Научная статья на тему 'Связь окислительно-восстановительного потенциала с числом бактерий сточной жидкости'

Связь окислительно-восстановительного потенциала с числом бактерий сточной жидкости Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
48
12
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Л.Б. Доливо-Добровольский

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

Текст научной работы на тему «Связь окислительно-восстановительного потенциала с числом бактерий сточной жидкости»

3. Фтористый натрий в указанной концентрации оказал также защитное действие к последующему заражению МегиНш 1асгутап5 кусков древесины, поверхностно обработанных этим антисептиком.

Медный купорос и сулема оказались неэффективными и для обработки с защитной целью.

4. Суперобмазка с фтористым натрием в концентрации по ОСТ в смеси с торфом и сульфит-целлулозным экстрактом или столярным клеем в условиях нашего опыта устранила рост МегиНив 1асгушап8 на зараженном кусочке древесины и оказалась также действительной как предупредительное средство к последующему после обработки заражению.

5. Обработка сернистым газом зараженной МегиНив 1асгугпап8 древесины в обычном помещении при сжигании 60 г серы на 1 м3 и 16-часовой экспозиции оказалась неэффективной.

6. Хлорпикрин в условиях нашего опыта дал положительные результаты. Однако ввиду малой изученности его как противогрибкового антисептика и небольшого числа наших опытов (2 опыта) необходимо поставить ряд дополнительных исследований для окончательного выяснения пригодности его для антисептирования древесины и методики практического применения.

Л. Б. ДОЛИВО-ДОБРОВОЛЬСКИЙ (Москва)

Связь окислительно-восстановительного потенциала с числом бактерий сточной

жидкости1

Социалистическая реконструкция городов предъявляет все более и более высокие требования к очистке сточных вод.

Соответственно с этим сложнее и совершеннее становится конструкция очистных сооружений. Детальнее разрабатываются методы контрольного анализа. На смену методам, требующим сложной аппаратуры и большой затраты времени, приходят методы, отличающиеся простотой и скоростью выполнения.

К числу таких методов относится применение окислительно-восстановительного потенциала, который обладает и простотой и значительной точностью. Несмотря на то, что теория окислительно-восстановительного потенциала появилась сравнительно недавно, она уже успела найти себе применение в самых разнообразных областях. В области же очистки сточных вод окислительно-восстановительный потенциал применяется еще очень мало. Между тем окислительные процессы, а также процессы брожения играют самую существенную роль при биологической очистке сточной жидкости. Поэтому изучение окислительно-восстановительных свойств сточной жидкости и изменение этих свойств с ходом очистки важны не только для понимания

1 Предварительное сообщение о работе, которая выполнялась по плануй

утвержденному Научно-техническим советом Академии коммунального хозяйства,

и лаборатории треста «Мосочиствод» совместно с Академией коммунального! хозяйства.

биохимизма очистки, но также и для расчета и контроля за очистными сооружениями (Савич, 1934).

Для бактериологического анализа мы располагаем очень большим, собранным за многие годы материалом. Материалов же по окислительно-восстановительному потенциалу сточных вод, к сожалению, еще очень мало, в то время как для более или менее плодотворной обработки этих материалов необходимо значительное количество данных, пока еще не имеющихся. Если бы удалось установить определенную связь между числом бактерий, которые находятся в сточной жидкости и ее окислительно-восстановительным потенциалом, то открылась бы возможность как бы «оживить» прежние анализы и «перевести» число бактерий в соответствующие величины окислительно-восстановительного потенциала. Данная работа и является попыткой установить такую связь.

Как известно, сточная жидкость обладает сильно выраженными восстановительными свойствами. Поэтому прежде всего надо бы выяснить. в какой мере восстановительные свойства зависят от присутствия бактерий в самой сточной жидкости.

Предварительные опыты показали, что окислительно-восстановительный потенциал стерилизованной сточной жидкости практически не изменяется, тогда как та же сточная жидкость, не подвергнутая стерилизации, показывает в течение некоторого периода времени значительное 'падение потенциала, после чего кривая Е' • снова идет вверх. Поэтому можно было думать, что поскольку окислительно-восстано-вительный потенциал стерильной сточной жидкости не меняется, а нестерильной меняется, то это изменение вызывается микроорганизмами, находящимися в сточной жидкости в большом количестве.

Таким образом, кривую падения окислительно-восстановительного потенциала сточной жидкости можно было рассматривать как равнодействующую, полученную в результате жизнедеятельности отдельных видов бактерий.

Поэтому представляло интерес разложить эту равнодействующую на отдельные составляющие ее кривые, соответствующие определенным бактериальным видам.

С этой целью была выбрана кишечная палочка, потому что этот микроорганизм постоянно присутствует в сточной жидкости и потому что количество этих бактерий в данной сточной жидкости легко определить посевом на соответствующие диференциальные среды.

Определялся окислительно-восстановительный потенциал электрометрическим способом.

Материалом для заражения кишечной палочкой служила сточная жидкость, нзятая из первичного отстойника Люблинской опытной станции. Доза заразного материала была выбрана с таким расчетом, чтобы число вносимых кишеч-1 ных палочек 'Приблизительно соответствовало их обычному числу <в сточной жидкости.

Опыты велись три температурах: 18—20, 37, 46°; для каждой из этих темпе,-ратур были поставлены параллельно следующие серии: а) стерильная сточная жидкость плюс эмульсия кишечной палочки, б) нестерильная сточная жидкость и <в) стерильная стачная жидкость. Таким образом, всего было поставлено 9 серий, наблюдение над которыми продолжалось в течение 2 недель.

В результате оказалось, что Ен и Н,1 стерильной сточной жидкости практически не меняются, а Е и Н, сточной жидкости, содержа-

1 В русской литературе окислительно-восстановительному потенциалу для выражения величины Нг более принято обозначение Н, однако мы считаем более правильным обозначать Н через Н», это более логично, так как указывает на то, что эта величина вычисляется из расчета на молекулярный водород.

На этой же точке зрения стоит редакция русского' перевода Верзмера (1935 г.).

Таблица 1

Среднее из показаний 2 параллельных эрленмейеровсйих колбочек

Температура 27.111 28.III 29.111 31.111 1 .IV 2.IV ЗЛУ 4.1У 5.1У 7. IV 9.1У

Стерильная +46° +0,300 +0,277 +0,320 +0,154 Ь0,225 +0,281 +0,232 +0,289 +0,288 +0,311 +0,310

Е„ сточная + эмульсчя ки- ! шечноИ палочки! +37° + 18—20° + 0,236 +0,296 +0,1 -¡3 + 0,179 +0,148 +0,056 +0,263 +0.029 +0,281 +0,113 +0,289 + 0,116 +0,288 + 0,118 +0,284 +0,186 +0,283 +0,20! +0,291 +0,211 +0,288

Е„ ( Нестерильная ] сточная жид- ^ кость 1 +46° +37° + 18—20° +0.007 +0,003 +0,049 —0,039 -0,119 +0,012 -0,116 —0,266 —0,110 +0,172 -0,235 -0,208 +0,214 -0,182 -0,212 +0,245 -0,031 -0,006 +0,246 + 0,193 -0,008 +0,276 +0,239 +0,023 +0,291 +0,269 -0,028 +0,298 +0,301 +0,071 +0,297 +0,301 +0,082

Стерильная сточная жид- | кость 1 +46° +37° + 18—20° +0,396 +0,364 +0,381 +0,414 +0,417 +0,390 +0,?89 +0,421 +0,395 +0,340 +0,452 +0,402 +0,305 +0,439 +0,395 +0,329 +0,433 +0,391 + 0,374 +0,443 +0,414 +0,36! +0,437 +0,420 +0,366 +0,447 +0,428 +0,345 +0,445 —

Н2 Стерильная | сточная + эмульсия КИ- ( шечной палочки ^ +46° +37° + 18-20° 27,10 24,97 27,14 25,91 21,17 22,83 27,27 21,14 18,19 21,67 25,14 17,18 23,59 25,91 19,49 26,19 23,08 19,42 26,22 26,11 19,40 26,52 26,07 21,75 23,43 26,21 22,37 27,46 26,87 22,58 27,01 26,11

I +46° 14,76 14,70 12,56 22,69 23,87 25,18 25,50 26,67 26,63 27,25 27,04

Нестерильная сточная жидкость 1 +37° + 18-20° 14,40 16,21 10,84 14,93 6,37 10,87 7,74 8,07 9,95 8,25 15,44 15,42 23,11 16,59 25,08 16,51 25,77 14,46 27,63 18,30 27,15 18,68

щей бактерии, т. е. серий, зараженных кишечной палочкой, и серий нестерильных, подвергаются значительным изменениям.

Наиболее значительное падение потенциала наблюдается в течение первых дней инкубации, после чего кривые Ен и Н2 начинают вновь подниматься. Надо думать, что это временное падение окислительно-восстановительного потенциала связано с жизнедеятельностью размножающихся бактериальных клеток, причем величины Ец и Н2 до некоторой степени соответствуют логарифмической фазе, стационарной фазе и фазе уменьшения числа живых бактериальных клеток.

В результате всех испытанных серий оказалось, что и в сточной жидкости кишечная палочка обладает восстановительными свойствами \ При этом, как видно из табл. 1, температурный фактор оказывает некоторое влияние на величину окислительно-восстановительного потенциала.

Из изложенного можно вывести заключение, что такой типичный микроорганизм сточной жидкости, как кишечная палочка, обладает сильно выраженными восстановительными свойствами.

Можно предполагать, что и другие метатрофы, составляющие постоянное население сточной жидкости, также являются восстановителями. Так, например, испытанный нами Bact. fluorescens eiq., тоже типичный микроорганизм сточной жидкости, обладает восстановительными свойствами2.

Во всяком случае можно считать установленным, что кривая падения окислительно-восстановительного потенциала в сточной жидкости вызывается в основном микроорганизмами.

Поэтому интересно было выяснить, какая может быть связь между числом бактерий в сточной жидкости и ее окислительно-восстановительным потенциалом. Для выяснения этой связи были поставлены следующие опыты. В пробах со сточной жидкостью измерялся окис-лительно-восстановительный потенциал и из этих же проб делался посев на мясо-пептонный агар.

Результаты представлены в рис. 1 и 2. Как видно из рисунков, по мере уменьшения окислительно-восстановительного потенциала количество бактерий увеличивается, и, наоборот, когда бактерии начинают отмирать и число их уменьшается, кривая окислительно-восстановительного потенциала идет вверх. Если же добавить к этой сточной жидкости какое-либо питательное вещество, например, пептон, то начинается новое разложение бактерий и в связи с этим новое падение потенциала.

Отсюда стало ясным, что существует какая-то зависимость между числом бактерий в сточной жидкости и ее окислительно-восстановительным потенциалом. А раз это так, то допустимо было думать, что, зная число бактерий в сточной жидкости, можно как-то характеризовать и ее Ен. Для проверки этого предположения были поставлены наблюдения над числом бактерий и Ен в пробах, которые брались с Люблинской опытной станции.

Из этих проб делался посев на мясо-пептонный агар и эндо, после wo в них определялся Е 3 (см. рис. 3, на котором представлены

1 Cannan, Cohen, Clark (1926) установили восстановительные свойства кишечной палочки при культивировании ее на молоке, a Plötz et Geloso (1930) — на бульоне. ¡Новейшие работы Judkin (1935 г.), Clifton, Clearly a. Beard (1936), Clifton a. Clearly (1934) также отмечают восстановительные свойства кишечной палочки.

2 Доливо-Добровольский и Константинова, 1934 г.

3 Ен определяется через 24 часа после взятия пробы, так как по нашим наблюдениям и по наблюдениям Савича (1934) окислительно-восстановительный потенциал сточной жидкости устанавливается не сразу.

Рис. 2. На оси абсцисс отложено время, на оси ординат -величина Ен (в милливольтах). Кривая—изменение Ен нестерильной сточной жидкости (37°). 7.1Х добавлен пептон

оговориться, что эту зависимость между количеством бактерий в пробах сточной жидкости и ее Ен можно установить лишь в том случае,, когда имеется большая разница в количестве бактерий между пробами, взятыми для сравнения. Незначительная разница в числе бактерий не оказывает влияния на Е„. Так, например, при анализе от-

Ю00 ООО

500000

средние данные, выведенные на основании 4-2 анализов проб жидкости, взятых на Люблинской опытной станции).

Таким образом, было выяснено, что зависимость между числом бактерий в сточной жидкости и ее Е,, существует. Однако нужно

гооооио

1500000

АВГУС1 СЕН 1Я В РЬ

Рис. 1. На оси абсцисс отложено время, на оси ординат—число бактерий в 1 см3 (МПА). Кривая—число бактерий в нестерильной сточной жидкости (37°). 7.IX добавлен пептон

дельных вторичных отстойников этой зависимости установить нельзя, а при сравнительном анализе первичного отстойника и отстойника вторичного — возможно.

Кроме того, в результате проверенных наблюдений оказалось, что

зависимость между числом бактерий и Ен может и не наблюдаться, если данная проба сточной жидкости была очищена путем фильтрации через почву или если в нее с целью дезинфекции добавлялись какие-либо химикалии.

Интересно еще отметить, что (как это видно из рис. 1) окислительно - восстановительный потенциал сточной жидкости после добавления в нее пептона падает на довольно продолжительное время. Что это явление не случайное, показывают серии, представленные на рис. 4.

Рис.3. Черным цветом обозначена величина Ен, белым цветом—число бактерий в 1 см3 на MOA. /—сточная жидкость; 2—3— перв. отстойник; 4—10—пробы из вторичных отстойников

Выводы

1. Падение окислительно-восстановительного потенциала в сточной жидкости вызывается находящимися в ней микроорганизмами, так как стерилизованная сточная жидкость этого сдвига не дает.

2. Кишечная палочка, находясь е стерилизованной сточной жидкости, вызывает сдвиг Е„ и Н2 вниз.

3. Температура инкубации оказывает влияние на изменение окислительно-восстановительного потенциала сточной жидкости.

4. Между падением окислитель-но-восстановительного потенциала в нестерилизованной сточной жидкости и размножением находящихся в ней бактерий имеется какая-то определенная связь. С размножением микроорганизмов кривая Ен падает, а с отмиранием их—вновь поднимается.

5. Существует определенная зависимость между числом бактерий,

Рис. 4. На оси абсцисс отложено Бремя, на оси ординат —величина Ен (в милливольтах). 1 — стерильная сточная жидкость; 2—стерильная сточная жидкость-}-10% пептона; 3 — нестерильная сточная жидкость; 4—нестерильная сточная жид-кость-(-10% пептона

находящихся в данной пробе сточной жидкости и ее Ен. Но зависимость эта мало чувствительна, если разница в числе бактерий между сравниваемыми пробами невелика. Корреляция между числом бактерий в сточной жидкости и ее Е, может не наблюдаться при почвенном методе очистки сточной жидкости или в тех случаях, когда в сточную жидкость с целью дезинфекции прибавляют различные химикалии.

6. Добавление к сточной жидкости 1 0%» пептона вызывает продолжительное падение окислительно-восстановительного потенциала (температура хранения + 37°). Сдвиг этот, очевидно, вызывается жизнедеятельностью бактериальных клеток, так как та же сточная жидкость с пептоном, будучи простеЬилизована, практически не изменяет своего окислительно-восстановительного потенциала.

В заключение отмечаем, что эта работа носит лишь предварительный характер и является первой попыткой осветить затронутые здесь проблемы.

Работа в этом направлении еще продолжается и в дальнейшем мы Попытаемся выяснить изменение окислительно-восстановительного потенциала сточной жидкости под влиянием Bact. aerogenes, Citrobacter, а также провести учет числа бактерий (во время изменений Е, ) не только по методу Коха, но и по прямому методу.

Д-р А. С. ТРОИЦКАЯ (Калуга)

О молочно-коагуляционном методе определения коли-титра в воде

Из Калужской санитарно-бактериологической лаборатории (зав. Е. А. Белоручев)

t

В марте 1934 г. по предложению Ю. А. Вусовича Калужской сани-тарно-бактериологической лабораторией был применен как дополнительный метод бактериологического исследования воды молочно-коагуляционный метод, предложенный в 1923 г. шведским бактериологом Гуссом и разработанный в 1930 г. кафедрой гигиены BMA1.

Бактериологическое исследование воды калужского городского водопровода, получающего воду из ключей «Зелена Крупца» и «Киевских ключей», начато с 1926 г. В 1931 г. по инициативе нашей лаборатории город приступил к хлорированию воды. Первое время хлорирование из-за технических недостатков производилось несистематически, но и такое хлорирование сказалось на повышении коли-титра, определяемого по способу Булира, с 0,1 до 1 см3. С конца 1Г-<31 г. из-за недостатка маннита пришлось перейти на среду Эйкмана, которой пользуются до сих пор.

В посевах воды, взятой до момента хлорирования, а также в тех пробах по сети, где остаточный хлор отсутствовал, среда Эйкмана хорошо улавливала кишечную палочку, давая большое газообразование с помутнением среды. Так обстояло дело при начале хлорирования.

С 1932 г., когда хлорирование вошло в систему, и дозы осгаточ-ного хлора ввиду низкого коли-титра в воде источников (1—0,1 см'),

1 «Во ен о- м е д иц ин еки й> журнал», 193.2 г., т. II, статья Минкевича и Рогова.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.