WWW.DISUS.RU

БЕСПЛАТНАЯ НАУЧНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Санитарно-экологическая оценка минеральных источников прибайкалья по микробиологическим показателям

На правах рукописи

Дармаева Бальжима Витальевна

Санитарно-экологическая оценка

минеральных источников Прибайкалья

по микробиологическим показателям

03.00.16 – экология

03.00.07 – микробиология

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Улан-Удэ, 2007

Работа выполнена в Федеральном государственном учреждении здравоохранения «Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Бурятия»

Научный руководитель: кандидат биологических наук Бархутова Дарима Дондоковна
Научный консультант: доктор биологических наук, профессор Намсараев Баир Бадмабазарович
Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Пронина Светлана Васильевна кандидат биологических наук Матюгина Евгения Борисовна
Ведущая организация: Читинская государственная медицинская академия

Защита диссертации состоится «16» мая 2007 г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.022.03 в Бурятском государственном университете по адресу: 670000, г. Улан-Удэ, ул. Смолина, 24а, биолого-географический факультет, конференц-зал

Факс: (3012)211593, e-mail: d21202203@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Бурятского государственного университета

Автореферат разослан « »_____________ 2007 года.

Ученый секретарь

Диссертационного совета

кандидат биологических наук Н.А. Шорноева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Минеральные источники являются местами активной деятельности микроорганизмов, которые участвуют в продукции и деструкции органического вещества, трансформации газов, образовании биологически активных веществ. Огромно их значение в создании лечебного фактора минеральных вод и в процессах самоочищения. Микроорганизмы различных физиологических групп выступают в роли индикаторов состояния окружающей среды.

По количеству и разнообразию минеральных вод Республика Бурятия стоит в одном ряду с крупными курортными зонами России. В последние десять лет активно проводятся микробиологические исследования холодных и горячих источников Байкальского региона. В настоящее время изучено разнообразие микробных сообществ и их функционирование в гидротермах на территории Бурятии в Байкальской рифтовой зоне (Горленко и др., 1988-1992; Намсараев и др., 1994, 1995; Брянская, 2006) и холодных сероводородных водах. Определены скорости продукционных и деструкционных процессов в воде, донных осадках и микробных матах. Показано, что наиболее интенсивно процессы продукции органического вещества протекают в циано-бактериальных матах, а деструкции – в донных осадках гидротерм (Намсараев и др., 2006).

Возрастающее антропогенное воздействие на минеральные источники в связи с их широким использованием местным населением для лечения и отдыха и создающаяся особая зона туристско-рекреационного типа в Байкальском регионе делает актуальной оценку качества воды и донных осадков в минеральных источниках.

Цели и задачи исследования.

Целью данной работы было выявление и учёт индикаторных микроорганизмов для санитарно-экологической оценки холодных и термальных минеральных источников Прибайкалья.

Для достижения поставленной цели были определены и последовательно решались следующие задачи:

  1. Определение численности индикаторных микроорганизмов (сапрофитных бактерий и общих колиформных бактерий) в воде, донных осадках и микробных матах горячих и холодных источников Прибайкалья.
  2. Определение численности колифагов.
  3. Выделение колиформных бактерий и определение их видового состава.
  4. Изучение выживаемости Escherichia coli в воде, донных осадках и микробных матах.
  5. Оценка качества минеральных вод по микробиологическим показателям.
  6. Определение физико-химических условий среды обитания микроорганизмов.

Научная новизна. Впервые проведена санитарно-микробиологическая оценка холодных и горячих источников Прибайкалья с определением общего количества сапрофитных бактерий, общих колиформных и термотолерантных бактерий, колифагов, патогенных энтеробактерий, стафилококков и сульфитредуцирующих клостридий. Выявлены и описаны сезонные особенности микробиологического загрязнения воды в минеральных источниках. Выявлено широкое распространение условно-патогенных бактерий семейства Enterobacteriaceae. Изучена выживаемость индикаторного (санитарно-показательного) микроорганизма Escherichia coli в воде, донных осадках и микробных матах. Установлено отсутствие бактериальных вирусов (колифагов) и патогенных микроорганизмов, что позволяет оценить качество минеральных вод как эпидемически безопасное.

Впервые дана гидрохимическая и микробиологическая характеристика холодных источников (аршанов) Серебряный и Кумыска в местности Верхняя Березовка г. Улан-Удэ.

Практическая ценность. Полученные результаты санитарно-микробиологических и физико-химических анализов могут быть использованы для бальнеологической характеристики минеральных вод Прибайкалья и составления кадастра минеральных источников Бурятии. Полученные результаты могут быть положены в основу информационной базы для принятия решений по реализации природоохранных мероприятий, направленных на снижение уровня загрязнения водных объектов.

Апробация работы. Результаты исследований были представлены и обсуждены на Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения профессора Е. В. Талалаева (Иркутск, 2002), VI Международной научной конференции студентов и молодых учёных «Экология Южной Сибири и сопредельных территорий» (Абакан, 2002), Всероссийской конференции с международным участием «Биоразнообразие экосистем Внутренней Азии» (Улан-Удэ, 2006).

Публикации: по материалам диссертации опубликовано 5 работ.

Структура и объём работы: Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, заключения, выводов и списка литературы. Работа изложена на ___ страницах машинописного текста, включая ___таблиц и ___рисунков. Список литературы содержит ___ отечественных и иностранных наименований.

Содержание работы

1. Объекты и методы исследования

Объектами исследований являлись щелочные гидротермы Баргузинской долины Горячинск, Уро, Сея, Гарга, Алла, Умхей, Сухая, Кучигер и Гусиха и холодные источники (аршаны) в окрестностях г. Улан-Удэ Серебряный и Кумыска (табл. 1).

Таблица 1

Местоположение и физико-химическая характеристика гидротерм Прибайкалья

Источники Местоположение Т оС рН Минерализация
Горячинск Побережье оз. Байкал 45- 52 8,95 0,20-0,56
Гарга Икатский хребет 39,6-72,5 8,2-8,5 0,15-0,30
Сея Долина реки Баргузин 33,4- 50,3 9,7 0,25-0,35
Уро Икатскийхребет 47,6-69,9 8,6-9,1 0,50-0,55
Алла Баргузинский хребет 24,0-76,2 9,7 0,15-0,40
Умхей Долина реки Баргузин 41,7- 47,6 9,0-9,1 0,42-0,60
Кучигер Баргузинский хребет 43,0- 47,2 8,2-9,1 0,60-0,80
Гусиха Река Малая Гусиха 45- 62 8,25 0,93-0,97
Серебряный Верхняя Березовка 2 - 4 7,2 0,23-0,45
Кумыска Верхняя Березовка 2 - 4 7,0 0,40-0,64
Сухая Побережье оз. Байкал 47-48 9,0 0,55

Методы исследования. Для проведения микробиологических и гидрохимических исследований пробы отбирались в термальных источниках - ежеквартально, в холодных – ежемесячно. Определение индикаторных микроорганизмов было проведено по краткой схеме в летних пробах воды источников Уро, Сея, Гарга, Алла, Умхей, Сухая, Кучигер и Гусиха. В рамках полных комплексных схем микробиологические анализы были проведены в гидротерме Горячинск и холодных аршанах Кумыска и Серебряный (табл. 2).

Таблица 2

Схема выявления индикаторных микроорганизмов

Краткая схема (вода) Полная схема (вода) Полная схема (донные осадки и микробные маты)
Сапрофиты Сапрофиты Сапрофиты
Общие колиформные бактерии Общие колиформные бактерии Общие колиформные бактерии
Термотолерантные колиформные бактерии (E.coli) Термотолерантные колиформные бактерии (E.coli) Термотолерантные колиформные бактерии (E.coli)
Колифаги Сульфатредуцирующие клостридии ( Cl. Perfringens)
Патогенные энтеробактерии Патогенная кокковая микрофлора (Staphylococcus aureus)
Ps. аeruginosa

Микробиологические показатели. Сапрофитные бактерии (МАФАН- мезофильные аэробы и факультативные анаэробы) в воде определялись методом посева на мясо-пептонный агар, со сроком инкубации 48-72 ч, при температуре 30оС (МУ№ 96/225-1997).

Сапрофиты в донных осадках и микробных матах определяли согласно Методическим указаниям санитарно-микробиологического анализа лечебных грязей (МУ МЗ СССР №143-9/316-17-1985).

Определение общих колиформных (ОКБ) и термотолерантных колиформных бактерий (ТКБ) в воде проводилось мембранным и титрационным методами при 37оС в течение 24 ч и пересевом в среду Гисса с лактозой (инкубация 24 ч, температура 37оС). Количество ОКБ и ТКБ в воде выражали через коли-индекс. Исследование общих колиформных бактерий в донных осадках и микробных матах проводилось согласно МУ МЗ СССР №143-9/316-17. Количество ОКБ определяли бродильным методом и выражали через коли-титр. В целях идентификации и дифференциации микробных культур изучали биохимические свойства с применением систем индикаторных бумажек (СИБ). Видовое разнообразие энтеробактерий определяли по определителям бактерий Берджи (1997).

Определение титра Clostridium perfringens в донных осадках и микробных матах производили методом посева в среду Вильсон-Блера и инкубации при 45С в течении 16-18 ч с дальнейшей идентификацией в молочной среде (МУ МЗ СССР №143-9/316-17).

Определение колифагов проводили титрационным методом с предварительном их накоплением в среде обогащения на культуре E.coli.

Определение Pseudomonas aeruginosa проводили на плотной селективно-дифференциальной среде Эндо, с предварительным накоплением их в жидкой лактозо-пептонной среде (МУ № 96/225-1997)

Определение патогенных стафилококков проводили методом высева на желточно-солевой и кровяной агары и сахарный бульон с дальнейшей инкубацией при температуре 37°С в течении 48 ч.

Определение патогенных энтеробактериий проводили методом предварительного обогащения на селенитовой и магниевой средах с последующим высевом на висмут-сульфит агар и плотные среды Плоскирева и Левина (МУК 4.2. 1884-04)

Определение цист патогенных кишечных простейших проводили методом фильтрации 50 л воды через мембранный фильтр и с дальнейшей идентификацией согласно МУК 4. 2. 964-00 и Сан Пин 2.1.5.980-00.

Физико-химические показатели. Кислотность среды (рН) определяли потенциометрическим портативным рН-метром рНер (Португалия). Значения общей минерализации получено при помощи портативного тестер-кондуктометра TDS-4 (Cингапур). Температуру воды измеряли сенсорным электротермометром Prima (Португалия) Методы определения гидрохимических показателей представлены в таблице 3.

Таблица 3

Методы исследования гидрохимических показателей

качества минеральной воды

Ингредиент Метод Нормативный документ
рН ионометрический -
Общая минерализация Расчётный -
Гидрокарбонаты титрометрический ГОСТ 23268.3-78
Сульфаты колориметрический ГОСТ 23268.4-78
Хлориды титрометрический ГОСТ 23268.17-78
Нитраты колориметрический ГОСТ 23268.9-78
Нитриты колориметрический ГОСТ 23268.8-78
Фториды колориметрический ГОСТ 23268.18-78
Магний колориметрический ГОСТ 23268.5-78
Окисляемость титрометрический ГОСТ 23268.12-78
Калий расчётный ГОСТ 23268.7-78
Натрий расчётный ГОСТ 23268.6-78
Кальций колориметрический ГОСТ 23268.5-78
Железо титрометрический ГОСТ 23268.11-78
Аммоний колориметрический ГОСТ 23268.10-78

Статистическая обработка материалов проводилась по стандартной программе EXCEL (пакет программ Windous).

2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

2.1. Индикаторные микроорганизмы в воде гидротерм

Баргузинской долины

Санитарно-микробиологические анализы были проведены в летних пробах минеральных вод. Температура воды на выходах гидротерм варьировала от 43 до 76,2°С. Наиболее высокотемпературными были источники Алла (76,2оС), Гарга (72,5оС) и Уро (69,9оС). Вода гидротерм имела щелочную реакцию, значение рН варьировало от 8,2 до 9,7 (табл. 4).

Количество сапрофитных бактерий в горячих источниках варьировало от 72 до 9200 КОЕ/мл. Наименьшая численность выявлена в источнике Сухая и наибольшая - в источнике Кучигер. В водах горячего источника были обнаружены общие колиформные бактерии. В воде гидротермы Сея коли-индекс составил 1100. В ручье источника Сухая коли-индекс достигал значения 1100, Кучигер - 43. Полученные данные показывают, что эти минеральные источники наиболее подвержены антропогенному воздействию.

Таблица 4

Распространение индикаторных микроорганизмов

в минеральных источниках Прибайкалья

Объекты Т,С сапрофиты, КОЕ/мл ОКБ, коли-индекс
Сея-01(озеро) 49,8 7 10 0
Сея-01-2 (ручей) 43 2,25 10 0
Сея-01-3 (ручей) 42 1,75 10 0
Сея-01-4 (ручей) 39 1,8 10 0
Сея-01-5 (ручей) 36,8 1 10 0
Сея-01-6 (ручей) 33,4 1,5 10 1100
Гарга 72,5 7,5 10 - 2,5 10 0
Уро-2-4 (ручей) 49,4 8,5 10 0
Уро-2-8 (ручей) 47,4 5 10 0
Уро (ручей) 69,9 4 10 0
Гусиха 47,5 1,6 10 0
Сухая (начало ручья) 43 1,55 10 1100
Сухая (конец ручья) 41 2,45 10 1100
Сухая (после ванны) 36 7,2 10 0
Умхей июнь(ручей) 45 3,1 10 0
Умхей(ручей) 43 4,6 10 0
Сея 49 1,9 10 0
Алла 76,2 2,4 10 0
Кучигер 01-1 43 6,0 10 0
Кучигер 01-3 41 9,2 10 43

Здесь и далее «0 »- бактерии не обнаружены

2.2. Гидрохимические показатели гидротермы Горячинск

Исследования в термальном источнике Горячинск проводились в июне, августе, октябре 2005 г., феврале и мае 2006 г.

Пробы минеральной воды, илов и матов были отобраны на 9 станциях: при выходе воды на поверхность на территории курортного комплекса и в ручье по их изливу на протяжении 2000 м до места смешения тёплых минеральных вод с холодными пресными водами оз. Байкал (табл. 5). Максимальная температура воды на выходе источника (ст-1а) 52°С была отмечена зимой. Далее, вниз по ручью наблюдалось постепенное понижение температуры до 14-20°С летом и 9°С осенью. Значение рН варьировало от 6,7 до 8,95, минерализация воды изменялась от 201 до 569 мг/дм3. Вода источника Горячинск является сульфатно-карбонатной натриевой. Также наблюдалось изменение количества карбонатных и сульфатных ионов в зависимости от сезона и места отбора проб. Заметно изменялся ионный состав в летний период исследований. На ст. 4 количество карбонатов, сульфатов и хлоридов в июне было выше, чем на других станциях. В отдельных пробах воды определялось количество различных форм N. Концентрация нитрат-ионов достигала значений 6,35 мг/дм3, нитрит-ионы не превышали 0,02 мг/дм3. Количество ионов аммония было равно 0,053-0,22 мг/дм3. Перманганатная окисляемость в воде варьировали от 0,16 до 15,4 мг/дм3.

Таблица 5

Физико-химическая характеристика источника Горячинск

Стан-ция Описание точек отбора Минерализа ция, мг/дм3 Т, °С рH воды Окисляемость, мг/ дм3
Ст.1а Выход у деревянного павильона (0 м) 474,5 51,1 - 52 8,6 - 8,95 0,16 - 1,92
Ст. 2 ручей рядом с беседкой (5 м) - 49 - 51 8,3 - 8,7 -
Ст. 2а фонтан питьевой - 50 - 51 8,3 - 8,5 1,76
Ст. 3а Ручей до скамейки (20 м) - 44 -47,6 8,4 - 8,72 -
Ст. 3б Ручей после скамейки (22 м) 514,8 - 569,8 40 - 47 8,3 - 8,7 0,16 -,24
Ст. 4 Пруд (172 м) 395,9 - 511,27 7 - 22 6,8 – 7,43 1,36 - 3,36
Ст. 5а Ручей до очист. сооруж. (472 м) - 14 - 25 7,0 -
Ст. 5б Ручей после очист. сооруж. (479 м) - 14 - 24 7,0 -
Ст. 6а Ручей (пляж) (1990 м) 396,97 - 398,1 11 - 21 6,92 - 7,0 3,52 - 15,4
Ст. 6б Место впадения в оз. Байкал (2000 м) 201,0 - 286,3 9-20 7,1 - 7,8 1,12 - 7,68

Здесь и далее «- » не определяли

2.3. Сапрофитные бактерии в воде гидротермы Горячинск

Общая численность сапрофитов в воде при температуре инкубации

30°С в период исследований варьировала от 10 до 22000 КОЕ/мл (рис. 1). При этом количество сапрофитных бактерий на выходе (ст.1а) и в питьевом фонтанчике (ст. 2а) было низким в течение всего периода исследования и этот показатель соответствовал санитарным нормам (не превышал 100 КОЕ /мл).

Далее по ручью численность сапрофитных бактерий возрастала и всегда была выше в воде на 2-3 порядка, чем в выходах источника. Динамика численности сапрофитов по сезонам года показала, что их количество возрастает в весенне-летний период. Максимальная их численность 22000 КОЕ/мл была выявлена в мае в ручье на ст. 6а. В этом же месяце численность сапрофитных бактерий на ст. 3б составляла 19000 КОЕ/мл. Высокими были численности сапрофитов в июне и достигали значений 11000 и 12000 КОЕ/мл в ручье на ст. 3а и 5а соответственно. Осенью и зимой численность сапрофитных бактерий в воде не превышала 780 КОЕ/мл.

 Сезонная динамика численности сапрофитов (30°С). Распределение-0Рис. 1. Сезонная динамика численности сапрофитов (30°С).

Распределение сапрофитных бактерий в сезонном разрезе по отдельным станциям можно характеризовать как динамичное (табл. 6). Значительное варьирование численности сапрофитных бактерий относительно среднего свидетельствует о поступлении органических загрязнителей в воды по ручью.

Таблица 6

Изменение численности сапрофитных бактерий в воде по ручью в гидротерме Горячинск

Станция Т, °С КОЕ/мл
Ст. 1 51,1 - 52 10-25 13
Ст. 2 49 - 51 23-1300 361
Ст. 2а 50 - 51 10-10 10
Ст. 3а 44 - 47,6 3700-11000 4800
Ст. 3б 40 - 47 190-19000 12250
Ст. 4 7 - 22 100-750 451
Ст. 5а 14 - 25 780-12000 7680
Ст. 5б 14 - 24 500-6000 3600
Ст. 6а 11 - 21 310-22000 15422
Ст. 6б 9 - 20 230-6900 4675

Здесь и далее в табл. 9 в числителе - минимальная и максимальная численность сапрофитов за период исследования, КОЕ /мл., в знаменателе – их средние значения

Корреляционный анализ выявил прямую зависимость численности сапрофитов в воде с перманганатной окисляемостью (r = 0,69), содержанием нитратов (r =0,99), нитритов (r =0,99) и аммонием (r=0,98).

 Численность сапрофитных бактерий в октябре 2005 г. -1

Рис. 2. Численность сапрофитных бактерий в октябре 2005 г.  Численность сапрофитных бактерий в июне 2005 г. Определение-2

Рис.3. Численность сапрофитных бактерий в июне 2005 г.

Определение количества сапрофитов при разных температурах: 37°С и 20-22 °С позволяет получать дополнительную информацию о санитарном состоянии водоёмов. Численность сапрофитных бактерий в воде при температуре инкубации 20-22°С была выше, чем при температуре инкубации 37°С на всех станциях, кроме ст. 5а.

2.4. Общие колиформные бактерии в воде гидротермы Горячинск

В течение всего периода исследований в воде на ст. 1а в изливе источника и на ст. 2а питьевом фонтанчике ОКБ и ТКБ не обнаружены. В термальных водах коли-индекс колиформных бактерий варьировал от 3 до 1100 при допустимой норме 3 (табл. 7).

Таблица 7

Общие колиформные бактерии в воде источника Горячинск,

коли-индекс (КОЕ/мл)

Станция 06.2005 08.2005 10.2005 02.2006 05.2006
Ст. 1а 0 0 0 0 0
Ст. 2 0 0 3 - 0
Ст. 2а 0 0 0 0 0
Ст. 3а 0 0 - - 1100
Ст. 3б - 0 0 3 240
Ст. 4 93* 0 43* 3 43*
Ст. 5а 0 0 1100 - 1100
Ст. 5б 0 20* 23* - 1100
Ст. 6а 0 0 1100* - 1100*
Ст. 6б 0 0 23* - 0

*- пробы, в которых были обнаружены термотолерантные колиформные бактерии

Наименьшие показатели коли-индекса общих колиформных бактерий были отмечены в зимний период. В весенне-осенний период численность ОКБ была выше и коли-индекс был равен 23-1100. Более высокие численности ОКБ были выявлены в мае – из 10 исследованных станций на 4 (в ручье при температуре воды 47,6-16,3 С) коли-индекс составлял 1100. В летний период только на 2 станциях пробы воды не соответствовали нормативам: на ст. 4 (коли-индекс 90) и ст. 5б (20). В мае из 6 нестандартных по коли-индексу проб, только в 2 обнаружены ТКБ, а в октябре – из 5 в 4. Эти результаты показывают на то, что пробы в октябре были подвержены залповому антропогенному загрязнению.

Из исследованных 37 проб воды не соответствовали нормативным показателям 13 проб воды, что составило 35%. В 8 пробах из 13 обнаружены термотолерантные колиформные бактерии (показатели свежего фекального загрязнения).

Комплексное рассмотрение численности сапрофитов и ОКБ в воде показал, что наибольшее аллохтонное загрязнение в источник Горячинск поступает в весенний период.

2.5. Сапрофитные бактерии в донных осадках и микробных матах гидротермы Горячинск

Общая численность сапрофитов в донных осадках варьировала от 100 до 150000 КОЕ/г и микробных матах их количество было выше - от 7000 до 260000 КОЕ/г. (табл. 8). Количество сапрофитных бактерий в донных осадках в выходе (ст. 1а) было низким в течение всего периода исследования и не превышало 850 КОЕ/г.

Таблица 8

Численность сапрофитов в донных осадках и микробных матах источника Горячинск, КОЕ/г (инкубация при 37°С)

Станции Тип пробы 06.2005 08.2005 10.2005 02.2006 05.2006
Ст. 1а осадки - - 4,5102 4,5102 8,5102
маты - 2,6 105 1,6105 7103 1,1104
Ст. 3а осадки 8103 7103 - - -
маты 1,2104 2,2104 - - -
Ст. 3б осадки - 1,9х104 2,3102 5103 3,5103
маты - - 4103 4103 9,7104
Ст. 4 осадки 8104 4,5104 4,9103 4,5103 3,5103
Ст. 5а осадки 2,5104 3,9104 3,5103 - 1,203
Ст. 5б осадки 1,5105 8,5104 1,1104 - 3,2 103
Ст. 6а осадки 6,8104 7,5104 1103 - 1,2103
Ст. 6б осадки 4103 3,9104 1102 - 1,5102

Динамика численности сапрофитов в донных осадках по сезонам года показала, что их количество возрастает в летний период. Максимальная их численность 150000 КОЕ/г была выявлена в июне на ст. 5б. Высокими их численности были и в августе (до 85000 КОЕ/г на ст. 5б). На остальных станциях количество сапрофитных бактерий было на 1-2 порядка выше, чем в выходах (ст. 1а). Зимой численность сапрофитных бактерий в донных осадках не превышала 5000 КОЕ/г, Следует отметить, что численность сапрофитов в микробных матах была больше на 1-2 порядка, чем в донных осадках и по сезонам сильно не изменялась.

Распределение численности сапрофитных бактерий в сезонном разрезе по отдельным станциям можно также характеризовать, как динамичное (табл. 9). Значительное варьирование численности сапрофитных бактерий относительно среднего свидетельствует о поступлении легкоразлагаемого органического вещества в разных местах по ручью.

Численность сапрофитных бактерий в донных осадках была на 2-3 порядка выше, чем в воде. Это свидетельствует о более интенсивных процессах деструкции органического вещества в донных осадках и микробных матах. Кроме того, постоянно их высокая численность указывает на то, что в микробном мате активно синтезируется автохтонное органическое вещество, которое является субстратом для сапрофитов.

Таблица 9

Изменение численности сапрофитных бактерий в донных осадках и микробных матах гидротерме Горячинск

Станция КОЕ/г
Ст. 1а (донные осадки) 450-850 583
Ст. 1а (микробные маты) 7000-260000 109500
Ст. 3а (донные осадки) 7000-8000 7500
Ст. 3а (микробные маты) 12000-22000 17000
Ст. 3б (донные осадки) 230-19000 6932
Ст. 3б (микробные маты) 4000-97000 35000
Ст.4 (донные осадки) 3500-80000 27580
Ст.5а (донные осадки) 1200-39000 17175
Ст.5б (донные осадки) 3200-150000 62300
Ст. 6а (донные осадки) 1000-75000 36300
Ст. 6б (донные осадки) 10-39000 10790

2.5. Общие колиформные бактерии в донных осадках и

микробных матах гидротермы Горячинск

В течение всего периода исследований в илах на ст. 1а (выходе источника) ОКБ не обнаружены, а на ст. 6б (место впадения в оз. Байкал) ОКБ выявлены единично – в мае и коли-титр (10 г) не превышал допустимые нормы (табл. 10).

Таблица 10

Общие колиформные бактерии в донных осадках и

микробных матах источника Горячинск, коли титр (г)

Станция Тип пробы 06.2005 08.2005 10.2005 02.2006 05.2006
Ст. 1а осадки - 0 0 0 0
маты - 0,0001 0 0 0
Ст. 3а осадки 0 10 - - -
маты 0 10 - - -
Ст. 3б осадки - 0,001* 0 0 0
маты - - 0 0,01 1,0
Ст. 4 осадки 10 0,1* 0 0,01 -
Ст. 5а осадки 0 0,001* 10 - 0,001
Ст. 5б осадки 0,01 0 10 - 0,001
Ст. 6а осадки 0,01 0 0 - 1,0*
Ст. 6б осадки 0 0 0 - 10

*- пробы, в которых были обнаружены термотолерантные колиформные бактерии

Наименьшие показатели коли-титра общих колиформных бактерий были отмечены в осенний период: ОКБ обнаружены на 2 станциях из 9, коли-титр которых не превышал допустимые нормы.

В весенне-летний период количество обнаруженных ОКБ было выше и коли-титр колебался от 0,1 до 0,0001 г. Более высокие численности ОКБ были выявлены в августе – из 8 исследованных станций на 4 коли-титр варьировал от 0,1 до 0,0001 г. В зимний период только на 2 станциях пробы донных осадков и микробных матов не соответствовали нормативам: на ст. 3б и 4 (коли-титр 0,01). В сезонном разрезе по станциям можно сказать, что наиболее часто загрязняются ст. 5а; 5б и 6а, где их коли-титр варьирует от 0,01 до 0,001г.

Таким образом, из 12 проб донных осадков, в которых выявлены общие колиформные бактерии в 4 обнаружены термотолерантные бактерии (табл. 10). Следует отметить, что в микробных матах не были обнаружены термотолерантные колиформные бактерии.

2.6. Гидрохимические показатели холодных аршанов

Серебряный и Кумыска

Впервые проведен гидрохимический анализ холодных аршанов Серебряный и Кумыска. Температура варьировала от 2 до 5 оС. Значения рН были близки к нейтральным (6,8-7,2).

В воде источников наблюдалось преобладание гидрокарбонат-ионов, концентрация которых достигала в источнике Серебряный 268,4 мг/л, Кумыска – 366 мг/л, концентрация сульфатных ионов – 70,3 и 91,02 мг/л соответственно. Содержание хлорид-ионов не превышало 19,9 и 42,6 мг/л соответственно. Максимальное количество фторид-ионов было равно 0,89 мг/л в источнике Кумыска и 0,36 – в Серебряном. Суммарная концентрация ионов натрия и калия составила в источнике Серебряный 79,44 мг/л, а в Кумыска – 83,76. Содержание ионов магния в количестве 141,6 мг/л и кальция - 80,2 мг/л было выявлено в воде Серебряного источника, а в воде Кумыски - 48,6 и 144,3 мг/л соответственно. Типизация воды холодных источников показала, что вода аршана Серебряный является гидрокарбонатный натриевый с минерализацией от 230 до 450 мг/дм3, а вода аршана Кумыска гидрокарбонатной натриево-кальциевой от 400 до 640 мг/дм3 в зависимости от сезона отбора проб.

2.7. Сапрофитные бактерии в воде холодных аршанов

Серебряный и Кумыска

Общее количество сапрофитов в воде холодного аршана Кумыска варьировало от 10 до 165 КОЕ/мл, в Серебряном - от 10 до 150 КОЕ/мл (рис. 4,5,6). Количество сапрофитных бактерий в воде холодного аршана не превышали допустимые нормы в Кумыске в 2004 г. и в Серебряном в 2006 г.

Рис.4. Численность сапрофитных бактерий в холодных источниках, 2004 г.

 Численность сапрофитных бактерий в холодных источниках, 2005 г. -3

Рис. 5. Численность сапрофитных бактерий в холодных источниках, 2005 г.

 Численность сапрофитных бактерий в холодных источниках, 2006 г. -4

Рис.66. Численность сапрофитных бактерий в холодных источниках, 2006 г.

Повышение их численности в Кумыске отмечено в мае и августе 2005 г., в мае 2006 г. и их количество было равно 115, 130, 165 КОЕ/мл соответственно. В Серебряном источнике нестандартными по этому показателю были 3 пробы, отобранные в июне 2004 г. (110 КОЕ/мл) и в августе 2005 г: (озерко-120, ручей-150).

Таким образом, увеличение численности сапрофитных бактерий в холодных источниках наблюдалось в весенне-летний сезон. По-видимому, это связано с поступлением органического вещества с талыми водами весной и с почвенными смывами во время летних дождей.

2.8. Общие колиформные бактерии в воде холодных аршанов Серебряный и Кумыска

В период исследования в водах холодного источника Кумыска коли-индекс варьировал от 13 до 150. Коли-индекс в мае и июне 2005 г. составлял 150 и 120 соответственно. В остальное время их значение варьировало от 13 до 43. В Серебряном источнике коли-индекс изменялся от 23 до 120, достигая максимальных значений в мае 2005 г. В остальные месяцы коли-индекс варьировал от 23 до 93. Следует отметить, что термотолерантые бактерии Е.coli - индикаторы свежего фекального загрязнения, не были выявлены в воде Серебряного источника, в то время как в воде источника Кумыска они выявлялись ежегодно: в марте 2004 г. коли-индекс достигал 13, в мае 2005 и 2006 гг.- 120 и 43 соответственно. Вероятно, это связано с тем, что источник расположен в населенной местности и подвергается антропогенному загрязнению.

Таким образом, проведение санитарно-микробиологического исследования источников Верхней Берёзовки Серебряный и Кумыска в период 2004-2006 гг. показали: вода источника Кумыска, находящегося на территории населенного пункта, не соответствует допустимым нормам по микробиологическим показателям (зима, весна и лето). Здесь же выявлены свежие фекальные загрязнения. Вода Серебряного источника, который находится в лесу и меньше подвергается антропогенной нагрузке, является более чистой по микробиологических параметрам. Отклонение от нормы наблюдалось лишь в мае 2004 г. и мае, августе 2005 г. В холодных аршанах из исследованных 68 проб 12 превышали нормируемые показатели, что составило 7%, из них в 4 пробах обнаружены термотолерантные колиформные бактерии.

2.9. Условно-патогенные бактерии семейства Enterobacteriaceae

Из термальных и холодных источников Прибайкалья были выделены и идентифицированы условно-патогенные бактерии семейства Enterobacteriaceae, которые относились к родам Enterobacter, Klebsiella, Escherichia и Citrobacter (рис.7).

Среди выделенных культур из проб воды, донных осадков и микробных матов бактерии рода Escherichia составили 43%, Enterobacter - 43%, Klebsiella - 9%, Citrobacter - 5%.

 Выделенные культуры в холодных и горячих источниках, в % Следует-5

Рис.7. Выделенные культуры в холодных и горячих источниках, в %

Следует отметить, что в воде, донных осадках и микробных матах термальных источников не встречались бактерии рода Citrobaсter, а в воде холодных аршанов - бактерии рода Klebsiella. В микробных матах гидротермы Горячинск не были обнаружены бактерии рода Escherichia. Был определен видовой состав выделенных энтеробактерий (табл. 12).

Таблица 12

Энтеробактерии в термальных и холодных источниках Прибайкалья

Источники E. aerоgenes K. oxytoka. E. coli E. agglomerans. E. cloacae E. amnigenus биогрупа 2 С. freundi
Кумыска (колодец) - - + - + - +
Кумыска (ручей) - - - - - - +
Серебряный (озерко) - - - + - - -
Серебряный (ручей) - - - - - - -
Горячинск (вода) + + + + + + -
Горячинск (донные осадки) + _ + + - - -
Горячинск (микробные маты) + + _ _ _ - -

2.10. Другие индикаторные микроорганизмы в минеральных источниках Горячинск, Серебряный и Кумыска

Pseudomonas aeruginosa. В последние годы возрастает значение Pseudomonas aeruginosa в патологии человека. Обнаружение Ps. аeruginosa в объектах окружающей среды сигнализирует одновременно об эпидемическом (как патоген) и санитарном (как индикатор биологического загрязнения) неблагополучии. В исследованных пробах воды горячих и холодных источников не были обнаружены Pseudomonas аeruginosa.

Clostridium perfringens. В донных осадках и микробных матах гидротермы Горячинск обнаружены бактерии Clostridium perfringens, титр которых варьировал от 0,1 до 0,0001 г (табл. 11). В зимний период на всех обследованных станциях титр Clostridium perfringens был равен 0-0,1 г, что не превышал допустимые нормы. В другие сезоны отмечено увеличение количества сульфитредуцирующих клостридий (титр составлял 0,1-0,0001 г). Наиболее загрязненными были пробы осадков (ст.5а, 5б и 6а) в июне, августе и октябре 2005 г. На этих станциях также были выявлены колиформные бактерии в июне и мае, что подтверждает их фекальное загрязнение. Одновременное обнаружение ОКБ и Clostridium perfringens в донных осадках подтверждает их фекальное загрязнение. На станциях, где были выявлены только клостридии, то это свидетельствует о загрязнении более отдаленного характера.

Таблица 11

Количество Clostridium perfringens в донных осадках и микробных матах источника Горячинск, коли-титр (г)

Стан ции Тип пробы 06.2005 08.2005 10.2005 02.2006 05.2006
Ст. 1а осадки - - - 0 0,1
маты - 0 0,01 0 0,1
Ст. 3а осадки 0 0,1 - - -
маты 0 0,1 - - -
Ст. 3б осадки - 0,1 0,1 0,1 0,01
маты - - 0,1 0 0,1
Ст. 4 осадки 0,1 0,01 0,1 0,1 0,1
Ст. 5а осадки 0,0001 0,001 0,001 - 0,01
Ст. 5б осадки 0,001 0,0001 0,0001 - 0,01
Ст. 6а осадки 0,001 0,0001 0,01 - 0,1
Ст. 6б осадки 0,1 0 - - 0,1

Колифаги. На наличие колифагов были исследованы пробы воды гидротермы Горячинк (весной, летом, осенью и зимой) и холодных источников Серебряный и Кумыска (ежемесячно). Все пробы были отрицательными.

Патогенные энтеробактерии. Контроль минеральных вод на присутствие в них патогенных энтеробактерий осуществляют по обнаружению бактерий рода Salmonella, как наиболее устойчивых из патогенных представителей этого семейства, и учитывают их отсутствие в 1000 мл воды. В исследованных пробах воды источников патогенные энтеробактерии не были обнаружены.

Патогенная кокковая микрофлора. Стафилококки определяли в донных осадках и микробных матах как показатель загрязнения микрофлорой верхних дыхательных путей и кожных покровов человека. В донных осадках и микробных матах не были обнаружены Staphylococcus aureus.

Цисты патогенных кишечных простейших. В исследованных пробах воды гидротермы Горячинска и холодных источников Серебряный и Кумыска не обнаружены цисты патогенных кишечных простейших (цисты лямблий, амёбы дизентерийной и цисты балантидия кишечного).

2.11. Выживаемость E. сoli в пробах минеральной воды

гидротермы Горячинск

Вода не является благоприятной средой для размножения патогенных микроорганизмов, но они способны сохраняться и выживать в этой среде определённое время. На продолжительность их выживания влияют биологические свойства, доза обсеменения, степень загрязненности воды, наличие бактериофагов, химический состав воды, рН, солнечная радиация, температура.

В модельных экспериментах в лабораторных условиях была изучена выживаемость музейной культуры E. сoli в воде, донных осадках и микробных матах в зависимости от дозы искусственного заражения и температуры инкубации. Оказалось, что при концентрации бактерий E.сoli 1107 КОЕ/мл их выживаемость не зависела от типа пробы. E. сoli сохраняли жизнеспособность при температуре 20-22 °С в течение 91-93 суток, при 30°С - 97-98 суток и при 5°С - 121- 127 суток (табл. 13).

Таблица 13

Выживаемость E. сoli в пробах минеральной воды, сутки

Температура инкубации Вода с донными осадками Вода с микробными матами вода
1* 2* 1 2 1 2
5 58±4 121±4 58±4 123±7 62±4 127±4
20-22 21±3 91±4 19±2 93±2 28±3 92±3
30 57±4 98±4 54±3 98±4 20±3 97±6
37 21±8 - 19±5 - 28±2 -
45 17±3 - 18±1 - 19±4 -

* Концентрация Е. сoli в пробах: 1- 2,5105 КОЕ/мл; 2 - 2,5 107 КОЕ/ мл

При понижении содержания бактерий до 2,5105 КОЕ/мл сроки выживаемости снижались. Так, при температурах инкубации 20-22, 37 и 45 °С E. сoli погибали в течение 17-28 суток как в воде, так и в пробах воды с осадками и микробными матами. А при температуре 5°С они оставались жизнеспособными в течение 58-62 суток. При инкубировании зараженных проб при температуре 30°С клетки E. сoli погибали в воде раньше (20 суток), чем в пробах с осадками и матами (54-57).

Таким образом, выживаемость E. сoli в пробах минеральной воды зависит от концентрации инокулята, температуры инкубации и типа пробы.

Выводы

  1. Сравнительное санитарно-микробиологическое изучение холодных и горячих источников Прибайкалья показало, что численность сапрофитов зависит от температуры воды, сезонов года и антропогенной нагрузки. Численность сапрофитных бактерий в воде источников увеличивалась в весенне-летний период, в донных осадках - в летний.
  2. Минеральные источники подвержены антропогенному воздействию, о чем свидетельствует выявление колиформных бактерий в воде источников, донных осадках и микробных матах гидротерм.
  3. В исследуемых источниках распространены условно-патогенные бактерии, относящиеся к родам Enterobacter, Klebsiella, Escherichia и Citrobacter. В горячих источниках не обнаружены бактерии рода Citrobacter, а в холодных аршанах - Klebsiella. В воде источников не выявлены патогенные энтеробактерии, Pseudomonas аeruginosa и колифаги. В донных осадках источника Горячинск обнаружены бактерии Clostridium perfringens, которые являются показателем антропогенного загрязнения.
  4. Общие колиформные бактерии в пробах минеральной воды с донными осадками и микробными матами сохраняли жезнеспособность при температуре 30°С дольше, чем в минеральной воде. Выживаемость при температурах 5, 22, 37, 45°С не зависела от типа пробы.
  5. Минеральная вода горячих источников при выходе на поверхность соответствует санитарно-микробиологическим нормам по содержанию сапрофитов и общих колиформных бактерии в отличие от холодных источников.

Список работ,опубликованных по материалам диссертации:

1. Дармаева Б. В. Микроорганизмы - индикаторы в минеральных источниках Байкальского региона / Б.В. Дармаева, Б. Б Намсараев // Матер-лы российской научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения профессора Е.В. Талалаева. - Иркутск: изд-во ИГУ, 2002. –С.139.

2. Дармаева Б. В. Медико-биологическая характеристика гидротерм Бурятии /Б. В Дармаева, Д. Д, Бархутова // Материалы VI Международной научной школы- конференции студентов и молодых учёных «Экология Южной Сибири и сопредельных территорий» (27- 29 ноября 2002 г.). – Абакан, 2002. - С. 41.

3. Дармаева Б. В. Санитарно-микробиологическая характеристика гидротермы Горячинск /Б. В Дармаева, Д. Д. Бархутова // Тезисы Всероссийской конференции с международным участием «Биоразнообразие экосистем Внутренней Азии». - Улан-Удэ, 2006. – С.38.

4. Дармаева Б. В. Санитарно-микробиологическая характеристика источников Кумыска и Серебряный / Б. В Дармаева, Д. Д, Бархутова //Вестник БГУ. Серия 2. Биология. – Вып. 7. –Улан–Удэ, 2005. – С. 160-164.

5. Дармаева Б. В. Оценка качества минеральной воды и донных осадков гидротермы Горячинск по микробиологическим показателям /Дармаева Б.В., Бархутова Д. Д. // Вестник БГУ. Серия 2. Биология. – Вып. 8. –Улан–Удэ, 2006.- С. 47-51.

Подписано в печать13.04.2007 г. Формат 60841/16.

Тираж 100 экз. Усл. печ. л. Заказ №

Издательство Бурятского государственного университета

670000 г.Улан-Удэ, ул.Смолина, 24 а.



 



<
 
2013 www.disus.ru - «Бесплатная научная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.