CC BY
9
Summary. Research was made to study the degree of water treatment from volatile haloform compounds (VHC) by aeration and activated carbon BAY filtration. Filtration effectiveness within the first hours of filtering was found
to be 52—84 %. Water treatment from VIIC depends on aeration duration and specific air consumption; it exceeds 50 % with the air consumption being 2 in/min. and with aeration duration 10 minutes.
УДК 628.1« 1:661:614.777-078+574.632:579
Л. В. Григорьева, Л. Ф. Ерусалимская. Г. И. Корчак
ЖИЗНЕСПОСОБНОСТЬ САНИТАРНО-ПОКАЗАТЕЛЬНЫХ И ПАТОГЕННЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ В УСЛОВИЯХ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДОЕМОВ ХИМИЧЕСКИМИ ВЕЩЕСТВАМИ
Киевский НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Марзеева
В настоящее время интенсивное развитие химической промышленности сопровождается синтезом разнообразных химических соединений, значительное количество которых попадает в окружающую среду, загрязняя поверхностные водоемы и оказывая различное влияние на их биоценоз. В связи с этим возникает необходимость всестороннего гигиенического изучения последствий данного процесса. Интерес представляет выяснение взаимодействия химического загрязнения с микрофлорой окружающей среды для установления особенностей поведения в данных условиях патогенных и саннтарно-пока-зательных микроорганизмов.
В последние годы среди факторов химического загрязнения особое внимание привлекают по-верхностно-активные вещества (ПАВ) и пестициды, являющиеся новым фактором антропогенного загрязнения водоемов, с которым в процессе эволюции микроорганизмы ранее не встречались.
В водоемах поступающие ПАВ могут оказывать влияние на бактериальное, вирусное и другое загрязнение. Так, Г. А. Багдасарьян установила корреляционную связь между содержанием ПАВ в речной воде и наличием патогенной и санитарно-показательной микрофлоры. Высокому (0,8—1 мг/л) содержанию ПАВ в воде соответствовало максимальное повышение количества микрофлоры. Отдельные ПАВ могут стимулировать размножение патогенной микрофлоры и удлинять сроки выживаемости, в частности сальмонелл (Ю. Г. Талаева и соавт.) и холерного вибриона, в воде (О. В. Осауленко и соавт.). Как указывают К- К. Врочинский и соавт., ПАВ могут влиять на миграцию пестицидов в водоемах.
Однако еще не изучено влияние комплекса таких новых ксенобиотиков, как ПАВ и пестициды, на отдельных представителей микрофлоры водоемов и особенно их биоценоз, что имеет место в окружающей среде. Недооценка этого фактора чревата неблагоприятными последствиями (денатурация окружающей среды и отрицательное влияние на здоровье людей).
В связи с этим целью данной работы являлось установление основные закономерностей
изолированного и сочетанного действия комплекса химических веществ (ПАВ и пестицидов) на санитарно-показательные и патогенные микроорганизмы водоемов.
Исследования проведены в условиях экспериментального моделирования, максимально приближенных к натурным. Действие химических веществ на микрофлору испытано изолированно и в комплексе, на отдельные микроорганизмы и их различные ассоциации в биоценозе. Комплекс химических веществ был представлен синтанолом из группы неионогенных ПАВ и бутиловый эфир 2,4-Д (2,4-Д-БЭ) — представителем хлорорганических пестицидов. Их концентрации выбраны с учетом ПДК и реально встречающихся в воде открытых водеемов в местах загрязнений. В опыты были взяты следующие индикаторные микроорганизмы, эшерихии, энтерококки, бактериофаг Т2, бделловибрионы, как показатель процессов самоочищения и сапрофитная микрофлора речной воды. Кроме того, в число импытуемых тест-микроорганизмов включены сальмонеллы как наиболее устойчивые представители патогенных энтеробактерий.
В модельных водоемах с речной водой (в 1 л) изучено поведение сапрофитной микрофлоры и представителей санитарно-показательной и патогенной микрофлоры — в стерильной речной и морской воде. Тест-микроорганизмы вносили из расчета 100—1000 клеток или бляшкообразую-щих единиц бактериофага на 1 мл воды.
Микробиологические исследования осуществляли в момент внесения в модельные водоемы изучаемых веществ и микроорганизмов, а в дальнейшем — через 1, 3, 5, 7, 10, 15, 20, ЗОсут и далее ежемесячно до гибели тест-микробов или полного распада химических веществ. Контролем служила речная и морская вода, не содержащая испытанных ПАВ и пестицидов.
Действие комплекса химических веществ оценивали по изменению численности, сроков выживаемости и биологических свойств изученных микроорганизмов по сравнению с контрольным водоемом.
Определение сравнительной чувствительности различных видов микроорганизмов к химическим загрязнителям водоемов позволило выявить
Таблица 1
Действие пестицида 2,4-Д-бутилового эфира и его комплекса с синтанолом на ассоциацию эшерихий с энтерококками
х « л
51 о Ч
к к я X
й X СО я
Концентрации 2,4-ДБЭ. мг/л
£ * 9 а л к
1> * I- ж X о
л X
и х Э X А К
10
ц
X ° Л X
Концентрации 2,4-ДБЭ и синтанола, мг/л
1
а х а я
а к
«I X
н X
X о
л X
^ = 3 X
А X
р5 X о
а х
10
Ы * 3 х
йх Н X
X о
А X
Контроль
я 1 3 х
А X
и х X 2
А X
Тотчас 1-й 3-й 5-й 7-й 10-й 20-й 30-й
1 500
2 900
6 400
7 100 88 000 17 000 37 000 51 000
1 700
100 910 200 130 160 37 5
1 300
2 500 12 000 11 000 19 000 9 500 8 600 4 900
2 500 1 900 1 500 1 300 1 100 670 153 6
1 200 2 600 9 500 1 100 9 200 9 400 6 000 I 300
860 1 300 960 710 550 I 200 13
о
1 900 1 200 1 300 I 600 900 120 160 13
1 800
2 000 1 100 1 100
680 120 34 7
2 100 3 500 1 200 1 100 880 820 340
о
2 900 820 350 180 8 3
о о
2 100
1 700 760
2 600 1 000
840 10 о
2 100 400 190 28 1 0 о о
1 400 5 400
4 900 62 000 76 000 39 000
7 400
5 200
2 400
3 000 890
1 000 880 680 590 420
V <
Р
21 1.8
>0,05
21 2,0 >0,05
21 2,9 <0,01
21 4,1 <0,001
21 2,93 <0,01
20 2,22 <0,05
20 1,73 >0,05
20 1.8 >0,05
21 3.4 <0,01
21 2.3 <0,01
21 3,38 <0,01
20 2,8 <0,01
21
21
Примечание. Приведено количество микроорганизмов в 1 мл.
наиболее показательную в санитарном отношении микрофлору). При анализе данных о действии указанного комплекса химических загрязнителей на саннтарно-показательную микрофлору установлена значительная чувствительность- индикаторов фекального загрязнения эшерихий и энтерококков.
Данные о влиянии комплекса 2,4-Д-БЭ и синтанола на жизнеспособность ассоциации эшерихий и энтерококков представлены в табл. 1. Обращает на себя внимание снижение численности и сокращение сроков выживаемости эшерихий и энтерококков в опыте по сравнению с контролем при всех концентрациях. Статистически это снижение достоверно при концентрациях 5 и 10 мг/л (Я<;0,05и <0,01). Концентрация 1 мг/л не уменьшала сроков выживания, однако отмечено отсутствие свойственного эшерихиям цикла размножения в воде в этих условиях.
Ранее (Л. В. Григорьева) установлено, что синтанол в первые дни наблюдений вызывает стимуляцию развития эшерихий и лишь после 10-го дня снижает кинетику роста и приводит к уменьшению числа бактерий по сравнению с контролем. На энтерококки синтанол не оказывает выраженного ингибирующего действия. Пестицид, как и его комбинация с синтанолом, угнетает жизнеспособность эшерихий и энтерококков при концентрациях 5 и 10 мг/л, однако эшерихии не теряют способность к размножению, как это происходит при сочетании пестицида с синтанолом. Это свидетельствует о том, что то ингибирующее влияние на развитие микроорганизмов, которое мы наблюдали при комплексе пестицида и синтанола, обусловлено в основном действием 2,4-Д-БЭ. Кроме того, комплекс этих веществ оказывает на эшерихии и энтерококки более выраженное ингибирующее действие, чем каждое вещество в
отдельности.
Необходимо отметить появление нетипичных форм эшерихий под влиянием комбинированного действия химических веществ. Уже на 10—20-е сутки они изменяли свои морфологические признаки и даже появились оксидазоположительные биовары. Тинкториальпые признаки не изменялись. Появление атипичных форм эшерихий обусловлено, вероятно, токсическим действием вторичных продуктов взаимодействия ПАВ и пестицида, ибо такого явления при действии названных химических веществ в отдельности на испытуемые тест-культуры эшерихий ранее не отмечено. Некоторые популяции энтерококков утрачивали свойства редуцировать 2, 3, 5-трифе-нилтетразолийхлорид под влиянием лишь одного пестицида.
При изучении влияния синтанола в сочетании с 2,4-Д-БЭ на бактериально-вирусные ассоциации (энтерококки с бактериофагом) выявлена различная устойчивость этих микроорганизмов. Энтерококки оказались более чувствительными по сравнению с бактериофагом к данному сочетанию химических веществ. Уже при концентрации последних на уровне ПДК значительное отмирание энтерококков наступало на 3-й сутки. Количество микроорганизмов по сравнению с исходным уменьшалось в 200 раз, в то время как число бляшкообразующих единиц фагов — лишь в 2 раза.
На 5-е сутки наступало полное отмирание энтерококков, в то время как в контроле последние высевались на протяжении месячного срока наблюдения в значительных количествах. Сроки выживаемости фекальных стрептококков зависели в основном от концентраций воздействующих веществ. При концентрации 5 мг/л синтанола в сочетании с 2,4-Д-БЭ сроки выживаемости энте-
Та блица 2
Действие сиитаиола и 2, 4-ДБЭ на бактериально-вирусные ассоциации в речной воде при V=22—27
Концентрация, мг/л
Количество микроорганизмов в 1 мл
син-танол 2,4-ДПЭ тура тотчас в 1-й день на 3-й день на 5-й день на 7-й день на 10-й день на 15-й день ■ а 20-й день на 30-й день на 60-й День 1
0.1 0.5 Эшерихии 56 200 2010 10 000 2 500 370 250 315 1 101 60 2 0
Сальмонеллы 250 1000 3900 260 000 321 000 136 000 500 000 204 000 135 000 1720 1 4
Энтерококки 140 258 7 0 0 0 44 15 12 20 1 1
0>аг Т, 1800 1800 616 523 1 570 853 45 31 0 0 2 3
1 5 Эшерихии 166 0 0 0 53 0 0 200 0 160 2 7
Сальмонеллы 260 0 0 0 1 0 0 2 700 33 0 1 6
Энтерококки 320 0 1 7 1 1 0 1 0 3 3 2
Фаг Т, 1900 833 350 42 83 97 70 S 0 0 3 3
5 10 Эшерихии 120 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 6
Сальмонеллы 150 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Энтерококки 130 0 0 0 1 0 0 0 0 0 3 2
Фаг Т, 1430 1000 440 454 89 208 150 34 0 0 2 9
0 0,5 Эшерихии 100 80 706 5 300 9 200 42 000 110 000 801 000 6 000 0 0 39
Сальмонеллы 270 712 5000 35 000 34 000 92 000 30 000 130 000 1 900 510 1 4
Энтерококки 2300 580 340 0 800 700 480 200 100 0 0 4
Фаг Т, 2830 26Ю 903 692 2 200 1 600 85 85 80 35 0 6
0 5 Эшерихии 65 4 0 0 0 0 0 0 0 0 2 6
Сальмонеллы 260 4 1350 45 220 330 730 2 700 2 500 1800 1 6
Энтерококки 60 4 2 0 4 1 3 4 0 0 3 3
Фаг Т, 1500 1800 903 400 330 165 51 20 0 0 2 3
0 10 Эшерихии 30 0 0 2 1 0 0 0 0 0 2 6
Сальмонеллы 103 0 0 1 4 0 0 0 0 0
Энтерококки 20 0 0 0 1 2 40 1 0 0 3 2
Фаг Т, 1930 1170 443 200 254 94 0 0 0 1 2 9
Контроль Эшерихии Сальмонеллы Энтерококки Фаг Т, 106 250 710 2600 1600 2 500 1200 1350 6300 3700 790 1000 14 000 20 000 314 1 700 105 000 54 000 240 2 750 121 000 99 000 105 1 500 212 000 2 250 000 600 270 169 000 850 000 330 271 190 000 15 000 305 20 110 0 3 16
>0,05 >0,05 >0,05 <0,05 <0,05 >».05 <0,01 < 0,01 <0,05 <0,05 <0,01 <0.01 >0,05 >0, 05 >0,05 >0,05 <0,05 >0,05 <0.01 <0,05 <0.05 <0.05 <0.01 <0,01
Примечание. Приведены усредненные данные 3 серий опытов.
рококков сокращались до суток.
Аналогичные результаты получены при изолированном действиии пестицида на ассоциации с бактериофагом Т2. Бделловибрион как биологический фактор самоочищения водоемов оказался очень чувствительным к комплексу указанных веществ и терял свою литическую активность в отношении эшерихий. На 3-й день количество бделловибриона было меньше, чем в контроле, в несколько раз. При концентрациях 1,5 и 10 мг/л доверительный коэффициент достигал 12,8, 12,93 и 15,98 соответственно.
Однако на сапрофитную микрофлору водоема комплекс испытанных веществ оказывал стимулирующее действие, которое особенно проявилось при концентрации химических веществ от 1 до 5 мг/л (различия в контроле и опытах достигали 2—4 Очевидно, это связано с выраженной способностью сапрофитной микрофлоры к биодеградации химических веществ. Подтверждением этого явились результаты контрольных исследований, указывающие на ускоренный распад химических веществ в присутствии микрофлоры.
Таким образом, резюмируя полученные данные, можно заключить, что испытанные химические вещества оказывают неблагоприятное влияние на санитарно-показательные микроорганизмы, снижая их индикаторное значение.
В связи с этим были выполнены исследования с целью определения характера действия комп-
лекса химических веществ на представителя патогенной микрофлоры — сальмонеллы мышиного тифа в бактериально-вирусных ассоциациях. Эксперимент проведен в речной и морской воде в условиях, максимально приближенных к натурным.
Как видно из табл. 2, подтвердилась та же закономерность, что и в предыдущих исследованиях: значительная чувствительность санитарно-показательных микроорганизмов (эшерихий и энтерококков) к комплексу химических веществ в концентрациях 5 и 10 мг/л. При всех концентрациях выявлены достоверные различия действия химических веществ на эшерихии, энтерококки и фаг (/| достигал соответственно 2,7, 3,2 и 3,3, /2 — 2,6, 3,2 и 2,99). Энтерофаг, как и в предыдущих опытах, проявлял большую устойчивость.
Что касается сальмонелл, то необходимо отметить слабо выраженный стимулирующий эффект веществ в минимальных концентрациях (0,1—0,5 мг/л). При концентрации 1—5 мг/л степень воздействия была более выражена и носила бактериостатический характер. Так, на 7— 20-е сутки наблюдались реактивация и размножение отдельных устойчивых популяций, по-ви-димому, за счет использования в качестве энергетического и пластического материала ПАВ и продуктов их распада.
При действии комплекса в концентрации 5— 10 мг/л выявлено бактерицидное влияние как на
санитарно-показательные (эшерихии, энтерококки), так и на патогенные (сальмонеллы) микроорганизмы. Сальмонеллы оказались значительно устойчивы к действию одного пестицида в концентрации 5 мг/л по сравнению с эшерихиями. Характер действия химических веществ в морской воде был практически таким же.
На основании результатов исследований можно заключить, что изолированное и комплексное воздействие химических веществ неблагоприятно влияет на микроорганизмы, что может нарушить соотношение в биоценозе водоемов, а следовательно, и процессы их самоочищения.
Выявленная в эксперименте различная чувствительность тест-культур к указанным химическим загрязнителям позволила разработать шкалу устойчивости испытанных микроорганизмов.
Выводы. 1. Выявлено разноплановое действие комплекса ПАВ и пестицида на санитарно-показательные и энтеропатогенные микроорганизмы, зависящие от вида микроорганизмов, концентрации действующих веществ, изолированности и комплексности действия, времени контакта и других факторов.
2. Наиболее чувствительны фекальные стрептококки, эшерихии и бделловибрионы, которые изменяют свои биологические свойства в присутствии химических загрязнителей.
3. По снижению устойчивости к действию изученных химических веществ микроорганизмы можно распределить следующим образом (шкала устойчивости): аутохтонная микрофлора, бактериофаг, сальмонеллы, эшерихии, энтерококки, бделловибрионы.
Литература. Багдасарьян Г. А. — В кн.: Зимняя школа СЭВ по актуальным вопросам микробиологии. Бад-Эльстер, 1978, с. 71—76. Врочинский К. К., Тимченко М. М., Мерсшко А. И. Гидробиологическая миграция пестицидов. М., 1980. Григорьева Л. В. Санитарная бактериология и вирусология синтетических моющих средств. Киев, 1980. Осауленко О. В., Вейде J1. А., Марамович А. С. — В кн.: Проблемы экологии Прибайкалья. Иркутск, 1979, с. 48— 50.
Талаева Ю. Г., Багдасарьян Г. А.. Захаркина А. Н. и др.— В кн.: Современные проблемы гигиенической регламентации и контроля качества окружающей среды. М., 1981, с. 46—51.
Поступила 08.02.83
S u m ill а г у. Combined and isolated exposure to surfactants and pesticides at the concentrations of I —10 mg/l was shown to produce a multidirectional impact on the indication pathogenic microorganisms in model water bodies with fresh and sea water. The experiments indicated changes in the biological properties, as well as different sensitivity of the test cultures to the agents under study. Resistance of microorganisms to the test chemicals in the decreasing order: saprophite microflora, enterophages, salmonella, en-terococcus, bdellovibrio.
УДК 613.632 + 614.776] :631.82
Т. Б. Червякова
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА АГРОНОМИЧЕСКИХ НОРМ ВНЕСЕНИЯ В ПОЧВУ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ
Харьковский медицинский институт
Агрономической наукой доказано, что для повышения плодородия земель поступление фосфора в течение ближайших 15—20 лет должно в 1,5—2 раза превышать его вынос; наиболее благоприятное соотношение азота и фосфора в туках 1 : 1.
Минеральные удобрения в каждом хозяйстве должны использоваться с учетом местных условий (А. Постникова и В. Марков). Между тем интенсивное использование минеральных удобрений в ряде случаев может повлечь за собой отрицательные экологические последствия, в том числе загрязнение водоемов. По данным Л. М. Бопда-ренко и соавт., В. Ф. Жабина и соавт., поверхностный сток сельскохозяйственных угодий — основной источник поступления минеральных удобрений в водоемы. В различных странах мира в водоемы попадает в среднем до 20 % использованных минеральных удобрений. Азота выносится от 10 до 50 % в зависимости от интенсивности осадков, объема поверхностного стока, типа почв, вида выращиваемых культур, фосфора — не более 2%.
Харьковским НИИ почвоведения и агрохимии им. А. Н. Соколовского предложены оптимальные дозы удобрений для основного внесения под сельскохозяйственные культуры для различных почвенных зон области, однако эти нормативы не учитывают возможного выноса удобрений в водоемы.
В данной работе дана гигиеническая оценка агрономических нормативов внесения в почву минеральных удобрений с учетом их возможного выноса в Северский Донец — основной источник питьевого водоснабжения Харькова.
Исследования выполнены в одном из районов Харьковской области, сельскохозяйственные угодья которого размещены на водосборной площади Северского Донца. В районе наблюдения 52 % посевной площади отведено под зерновые и технические культуры, 8 %—под сенокосы, 5 % — под овощи, 35% — под кормовые культуры. Среди зерновых основное место занимают пшеница и кукуруза, среди технических — подсолнечник, сахарная свекла, кормовые представлены кукурузой, овощи — картофелем, капустой, помидорами,
