Изучение санитарно-гигиенического состояния различных видов воды, рекомендуемых для бытовых и производственных целей

АННОТАЦИЯ

В работе приводятся данные по определению санитарно-гигиенического состояния, микробного пейзажа и критерии пригодности некоторых образцов воды, взятые из различных источников. Степени загряненности исследуемых образцов воды, определенные в лабораторных условиях, показали различия качественного и количественного составов микроорганизмов, включая и патогенные микрофлору, присутствующих в составе воды. В сравнительном аспекте определены санитарные нормы и степени засоренности водных источников, непосредственно влияющие на их пригодность.

ABSTRACT

The paper provides data on determining the sanitary and hygienic state, microbial landscape and criteria for the suitability of some water samples taken from various sources. The degree of contamination of the studied water samples, determined in laboratory conditions, showed differences in the qualitative and quantitative composition of microorganisms, including pathogenic micro flora, present in the composition of water. In a comparative aspect, the sanitary standards and the degree of contamination of water sources are determined, which directly affect their durability.

Ключевые слова: водные источники, микробный пейзаж, сопутствующая микрофлора, культивирование, бактерии, грибы, санитарные показатели, индексы чистоты, биобезопасность.

Keywords: water sources, microbial landscape, accompanying microflora, cultivation, bacteria, fungi, sanitary indicators, purity indices, biosafety.

Введение

Человечество в настоящее время оказалось в катастрофическом положении из-за бурных темпов роста различных отраслей промышленности, особенно химических, также космических полетов, одностороннего прогресса в сельском хозяйстве и других сферах деятельности человечества. Все это привело к резкому изменению климата, связанному с глобальным потеплением, образованием парникового эффекта, загрязнением водных и почвенных ресурсов и др. [12; 15]. Города и населенные пункты загрязняются также с нефтяными, производственными, бытовыми отходами, выхлопными газами, которые, несомненно, влияют, прежде всего, на водные источники. Перечисленные выше факторы оказывают губительное действие не только на окружающую среду, природу и экологию, но на всю живую природу: жизнь человечества, флоры и фауны в целом. Следовательно, нагрузка на природные водные ресурсы, энергию и другие источники окружающей среды в целом возросла на несколько тысячи раз [19; 9; 2; 4].

Более того, отсутствие сберегательного подхода и ограничений на плановое использование природных ресурсов, особенно водных, все более приводит к негативному и необратимому ухудшению экологии во всем мире.

Научные исследования, проведенные в области микробиологии, биотехнологии, сельского хозяйства, экологии, охраны окружающей среды, показывают, что проблема экологического бедствия в бассейне Аральского моря носит глобальный характер. Учитывая то, что экстремальная экологическая ситуация в Аральском регионе, высыхание Аральского моря, оказывает нега­тивное воздействие на естественную природную среду обитания и условия жизни миллионов жителей не только бассейна Аральского моря, но и других регионов нашей планеты, в совокупности чего возникает необходимость разработки научно обоснованных мер по пути их решения [6; 5; 1].

Многими учеными были проведены исследования по изучению причинно-следственных связей катастрофических ситуаций между состоянием окружающей среды на основе мониторинга показателей загрязняющих факторов, их концентрации в составе воды, почвы и воздуха, непосредственно влияющих на заболеваемость населения Республики Каракалпакстан [21; 10; 11; 20].

Попадание различных органических и неорганических загрязнителей в водоемы, реки, озера и их прохождение в подземные воды, промышленные стоки приводит к непригодности источников и порче воды. Кроме того, отсутствие качественных, универсальных способов очистки и удаления вредных веществ требует разработки способов удаления вредных загрязнителей и патогенных микроорганизмов – возбудителей различных инфекционных заболеваний. Самая главная опасность заключается в том, что в большинстве случаев загрязнение различных видов пресных вод (артезианской, колодезной, речной, иногда и водопроводной) остается невидимыми, хотя исключение составляют синтетические моющие средства, жиры, нефтепродукты и др.

Промышленные стоки воды содержат почти все элементы, используемые в производственной технологии. Также имеется целый ряд природных загрязнителей, находящихся в почве, атмосфере и др. Поэтому в составе пресных водоемов происходят различные реакции, разводятся различные планктоны, простейшие, различные микроорганизмы, включая и возбудителей множества инфекционных заболеваний [5; 10; 3; 14]. Однако объем естественных загрязняющих веществ ничтожен по сравнению с городскими бытовыми отходами человеческой жизнедеятельности, ибо ежегодно в водные бассейны попадают тысячи наименований различных веществ с различными свойствами, зачастую ядовитые. В составе воды могут присутствовать высокие концентрации токсичных тяжелых металлов, к числу которых относятся кадмий, ртуть, свинец, хром, также пестициды, нитраты, фосфаты, нефтепродукты и другие вещества, попадающие иногда и в питьевую воду. Также следует отметить, что ежегодно в реки, моря, океаны попадают более 10 млн тонн нефтяных загрязнителей [22; 16; 8].

Таким образом, сброс и естественное попадание неочищенных сточных вод в естественные водные источники приводят к микробиологическим загрязнениям воды, которые невозможно остановить, ибо любая органика и растворенные частицы отходов пищи, минеральные вещества и др. служат прекрасной пищей для их молниеносного размножения. По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) более 80 % заболеваний среди населения земного шара вызваны количеством и качеством микроорганизмов и антисанитарным состоянием водных источников. Особенно эта проблема встает остро в сельских местностях, где есть проблема обеспечения безопасной питьевой водой около 90 % всех сельских жителей планеты, ежедневно нуждающихся в воде как для питья, так и для быта.

Городские отходы, высокая численность и их ежедневная нужда в объемах не менее 3,5 л/день диктует для решения проблемы установления санитарно-гигиенических, органолептических, качественных показателей и степеней их безопасности в городских водных источниках.

Цель исследования. Исходя из вышеизложенного, целью настоящей работы являются оценка состояния образцов воды (артезианской, водопроводной), микробиологический контроль и анализ безопасности некоторых городских водных объектов.

Методика исследования

Для обоснования степени пригодности водных ресурсов и воды особое место занимает безопасность воды, не допускающая в ней микроорганизмов, посторонних запахов, загрязняющих агентов, включая и патогенную микрофлору. Поэтому для оценки пригодности водных образцов на первом этапе исследований определяли исходный микробный пейзаж и наличие в них вредных веществ, оказывающих негативное влияние при использовании в различных отраслях потребления.

Контроль качества воды источников водоснабжения в местах водозабора проводили с учетом требований O'zDST 951:2011 «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения» [17; 18].

Были определены качественные и количественные показатели микроорганизмов и их патогенности в образцах воды согласно O'zDST 950:2011 «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством», который распространяется на воду питьевую, подаваемую централизованными системами хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также централизованными системами водоснабжения. Проведение контроля соответствия этих показателей осуществляется по установленным требованиям в процессе производства и подачи питьевой воды потребителям в зависимости от определяемых показателей контроля [18].

Были учтены органолептические (цветность, мутность, запах), микробиологические и санитарно-гигиенические показатели (общие колиформные, термотолерантные колиформные бактерии, общее микробное число, сопутствующая микрофлора и их безопасность). Индекс загрязненности воды (ИЗВ) определяли по схеме, предложенной сотрудниками Института водных проблем АН РУз с учетом показателей согласно СанПиН 0200-06 (табл. 1).

 Таблица 1.

Критерии оценки загрязненности воды, применяемые в системе Главгидромета РУз

*Примечание: данные анализы позволяют провести контроль за выполнением санитарно-эпидемиологических (профилактических) мероприятий в процессах водоснабжения производственных предприятий.

Были изучены критерии, загрязняющие водную среду. Анализу подвергались некоторые образцы воды г. Ташкента:

1 – питьевая вода Юнусабадского района, 2 – подземная вода (артезианская) Чиланзарского района, 3 – подземная вода (артезианская) Сергелийского района.

Для определения их пригодности, присутствия опасных и умеренно опасных загрязнений были использованы селективные среды для каждого исследуемого вида микроорганизмов: Сусло-агар, Чапека-агар, Среда Эшби, Сабуро, Кровяной агар, приготовленные по общепринятым в микробиологии и эпидемиологии методам [7]. Посевы производили в разведении со стерильной водой 3–10 раз. Чашки с образцами разместили в термостат при 29 °С, наблюдали за появлением микроорганизмов в течение 3–10 суток выдержки.

Одновременно на жидких средах, соответствующих каждому виду микроорганизмов, проводили посев для подсчета клеток микроорганизмов. Учитывали бактерии на мясопептонном агаре (МПА), споровые бактерии путем посевов суспензии воды на твердую среду, состоящих из равных объемов смеси мясопептонного и Сусло-агар; грибы на среде Чапека и крахмально-аммиачный агар. Количество микроорганизмов пересчитывали на 1 мл воды, и колонии доминирующие отсеивали на косяки с соответствующей средой. Общее число микробных клеток (КОЕ) выражали в 1,0 мл образцов воды (табл. 2) [7].

Результаты исследования

Первичные исследования микроорганизмов в составе исследуемых трех образцов воды показали, что микробный пейзаж на элективных средах Чапека-Докса, Райдера, пептона, Омелянского, эндо-кровяном агаре показал, что сопутствующая микрофлора питьевой и артезианской подземных вод, взятых из трех различных источников, различаются между собой. Образцы с посевами были инкубированы в течение 144–168 часов при 32 °С в специальном термостате.

Изучение микробиологических и гигиенических показателей (общие колиформные бактерии, термотолерантные колиформные бактерии, общее микробное число и др.) показало, что подземные воды Чиланзарского (табл. 3) и Сергелинского районов (табл. 4) были разными.

 Таблица 2.

Показатели безопасности и качества подземной воды Чиланзарского района

В составе воды Чиланзарского района было обнаружено наличие Staphylococcus aureus, Escherichia coli, содержание дрожжей и плесневых грибов, колиформных бактерий, превышающее санитарные нормы, которые могут быть источниками заражения. Индексы загрязнения превышали ПДК, нормируемые по СанПиН в составе данной воды, что говорит о непригодности к употреблению без предварительного обеззараживания.

Таблица 3.

Микробиологическая безопасность водопроводной (питьевой) и подземной воды Сергелинского района г. Ташкента

Было отмечено сопутствие КМАФАМ микроорганизмов в норме в питьевой воде. В составе подземной воды Чиланзарского района была обнаружена патогенная микрофлора, имеющая опасность. Немного больше нормы у подземной воды Сергелинского района. Отмечено присутствие споры плесневых грибов у образцов воды Чиланзарского района, что свидетельствует об утечке микроорганизмов в подземные воды через промывные дождевые потоки, возможно, смывами бытовых сооружений и других производственных участков.

Таблица 4.

Сравнительные индексы загрязненности водных образцов, различающиеся по территориям отбора и районной дифференциации

Исследование санитарно-гигиенических показателей водных объектов и питьевой воды показало, что они имеют разные санитарные показатели.
В частности, подземные воды Сергелинского района оказались умеренно загрязненными, и величина индекса загрязнения составила более 1,0 до 2,0 ИЗВ. Тогда как подземные воды Чиланзарского района относятся к категории «грязные» с индексами засоренности более 2,0 до 4,0 ИЗВ (см. табл. 1).

Следует отметить, что образцы питьевой воды Юнусабадского района соответствовали категории безопасности, определенной согласно параметрам требований, предъявляемым к чистой питьевой воде согласно СанПиН 0200-06 (см. табл. 1).

Таким образом, было установлено, что не все водные источники, особенно в густонаселенных городских пунктах, на примере воды Чиланзарского района, несмотря на принятые меры и бережное отношение, все же оказались загрязненными. Возможно, это связано с промывными водами, подземными стоками, стекающими из сооружений бытовой службы, и их отходами и сбросами, автомобильными выхлопными газами и нефтезаправочными пунктами данной мстности.

Полученные данные показывают, что исследуемые водные объекты должны подвергаться очищению, прежде всего уничтожению обнаруженных болезнетворных патогенных микроорганизмов путем их обработки с безвредными химическими и безопасными биологическими препаратами, возможно, и биосурфактантами. Используя такие процедуры и санитарно-гигиенические меры обеззараживания, можно достичь очищения водных источников до безопасного состояния как для потребления людей, так и для промышленных нужд.

Процедуры очищения изученных водных источников являются предметом дальнейших исследований.

Список литературы:

1. Важнейшие проблемы водопользования и качество питьевой воды в Республике Каракалпакстан / Э.И. Чембарисов., Л.Г. Константинова., А.М. Мадреимов., А.Б. Курбанов // Методическая разработка. – Нукус, 2005. – 38 с.
2. Василенко О.И. Радионуклидное загрязнение окружающей среды и здоровье населения. – Медицина, 2004. – 400 с.
3. Вотяков В.И., Борткевич B.C. О теоретических основах эпидемиологии заболеваний, вызванных неинфекционными факторами // Вест. АМН СССР. – 1990. – № 5. – С. 47–52.
4. Константинова Л.Г., Курбанов А.Б., Атаназаров К.М. Качество питьевой воды, состояние здоровья населения и прогноз заболеваемости населения Республики Каракалпакстан // Междунар. семинар. – Нукус : Фан, 2001. – С. 87–95.
5. Мамбетуллаева С.М., Тлеумуратов Т. Некоторые вопросы изучения взаимосвязи состояния здоровья населения с качеством окружающей среды // Вестник ККО АН РУз. – 2005. – № 3. – С. 10–11.
6. Разаков Р.М., Рахмонов Б.А., Косназаров К.А. Экотоксилогическая оценка источников питьевого водоснабжения в Приаралье // Материалы Международ. науч.-практ. конфер. – Нукус, 2004. – С. 112–113.
7. Хоулт Дж. Определитель бактерий Берджи // Мир. – 1997. – Т. 2. – С. 672.
8. A review of petroleum emulsions and recent progress on water-in-crude oil emulsions stabilized by natural surfactants and solids / A.A. Umar, I.B. Saaid, A.A. Sulaimon, R.B.M. Pilus // J. Pet. Sci. Eng. – 2018. – № 165. – P. 673–690.
9. Ashraf M.A., Maah M.J., Yusoff I. Soil contamination, risk assessment and remediation // Environmental Risk Assessment of Soil Contamination. – Intech Open: London, UK, 2014. – Chapter 1. – P. 1–56.
10. Benduhn F., Renard P. A dynamic model of the Aral Sea water and salt balance // J. Mar. Syst. – 2004. – № 47 (1–4). – P. 35–50.
11. Chernenko I.M. Water-salt balance and the use of the desiccating Aral // Problemy Osvoeniya Pustyn. – 1983. – № 2. – P. 18–24.
12. Corvalan C., Nurminen M. Linkage methods for environment and health analysis. General Guidelines. – WHO, Geneva, Book, January 1996.
13. Gross E. Chemical ecology and ecotoxicology. In Ecotoxicology. – Elsevier: Amsterdam, The Netherlands, 2019. – Vol. 1. – P. 1–31.
14. Helmke M.F., Losco R.L. Soil’s influence on water quality and human health // Brevik E.C., Burgess L.C. ed. Soils and Human Health. CRC Press. – Boca Raton, FL, 2013. – P. 155–176.
15. Lundback B. Epidemiology of rhinitis and asthma // Clin. Exp. Allergy. – 1998. – № 28. – Suppl. 2. – P. 3–10.
16. Mekonnen M.M., Hoekstra A.Y. The green, blue and grey water footprint of farm animals and animal products // Value of Water Research Report. Series № 48. – UNESCO-IHE, Delft, the Netherlands, 2010.
17. O‘z DSt 950:2011 Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством.
18. O'zDST 951:2011 Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения.
19. Potential approaches to improving biodegradation of hydrocarbons for bioremediation of crude oil pollution / Qingren Wang, Shouan Zhang, Yuncong Li, Waldemar Klassen // Journal of Environmental Protection. – 2011. – № 2. – P. 47–55
20. Soil and Human Health: Current Status and Future Needs / Eric C Brevik, Lindsey Slaughter, Bal Ram Singh, Joshua J Steffan [et al.]. – First Published. June 22, 2020.
21. The Navruz experiment: Cooperative monitoring for radionuclides and metals in Central Asia transboundary rivers / D.S. Barber, J.D. Betsill, A.H. Mohagheghi, H.D. Passell [et al.] // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. – 2005. – Vol. 263. – P. 213–218.
22. URL: https://ilsi.eu/publication/considering-water-quality-for-use-in-the-food-industry/.