Распространение микробов в природе

 

                  Распространение микробов в природе.

 

 

 

 

 

       Многочисленными  исследованиями установлено необычайно  широкое распространение микроорганизмов в природе. Они встречаются в почве, воде, воздухе, в растительных и животных организмах.  Микроорганизмы существуют при низких температурах в почвах вечной мерзлоты, в холодных источниках, в мировом океане. В то же время, они живут в горячих источниках, солончаковых и известковых почвах, песчаных пустынях, развиваются на поверхности самых различных субстратов. Широкому распространению микробов способствуют их биологические особенности. Огромная скорость развития позволяет им в короткий срок заселить значительные пространства. Малые размеры и ничтожный вес способствует их распространению ветром, насекомыми. Высокая устойчивость к различным факторам связана с быстротой приспособляемости. Этими свойствами объясняется широкое распространение микроорганизмов в окружающей среде.

      В зонах обитания  микроорганизмы образуют биоценозы [от греч. bios, жизнь, + koinos, сообщество] — сложные ассоциации со специфическими и часто необычными взаимоотношениями. Каждое микробное сообщество в конкретном биоценозе образуют специфичные аутохтонные микроорганизмы [от греч. autos, свой, + chthon, страна, местность], то есть микробы, присущие конкретной области. В состав этих сообществ могут внедрятся аллохтонные микробы [от греч. alios, чужой, + chthon, страна; буквально — чужестранец] (например, паразитические), обычно в них не встречающиеся. В природных биоценозах (почва, вода, воздух) выживают и размножаются лишь те микроорганизмы, которым благоприятствует окружающая среда; их рост прекращается, как только меняются условия окружающей среды.

 

                                                      Микрофлора почвы

 

 

 Почва является средой обитания  многочисленных видов микроорганизмов.  Микробы находят в почве все  необходимые условия для своего  сохранения и размножения: наличие  органических и минеральных веществ, достаточная влажность, подходящая реакция среды и в поверхностных слоях достаточная аэрация. В толще почвы микробы защищены от вредных влияний солнечного света, от высыхания. Микрофлора почвы представлена разнообразными видами бактерий, грибов, дрожжей, актиномицетов, водорослей, простейших. Наиболее богаты микроорганизмами обрабатываемые почвы, куда вносятся органические соединения, а также почвы густо населенных мест. Наибольшее количество микроорганизмов находится в верхних слоях почвы толщиной (1О...15)см: на один грамм почвы приходится от 200млц до 5млрд микроорганизмов. В одном грамме пахотного слоя почвы - до 10 млрд клеток. По мере углубления число микроорганизмов уменьшается. На глубине (25...30)см количество их в 10-20 раз меньше. На глубине (1,5...6,0)м, где меньше органических веществ и незначитеьная или отсутствует аэрация, выявляются единичные клетки. С глубиной меняется видовой состав микрофлоры, В верхних слоях, содержащих органические вещества и подвергающихся хорошей аэрации, преобладают аэробные сапрофиты, способные разлагать органические соединения. Там постоянно присутствуют гнилостные спороносные бактерии (Bacillus subtilis, В. cereus, В. mycoides, В. megaterium). В более глубоких почвенных горизонтах, где затруднен доступ воздуха, преобладают анаэробные микроорганизмы (Clostridium sporo genes, С. putrificum). Встречаются спорообразующие болезнетворные бактерии: возбудители столбняка (С. tetani), газовой гангрены (С. perfringens), ботулизма (С. botulinum). Анализ почв различных климатических зон показывает, что по мере продвижения с севера на юг увеличивается количество спорообразующих бактерий. В почвах различных типов (лесолуговые, смешанные) меняются виды бацилл. Например: в лесолуговой встречается Bacillus cereus, в сухих почвах В. s В. raesentericus (В. licheniformis). По видовому состав микрофлоры можно судить о состоянии почвы, степени минерализации органических веществ, типе новообразовательного процесса, возрасте почвы. Почва непрерывно обогащается микроорганизмами за счет попадающих в нее останков растений, животных, различных промышленных и бытовых отходов, фекальных загрязнений. Попавшие в почву микроорганизмы сохраняются гам длительное время. Так, холерный вибрион выживает в почве 28 дней, споровые микроорганизмы, например, возбудитель сибирской язвы в течение многих лет. При санитарной оценке почвы критерием является присутствие кишечной палочки, попадающей с фекальным загрязнением. По высказыванию известного микробиолога В.П. Омелянского (1936) «по количеству и разнообразию микробов почва является главным резервуаром, откуда микробы поступают затем во всю окружающую среду». Так как в почве присутствуют все микроорганизмы, которые являются возбудителями порчи пищевых продуктов, в том числе консервов, загрязнение консервируемого сырья почвой представляет опасность. Поэтому особую важность имеет санитарная подготовка перерабатываемого сырья. 
 
                                              Микрофлора воды.

 

     Вода — хорошая среда для размножения микроорганизмов. В ней содержатся минеральные соли и часто различные соединения. В воде определяют количество микроорганизмов в 1 мл. Установлено, что микроорганизмов в 1 мл содержится в ключевой воде рек 1000—1000000, в поилках для пчел— 1000—1 000000. В океанах они обнаружены во впадинах на глубине 10—11 км.

      В воде обитают  и наиболее часто встречаются  следующие роды микроорганизмов: Micrococcus, Sarcina, Pseudomonas, Bacillus, Bacterium. Из энтомопатогенных  микроорганизмов в воде наиболее  часто обнаруживаются Escherichia coli, Proteus, Pseudomonas, Fluoresces.

. Вода играет огромную роль  в жизни человека. Она является  составной частью его организма  и постоянно потребляется им  вместе с питьем и пищей,  а также служит человеку средством  поддержания личной гигиены. Без воды немыслим ни один из видов хозяйственной деятельности, в том числе и производство продовольственных товаров, где качество воды имеет особое значение, поскольку применение загрязненной воды может привести к быстрой порче пищевых продуктов и распространению инфекционных болезней.

Вода является средой, в которой  микроорганизмы могут размножаться. Размножение микроорганизмов в  воде зависит от наличия в ней  веществ, служащих пищей микробам. Природные воды всегда содержат то или иное количество органических и минеральных веществ, которые могут быть использованы микроорганизмами для питания, поэтому микрофлора природных вод очень богата и разнообразна.

Микробный состав воды различных водоемов - рек, озер, прудов, водохранилищ - подвержен  значительным колебаниям. Вода в них легко загрязняется дождевыми потоками и сточными водами, содержащими всевозможные органические остатки, промышленные и бытовые отбросы. Вместе с различными органическими и минеральными загрязнениями в открытые водоемы попадает масса микроорганизмов, среди которых встречаются и болезнетворные, например, возбудители брюшного тифа, дизентерии, паратифа и другие. Многие патогенные микроорганизмы могут длительное время сохраняться в воде, а некоторые даже способны в ней размножаться. Поэтому употребление сырой загрязненной воды часто приводит к возникновению инфекционного заболевания.

Состав и количество микроорганизмов  в воде того или иного открытого  водоема зависят от многих факторов: степени загрязненности ее органическими и минеральными веществами, от времени года, состояния погоды, а также от заселенности прибрежных участков и т. д.

Загрязненность воды и содержание микроорганизмов в открытых водоемах резко возрастают в период весеннего половодья или после обильных дождей. Вода рек, протекающих в районе больших населенных пунктов или промышленных предприятий, вбирает в себя массу стоков, содержащих много органических веществ, которые способствуют интенсивному размножению микроорганизмов. В 1 мл такой воды находятся сотни тысяч и миллионы бактерий. Вниз по течению от населенного пункта вода всегда более загрязнена, чем вверх от него.

Впадение чистых притоков во всех случаях снижает содержание бактерий в речной воде. Исследование воды реки, протекающей через большой город, показало, что в 1 мл этой воды выше города содержится около 30 микробов, у начала водопровода - немногим меньше 600, а ниже города - почти 15 тысяч.

Полоса воды ближе к середине рек, особенно крупных, содержит значительно меньше микроорганизмов, чем у берегов, так как при удалении от берега снижается содержание органических веществ в воде, служащих пищей микробам.

В прибрежных зонах водоемов со стоячей  водой (прудов, озер) количество микроорганизмов  также всегда больше, чем в удаленных  от берега местах.

Количество микроорганизмов значительно  колеблется по вертикали от поверхности  ко дну водоема. Наблюдения показывают, что наибольшее число их приходится на слой воды, расположенный на глубине 5-20 м.

Речной ил гораздо  богаче бактериями, чем речная вода. В 1 г сухого речного ила содержится обычно от нескольких сотен миллионов до 2-3 млрд. микробных клеток.

Содержание  микробов в 1 г влажного ила озера  доходит до 200-400 млн. Наиболее богат  ими поверхностный слой ила. Здесь  образуется своеобразная пленка из бактерий, играющая существенную роль в превращениях веществ в водоеме. В поверхностной пленке ила много серобактерий и железобактерий. Серобактерии выполняют важную для жизни водоема функцию - они окисляют образующийся в иле сероводород до серной кислоты и препятствуют его диффузии в водоем. Когда во время волнений водоема пленка разрушается и сероводород диффундирует в воду, нередко происходят большие заморы рыбы.

Недостаток  кислорода в грунте водоема способствует развитию преимущественно анаэробных бактерий, получающих необходимую для жизнедеятельности энергию путем брожения. Особенно много здесь бактерий, сбраживающих растительные остатки (клетчатку) с образованием метана и водорода. Эти газы обычно выделяются из дна любого водоема, богатого органическими веществами, в частности остатками растений.

В воде обитают  преимущественно бесспоровые бактерии (около 97%), а в иле - главным образом  спороносные (около 75%), причем чем глубже залегает ил, тем больше в нем  спороносных бактерий.

Подземные воды (воды артезианских колодцев, ключевые) содержат значительно меньше микроорганизмов, чем воды открытых водоемов, хотя количество и состав их также колеблются в зависимости от глубины залегания водоносного слоя и характера грунта.

Сравнительно  малое содержание микроорганизмов в подземных водах объясняется тем, что последние при своем образовании просачиваются через толстые слои грунта и подвергаются тщательной фильтрации, в результате чего почти все микробы остаются в фильтрующем слое. Хотя в такой воде и сохраняются отдельные клетки, однако из-за недостатка органических веществ они размножаться не могут.

Подземные воды, питающие обычные колодцы, содержат, как правило, значительные количества бактерий, среди которых могут  быть и болезнетворные. Объясняется это тем, что водоносные слои, которые подходят к колодцам, находятся обычно неглубоко и в них просачиваются поверхностные загрязнения, содержащие микроорганизмы. Чем выше залегают грунтовые воды, тем обильнее их микрофлора.

В некоторых  случаях даже глубокое залегание водоносного слоя не обеспечивает чистоту воды вследствие слабой фильтрующей способности грунта, сквозь который возможно просачивание загрязненных поверхностных вод.

Сравнительно бедны бактериями дождевые воды и снег, особенно там, где в воздухе мало или нет пыли, например, в сельской или высокогорной местностях. В 1 мл таких осадков редко удается обнаружить более 10 бактерий.

Дождь или снег, выпадающие над  городом, в воздухе которого находится много пыли, содержит значительно больше бактерий - от нескольких десятков до нескольких сотен в 1 мл.

Водопроводная вода также не лишена бактерий, их содержание в ней зависит от источника водоснабжения. Если водопроводная сеть питается артезианской водой, то количество бактерий в ней, даже без предварительной фильтрации, будет незначительным. Поэтому артезианские воды используют часто без; очистки, после дезинфекции, а иногда даже и без дезинфекции. Если же в водопровод поступает вода из открытого водоема, например из реки, то ее подвергают специальной обработке.

Питьевая вода, как и вода, используемая в пищевой промышленности, должна соответствовать определенным санитарно-гигиеническим нормам.

При санитарной оценке воды учитываются  ее физические, химические и бактериологические показатели.

Питьевая вода не должна иметь постороннего вкуса, запаха и несвойственной воде окраски, содержать ядовитые химические вещества, а жесткость ее превышать 18-20°. Жесткость воды обусловливается наличием в ней солей кальция и магния. За один градус жесткости принимается содержание одной части окиси кальция (СаО) в 100 тыс. частях воды (10 мг СаО на 1 л воды). Вода считается мягкой, если она имеет не более 8-10° жесткости; вода с жесткостью свыше 20° считается жесткой, в такой воде плохо развариваются пищевые продукты.

Степень бактериальной загрязненности воды определяется наличием патогенных микробов, общим количеством микроорганизмов и титром кишечной палочки.

В питьевой воде не должно быть патогенных микроорганизмов. Вода, подаваемая в сеть хозяйственно-питьевых водопроводов, может содержать в 1 мл не более 100 бактерий. Кишечная палочка служит показателем фекального (выделениями кишечника) загрязнения воды. Наличие кишечных палочек в воде является признаком того, что в ней могут быть и патогенные микроорганизмы. Поэтому санитарная оценка воды дается еще и на основании так называемого титра кишечной палочки.

Титром кишечной палочки (коли-титром) называется наименьшее количество воды, в котором обнаруживается кишечная палочка (бактерия коли). Коли-титр для водопроводной питьевой воды должен быть не менее 300 мл; чем больше титр, тем выше качество воды. Кишечных палочек в 1 л воды должно быть не более трех (коли-индекс).

Вода колодцев и открытых водоемов признается доброкачественной, если в 1 мл ее содержится не более 1000 бактерий, а коли-титр - не менее 100 мл (коли-индекс не более 10).

Вода открытых водоемов непосредственно для питьевого водоснабжения не используется. Такую воду предварительно подвергают очистке и обеззараживанию.

                                          Микрофлора воздуха

Воздух как среда обитания для  микроорганизмов менее благоприятен, чем почва и вода, так как в нем не содержится или содержится очень мало питательных веществ, необходимых для размножения микроорганизмов. Кроме того, на них сильнее действуют такие неблагоприятные факторы, как высушивание и ультрафиолетовые лучи солнечного света. Тем не менее, попадая в воздух, многие микроорганизмы могут сохраняться в нем более или менее длительное время. Воздух особенно загрязнен вблизи земной поверхности, а с высотой он становится все более чистым. На степень загрязнения воздуха микробами влияют и климато-географические условия. Больше всего микробов в атмосфере содержится летом, меньше всего — зимой. Главным источником загрязнения воздуха является почва, в меньшей степени — вода.

В воздухе в естественных условиях обнаруживаются сотни видов сапрофитных микроорганизмов, представленных кокками (в том числе сардинами), споровыми бактериями и грибами, отличающимися большой устойчивостью к высушиванию и к другим неблагоприятным воздействиям внешней среды, например действию солнечных лучей. Нужно различать воздух открытых пространств (он относительно чист, так как сказывается действие солнечных лучей, высушивания и других факторов) и воздух закрытых помещений. В последних факторы самоочищения действуют слабее, поэтому и загрязненность может быть значительно больше. В воздухе закрытых помещений, особенно если они плохо проветриваются, накапливается микрофлора, выделяемая через дыхательные пути человека. Патогенные микроорганизмы попадают в воздух из мокроты и слюны при кашле, разговоре и чихании. Даже здоровый человек при каждом акте чихания выделяет в воздух 10 000-20 000 микробных тел, а больной — иногда во много раз больше.

Заслуга выяснения механизма передачи возбудителей заболеваний через воздух принадлежит  П. Н. Лащенкову. Он одним из первых установил, что при чихании, кашле и разговоре в воздух выбрасывается множество капелек жидкости, внутри которых содержатся микроорганизмы. Особенно важно, что эти мельчайшие капельки могут часами удерживаться в воздухе во взвешенном состоянии, т. е. образуют стойкие аэрозоли. В этих капельках за счет влаги микроорганизмы выживают дольше. Таким воздушно-капельным способом происходит заражение многими острыми респираторными заболеваниями, в том числе гриппом и корью, а также коклюшем, дифтерией, легочной чумой и т. д. Этот путь распространения возбудителей — одна из основных причин развития не только эпидемий, но и крупных пандемий гриппа, а в прошлом и легочной чумы.