Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,653

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПАТОГЕННО – ГЕЛЬМИНТОЛОГИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ БЫТОВЫХ ВОД

Саспугаева Г.Е. 1 Хасанова К.Р. 1
1 Казахский агротехнический университет им. С. Сейфуллина»
Передача патогенных организмов водным путём приобретает особую значимость, вследствие всевозрастающей роли водоёмов в жизни людей. Увеличение микробиологического загрязнения водоёмов связано с поступлением большого количества сточных вод, возрастанием водопользования. Главная проблема заключается в малоэффективной системе очистки сточных вод от патогенных организмов, которая составляет всего 85 % с учётом большой скорости их размножения. Основным источником биологического загрязнения являются бытовые сточные воды, стоки больниц, бань, прачечных, некоторых видов пищевой промышленности. В сточных водах могут находиться бактерии, вирусы, бактериофаги, яйца гельминтов, дрожжи, плесневые грибы, микроскопические водоросли, простейшие. Наиболее часто через воду передаются кишечные инфекции, что связанно с концентрацией их возбудителей в кишечнике человека, массовым выведением их в водную среду и относительной устойчивостью в воде. Особенно высокую устойчивость в сточной воде и осадке имеют вирусы.
патогенные организмы
сточные воды
микробиологическое загрязнение
биологическое загрязнение
1. Донецкая Э.Г. Микробиология, 2011. – С. 147–183.
2. Прозоркина Н.В., Рубашкина Л.А. Основы микробиологии, вирусологии и иммунологии: Учебное пособие для средних специальных медицинских учебных заведений. – Ростов на Дону: Феникс, 2002. – C. 416.
3. Майер В.К. Невидимый мир вирусов. – Издание: Мир, 1981. – С. 27–46.
4. Мочалов И.П., Родзиллер И.Д., Жук Е.Д. Очистка и обеззараживание сточных вод малых населенных мест. Ленинградское отделение, – 2005. – С. 160–168.

По данным ВОЗ до 80 % заболеваний передаётся через водные объекты и с ростом антропогенной нагрузки на окружающую среду актуальность возведения барьера на пути их распространения возрастает. Загрязнения поступающие в водоём из внешних источников вызывают первичное загрязнение водоёмов. В то же время поступающие в водоём соединения подвергаются трансформации, видоизменяются, что сопровождается изменением их свойств и степени влияния на организмы водоёма. Микроорганизмы используемые в активном иле способны попадать в донные отложения, сохраняясь в них определённое время и при перемешивании воды могут снова вымываться из иловых отложений.

Повышение концентрации азота и фосфора в воде водоёма способно вызывать сильное развитие высших водных растений, что способствует зарастанию и засорению водохранилищ, каналов и других водоёмов. Для массового развития планктона, водорослей, вызывающих цветение, достаточно повышение концентрации фосфора в воде до нескольких миллиграммов в литре. Изменение качества сточных вод во время цветения и нарушение кислородного режима при массовом отмирании фитопланктона и водной растительности способствуют ухудшению санитарного режима сточных вод. В результате этих процессов происходит увеличение органического вещества в донных отложениях и питательных веществ в толще воды, т.е происходит эвтрофикация водоёма, что является благоприятной средой для развития и размножения патогенных организмов в сточных водах.

Цель работы – разработка мероприятий по улучшению качества очистки сточных вод г. Астаны от патогенно – гельминтологического загрязнения.

Выбраны объект и методы исследования с учетом роста числа патогенных организмов в результате использования бытовых вод. Произведена экологическая оценка загрязнения бытовых вод патогенно – гельминтологическими организмами.

К бытовым сточным водам традиционно относят обширную группу сточных вод, образуемых объектами бытового назначения, в том числе: индивидуальными жилыми домами, гостиницами, предприятиями общественного питания, домами и базами отдыха, прачечными, банями и другими объектами, связанными с жизнедеятельностью человека.

Главными источниками биологических загрязнений являются выделения из организма человека, домашних животных, смывы с тела, одежды и других бытовых предметов, а также ливневые воды особенно, с площадок для выгула домашних животных. В сточные воды они поступают в количествах составляющих триллионы организмов ежесуточно. Немало микроорганизмов попадает в сточные воды либо с отбросами пищевых продуктов, либо с туалетными стоками. Преобладающими классами микроорганизмов являются бактерии и вирусы [1].

Наиболее распространенные виды патогенных бактерий и вирусов, а также их основные характеристики приведены в табл. 2.

Фекалии – органические вещества- продукты жизнедеятельности организма. В своей основе они содержат клетчатку, а также не переработанные белки, волокна растительной и животной пищи и другие отходы обмена веществ. Химический состав фекалий по основным компонентам приведен в табл. 3 [2].

Таблица 1

Классификация загрязнённости водных объектов по гидробиологическим и микробиологическим показателям

Уровень

загрязненности

Гидробиологические показатели

По фитопланктону, зоопланктону, перифитону (индекс сапробности)

по зообентосу

отношение общей численности олигохет к общей численности донных организмов, %

биотический индекс

по Вудивусу, в балльной системе

Очень чистые

< 1,0

1–20

10

Чистые

1,0–1,5

21–35

7–9

Умеренно загрязненные

1,5–2,5

36–50

5–6

Загрязненные

2,5–3,5

51–65

4

Грязные

3,5–4,0

66–85

2–3

Очень грязные

> 4

86–100 или отсутствие микробентоса

0–1

Уровень

загрязненности

Микробиологические показатели

Общее количество бактерий,

млн.кл/см3

Количество сапрофитных бактерий, тыс.кл/см3

Отношение общего количества бактерий к количеству сапрофитных бактерий

Очень чистые

< 0,5

< 0,5

103

Чистые

0,5

0,5–5,0

< 103

Умеренно загрязненные

1,1–3,0

5,1–10,0

102–103

Загрязненные

3,1–5,0

10,1–50,0

< 100

Грязные

5,1–10,0

50,1–100,0

< 100

Очень грязные

> 10,0

> 100,0

< 100

Таблица 2

Характеристика основных патогенных бактерий населяющих бытовые воды и отходы продуктов питания

Бактерии Семейство/род

Описание

Профилактические меры

Enterobacteriaceae (энтеробактерии) – палочки размером 1–3×0,5–0,6 мкм, не образуют споры и капсулы. На уровне рода отличаются ферментативной активностью и подвижностью.

Salmonella Сальмонеллы

Грамположительные палочки длиной 2–3 мкм и шириной до 0,6 мкм. Топт. = 37 °С*. Размножаются при 5–45 °С. Вызывают брюшной тиф, гастроэнтерит

Гибнут при 75 °С через 5 мин и мгновенно при кипячении.

Eschericha coli Эшерихии

Имеются патогенные штаммы кишечной палочки с размерами 1,1–1,5×2,0–6,0 мкм. Существуют подвижные и лишенные жгутиков организмы. Топт. = 37 °С. Вызывают заболевания желудка.

Приспособились к существованию в организме человека. Погибают при кипячении.

Shigella Шигеллы

Возбудители дизентерии.

Переносят замораживание до месяца. В сточных водах живут до недели.

Proteus Протеи – полиморфные, нитевидные палочки с размерами 0,3–3 мкм у молодых и до 20 мкм у старых клеток.

(Pr. mirasilis,

Pr. vulgaris)**P. mirabilis, P. rettgeriи P. morganii.

Топт. = 25–37 °С. Вырабатывают эндотоксин.

Выдерживают нагревание до 65 °С при рН 3,5–12.

Примечание. * Топт – оптимальная температура существования, **в скобках приведены наиболее распространенные патогенные подвиды.

Таблица 3

Химический состав фекалий в расчете на человека в сутки

Показатель

Мин

Макс.

Среднее

Объем, л

0,4

1.7

1,25

Масса, г

400

1700

1250

Твердые вещества, г

80

130

109

С органический, г

19

45

30

БПК5, г

12

40

30

ХПК, г

32

86

57

Общий азот, г

5,9

18

РОБЩ, г

0,6

4,2

1,9

Калий, г

1,5

6,1

2,8

Кальций, г

3,0

4,5

3,7

Магний, mM

0,12

0,18

0,15

C:N

5

11,3

8,2

Таблица 4

Валовые составы мочи и стока компостирующего туалета

Показатель

Моча (по данным)

Сток компостирующего туалета

свежая 123]

[124]

Porto

Porto

 

БПК5, г/л

6,25 (1,5–11,33)

ХПК, г/л

12,58 (4,5–25)

0,646–0,731

 

Взвесь, г/л

   

0,055–0,214

 

Растворенные твердые вещества, г/л

40 (36–47)*

     

NОБЩ, г/л

7,2–8,5

11,4 (9,1–21)

8,67 (3–13,33)

0,035–0,113

 

NH4, мг/л

 

0,6 (0,2–1,1)

     

СОБЩ, г/л

   

5,5 (1,5–10,0)

0,128–0,151

 

РОБЩ, г/л

0,94–0,98

0,92 (0,42–2,1)

0,084–0,086

 

Мочевина, mM N

687(467–1149)

     

Калий, mM

70 (40–100)

     

Кальций, mM

5.9 (<–10)

     

Магний, mM

5,4 (2,5–8,3)

     

Общий азот, mM N

819 (650–1500)

     

Фосфаты, mM

20

     

Коли формы на 100 мл

-

2600–35000

 

Примечание. * В скобках приведены минимальное и максимальное значения.

 

Из всех продуктов жизнедеятельности человека фекалии являются наиболее токсичными веществами. Встречающиеся в фекалиях патогенные организмы, можно разделить на четыре группы, в том числе: вирусы, бактерии, простейшие и черви (гельминты).

Моча – биологическая жидкость, которую вырабатывают почки. С мочой удаляются ненужные организму человека конечные продукты обмена и инородные вещества. Плотность мочи здорового человека оставляет 1,002–1,024. Валовой состав мочи определяют: вода (до 98 %), неорганические и органические вещества, а также соединения биологического происхождения. Всего известно более 150 компонентов Валовые составы мочи и стока из компостирующего туалета показаны в табл. 4.

Из таблицы видно, что до 80 % общего азота в моче содержится в составе мочевины [CO(NH2)2]. Органические вещества представлены главным образом азотистыми соединениями – продуктами разложения белков. В свежей моче здорового человека может содержаться несколько видов бактерий в общем количестве до 1000 организмов на см3.

Если человек болен, то численность бактерий, вызвавших болезнь, превышает 100 000 организмов на см3. Часто в моче инфицированных людей могут находиться бактерии: Salmonella typhi, Salmonella paratyphi, Leptospira, Yersinia и даже черви Schistosoma haematobium [3].

Анализ литературных данных показал, что бытовые воды являются основным источником биологического загрязнения и распространения гельминтозов, инфекционных и бактериальных болезней. Проанализирован состав бытовых вод в том числе химический состав фекалий и мочи в расчёте на 1 жителя в сутки.

Рассмотрено влияние патогенных организмов на гидросферу, биоту и здоровье человека. Бытовые воды, способны ухудшать качество сточных вод, также они являются источником вторичного загрязнения, которые способны нарушать нормальное функционирование растений и живых организмов.

На очистных сооружениях существующие методы очистки сточных вод не позволяют достичь нужной степени эффективности удаления патогенных организмов до 100 %. Значительная доля организмов, не удаляются в полной мере очистными установками. В связи с этим существует необходимость внедрения УФ систем обеззараживания сточных вод [4].

Выводы

1. Проведен анализ патогенно – гельминтологического загрязнения бытовых вод.

Бытовые воды, сопровождаются выделением в окружающую среду патогенных организмов, среди которых известны: бактерии, вирусы, бактериофаги, яйца гельминтов, дрожжи, плесневые грибы, микроскопические водоросли, простейшие. Наиболее часто заболевания передаются через воду, что связанно с повышенной концентрацией возбудителей и их массовым выведением в водную среду и относительной устойчивостью в воде.

Выявлено, что на отечественных очистных сооружениях существует проблема в малоэффективной системе очистки сточных вод от патогенных организмов, которая составляет всего 85 %, без учёта способности бактерий, вирусов и гельминтов к высокому процессу размножения и относительной устойчивостью к водной среде.

2. Для повышения степени очистки сточных вод от патогенно – гельминтологического загрязнения необходимо внедрить УФ систему обеззараживания сточных вод, которая позволить достичь значительных результатов, а именно:

● УФ облучение летально для большинства водный бактерий, вирусов, спор. Оно уничтожает возбудителей, таких инфекционных болезней, как тиф, холера, дизентерия, вирусный гепатит, полиомиелит и др. Применение ультрафиолета позволяет добиться более эффективного обеззараживания, чем хлорирование, особенно в отношении вирусов;

● обеззараживание ультрафиолетом происходит за счет фотохимических реакций внутри микроорганизмов, поэтому на его эффективность изменение характеристик воды оказывает намного меньшее влияние, чем при обеззараживании химическими реагентами. В частности, на воздействие ультрафиолетового излучения на микроорганизмы не влияют рН и температура воды;

● в обработанной ультрафиолетовым излучением воде не обнаруживаются токсичные и мутагенные соединения, оказывающие негативное влияние на биоценоз водоемов;

● в отличие от окислительных технологий в случае передозировки отсутствуют отрицательные эффекты. Это позволяет значительно упростить контроль за процессом обеззараживания и не проводить анализы на определние содержания в воде остаточной концентрации дезинфектанта;

● время обеззараживания при УФ облучении составляет 1–10 секунд в проточном режиме;

● для обеззараживания ультрафиолетовым излучением характерны низкие эксплуатационные расходы.


Библиографическая ссылка

Саспугаева Г.Е., Хасанова К.Р. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПАТОГЕННО – ГЕЛЬМИНТОЛОГИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ БЫТОВЫХ ВОД // Успехи современного естествознания. – 2015. – № 1-4. – С. 635-638;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=34868 (дата обращения: 26.05.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252