Тривалість виживання деяких патогенних мікроорганізмів у ґрунті

Збудник захворювання	Середній термін виживання, тижнів	Максимальний термін збереження, місяців
Сальмонели черевного тифу	2-3
Шигели	1,5-5
Холерний вібріон	1-2
Мікобактерії туберкульозу
Бруцели	0,5-3
Збудники чуми	0,5
Збудники туляремії	1,5	2,5

Відмирання патогенних бактерій у ґрунті зумовлено відсутністю необ­хідних поживних речовин, антагонізмом ґрунтових мікроорганізмів, дією со­нячних променів.

Постійним компонентом ґрунтового мікробного ценозу крім бактерій та актиноміцетів є гриби – багатоклітинні міцеліальні еукаріотичні організ­ми. В ґрунті вони здатні реалізувати гетеротрофний (вільноживучі гриби ґрунту, ризосфери вищих рослин) та біотрофний (паразити рослин і тварин) способи живлення. Гриби відіграють важливу роль у кругообігу речовин у природі, трансформуючи численні органічні та неорганічні сполуки. В нео­культурених ґрунтах і особливо в ризосфері, вони займають чільне місце в ґрунтовій біоті. Кількість біомаси грибів, визначена методом прямого спо­стереження, становить до 80-95% від загальної кількості мікробної біомаси.

Санітарно-мікробіологічні дослідження ґрунту проводять з метою попереджувального, поточного санітарного нагляду або за епідемічними показниками (при розслідуванні причин спалахів інфекційного захворювання і наслідків екологічних аварій).

При проведенні поточного санітарного нагляду обмежуються встанов­ленням факту і оцінки фекального забруднення ґрунту. Для визначення дав­ності фекального забруднення ґрунту визначають наявність санітарно-пока­зових мікроорганізмів. Наявність у ґрунті певних концентрацій Escherichia coli і Streptococcus faecalis вказує на свіже, бактерій родів Citrobacter і Ente­robacter – на несвіже, а Clostridium perfringens – на давнє фекальне забруд­нення.

При санітарно-мікробіологічному дослідженні ґрунту з метою попе­реджувального нагляду визначають; колі-індекс – кількість бактерій групи кишкової палички (БГКП) в 1 г ґрунту; перфрингенс-титр – найменша маса ґрунту в грамах, в якій виявляються клітини Clostridium perfringens та загаль­ну чисельність сапрофітних, термофільних і нітрифікуючих бактерій в 1 г ґрунту.

Суттєвою особливістю ґрунту, як середовища існування мікроорга­нізмів, є його гетерогенність. Мікрозони розділені тут у просторі і у часі, то­му у ґрунті існує велика кількість екологічних ніш. Завдяки мікрозональності у ґрунті можуть одночасно відбуватись різні, іноді несумісні процеси – аеро­бні та анаеробні, автотрофні та гетеротрофні. Кожний процес кругообігу елементів, що відбувається у ґрунті здійснюється декількома формами мікро­організмів, які дублюють один одного. Отже для ґрунту не зовсім підходить визначення Вольтери-Гаузе, що два види не можуть займати в екосистемі одну й ту саму екологічну нішу.

Мікроорганізми води

Мікроорганізми виявляють у найрізноманітніших типах водойм – со­лоних та прісних, прозорих та мутних, мілких та глибоких, стоячих та про­точних, гарячих та льодяних. У воді розчинені речовини необхідні для жив­лення мікроорганізмів. Мікроорганізми у воді живуть, розмножуються, зас­воюють поживні речовини і виділяють продукти обміну.

На кількісний склад мікроорганізмів у воді впливає її біо- та фізико-хімічний склад (вміст органічних та неорганічних речовин, температура, зна­чення рН, опромінення, насиченість СО₂ та О₂ тощо), глибина водойм, швид­кість течії, флора та фауна, надходження стічних вод та інші чинники. На по­верхні води на мікроорганізми згубно діють промені сонця, а на глибині – високий тиск, низька температура, нестача кисню.

У воді є постійні її мешканці але й багато потрапляє мікроорганізмів з ґрунту, особливо після дощів. Так, якщо в 1 мл води озера визначається біля 10 мікробних клітин, то після дощу їх кількість зростає до 1 200. Це пред­ставники родів Achromobacter, Azotobacter, Flavobacterium, Nitrobacter, Mic­rococcus, Proteus, Pseudomonas, Spirillum та ін. При надходженні великої кількості органічних речовин виявляються представники родів Clostridium, Spirochaeta, Vibrio. У водоймах багатих на сірководень розвиваються фото-синтезуючі бактерії.

На кількість мікроорганізмів у воді впливає також близькість населе­них пунктів – міст та сіл. Вгору за течією від населених пунктів мікроорга­нізмів у воді значно менше ніж біля населеного пункту і вниз за течією.

Змінюється кількість мікроорганізмів і в залежності від глибини. Так, наприклад, професор М.В. Федоров дослідивши мікрофлору озер наводить такі данні: на поверхні водойми в 1мл води визначається 73 мікробні клітини; на глибині 5 м – 142; 10 м – 197; 20 м – 147; 40 м – 50; 54,5 м – всього 6 клі­тин.

Мікроорганізми, які потрапляють у воду з ґрунту можуть виживати там різний час. Це залежить від виду мікроорганізму та характеру води. У во­ді виявляють холерні вібріони, черевнотифозні та дизентерійні бактерії, збуд­ників туляремії, бацили сибірки та багато інших небезпечних для людей та тварин мікроорганізмів.

Вважається, що біля 25% інфекційних захворювань передається саме через воду. Наприклад, в чистій колодязній воді сальмонели можуть зберіга­тися від 2 діб до 3 місяців, шигели – 5-9 діб, лептоспіри – 7-150 діб. Ту­беркульозні палички у річній воді зберігають свою життєздатність до 5 мі­сяців. Черевнотифозні бактерії можуть навіть перезимовувати в льоду не втрачаючи хвороботворних властивостей.

Якість води визначається, перш за все, загальною кількістю виявлених в ній мікроорганізмів. Питна вода вважається придатною до вживання, якщо в 1 мл міститься до 100 мікробних клітин. Ступінь біологічного забруднення води оцінюють за колі-титром та колі-індексом. Колі-титр – це найменший об’єм води з якого висівається одна клітина Escherichia coli. Колі-індекс – це та кількість клітин E. coli яка виявляється в 1 л води. За діючими нормати­вами для водопровідної води колі-титр не повинен бути менше 300, а колі-індекс – більше 3.

Ще більш інтенсивне життя у мулі річок та озер. Так, 1 г вологого му­лу містить від 200 до 400 млн. мікробних клітин. У поверхневому шарі мулу міститься багато залізо- та сіркобактерій. Так як у воді живе та відмирає велика кількість живих істот, а в результаті гниття органічних речовин утворюється сірководень (Н₂S), то особливо багато цього отрутного для рос­лин і тварин газу накопичується в мулі. Сіркобактерії ж здатні окиснювати сірководень до сірчаної кислоти. Якщо б цього не відбувалося, сірководень надходив би в товщу води і вбивав живі організми.

Мікроорганізми живуть також і в глибоких шарах мулу. Це анаероби які отримують необхідну для їх життєдіяльності енергію шляхом бродіння.

Видовий склад мулу досить різноманітний. В 1 г мулу міститься від 100 тис. до 1 млн клітин сульфатредукуючих бактерій, від 10 до 100 тис. амо­ніфікаторів, біля тисячі нітрифікаторів (здійснюють процеси окиснення аміаку до азотною кислоти і сприяють утворенню селітри), від 10 до 100 ти­сяч денітрифікаторів і приблизно 100 анаеробних та аеробних бактерій здат­них руйнувати клітковину.

Багаті мікроорганізмами і води морів та океанів. Вони пристосувались не лише до розвитку у сильно солоних середовищах, а й умов надвисокого тиску. Так, мікроорганізми були виявлені в одній з найглибших западин сві­тового океану (10 462 м). На такий глибині мікроорганізми розвивались при температурі 2,5⁰С і тиску біля 1 000 атм. Мікрофлора морів та океанів бере безпосередню участь у кругообігу вуглецю, заліза, азоту, сірки, фосфору, марганцю, калію. Бактерії морів розкладають складні органічні речовини і перетворюють їх у придатний стан для живлення водної флори та фауни. Важлива також роль хітинруйнуючих бактерій. Хітин – речовина з якої скла­даються тверді покриви морських тварин.

Водна мікробіологія займається також питаннями участі мікроорганіз­мів в корозії металевих та залізобетонних конструкцій.

Виняткова здатність мікроорганізмів пристосовуватись до умов дов­кілля знайшла своє відображення і в умовах високих температур. В гарячих гейзерах при температурі вище 90⁰С були виявлені термофільні бактерії. Ці­кавим є факт, що ці мікроорганізми розмножуються лише при високих тем­пературах.

Санітарно-мікробіологічне дослідження води проводиться з метою по­точного нагляду, а також за епідеміологічними показниками. Основними об’єктами такого дослідження є:

- питна вода централізованого водопостачання;

- питна вода нецентралізованого постачання;

- вода поверхневих і підземних джерел;

- стічні води;

- вода прибережних зон морів;

- вода плавальних басейнів.

Основними офіційно регламентованими показниками якості санітарно-мікробіологічного стану води є:

1. Загальне мікробне число (ЗМЧ) – кількість мезофільних бактерій в 1 мл (см³) води.

2. Індекс бактерій групи кишкової палички – кількість БГКП в 1 л води.

При необхідності розслідування водних спалахів інфекційних захво­рювань проводять більш детальне санітарно-мікробіологічне дослідження во­ди, встановлюється наявність ентерококів, сальмонел, холерного вібріона, ентеровірусів.

Мікроорганізми повітря

Повітря – це несприятливе для розвитку мікроорганізмів фізичне се­редовище. Відсутність поживних речовин, дія сонячних променів та інших факторів зумовлює швидку загибель мікроорганізмів у повітрі. Проте деякі види здатні зберігатися в ньому досить тривалий час.

Склад мікрофлори повітря визначається його забрудненістю мінера­льними та органічними частками, температурою, характером місцевості, мік­рофлорою ґрунту і води, а також порою року та метеорологічними умовами. Повітря великих міст більш забруднене мікроорганізмами, ніж у сільській місцевості. Повітря лісів, гір, над водною поверхнею морів і великих озер містить ще меншу кількість мікробних клітин.

Літом повітря забруднене мікроорганізмами вдвічі більше, ніж взим­ку. Якщо прийняти загальну кількість мікроорганізмів взимку за одиницю, то весною вона становитиме 1,7, влітку – 2, восени – 1,2. Завдяки опадам (дощ, сніг) повітря очищується від пиловидних частинок і мікроорганізмів, які на них осіли.

Видовий склад мікроорганізмів повітря досить різноманітний. Вони потрапляють у нього з ґрунту, рослин та живих організмів. Найбільш роз­повсюджені в повітрі спорові форми, пігментоутворюючі бактерії (стафілоко­ки, мікрококи), цвільові гриби, дріжджі та актиноміцети. Кількість мікроор­ганізмів у повітрі приміщень залежить від частоти провітрювання, способу прибирання, освітленості та інших факторів.

Кількість мікроорганізмів у повітрі коливається в широких межах – від декількох одиниць до багатьох десятків тисяч в 1 м³. Так, у повітрі Арк­тики визначається 2-3 мікробних клітини на 20 м³, у промислових містах – більше 3 000 мікробних клітин на 1м³. Спороутворюючі бактерії та конідії грибів визначаються на висоті понад 20 км. В 1 г пилу може міститися до 10⁶ мікробних клітин. Розповсюдження мікроорганізмів у повітрі пов’язане з утворенням аерозолю – колоїдної системи, яка складається з крапель рідини (чи дрібних твердих часток), завислих у газовому середовищі. Мікроорга­нізми, які містяться в повітрі, можуть перебувати в трьох станах бактеріаль­ного аерозолю – крапельного, крапельно-ядерного і пиловидного. Стійкість аерозолю залежить від розмірів часток, поверхневої енергії, величини елек­тричного заряду та властивостей дисперсійного середовища. Частинки розмі­ром більше 10 мкм швидко осідають, бо їх сила тяжіння перевищує опір повітря.

У повітря закритих приміщень потрапляє мікрофлора з верхніх ди­хальних шляхів та покривів людини і тварин. У приміщенні, де перебувають хворі тварини або люди, в повітрі можуть визначатися патогенні форми мік­роорганізмів – коки, мікобактерії туберкульозу, збудники дифтерії, сибірки, коклюшу, легеневої форми чуми, туляремії та ін. Збудники цих інфекцій мо­жуть передаватися разом з краплями слизу чи мокроти при чханні, кашлі, розмові.

При чханні та кашлі в повітря викидається до 60 000 крапель різного розміру на відстань до 2-3 м. Великі краплі (розміром 100-2 000 мкм) швидко осідають, а дрібні краплі бактеріального аерозолю (1,0-10 мкм) можуть про­тягом тривалого часу (від кількох годин до кількох діб) перебувати в зави­слому стані. Навіть короткочасне перебування патогенних форм мікроорга­нізмів у повітрі може стати причиною розповсюдження інфекційних захво­рювань.

Для дослідження мікрофлори повітря використовують різні методи:

1. Природна седиментація (чашковий метод Коха) з пасивним осадженням мікробних клітин на поверхню щільного поживного середовища за пев­ний проміжок часу (зазвичай 5-10 хв).

2. Вимушена седиментація з використанням спеціальних приладів – імпак­торів типу приладу Кротова (мікробні клітини осідають на поверхню щільного поживного середовища) та імпінджерів типу приладу Дьяконо­ва (при продуванні повітря мікроорганізми надходять в рідке поживне се­редовище). Ці методи більш надійні, так як дозволяють дати кількісну характеристику мікробного забруднення повітря.

3. Фільтраційний метод – повітря продувають через воду або мембранні фільтри з наступним висівом в поживне середовище.

Критеріями оцінки санітарно-мікробіологічного стану повітря закри­тих приміщень є:

- загальне мікробне число (ЗМЧ) – кількість бактерій у перерахунку на 1 м³ повітря, які виросли про посіві на поверхню поживного агару (посіви інкубують протягом 24 год при 37⁰С, потім ще 24 год при 20⁰С);

- індекс санітарно-показових бактерій – кількість в перерахунку на 1м³ повітря умовно-патогенних мікробів дихальних шляхів – гемолітичних стрептококів, золотистого стафілокока, грамнегативних бактерій, дріжд­жеподібних грибків та цвілей.