Характеристика основных групп СПМ
СПИ условно разделяют на 3 группы.
Первая группа включает обитателей кишечника человека. Это индикаторы фекального загрязнения. В нее входят БГКП (колиформные бактерии), энтерококки, сульфитредуцирующие клостридии (в основном Clostridium perfringens), колифаги.
Вторая группа включает обитателей верхних дыхательных путей и носоглотки, которые являются индикаторами воздушно-капельного загрязнения среды. В эту группу традиционно включали стрептококки и стафилококки. Однако в настоящее время СПМ воздушной среды принято считать только стафилококки.
Третья группа включает сапрофитные микроорганизмы, обитающие во внешней среде. Это индикаторы процессов самоочищения. К ним относят аммонифицирующие и нитрифицирующие бактерии, некоторые спорообразующие бактерии, актиномицеты, цианобактерии и грибы.
Бактерии группы кишечных палочек (БГКП, колиформные бактерии).Преимущество этих бактерий как СПМ связано с тем, что они являются постоянными обитателями кишечника и постоянно выделяются с фекалиями в окружающую среду в больших количествах. Их количество намного выше, чем других представителей кишечных микроорганизмов.
Под общим названием БГКП (coliform) объединяются семейства Enterobacteriaceaeродов Escherichia, Enterobacter, Citrobacter, Klebsiella, Seratia. К БГКП относятся факультативно-анаэробные, грамотрицательные, не образующие спор палочки, ферментирующие глюкозу, лактозу и манит, не обладающие оксидазной активностью.
Колиформные бактерии подразделяются на две подгруппы: а) общие колиформные бактерии, расщепляющие глюкозу и лактозу до кислоты и газа при 370С в течение 24 часов; б) термотолерантные колиформные бактерии, расщепляющие глюкозу и лактозу до кислоты и газа при температуре (43-44,5)0С.
Энтерококки. К роду Enterococcus относят грамположительные, неспорообразующие овальные бактерии, которые в мазках из культу4р, выращенных на жидких средах, располагаются парами или короткими цепочками. До 1984 г. эти микроорганизмы относили к роду Streptococcus. Все виды и варианты энтерококков имеют санитарно-показательное значение и отвечают ряду требований, предъявляемых к СПМ: это постоянные обитатели кишечника, несмотря на то, что их количество меньше, чем БГКП; во внешней среде они могут размножаться только при высоком содержании органических веществ и температуре не ниже 200С; не обладают выраженной изменчивостью во внешней среде, что облегчает их распознавание; не имеют аналогов во внешней среде; отмирают во внешней среде значительно раньше, чем БГКП, поэтому их присутствие свидетельствует о свежем фекальном загрязнении.
Главным достоинством энтерококков является их устойчивостьк неблагоприятным внешним воздействиям. Они устойчивы к нагреванию до 650С в течение 30 мин, что делает их показателем режима пастеризации. Устойчивы к высоким концентрациям NaCl (6,6-17%), что позволяет использовать их при анализе морской воды. Устойчивость к рН в диапазоне 3-12 позволяет их использование при анализе стоков кислотного и щелочного характера. Энтерококки по международным стандартам являются дополнительным показателями фекального загрязнения воды.
Клостридии. Клостридии выделяются в окружающую среду с фекалиями, но их количество меньше, чем БГКП и энтерококков и составляет 105-106 кл/г. К СПМ относятся Clostridium perfringens и Clostridium sporogenes. Это крупные, полиморфные, грамположительные, спорообразующие палочки. Основным биохимическим признаком для идентификации клостридий является способность образовывать черные колонии на железосульфитной среде за счет образования FeS. Это позволяет дифференцировать клостридии фекального загрязнения от клостридий, обитающих во внешней среде. Кишечные клостридии образуют сульфитредуктазуи восстанавливают сульфиты, а свободноживущие – такой способностью не обладают. Следует принимать во внимание, что почернение среды могут вызывать и некоторые другие бактерии. Поэтому для подавления роста сопутствующей микрофлоры посевы выращивают при 43-44,50С или прогревают при 800С 15-20 мин. Простота обнаружения на среде Вильсона-Блера и некоторых других средах является существенным преимуществом кишечных клостридий как СПМ.
C. perfringens размножаются во внешней среде, но размножение происходит при температуре не ниже 18-200С и при достаточном количестве питательных веществ (например, в гумусовых почвах южных широт).
Для прорастания спор необходим температурный шок, т.е. прогревание при 800С 20 мин. Без прогрева прорастает только 0,1-3% спор. О давности фекального загрязнения предложено судить, сопоставляя содержание споровых и вегетативных форм. С этой целью определяют количество клостридий в непрогретых и прогретых пробах. В прогретых пробах присутствуют только споровые формы, что свидетельствует о давнем фекальном загрязнении. В непрогретых пробах выявляют вегетативные и споровые формы. Большое число вегетативных форм свидетельствует о свежем фекальном загрязнении. Однако на практике количество C. perfringens в непрогретых пробах бывает ниже, чем в прогретых. Это обусловлено антагонистическим влиянием сопутствующей микрофлоры или отсутствием температурного шока в непрогретых пробах.
О давности фекального загрязнения судят также, сопоставляя индексы БГКП и C. perfringens. Если оба показателя имеют высокое значение, то это свидетельствует о наличии свежего фекального загрязнения. Высокое значение индекса БГКП и низкое значение индекса клостридий указывает на давнее загрязнение.
Стафилококки. Стафилококки попадают в воздух с поверхности кожи, со слизистых оболочек верхних дыхательных путей, с фекалиями. Стафилококки используются как СПМ при контроле воздуха закрытых помещений. Преимущества стафилококков над стрептококками заключается в более простой и быстрой индикации, неприхотливости к питательным средам. В воде стафилококки выживают дольше, чем БГКП и энтерококки. Они обладают устойчивостью к различным физическим и химическим факторам. Стафилококки используют как СПМ при контроле воды в зонах рекреации и плавательных бассейнов..
Колифаги. В качестве СПМ предложено использовать бактериофаги кишечных бактерий (эшерихий, сальмонелл, шигелл). Кишечные фаги постоянно обнаруживают там, где есть бактерии, для которых они специфичны. Однако как показатели возможного присутствия патогенных бактерий они имеют определенные недостатки: бактериофаги выживают в окружающей среде дольше (8-9 мес.), чем соответствующие бактерии (4-5 мес.); они способны существовать и на других видах бактерий. Однако как показатели фекального загрязнения колифаги имеют важное значение, поскольку выделяются из сточных вод с такой же частотой, что и многие вирусы (коксаки, гепатита А, полиомиелита). Их устойчивость к дезинфектантам сопоставима с устойчивостью энтеропатогенных вирусов. Обнаружить фаги можно, используя простые методы.
Термофилы. Особое место среди СПМ занимают термофильные микроорганизмы, присутствие которых в почве или воде водоемов свидетельствует о загрязнении их навозом, компостом, разложившимися фекалиями. Термофилы могут находиться в воздухе, обнаруживаться в различных пищевых продуктах, консервах. К термофилам относятся грамположительные бактерии (кокки, бациллы, спириллы), актиномицеты, некоторые виды грибов, которые способны размножаться при 600С и выше. Большинство термофилов – аэробы. Термофилы не могут служить показателем фекального загрязнения среды, так как содержатся в кишечнике в небольшом количестве. Но они служат СПМ для характеристики процесса минерализации органических отходов.
Термофилы размножаются в компостных кучах и навозе. Благодаря жизнедеятельности термофилов (прежде всего активному разложению полисахаридов в аэробных условиях) происходит нагревание до 60-700С поверхностных (и до 250С глубинных) слоев компостов. В таких условиях идет процесс биотермического обезвреживания органических масс. Загрязнение почвы и водоемов термофилами происходит при попадании в них навоза и компоста, содержащих разложившиеся органические остатки. В незагрязненных и целинных почвах термофилы не обнаруживаются или количество их ничтожно.