной ЖН
Вид бактерия Вариант опыта Температура ноды, "С
18- -20 4 -6 0- -2 — 8 — 12
РА MA 1>Л MA РА мл РА MA
Bacillus mycoides а 7-8 7-8 12 12 12 12 12 12
б 6—8 6—8 10—12 10—12 12 12 12 12
в 4—6 4—6 10—12 10—12 12 12 12 12
Вас. cereus а 8—10 7-8 12 12 12 12 12 12
б 10 10—12 12 12 12 12 12 12
в 6—8 8—10 12 12 12 12 12 12
Bac. polymyxa а 12 10—12 12 12 12 12 12 12
б 4—6 2-4 6—8 4—6 4-6 4—6 6-8 4—6
в 1—2 1—2 4—6 4—6 2—4 2-4 4—6 2—4
Bac. megaterium а 10—12 12 12 12 12 12 12 6—7
б 12 12 12 12 12 12 12 12
в 12 12 12 12 12 12 12 12
Bac. pumilis а 8—10 7 10—12 10—12 12 10—12 10—12 7—10
б 6—8 4—6 8—10 8—10 10—12 8—10 8—12 6—8
в 4—6 2-4 6—8 6-8 10—12 8—10 10—12 4—6
Bac. subtilis а 10—12 8—10 10—12 10—12 10—12 10—12 10—12 10—12 fr -J
б 10—12 8—10 12 12 12 12 12 12
в 8—10 8—10 12 12 12 12 12 10—12 w
При м еч а н не. а — вода без ЖН, бив — вода, содержащая 50 мл ЖН с 15 и 6% сухого вещества на 100 мл среды.
Таким образом, мы установили, что развитие одних видов почвенных бактерий рода Bacillus при высоких дозах жидкого бесподстилочного свиного навоза прекращается, развитие других видов почвенных бактерий может продолжаться. Однако в морской и речной воде при более низких температурах среды эта способность не реализуется, хотя бактерии длительное время сохраняют жизнеспособность в загрязненной ЖН морской и речной воде.
не приобрели этой способности в течение их выдерживания в морской и речной воде, загрязненной ЖН.
Исследование показало, что одни виды почвенных бактерий рода Bacillus способны к развитию на МПА и агаризованной морской п речной воде при высоких дозах жидкого бесподстилочпого свиного навоза, а развитие других видов Bacillus в средах, сильно загрязненных ЖН, прекращается. Способностью к развитию в присутствии ЖА обладали изученные виды Bacillus только при благоприятных для их развития температурах среды.
Адаптационная способность бактерий — широко распространенное явление в природе. Одной из причин прекращения их развития при более низких температурах на МА и РА при добавлении в них ЖН можно считать то, что на бактерии повлиял одновременно целый комплекс экстремальных условий среды (неоптимальная по химическому составу среда, низкая температура и высокая доза ЖН), В таких крайне экстремальных условиях среды течение сложных процессов адаптации затрудняется. Следует отметить, что по способности к развитию в средах, содержащих высокие дозы ЖН, отличаются друг от друга не только разные виды рода Bacillus, но даже отдельные клетки одного вида. Можно предположить, что те виды бактерий, которые не были способны к росту на агаризованной морской и речной воде в присутствии ЖН, не участвуют активно и в процессах его разложения в морской и речной воде в открытых водоемах.
Литература ¡ft
1. Алтон Л. В. //Гиг. и сан,—1980.—№ 10— С. 73—74.
2. Ллтон Л. В. //Изв. АН ЭССР: Сер. Биол. — 1983 — « Т. 32, № 2, —С. 107—112.
3. Алтон Л. В. //Мнкробиол. жури. — 1983.—Т. 45, № 6. —С. 16—2С.
4. Алтон Л. В. //Там же. — № 4. — С. 16—21.
5. Алтон Л. В. //Там же.— 1985.— Т. 47, № 4, —С. 10— 15.
6. Унифицированные методы анализа вод. — AI., 1971.
7. Bergeys Manual of Determinative Backteriology / Ed. R. E. Wilkins. — Baltimore, 1974.
8. Tilga V. Desinfektsioon loomakasvatuses. — Tallin, 1983.
Поступила 04.10.80
Summary. It is established that under high doses of liquid manure the development of some kinds of soil Bacillus bacteria stops but that of other bacteria goes on. Under lower temperatures of sea and river water this capacity is invalid. Bacteria maintain their vital activity in liquid ma-nure-contaminated sea and river water for a long period of time.
