CC BY
10
Таблица 2
Уровень микробного загрязнения сточных жидкостей на разных этапах биологической
очистки (март 1976 г.)
Микроорганизмы Уровень загрязнения
после механической очистки после первой ступени после второй ступени на выходе*
БГКП 4,6.10е 2,4.10' 4,6.107 9,3.10«
ФКП <1,0.103 <1,0.103 9,3.10« 1,6.10'
Энтерококки 4,3.107 2,4.10« 2,4. Ю7 2,4.10«
ФС 2,4.10' 2,3.10* 2.4.107 2,4.10«
Протеи 1,1.Ю7 9,3.10« 4,6.10« 4,6.10»
Аэромонады 3,0.10« <1,0.103 7,2.10« 3.0.105
Сальмонеллы 3,34.10* <2,2 5,1 .101 5,1
Бактериофаги 2,2.10* 1,2.10* 5,2.103 1,1 .Ю2
* После смешения с хозяйственно-бытовыми сточными водами.
Высокая степень обнаружения сальмонелл в значительной степени объясняется использованием специальных методических приемов посева нескольких дробных объемов в последовательных разведениях сточной жидкости в магниевую среду накопления. Последнее способствовало выделению сальмонелл в более высоких титрах по сравнению с одноух кратными посевами больших объемов в накопительную магниевую среду.
Необходимо подчеркнуть, что в противоположность индикаторным микроорганизмам сальмонеллы подвергаются достаточно интенсивному воздействию на первичной ступени очистки. Количество их мало увеличивается на второй ступени и еще больше содержание сальмонелл снижается на выходе. Тем не менее, несмотря на значительное снижение числа патогенных энтеробактерий в сточной жидкости на различных этапах очистки, на выходе все же отмечено небольшое количество (по сравнению с исходным) сальмонелл. Полученные показатели находятся в соответствии с данными других исследователей и результатами наших предыдущих исследований.
На основании итогов проведенной работы можно отметить некоторые моменты методического характера. Расхождение между динамикой количества индикаторных микробов и сальмонелл и бактериофагов кишечной палочки на этапах очистки свидетельствует о том, что косвенные показатели, характеризуя общее направление биологических процессов, протекающих на очистных сооружениях, не отражают специфики этих процессов у патогенных бактерий и бактериофагов *. Необходимо также подчеркнуть, что санитарно-химиче-ские и саннтарно-микробиологические методы определения степени очистки на отдельных этапах биологической очистки в общем виде подтверждают и взаимно дополняют друг друга.
Результаты исследований свидетельствуют о том, что проведение комплексного санн-тарно-мнкробиологического исследования сточных жидкостей крупного свиноводческого комплекса позволяет, с одной стороны, получить сведения о характере микрофлоры на отдельных этапах биологической очистки, а с другой — дать материалы к оценке эффективности работы очистных сооружений. ^ Поступила 19/VI 1978 г.
УДК 614.78:828.4
Кандидаты мед. наук Г. В. Меренюк и А. П. Дискаленко, канд. биол.
наук Г. И. Пономарева
ЖИВОТНОВОДЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ОТ БАКТЕРИАЛЬНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ
Молдавский научно-исследовательский институт гигиены и эпидемиологии
Полученные специалистами различного профиля данные об эффективности очистки стоков на биологических очистных сооружениях (С.Я. Найштейн и соавт., 1975), о возможности применения дождевания и вообще орошения стоками комплексов (С. Я. Найштейн и соавт., 1977; Н. П. Андреев и соавт.) неодинаковы, что объясняется характеристикой ис-
1 Правильность положения сомнительна в силу методических ограничений, вызванных характером натуральных исследований и отсутствием корреспондирующих и повтор-
ных контрольных проб. — Ред.
ходного навоза в каждом конкретном случае, применением разных систем и способов очистки, несоответствием действующих очистных сооружении проектным данным, почвенными и климатическими особенностями отдельных регионов страны.
Для изучения эффективности очистки от бактериального загрязнения были выбраны два типа очистных сооружений. На первом сточные воды проходят трехступенчатую очистку (механическое разделение на виброситах, первичных и вторичных аэротенках, в биологических прудах, затем поступление очищенных стоков в полевые накопители). На втором ¿ комплексе нативный навоз также разделяется на жидкую и твердую часть, после чего пер- ~ вая вносится в систему прудов-накопителей, в которых выдерживается определенное время. На обоих комплексах после очистки стоки предназначены для орошения сельскохозяйственных угодий. Кроме того, в республике построен и эксплуатируется уникальный биологический цех по переработке навоза с получением кормовых дрожжей.
Степень очистки от микробного загрязнения при работе очистных сооружений изучали в теплый и холодный периоды года по следующим показателям: общему микробному числу, количеству спор в I мл, проценту бацилл, титру фекальной кишечной палочки (ФКП), С1. perfringens, нитрифицирующих и целлюлозных микроорганизмов. Производили индикацию и выделение патогенных энтеробактерий и столбнячной палочки. Исследование стоков на наличие сальмонелл выполняли качественным методом при посеве 3 объемов (10,1 и 0,1 г или мл) в жидкие среды накопления (магниевую и Мюллера).
Исследования в холодный период показали, что механическая очистка и двухступенчатые аэротенки не оказывают существенного влияния на освобождение стоков от бактериального загрязнения ни по одному показателю. Некоторое снижение количества ФКП и бацилл отмечено после второго аэротенка. Более эффективны биологические пруды. На выходе стоки обсеменены бактериальной флорой в 3 раза менее, кишечными палочками в 100 раз менее, a Cl. perfringens, тарификаторами и целлюлозными микроорганизмами в десятки раз менее, чем исходные стоки. Последние два показателя указывают на интенсивный распад и минерализацию органических веществ, которая продолжается и в биологических прудах. На выходе титр ФКП стоков в среднем 0,0008, Cl. perfringens 0,05, микробное число 1,5 млн/мл. Аналогичное положение отмечено и в теплый период. Кроме того, сточ-4^ ные воды частично освобождаются от столбнячной палочки.
Изучение эффективности очистки на других очистных сооружениях, состоящих из цеха обезвоживания и прудов-накопителей, показало, что механическое разделение навоза на центрифугах более эффективно, в результате в 2—5 раз снижается общая микробная обсемененность, количество нитрификаторсв и целлюлозных микроорганизмов. В прудах-накопителях интенсивно протекают процессы освобождения от энтеробактерий: при выдержке стоков в течение 3 мес количество ФКП сократилось в 100 раз, резко снизилась степень обсеменения столбнячной палочкой. Выявлена низкая степень обсеменения первичных стоков сальмонеллами (положительных проб до 10%). Это не совсем согласуется с данными других авторов (В. В. Влодавец), что, вероятно, связано с низким содержанием этих микробов в стоках изученных комплексов или недостаточной чувствительностью примененных методов исследования.
На первом технологическом этапе переработки стоков с получением кормовых дрожжей (кислотный гидролиз) жидкий навоз полностью освобождается от всей микробной флоры, в дальнейшем по всей технологической линии и в конечных продуктах (концентрат дрожжей, отработанная дрожжевая бражка и шлам) саннтарно-показательные и патогенные микроорганизмы отсутствуют. Вместе с тем отработанная дрожжевая бражка нуждается в очистке перед сбросом в водоемы (БПК5—4000 мгОг/л, взвешенных веществ — 8—9 т/л, аммиака — 3—4 г/л).
Дальнейшие исследования были направлены на изучение таких способов обезвреживания и утилизации стоков, которые исключали бы попадание даже очищенных стоков а водоемы и максимально использовались в сельском хозяйстве.
Для обоснования возможности применения простого и дешевого способа обезвреживания стоков в прудах-накопителях поставлен лабораторный эксперимент, состоящий из 3 серий опытов. Исследовали сточные воды после механического раздражения, стоки после полной биологической очистки и твердую фракцию навоза. В каждой серии опытов брали 6 стеклянных сосудов, в которые помещали по 2 л сточных вод и 2 кг навоза. Сосуды с пробами хранили при температуре 4—6°С (имитировался холодный период), при котором процессы самоочищения протекают наиболее медленно. Кроме того, стоки и навоз были заражены патогенными микроорганизмами Salm, anaturn и Cl. tetani из расчета соответственно 540 и 70 клеток на 1 мл/г материала. Отбор и исследование проб проводили через определенные промежутки времени в течение 4 мес.
Взятые в опыт образцы сточных вод и навоза резко отличались по степени бактериального загрязнения: наиболее загрязненными оказались пробы навоза, затем шли неочищенные сточные воды и наименее загрязнены были очищенные стоки. В течение 2—3 нед выдержки происходило резкое сокращение численности микроорганизмов, пропорциональное исходному нх содержанию (рис. 1). Аналогичное положение отмечено и в отношении численности ФКП (рис. 2). В процессе выдержки несколько снижалось количество нитрифика-торов, однако даже через 4 мес процесс минерализации органических веществ не заканчивается.
Проведенные опыты свидетельствуют о положительном действии выдержки сточных вод и навоза свиноводческих комплексов как способа освобождения от бактериального об^> семенения патогенными, условно патогенными и санитарно-показательными микроорга-
Рис. 1. Динамика общего числа микроорганизмов в стоках свиноводческих комплексов
при их выдержке. 1 — твердая фракция; 2 — стоки после механического разделения; 3 — стоки ческой очистки.
после биологи-
низмами. Срок выдержки 3—4 мес обеспечивает существенную степень обезвреживания стоков.
Влияние внесения шлама, стоков биологического цеха и неочищенных сточных вод на состояние почвенной микроф-Р лоры, процессы самоочищения от сани-тарно-показательных и патогенных микроорганизмов изучали в условиях эксперимента в вегетационных сосудах. Опыты ставили на 2 типах почв — карбонатном черноземе и солонце. На каждом типе было заложено по 5 серий сосудов в 2 повторностях: I — контроль (без внесения стоков и шлама). II — шлам из расчета 200 мг азота на 1 кг почвы, III — стоки гидролиза из расчета 200 мг азота, IV — стоки гидролиза из расчета 1200 мг азота и V — нативные сточные воды из расчета 200 мг азота на 1 кг почвы. Через 2 мес почва всех сосудов была заражена культурами Esch, coli, Salm, anatum и Cl. tetani соответственно из расчета 1 600 000, 14 и 95 клеток возбудителей на 1 г почвы. Динамические наблюдения вели в течение 8 мес.
Внесение в почву указанных стоков ^и отходов не замедляет процесса само-^очищения от энтеробактерий и столбнячной палочки, а наоборот, в некоторых случаях ускоряет отмирание этих патогенных микроорганизмов. Так, удобрение почвы шламом биологического цеха ускоряет гибель сальмонелл, а внесение стоков гидролиза из расчета 1200 мг азота на 1 кг почвы — всех внесенных микроорганизмов. Орошение почвы неочищенными сточными водами существенно не влияет на скорость отмирания патогенных и санитарнопоказательных микроорганизмов.
Сложнее оказалось положение с применением стоков и навоза свиноводческих комплексов; сроки самоочищения почвы от энтеробактерий и столбнячной палочки составляют от 2—3 до 7—8 мес. Однако, как было отмечено, предварительная биологическая очистка, выдержка стоков в прудах-накопителях, компостирование навоза приводят к значительному бактериальному самоочищению, а в почве интенсивно идут процессы не только распада органических веществ, но и отмирания патогенной микрофлоры. Это позволяет предположить возможность применения предварительно обезвреженных стоков и навоза в сельском хозяйстве.
Изучение почвенных методов утилизации стоков и навоза мы провели совместно с лабораторией органических удобрений Молдавского научно-исследовательского института почвоведения и агрохимии им. Димо. Сотрудники этой лаборатории дали оценку схемы внесения необезвреженной жидкой и твердой фракций навоза под пахоту (осенью и весной) под технические и кормовые культуры в дозах от 22,5 до 2000 т(м3) на 1 га. М. А. Цуркан и А. П. Руссу доказали, что внесение повышенных количеств навозных стоков обеспечивает подъем урожайности в течение нескольких лет, поэтому они рекомендуют внесение в почву навоза и стоков 1 раз в 3—4 года. Исследование почвенных образцов через 3—4 мес после удобрения почв показало незначительную степень фекального загрязнения: титр кишечной палочки составлял 0,1 — 1,0, титр Cl. perfringens был такой же, как контрольных образцов, а микробное число в 2 раза выше. Дальнейшие динамические наблюдения показали, что через 5—6 мес почвы практически свободны от бактериального загрязнения. При удобрении угодий осенью и весной почвы практически свободны от бактериального загрязнения. Титры нитрифицирующих и целлюлозных микроорганизмов показывают, что еще в течение нескольких лет в почве интенсивно происходят процессы распада и минерализации органиче-Тских веществ. При этом существенного обсеменения почв патогенными анаэробами Cl. tetani и Cl. botulinum нет. Если же использовать сточные воды после биологической очистки
0,00001
O.OOOI ■Д
0,00/ 11 " А I*
0,01 1 1 » ^ !
\
0,1
1.0 -
_1_
_L
_L
_L
J_
15 30 45
60 75 Дни
90 105 120
Рис. 2. Динамика самоочищения от фекальной кишечной палочки (титр) стоков свиноводческих комплексов. Обозначения те же. что на рис. 1.
или стоки и навоз после 3—4-месячной выдержки, то бактериальное загрязнение будет еще меньшим, а сроки самоочищения еще короче.
Таким образом, в настоящее время имеется ряд методов и способов очистки стоков и навоза свиноводческих комплексов, применение которых резко ограничивает загрязнение и циркуляцию патогенных микроорганизмов в объектах окружающей среды. Исключается прямое попадание стоков в водоемы. Однако необходима не только интенсивная биологическая очистка в специальных сооружениях, но и другие способы, например, их выдержка в 4 естественных условиях прудов и переработка стоков с получением кормовых дрожжей.
Поэтому основным объектом, подвергающимся загрязнению стоками, являются почвы, особенно черноземные, обладающие высокой потенциальной способностью к самоочищению. Поскольку эта способность небеспредельна, следует определить наиболее оптимальные нормы и способы, которые бы исключали циркуляцию патогенных микроорганизмов и не влияли отрицательно на течение почвенных микробиологических процессов.
Проведенные исследования позволяют рекомендовать полив сельскохозяйственных угодий, на которых .выращиваются кормовые и технические культуры, стоками, прошедшими полную биологическую очистку и выдержанными в прудах-накопителях в течение 3—4 мес, а также стоками биологического цеха по получению кормовых дрожжей.
ЛИТЕРАТУРА. Андреев Н. П., Мерзлая Г. Ч. — В кн.: Использование сточных вод животноводческих ферм и комплексов для орошения сельскохозяйственных угодий. М., 1975, с. 9—13. — Влодавец В. В. — В кн.: Проблемы санитарной микробиологии окружающей среды. М., 1977, с. 5—13. — Н а й ш т е й н С. Я., В а ш к у л а т Н. П., Бей Т. В. и др. — Гиг. и сан., 1977, № 7, с. 16—20. — Ц у р к а н М. А., Руссу А. П. — Химический состав и эффективность сточных вод в Молдавии,—В кн.: Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции (5—6 июня 1975 г., Белгород). М., 1975, с. 63—66.
Поступила I6/VI 1978 г.^.
УДК 619:616-008.97
Канд. мед. наук Ф. X. Ибрагимов
ОБНАРУЖЕНИЕ БАКТЕРИЙ БДЕЛЛОВИБРИО БАКТЕРИОВОРУС В ОРГАНИЗМЕ ЖИВОТНЫХ
Филиал Центрального научно-исследовательского института эпидемиологии Министерства
здравоохранения СССР, Астрахань
Среди биологических агентов, способствующих процессам естественного очищения водоемов и почвы от патогенной микрофлоры, представляют интерес Bdellovibrio bacterio-vorus — облигатные паразиты грамотрицательных бактерий. Эти микроорганизмы обладают уникальным свойством лизировать бактерии путем проникновения и размножения внутри бактериальной клетки. Бделловибрио широко распространены в морях, озерах, реках, канализационных водах и почве (Г. И. Сидоренко и соавт.; Н. А. Чувильская и соавт.; Stolp и Starr, и др.). Определяя распространение бделловибрио, мы попытались выделить эти бактерии из испражнений животных. В литературе отсутствуют сведения о поисках и находках бделловибрио в этом материале. jL
На наличие бделловибрио исследовали содержимое толстого кишечника забитых на бойне коров и лошадей, содержимое днстального отдела кишечника коров, взятое с помощью ректальных трубок, испражнения свиней и уток. Испражнения брали тотчас после дефекации с соблюдением условий, исключающих попадание бделловибрио в пробы из почвы, подстилки и др.
Для выделения бделловибрио мы разработали способ, позволяющий избежать помех со стороны сопутствующей микрофлоры (Ф. X. Ибрагимов). Исследуемый материал в количестве 0,5—1,0 г помещали в пробирки с 5 мл стерильной воды и добавляли суточную агаровую кулыуру кишечной палочки (0,5—1,0 млн. микробных клеток). Пробирки инкубировали при 35 С в течение суток. Для культивирования бделловибрио готовили 0,45% агаровый гель на дистиллированной воде (рН 7,2—7,5). Во флаконы с 50 мл остуженного до 45°С геля добавляли по 2 мл из пробирок с исследуемым материалом и суспензию агаровой культуры кишечной палочки из расчета 7—8 млрд. микробных клеток на I мл агара. Смесь заливали в чашки Петри слоем 6—8 мм; которые инкубировали с застывшим агаром при 35°С. При наличии бделловибрио через 2—3 сут в агаре с кишечной палочкой появлялись прозрачные зоны лизиса круглой формы (колонии Bdellovibrio bacteriovorus) диаметром 1—2 мм. Из-за отсутствия в агаровом геле питательных веществ сопутствующая микрофлора не размножалась. Принадлежность выделенных культур к бделловибрио устанавливали по следующим признакам: характерной морфологии клеток и подвижности в «раздавленной> капле при фазово-контрастной микроскопии; характеру образования негативных колоний на полужидком агаре и газоне кишечной палочки на чашках с двухслойным агаром по Гра-^ циа; чувствительности к хлороформу и способности лизировать другие виды микробов.
