Микробиологическая и химическая загрязненность воды, отобранной из различных источников г. Гомеля и Гомельского района в период с 2013 по 2016 гг.

0
243
Микробиологическая и химическая загрязненность воды, отобранной из различных источников г

В водных экосистемах микрофлора является интегрирующим звеном и с вы­сокой скоростью реагирует на изменение условий окружающей среды, служит показателем качества воды и состояния экосистемы в целом. Однако, некоторые патогенные бактерии могут длительное время сохраняться в воде, более того, в летнее время при наличии в воде органических веществ, щелочной pH и благо­приятной температуре может размножаться, например, холерный вибрион. Ис­ходя из этого следует, что вода играет важную роль в эпидемиологии многих ин­фекционных заболеваний, особенно кишечных, возбудители которых выделяют­ся вместе с испражнениями от больных и носителей и вместе со сточными вода­ми поступают в воду открытых водоемов, а оттуда нередко и в питьевую воду.

Цель

Дать оценку микробиологическому и химическому состоянию водных ре­сурсов г. Гомеля и Гомельского района. Изучить динамику микробиологического и химического состояния изучаемых водных объектов с течением времени.

Материал и методы исследования

Исследования проводились на базе Гомельского областного центра гигиены, эпидемиологии и общественного здоровья. В период с 2013 по 2016 гг. с целью от­бора проб воды осуществлялись многократные выезды на такие водные объекты г. Гомеля и Гомельского района, как: водоёмы, коммунальный и ведомственный во­допровод, источники нецентрализованного водоснабжения и сточные воды.

Методика проверки микробиологической чистоты воды:

Отбор проводился со среднего горизонта с учётом требований асептики. Перед посевом пробы тщательно, без образования пены, перемешивали не ме­нее 30 секунд и фламбировали край ёмкости. Исследуемые пробирки и чашки маркировали. Новые порции воды для анализа тщательно перемешивали. Пе­ред посевом физиологический раствор для разведения разливали по 9 мл в про­бирки с соблюдением правил стерильности. Затем в первую пробирку с 9 мл раствора вносили 1 мл анализируемой воды. При этом наконечник не должен быть опущен ниже поверхности воды, чтобы избежать смывания бактерий с наружной стороны. Другой стерильной пипеткой или дозатором тщательно пе­ремешивали содержимое пробирки, отбирали из нее 1 мл и переносили в чашку Петри, что соответствовало посеву 0,1 мл анализируемой воды. Другой сте­рильной пипеткой делали посев 1 мл из второй пробирки, что соответствовало посеву 0,01 мл анализируемой воды. В случаях высокого уровня загрязнения воды разбавление продолжали аналогично, каждый раз меняя пипетку или наконечник. Время от момента приготовления разведения и заливки питатель­ным агаром не должно превышать 30 минут [1]. Микробиологическую чистоту воды, принятой для исследования, определяли при помощи фуксин-сульфитной среды Эндо. Пробы, которые дали положительный результат, далее исследовали при помощи лактозной питательной среды для подтверждения способности ферментировать лактозу до кислоты и газа.

Методика проверки химического состояния воды:

Отбор проводился со среднего горизонта с учётом требований асептики.

Для химического исследования применяются следующие методы химиче­ского анализа: 1. Органолептические методы: определение характеристик воды при помощи органов чувств (цветность, запах, прозрачность и т. д.). 2. Нефело­метрия и турбидиметрия: основаны на измерении интенсивности света, рассе­янного пробой воды и прошедшей через нее. Применяется для определения мутности, цветности, наличия взвешенных частиц. 3. Капиллярный электрофо­рез: основан на разделении компонентов воды в кварцевом капилляре под дей­ствием приложенного электрического поля. Частицы разной массы притягива­ются к стенкам капилляра через разные промежутки времени, которые фикси­руются при помощи специального детектора. Позволяет определить наличие различных катионов и анионов в воде, пестицидов и других экотоксикантов. 4. Хроматография: основан на перемещении зоны вещества вдоль слоя сорбента в потоке подвижной фазы с многократным повторением сорбционных и десорб­ционных актов. При этом разделяемые вещества распределяются между двумя несмешивающимися фазами (в зависимости от их относительной растворимо­сти в каждой фазе): подвижной и неподвижной. Используется для анализа раз­личных примесей органической природы. 5. Гравиметрия (весовой анализ): ме­тод количественного химического анализа, основанный на точном измерении массы вещества. Определяемый компонент обычно выделяют из анализируемой пробы в виде малорастворимого соединения известного постоянного химиче­ского состава. Метод позволяет оценить общую минерализацию воды, содержа­ние сульфатов и т. д. 6. Потенциометрия: метод определения физико-химических показателей, основанный на измерении электродвижущих сил об­ратимых гальванических элементов. Позволяет определять водородный показа­тель воды (pH), концентрацию фторид-ионов. 7. Титриметрия: метод количе­ственного химического анализа, основанный на измерении количества реаген­та, необходимого для взаимодействия с определяемым компонентом в растворе или газовой фазе в соответствии со стехиометрией химической реакции между ними. 8. Спектрофотометрия: метод количественного химического анализа, ос­нованный на измерении спектров поглощения в оптической области электро­магнитного излучения. Позволяет выявить широкий круг посторонних веществ в воде — например, ионов тяжелых металлов, аммонийных соединений и др. [2]. О химической чистоте воды в водоёмах судили, пользуясь техническими нормативно-правовыми документами (актами) (ТИПА), регламентирующими нормальный химический состав воды [3-7].

Метеорологические данные получены по данным журнала метеонаблюдений РГОО ОСВОД.

Полученные экспериментальные результаты статистически обработаны при помощи программного обеспечения «Statistika» 10.0.

Результаты исследования и их обсуждение

В ходе исследования водных ресурсов г. Гомеля и Гомельского района в пе­риод с 2013 по 2016 гг. были сделаны следующие выводы:

  1. Удельный вес положительных проб воды из водоёмов города Гомеля и Гомельского района повышался с 2014 г. (с 2015 на 2016 гг. наблюдалось по­вышение положительных проб на 10 %). Причина такого увеличения — клима­тические условия (увеличение среднедневной температуры в летний период, что способствует быстрому размножению микробиоты, достаточно высокая температура в зимний период, что в свою очередь не способствует самоочище­нию воды). Выявлена высокая корреляционная зависимость между парами по­казателей: средняя дневная температура воздуха / удельный вес положитель­ных проб, средняя зависимость между парой — средняя ночная температура воздуха / удельный вес положительных проб и низкая – между парой: исследо­вания, не соответствующие ТИПА и удельный вес положительных проб. Имеет­ся очень высокая прямая корреляционная связь для пары показателей: аммиак/БПК: чем больше в воде имеется аммиака (по азоту), тем больше будет пока­затель ВПК. Высокая обратная корреляционная связь имеется между следую­щими показателями: нитриты/ХПК: чем выше содержание нитритов, тем меньше показатель ХПК. Остальные пары показателей, за исключением нитраты/БПК (слабая, прямая) имеют среднюю степень корреляции, что говорит о том, что ВПК, ХПК и «азотистая триада» связаны между собой. До 2015 г. коли­чество органических веществ в воде, судя по азот триаде, увеличивалось, в 2016 г. — уменьшилось, за счет чего увеличилось количество нитритов. Также до 2015 г. происходило увеличение ВПК. Исходя из вышеизложенного следует, в период с 2014 по 2016 г. увеличился приток органических веществ в водоёмы, находящиеся на изучаемой территории, что в свою очередь повлекло за собой ежегодный рост количества положительных проб воды с высоким содержанием Е. Coli, что говорит о неблагополучии водоёмов г. Гомеля и Гомельского района.
  2. Децентрализованные источники водоснабжения имеют наибольший про­цент встречаемости положительных проб среди исследуемых водных объектов (23,3-49,1 %).

Минимальное значение удельного веса положительных проб — в 2016 г. (23,3 %), в то время как в 2015 г. он был в 2,1 раз выше (49,1 %). Чем меньше железа содержится в водоисточнике, тем больше высевается санитарно-показательной микробиоты в нём. Наибольшая концентрация железа зафиксирована в 2014 г., однако стоит отметить, что данный показатель не имел существенных отличий в последующие два года. Наименьшая — в 2013 г. Таким образом, железо с одной стороны ухудшая органолептические свойства воды, улучшает ее санитарное со­стояние с точки зрения микробиоты. Водородный показатель в средней степени прямо коррелирует с удельным весом положительных проб, что говорит о том, что чем выше водородный показатель воды в децентрализованном источнике водоснабжения, тем выше в ней содержание микробиоты. Кроме того, выявлена высокая и средняя корреляционная зависимость между парами показателей: средняя ночная температура / удельный вес положительных проб и средняя дневная температура / удельный вес положительных проб, соответственно. Установлена средняя корреляционная зависимость удельного веса положитель­ных проб от удельного веса проб на нитраты, не соответствующие нормам ТИПА.

  1. В ходе микробиологического исследования воды ведомственного и ком­мунального источников водоснабжения установлено, что наибольший всплеск микробиоты в обоих типах водоснабжения наблюдался в 2015 г., наименьший — в 2014 г. Одна из вероятных причин, по которой наблюдается данное явление — химический состав воды, для доказательства чего был проведен корреляцион­ный анализ. Установлено, что наибольшее влияние на микробиоту коммунально­го источника водоснабжения оказывает такой показатель, как мутность (высо­кая степень корреляции), на микробиоту ведомственного источника — цветность (средняя степень корреляции). Кроме того, существенное значение для роста мик­робиоты в коммунальных и ведомственных водоисточниках имеет «азотистая три­ада», что подтверждается найденными корреляционными зависимостями между её показателями и количеством положительных проб. Таким образом, химический метод исследования воды может стать хорошей заменой, в случае отсутствия пи­тательных сред, микробиологическому. Однако, стоит отметить, что микробиоло­гическое состояние ведомственного водопровода лучше, нежели коммунального. Данное обстоятельство, вероятнее всего, связано с микробиологической загряз­ненностью труб, через которые вода в данных видах водоснабжения подаётся.
  2. Количество отбираемых проб из коллекторов г. Гомеля и Гомельского района в период с 2013 по 2016 гг. увеличивалось, однако удельный вес поло­жительных проб оставался практически неизменным, что, вероятно, связано с одним и тем же источником загрязнения. По данным химического исследова­ния сточных вод г. Гомеля и Гомельского района установлено, что в 2013-2016 гг. наблюдалась наибольшая концентрация следующих химических веществ: желе­зо (наибольшая концентрация — в 2014 г., наименьшая — в 2013 г.); биологи­ческое потребление кислорода (наибольшее потребление — в 2013 г., наимень­шее — в 2014 г.); «азотистая триада» (концентрация азота аммонийного и нит­ратов была максимальной в 2013 г., нитритов — в 2015 г. Минимальные кон­центрации приведенных веществ наблюдались: для нитритов — в 2014 г., для нитратов — в 2015 г., для нитритов — в 2013 г.); взвешенные вещества (кон­центрация была максимальна в 2016 г., минимальна — в 2013 г.); ортофосфаты / полифосфаты (концентрация ортофосфатов и полифосфатов достигала макси­мума в 2013 г., минимума — в 2016 г.); сульфаты (наибольшая концентрация сульфатов наблюдалась в 2016 г., наименьшая — в 2013 г.); сухой остаток (наибольшее количество сухого остатка наблюдалось в 2015 г., наименьшее — в 2016 г.); химическое потребление кислорода (наибольшее количество ХПК наблюдалось в 2016 г., наименьшее значение данного показателя — в 2015 г.); хлориды (наибольшей концентрации данный показатель достиг в 2015 г., наименьшей — в 2014 г.). Учитывая вышесказанное, можно сделать вывод, что употребление данной воды в любых целях является небезопасным. Наблюдается низкая обратная корреляционная зависимость между парами показателей: удельный вес положительных проб сточных вод — удельный вес положительных проб водоёмов. Это говорит о том, что чем больше удельный вес положительных проб сточных вод, тем меньше удельный вес положительных проб водоёмов. Данное обстоятельство может быть объяснено несколькими предполагаемыми причинами: наличие бактериофагов к микробиоте, содержащейся в водоёмах; большое количество антибиотиков в сточных водах; содержание в сточных во­дах микроорганизмов, конкурирующих с микроорганизмами в водоёмах; сни­жение в сточных водах количества веществ, благоприятно влияющих на разви­тие микроорганизмов в водоёмах; снижение объёма сточных вод.

Выводы

В период с 2014 по 2016 гг. увеличился приток органических веществ в водоё­мы, находящиеся на изучаемой территории, что в свою очередь повлекло за собой ежегодный рост количества положительных проб воды с высоким содержанием Е. Coli, что говорит о неблагополучии водоёмов г. Гомеля и Гомельского района.

Учитывая вышесказанное, можно сделать вывод, что употребление данной воды в любых целях является небезопасным.

Литература

  1. Санитарно-бактериологический, санитарно-вирусологический и санитарно-паразитологический ана­лиз воды поверхностных водных объектов [Текст]: инструкция по применению / Т. И. Сероокая [и др.]; Респ, центр гигиены, эпидемиологии її общ. здоровья [и др.]. — Минск, 2009. — 51 с.
  2. Химический анализ воды: методики, этапы и цены [Электронный ресурс]. — 2016. — Режим доступа: https://www.kp.ru/guide/khimicheskii-analiz-vody.html. — Дата доступа: 25.12.2017.
  3. ГОСТ 31952-2012 «Устройства водоочистные. Общие требования к эффективности и методы ее опре­деления».
  4. ГОСТ Р ИСО 24510-2009 Деятельность, связанная с услугами питьевого водоснабжения и удаления сточных вод. Руководящие указания по оценке п улучшению услуги, оказываемой потребителям».
  5. ГОСТ Р ИСО 24512-2009 Деятельность, связанная с услугами питьевого водоснабжения п удаления сточных вод. Руководящие указания для менеджмента систем питьевого водоснабжения и оценке услуг пить­евого водоснабжения».
  6. СанПпН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизован­ных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению без­опасности систем горячего водоснабжения».
  7. СанПпН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизован­ных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Санитарные правила и нормы».
  8. СанПпН 2.1.4.1175-02 «Гигиенические требования к качеству воды нецентралпзованного водоснаб­жения. Санитарная охрана источников».

Авторы: В.В. Сотникова, Д.И. Листопад
Источник: Проблемы и перспективы развития современной медицины: сб. науч. ст. XII Респ. науч.-практ. конф. с междунар. участием студентов и молодых ученых, Гомель, 6-7 мая 2021 г.: в 9 т. / Гомел. гос. мед. ун-т ; редкол.: И. О. Стома [и др. ]. – Гомель: ГомГМУ, 2021. – Т. 7. – С. 74-78.