Кишечная палочка и другие бактерии данной группы как жители планеты «Человек. Колиформные бактерии - это что такое

Организмы – индикаторы фекального загрязнения

Использование типичных кишечных организмов в качестве индикаторов фекального загрязнения (а не самих патогенных агентов) является общепризнанным принципом мониторинга и оценки микробиологической безопасности водоснабжения. В идеале обнаружение таких индикаторных бактерий должно означать возможное присутствие всœех сопутствующих такому загрязнению патогенных агентов. Индикаторные микроорганизмы должны легко выделяться из воды, идентифицироваться и количественно определяться. При этом они должны дольше выживать и в водной среде, чем патогенные агенты, и должны быть более устойчивы к обеззараживающему действию хлора, чем патогенные. Практически какой-либо один организм не может отвечать всœем этим критериям, хотя многие из них имеют место в случае колиформных организмов, особенно Е. соli – важного индикатора загрязнения воды фекалиями человека и животных. Другие организмы, удовлетворяющие некоторым из этих требований, хотя и не в такой степени, как колиформные организмы, также могут в некоторых случаях использоваться в качестве дополнительных показателœей фекального загрязнения.

К колифрмным организмам, используемым в качестве индикаторов фекального загрязнения, относят общие колиформы, в т.ч. и Е. соli, фекальные стрептококки, сульфитредуцирующие спороносные клостридии, особенно, клостридия перфрингенс. Есть и другие анаэробные бактерии (к примеру, бифидобактерии), в больших количествах встречающиеся в фекалиях. При этом рутинные методы их обнаружения чересчур сложны и длительны. По этой причине специалисты в области водной бактериологии остановились на простых, доступных и достоверных методах количественного обнаружения индикаторных колиформных микроорганизмов, используя в работе титрационный метод (серийных разведений) или метод мембранных фильтров.

Колиформные организмы уже давно считаются удобными микробными индикаторами качества питьевой воды, главным образом потому, что легко поддаются обнаружению и количественному определœению. Это грамотрицательные палочки, они обладают способностью ферментировать лактозу при 35-37 °С (общие колиформы) и при 44-44,5 °С (термотолерантные колиформы) до кислоты и газа, оксидазоотрицательные, не образуют спор и включают виды Е. соli, цитробактер, энтеробактер, клебсиеллу.

Общие колиформные бактерии согласно СанПиНу должны отсутствовать в 100 мл питьевой воды.

Бактерии колиформные всегда присутствуют в пищеварительном тракте животных и человека, а также в отходах их жизнедеятельности. Они также могут находиться на растениях, почве и в воде, загрязнение которой является серьезной проблемой из-за возможности заражения заболеваниями, вызванными различными патогенами.

Вред для организма

Являются ли бактерии колиформные вредными? Большинство из них не вызывают заболеваний, тем не менее, некоторые редкие штаммы кишечной палочки могут вызвать серьезные заболевания. Кроме людей, могут быть заражены овцы и крупный рогатый скот. Вызывает беспокойство то, что зараженная вода по своим внешним характеристикам ничем не отличается от обычной питьевой по вкусу, запаху и внешнему виду. Бактерии колиформные встречаются даже в которую принято считать безупречной во всех смыслах. Проверка является единственным надежным способом узнать о наличии болезнетворных бактерий.

Что происходит при обнаружении?

Что делать, если бактерии колиформные или любые другие обнаруживаются в питьевой воде? В этом случае понадобится ремонт или модификация системы водоснабжения. При употреблении для дезинфекции предусмотрено обязательное кипячение, а также повторное тестирование, которое может подтвердить, что загрязнение не было устранено, если это были термотолерантные колиформные бактерии.

Организмы-индикаторы

Общие колиформные бактерии часто называют организмами-индикаторами, потому что они указывают на потенциальное наличие болезнетворных бактерий в воде, например, кишечной палочки. Хотя большинство штаммов являются безобидными и живут в кишечнике здоровых людей и животных, некоторые из них могут способствовать образованию токсинов, вызывать серьезные заболевания и даже приводить к летальному исходу. Если болезнетворные бактерии присутствуют в организме, то самыми распространенными симптомами являются расстройство желудочно-кишечного тракта, лихорадка, боль в животе и понос. Симптомы более ярко проявляются у детей или пожилых членов семьи.

Безопасная вода

Если общие колиформные бактерии в воде отсутствуют, то практически с полной уверенностью можно предположить, что она микробиологически безопасна для питья.
Если же они были обнаружены, то тогда будет оправданным проведение дополнительных тестов.

Бактерии любят тепло и влагу

Температура и погодные условия также играют немаловажную роль. Например, кишечная палочка предпочитает жить на поверхности земли и любит тепло, таким образом, колиформные бактерии в питьевой воде появляются в результате движения в составе подземных потоков при теплых и влажных погодных условиях, в то время как наименьшее количество бактерий будет найдено в зимнее время года.

Ударное хлорирование

Для эффективного уничтожения бактерий используют хлор, который окисляет все примеси. На его количество будут влиять такие характеристики воды, как уровень рН и температура. В среднем, вес на литр составляет приблизительно 0,3-0,5 миллиграмм. Чтобы убить общие колиформные бактерии в питьевой воде, требуется примерно 30 минут. Время контакта может быть сокращено за счет увеличения дозы хлора, но для этого могут потребоваться дополнительные фильтры для удаления специфического вкуса и запаха.

Губительный ультрафиолетовый свет

Популярным вариантом дезинфекции считаются ультрафиолетовые лучи. Этот способ не подразумевает использования каких-либо химических соединений. Однако это средство не применяется там, где общие колиформные бактерии превышают одну тысячу колоний на 100 мл воды. Сам прибор состоит из УФ-лампы, окруженной рукавом из кварцевого стекла, через который протекает жидкость, облучаемая ультрафиолетовым светом. Необработанная вода внутри аппарата должна быть полностью чистой и свободной от каких-либо видимых загрязнений, засоров или мутности, чтобы дать возможность облучения всех вредоносных организмов.

Другие варианты очистки

Существует множество других способов обработки, используемых для дезинфекции воды. Однако они не рекомендуется в качестве длительных по разным причинам.

• Кипячение. При 100 градусах по Цельсию в течение одной минуты эффективно убиваются бактерии. Этот метод часто используется для дезинфекции воды во время чрезвычайных ситуаций или при необходимости. Это занимает время и является энергоемким процессом и, как правило, применяется только в небольших количествах воды. Это не долговременный или постоянный вариант для дезинфекции воды.
• Озонирование. В последние годы этот метод используется в качестве способа улучшения качества воды, устранения различных проблем, в том числе бактериального заражения. Как и хлор, озон является сильным окислителем, который убивает бактерии. Но в то же время этот газ является нестабильным, и получить его можно только с помощью электричества. Блоки озонирования обычно не рекомендуются для дезинфекции, потому что они гораздо дороже хлорирования или ультрафиолетовых систем.
• Йодирование. Некогда популярный способ дезинфекции в последнее время рекомендуется только для кратковременного или экстренного обеззараживания воды.

Термотолерантные колиформные бактерии

Это особая группа живых организмов, которые способны ферментировать лактозу при 44-45 градусах по Цельсию. К ним относят род Escherichia и некоторые виды Klebsiella, Enterobacter и Citrobacter. Если в воде присутствуют посторонние организмы, это свидетельствует о том, что она была недостаточно хорошо очищена, загрязнена повторно, либо в ней в избытке содержатся питательные элементы. При их обнаружении необходимо сделать проверку на наличие именно устойчивых к повышенной температуре колиформных бактерий.

Микробиологический анализ

Если были обнаружены колиформы, то это может говорить о том, что в воду попали Таким образом, начинают распространяться различные заболевания. В загрязненной питьевой воде можно встретить штаммы сальмонелл, шигелл, кишечной палочки и многих других возбудителей болезней, которые варьируются от легких нарушений пищеварительного тракта до тяжелейших форм дизентерии, холеры, брюшного тифа и многих других.

Бытовые источники заражения

За качеством питьевой воды ведут наблюдение, ее регулярно проверяют специализированные санитарные службы. А что может сделать обычный человек, чтобы обезопасить себя и оградить от нежелательного заражения? Какие существуют источники загрязнения воды в бытовых условиях?

1. Вода из кулера. Чем больше людей прикасаются к данному приспособлению, тем больше вероятность проникновения вредоносных бактерий. Как показывают исследования, вода в каждом третьем кулере просто кишит живыми организмами.
2. Дождевая вода. Как это ни удивительно, собранная после дождя влага является благоприятной средой для развития колиформных бактерий. Продвинутые садоводы не используют такую воду даже для полива растений.
3. Озера и водоемы также относят к группе риска, так как в стоячей воде быстрее размножаются все живые организмы, а не только бактерии. Исключением можно назвать океаны, развитие и распространение там вредоносных форм минимально.
4. Состояние трубопровода. Если сточные трубы не менялись и не очищались продолжительное время, то это может также привести к появлению неприятностей.

Cтраница 1

Присутствие колиформных бактерий также определяют в воде всех видов. Термотолерантные колиформные бактерии быстро отмирают во внешней среде, поэтому их обнаружение свидетельствует о свежем фекальном загрязнении воды.  

Для определения колиформных бактерий в питьевой воде и воде очищенной используют метод мембранных фильтров. Подсчитывают количество выросших на фильтрах лактозоположительных колоний, идентифицированных как колиформные бактерии.  

При отсутствии общих колиформных бактерий проводится определение глюко-зоположительных колиморфных бактерий (БГКП) с постановкой оксидазного теста.  

Например, основной показатель фекального загрязнения - колиформные бактерии, их определение проводят в смывах с рук, спецодежды персонала, лабораторной посуды, в нестерильных лекарственных формах, инъекционных растворах и глазных каплях до стерилизации. Воздух оценивают по содержанию золотистого стафилококка, попадающего в него из верхних дыхательных путей, ротовой полости. Его считают показателем капельного загрязнения воздуха. Другими микробами, отражающими санитарное неблагополучие того или иного объекта, являются дрожжевые и плесневые грибы, синегнойная палочка, сальмонеллы.  

Эффективность процесса дезинфекции определяется анализом на группу колиформных бактерий, являющихся индикаторами качества воды. Чувствительность бактерий к хлорированию хорошо известна, в то время как влияние хлорирования на простейшие и вирусы прослеживается не совсем четко. Личинки простейших и кишечные вирусы более устойчивы к действию хлора, чем колиформы и другие кишечные бактерии. Однако имеется очень мало данных, свидетельствующих о том, что существующая практика обработки воды несовершенна. Документально не были зафиксированы вспышки болезней, связанных с употреблением воды, содержащей вирусные или протозойные инфекции.  

Приведенные данные показывают насколько статистически значителен рост содержания колиформных бактерий.  

При определении качества воды необходимо вычислить количество присутствующих колиформных бактерий, чтобы определить, отвечает ли вода установленным стандартам. Для подсчета положительных колиформных анализов (предположительных, подтверждающих и фекальных) используется множество бродильных трубок. При подсчете применяют метод статистической обработки результатов анализов, проводимых с последовательным разбавлением пробы. Например, НВЧ 10 означает, что на 100 мл воды приходится 10 колиформных бактерий.  

Естественное очищение приводит к уменьшению мутности, цветности и содержания колиформных бактерий, а также к устранению суточных колебаний в качественных показателях. С другой стороны, рост водорослей может привести увеличению мутности и к образованию летом и осенью трудноудалимых привкусов и запахов. Хлорирование может быть как предварительной, так и последней (вторичной) стадией обработки воды, обеспечивая дезинфекцию сырой воды и установление должной концентрации остаточного хлора в очищенной воде. Интенсивное предварительное хлорирование и обработка воды активным углем применяются для удаления из воды соединений, вызывающих привкусы и запахи. Специальные химические соединения, используемые при коагуляции, выбирают в зависимости от свойств воды и на основании экономических соображений. Речная вода обычно требует обширного комплекса очистных сооружений, обладающего большой эксплуатационной гибкостью из-за суточных колебаний качественных показателей воды. Подготовительная стадия обработки часто заключается в предварительном отстаивании, уменьшающем количество ила и осаждаемых органических веществ перед химической очисткой. Как показано на рис. 7.2, на многих сооружениях, обрабатывающих речную воду, в целях достижения большей степени очистки и гибкости работы сооружений химическую коагуляцию и осаждение проводят в два этапа. В зависимости от тех или иных факторов для получения удовлетворительного качества очищенной воды может использоваться до двенадцати различных химических соединений.  

При санитарной оценке качества подземных вод отсутствие в составе воды колиформных бактерий обычно считалось признаком отсутствия и патогенных.  

Почти во всех штатах теперь требуется проведение анализа обработанной воды на колиформные бактерии; в этом случае число требуемых анализов зависит от численности обслуживаемого населения. Подсчет фекальных колиформ, хотя он обычно необязателен с точки зрения контролирующих органов, несложен и может дать дополнительную ий-формацию относительно источников загрязнения. Иногда применительно к конкретной установке специально устанавливают предельные значения некоторых показателей, таких, как концентрация остаточного хлора, мутность, содержание растворенных твердых частиц, нитратов, а также цветность. Концентрацию остаточного хлора в распределительной системе измеряют для того, чтобы определить, является ли достаточным хлорирование. Другие лабораторные анализы связаны с контролем химической обработки, выявлением и устранением некоторых проблем, возникающих в сооружениях распределительной системы, и с жалобами потребителей на качество воды. Химические реагенты должны отвечать требованиям соответствующих технических условий, и их следует подвергать традиционным анализам, причем при отклонении от технических условий на поставщика необходимо накладывать штраф. Например, известь обычно покупают с содержанием СаО 88 - 90 %, квасцы - с 17 % - ным содержанием А12Оз, а активный уголь - по спецификациям относительно содержания фенола. Если в контракте на поставку химических веществ предусмотрено наложение штрафов на поставщика на основании результатов лабораторных анализов, то это может оградить водоочистную установку от поступления в нее недоброкачественных материалов.  

Бактерии группы кишечной палочки (БГКП - колиформные бактерии)

Выявление БГКП в пищевых продуктах свидетельствует об их фекальном загрязнении. БГКП могут попадать в продукты из воды, с оборудования, рук рабочего персонала и из других источников. БГКП подразделяют на две подгруппы:

• 1) общие колиформные бактерии, расщепляющие глюкозу, лактозу и маннит с образованием кислоты и газа при 37°С в течение 24 ч;
• 2) термотолерантные колиформные бактерии, расщепляющие глюкозу и лактозу с образованием кислоты и газа при 43-44,5°С.

В группу БГКП входят роды Escherichia , Enterobacter, Citrobacter, Klebsiella , Serratia (табл. 12.2).

Род Escherichia. Типовым видом этого рода является Escherichia coli. Он играет важную роль в микробиоценозе кишечника человека и животных.

Е. coli - мелкие грамотрицательные палочки с закругленными концами размером (2-3) х (0,5-0,7) мкм. Не образуют спор, неподвижны. Есть варианты подвижные за счет перитрихиально расположенных жгутиков, капсул не имеют. Факультативные анаэробы. Получают энергию как в процессе дыхания, так и при брожении. При сбраживании углеводов Е. coli накапливают кислоты - молочную, уксусную, янтарную (положительная реакция с метиловым красным) и газы - С0 2 и Н 2 (бродильная проба). Эшерихии хорошо растут на простых питательных средах. Оптимальная температура роста составляет 37°С, оптимальное значение pH среды - 7,0-7,4.

Таблица 12.2

Признаки родов, относящихся к БГКП

Род Enterobacter. Представители рода обнаруживаются в пресной воде, почве, сточных водах, на растениях, овощах; их выделяют из кишечника человека и животных. Виды рода в последние годы выделяют при острых желудочно-кишечных заболеваниях, диспепсии, инфекциях желчных и мочевых путей, гнойных поражениях мозговых оболочек, сепсисе у людей и животных. Типовой вид - Е. cloacae.

Клетки Enterobacter - прямые палочки размером (2-3) х (0,5- 0,6) мкм, перитрихи, грамотрицательные, не образуют спор и капсул. Оптимальная температура роста 30-37°С. Биохимические признаки видов этого рода: образование ацетоина при сбраживании углеводов (положительная реакция Фогес-Проскауэра), расщепление цитрата натрия в среде Симмонса.

Род Citrobacter (citrus - (лимон) и bacter). Представители этого рода присутствуют в фекалиях человека и животных, почве, сточных водах, пищевых продуктах. При определенных условиях они могут вызывать заболевания, протекающие по типу гастроэнтеритов, диспепсий. При развитии гнойно-воспалительных процессов наиболее значимым является вид C.freundii, который является типовым видом данного рода. Клетки цитробактеров - прямые палочки размером (1-6) х (0,5-0,8) мкм, одиночные или в парах. Перитрихи. Спор и цист не образуют, капсул не образуют. С. freundii продуцирует сероводород. На кровяном агаре вокруг колоний образуются четкие зоны гемолиза.

Род Klebsiella назван в честь бактериолога Э. Клебса. Бактерии этого рода выделяют из воды, почвы, пищевых продуктов. Они присутствуют в биоценозах носоглотки, кишечника. Вызывают заболевание клебсиеллез у детей в возрасте до 1 года. Заболевание протекает в виде диареи, менингита, бронхопневмонии, гнойносептических воспалений. Представители рода: К. pneumonia ,

К. mobilis и сапрофитные виды: К. planticola, К. terrigena. Это прямые палочки размером (0,6-6,0) х (0,3-1,0) мкм, одиночные или в парах. Отличаются от других энтеробактерий характерными признаками: обладают классической полисахаридной капсулой и лишены жгутиков. Типовой вид - Klebsiella pneumonia.

Род Serratia. Название рода связано с именем итальянского физика Серафино Серрати. Они встречаются в почве, воде, на поверхности растений, а также в пищеварительном тракте человека, насекомых и грызунов в качестве комменсалов. У лиц с ослабленной иммунной системой серрации могут вызвать гнойные воспаления самой различной локализации. Типовой вид - Serratia marcescens. Serratia marcescens - это прямые мелкие палочки размером (0,5-0,8) х (0,9-2,0) мкм. Перитрихи при определенных условиях способны образовывать капсулу. Большинство колоний Serratia окрашены в различные оттенки красного цвета за счет образования пигмента продигиозина.

При характеристике БГКП учитываются следующие диффере- ницально-диагностические признаки:

• 1) инкубация посевов при едином температурном режиме - 37°С;
• 2) способность ферментировать лактозу - характер роста на среде Эндо (так называемый лактозный тест). Учитываются колонии темно-красные, с металлическим блеском или без него;
• 3) оксидазный тест: колонии на среде Эндо исследуются на наличие оксидазы. Для дальнейшей идентификации оставляют окси- дазоотрицательные колонии. Колонии с положительным окси- дазным тестом, относящиеся к грамотрицательным бактериям родов Pseudomonas, Aeromonas, Vibrio, не учитываются;
• 4) препараты из характерных колоний окрашивают по Граму - учитываются грамотрицательные палочки;
• 5) бродильная проба на среде Гисса с глюкозой для обнаружения способности бактерий ферментировать глюкозу с образованием кислоты и газа.

Помимо БГКП возбудителями кишечных заболеваний, вызванных употреблением контаминированных пищевых продуктов, могут быть также бактерии родов Morganella и Providencia из семейства Enteribacteriaceae.