CC BY
374
УДК 628.1.03:57/59
И.Г. Ушакова, А.М. Геселько, О.В. Широченко, С.А. Анисимова
САНИТАРНО-БАКТЕРИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КАЧЕСТВА ВОДЫ
Представлены результаты исследования санитарно-бактериологических показателей на основе «смоделированных» образцов хозяйственно-бытовых сточных вод.
Ключевые слова: питьевая вода, санитарно-гигиенические требования, общее микробное число, коли-формные бактерии, бродильный метод, хозяйственно-бытовые стоки, степень загрязнения.
Введение
Доступные запасы пресной воды в России по разным причинам неуклонно снижаются. Более 40% российского населения, как отмечается в пояснительной записке к проекту Федерального закона «О безопасности питьевой воды» [1], употребляют питьевую воду, не соответствующую санитарно-гигиеническим требованиям [2, 3]. Санитарно-гигиеническое состояние большинства источников питьевой воды требует внедрения в практику микробиологических исследований простых, надежных и по возможности экспрессных и общедоступных методов контроля санитарно-показательных микроорганизмов.
По данным Роспотребнадзора, в начале XXI в. из общего числа исследованных проб воды в водоемах первой категории, являющихся источниками питьевого водоснабжения, около 25% не отвечает гигиеническим нормативам по санитарно-химическим и микробиологическим показателям [2].
Действующие нормативные документы устанавливают показатели качества питьевой воды, методы их определения, процедуру отбора и хранения проб воды [2, 3]. Питьевая вода должна соответствовать регламентируемым показателям по содержанию реагентов, органо-лептическим, микробиологическим, паразитологическим, химико-аналитическим и радиационным характеристикам как на стадиях водоподготовки, так и на всех этапах подачи воды потребителю [1, 2]. Поэтому актуальной задачей водоподготовки при обеспечении населения питьевой водой является гарантия ее безопасности в эпидемическом отношении.
Объекты и методы
При исследовании санитарно-микробиологических показателей качества питьевой воды в каждой пробе, как правило, анализируются: колиформные бактерии (в том числе E. Coli -индикатор фекального загрязнения), общее микробное число и др.; паразитологические показатели - цисты лямблий и ооцисты криптоспоридий [6].
Методические указания [4-7] позволяют оперативно определять показатели качества воды и осуществлять ее поэтапное санитарное тестирование. Возможно существенное сокращение времени исследований с помощью современных методов контроля качества воды. Для учета общего микробного числа, колиформных бактерий, E. Coli, других микроорганизмов весьма перспективны ускоренные методы анализа с использованием петрифильмов [7], иммунохроматографических экспресс-тестов [6], готовых селективных и индикаторных питательных сред.
Петрифильмы [7] предназначены для количественного определения санитарно-показа-тельных микроорганизмов, содержат специальные индикаторы и субстраты, облегчающие учет выросших колоний микроорганизмов. При введении на подложку исследуемого образца (1-5 мл пробы воды) образуется гелеобразная питательная среда, на которой (после инкубирования) учитывается численность микроорганизмов. При анализе воды методом мембранной фильтрации петрифильм вначале активируется (1 мл стерильной воды), затем мембранный фильтр помещается на подложку петрифильма и посев инкубируется согласно [7].
© Ушакова И.Г., Геселько А.М., Широченко О.В., Анисимова С.А., 2013
Автоматизированная система регистрации и учета колоний позволяет оперативно оценивать и учитывать количество колоний разного типа. Их цветное визуальное изображение и результаты тестирования сохраняются в графическом файле компьютера в течение неограниченного времени (рис. 1) [7].
Рис. 1. Счетчик колоний 3М Петрифильм-Ридер [7]
При использовании петрифильмов существенно сокращается время анализа (с 3-5 сут до 1-2 сут для отдельных форм бактерий), проста процедура посева, нет необходимости подтверждения положительных результатов на присутствие колиформ, а E. Coli выявляются по специфической окраске на хромогенной среде.
Однако, несмотря на широкое внедрение в микробиологическую практику современных методов исследования, бактериологический метод остается «золотым стандартом» санитарной микробиологии с наиболее достоверной оценкой санитарного состояния исследуемых объектов.
Результаты исследований
При изучении дисциплин «Химия и микробиология воды», «Основы биотехнологических процессов обработки воды» и «Методологические основы исследования в биотехнологии» студенты факультета водохозяйственного строительства выполняют санитарно-микробиологические исследования природной и водопроводной (питьевой) воды. При выполнении санитарно-бактериологического анализа водопроводной воды студенты проводят проверку соответствия ее качества нормативным требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 [1].
При исследовании хозяйственно-бытовых сточных вод членами студенческих бригад на основе смывов с рук моделируются хозяйственно-бытовые стоки. Из «смоделированных» образцов хозяйственно-бытовых сточных вод готовятся десятичные разведения воды в 10, 100, 1000, 10000 раз (1-е, 2-е, 3-е и 4-е разведения). Для этого используется стерильная вода: 4 пробирки (9 см3). Для приготовления 1-го разведения 1 см3 анализируемой воды стерильным шприцом вносится в одну из пробирок со стерильной водой. Каждое последующее разведение готовится новым стерильным шприцем, путем внесения 1 см3 предыдущего разведения в стерильную воду. Работа выполняется в области пламени спиртовки с соблюдением мер предосторожности против внесения посторонней микрофлоры.
Для определения числа сапрофитных бактерий в 1 см3 воды (общее количество бактерий) в три подготовленные стерильные чашки Петри с указанием номеров бригад и разведений воды (1-е, 2-е, 3-е) стерильным шприцем вносится по 1 см3 соответствующего разведения. В чашки заливается расплавленный и охлажденный до 45-50°С мясопептонный агар (МПА). До застывания среды чашки Петри остаются на столе. Для выращивания чашки ставят в термостат при 37°С.
Обнаруженные в воде бактерий группы кишечных палочек (БГКП) - показатель фекального загрязнения воды, а их количество позволяет судить о степени загрязнения. Для определения числа лактозоположительных кишечных палочек бродильным методом в 4 бродильные пробирки с глюкозопептонной средой вносятся стерильным шприцем по 1 см3 каждого из разведений анализируемой воды. Посевы инкубируются в термостате при 37°С.
Из поставленных в термостат чашек Петри каждая бригада отбирает чашки с числом колоний от 30 до 300. В каждой чашке с помощью прибора для счета микробных колоний подсчитываются все колонии (поверхностные и глубинные) (рис. 2, б).
Рис. 2. Образцы с чашкой Петри: а - тест на определение присутствия общих колиформных бактерий в исследуемых пробах воды на агаре Эндо; б - посевы для определения общего микробного числа
по десятичным разведениям исследуемой воды
Установленное в каждой чашке количество выросших колоний пересчитывается с учетом соответствующего разведения анализируемой воды. Содержание сапрофитных бактерий (общее микробное число) соответствует среднему арифметическому результатов определения соответствующих разведений. По содержанию сапрофитных бактерий вода относится к определенный категории степени загрязнения по ОМЧ. Членами бригад просматриваются пробирки с посевами разведений воды в глюкозопептонную среду. Для дальнейшего исследования отбирают пробирки с выявленными изменениями среды - помутнение, покраснение (кислота), газообразование (из поплавков-газовок вытеснена жидкость). Отсутствие перечисленных признаков позволяет дать отрицательный ответ о наличии бактерий группы кишечных палочек в засеянном объеме воды.
Из пробирок, где отмечено помутнение, кислота и газ, а также помутнение и кислота, проводится высев жидкости стерильной петлей на агар Эндо по секторам, соответствующим разведению. При посеве соблюдаются правила стерильности. Чашки крышками вниз ставят в термостат на 16-18 ч при 37°С.
Бактерии группы кишечной палочки на агаре Эндо растут в виде темно-красных с металлическим блеском и без него колоний (лактозоположительные) (рис. 2, а). Для оконча-
тельного решения о принадлежности темно-красных колоний к общим колиформным бактериям выполняется окрашивание микроскопических препаратов из лактозоположительных колоний классическим методом Грама. Наличие в окрашенных мазках палочковидных клеток розового цвета (грамотрицательных) подтверждает присутствие в анализируемом объеме БГКП.
По результатам определения в каждой пробе воды устанавливают наименьший объем воды, содержащий БГКП (коли-титр), см3, и число лактозоположительных кишечных палочек в 1 дм3 воды (коли-индекс).
Установлена степень загрязнения каждой из «смоделированных» проб воды по ОМЧ и БГКП. В исследованных пробах сточной воды ОМЧ изменялось от 11500 до 72000 клеток в 1 см , что соответствует степени загрязнения по ОМЧ - грязные. Степень загрязнения по БГКП - умеренно загрязненная, загрязненная и очень грязная. Коли-титр изменялся от 0,1 до
0.001 см3, а коли-индекс - от 104 до 106.
Планируется проведение исследований по оценке эффективности ультрафиолетового облучения на степень обеззараживания воды.
Список литературы
1. Федеральный закон - Технический регламент «О безопасности питьевой воды». Проект // Питьевая вода. - 2010. - № 1.
2. СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. - М. : Роспотребнадзор, 2006.
3. Зуев Е. Т. Питьевая и минеральная вода. Требования мировых и европейских стандартов к качеству и безопасности / Е.Т. Зуев, Г.С. Фомин. - М. : Протектор, 2003.
4. МУ 2.1.4.1184-03. Методические указания по внедрению и применению санитарно-эпидемиологических правил и нормативов СанПиН 2.1.4.1116-02. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества. - М. : Минздрав России, 2003.
5. МР 24 ФЦ/513. Определение колиформных бактерий и E. Coli с использованием хромогенных и флюорогенных индикаторных сред производства компании «Merck» (Германия). - М. : Минздрав России, 2003.
6. МУК 4.2.1018-01. Санитарно-микробиологический анализ питьевой воды. - М. : Минздрав России,
2001.
7. Методические рекомендации № 24 ФЦ/6289. Методы определения колиформных бактерий, бактерий вида E. Coli с применением пластин «Petrifilm» производства компании 3М (США). - М. : Минздрав РФ, 2006.
SUMMARY
1.G. Ushakova, A.M. Geselko, O.V. Shirochenko, S.A. Anisimova
Sanitary bacteriological water quality research
The results of investigation of sanitary-bacteriological indicators based on "simulated" samples of domestic wastewater.
Keywords: drinking water, sanitary requirements, total bacterial count, coliform bacteria, fermentation method, household wastewater, pollution degree.
