1

GOSPODARKA ENERGETYCZNA, WODNA I ŚCIEKOWA; CZĘŚĆ MIKROBIOLOGICZNA

Ć

wiczenie 1

W środowisku wodnym znaleźć można prawie wszystkich przedstawicieli grup

drobnoustrojów występujących w przyrodzie, między innymi bakterie, wirusy, drożdże, grzyby
pleśniowe. Obok typowych form wodnych występują rodzaje i gatunki najczęściej żyjące w
glebie, spotykane w powietrzu, przewodzie pokarmowym zwierząt i ludzi. Obok form
autotroficznych występują formy heterotroficzne i pasożytnicze, w tym chorobotwórcze dla
zwierząt i ludzi.

Mikroorganizmy występujące w wodzie można podzielić na dwie zasadnicze grupy.

Mikroflora autochtoniczna (naturalna) to drobnoustroje stale bytujące i rozmnażające się w

ś

rodowisku wodnym. W grupie mikroorganizmów najbardziej typowych dla środowiska

wodnego znajdują ruchliwe bakterie należące do rodzajów: Pseudomonas, Vibrio,

Aeromonas,

Spirillum

oraz

liczne

gatunki

bakterii

autotroficznych,

foto-

i

chemosyntetyzujących, takie jak bakterie nitryfikacyjne, siarkowe i żelazowe. Mikroflora

allochtoniczna (obca) przedostaje się do wody zarówno z powietrza, gleby, jak i ze ściekami

przemysłowymi i komunalnymi. Spotyka się ją najczęściej w wodach powierzchniowych. Są to
głównie organizmy heterotroficzne – saprofityczne i pasożytnicze, wśród których najliczniej
reprezentowaną grupą są Gram-ujemne pałeczki jelitowe Escherichia coli, bakterie z rodzaju

Proteus, Klebsiella i Enterobacter, a także pałeczki Pseudomonas Aeruginosa oraz z rodzaju

Arthrobacter czy Cornybacterium.

Wśród bakterii występujących w środowisku wodnym najbardziej charakterystyczne są

postacie cylindryczne, proste lub skręcone spiralnie, a więc pałeczki (Bacterium), lekko
wygięte urzęsione pałeczki (Pseudomonas), przecinkowce (Vibrio), śrubowce (Spirillum),
krętki (Spirochaeta). Formy ziarniste, takie jak ziarniaki (Coccus), pakietowce (Sarcina), w

wodzie spotykane są rzadziej. Należą one zwykle do mikroflory allochtonicznej, pochodzącej
z lądu, podobnie jak przetrwalnikujące laseczki (Bacillus oraz beztlenowe Clostridium).

Organizmy te występują jednak z reguły w osadach dennych. Woda jest też siedliskiem
bakterii

nitkowatych

(Chlamydobacteriae,

Baggiatoae),

różnokształtnych

bakterii

purpurowych, siarkowych. Rzadziej spotyka się w wodzie promieniowce (Actinomycetales)
oraz bakterie śluzowe (Myxobacteriales).

Większość bakterii wodnych jest formami ruchliwymi, wyposażonymi w rzęski

(najczęściej położone biegunowo) lub formami zdolnymi do poruszania się za pomocą

2

wężykowatych ruchów całego ciała np. krętki. Beggiatoales i bakterie śluzowe poruszają się

pełzając po powierzchni przedmiotów podobnie jak sinice. Dużą grupę stanowią też bakterie
osiadłe, przytwierdzone do podłoża za pomocą specjalnej nóżki lub całą powierzchnią ciała i
niekiedy zdolne do ruchu pełzającego.

Wśród bakterii spotyka się zarówno autotrofy, jak i heterotrofy, przy czym tych

ostatnich jest bez porównania więcej. Bakterie są jednak jedyną grupą organizmów, które
wykształciły, obok zdolności do fotosyntezy, także zdolność do chemosyntezy. Wśród
autotrofów fotosyntetyzujących znajdują się bakterie purpurowe i zielone. Bakterie
chemosyntetyzujące podzielono na grupy, zależnie od typu utlenianego związku mineralnego.
Najpowszechniej występują bakterie nitryfikacyjne. Stosunkowo pospolite są również bakterie
siarkowe, utleniające siarkowodór, siarczki, tiosiarczany, siarkę itp. W przydennych
warstwach wody, gdzie może obecny być gazowy wodór, spotyka się bakterie wodorowe,
utleniające cząsteczkowy wodór. W wodach o podwyższonej zawartości soli żelaza (II) i soli
manganu (II) mogą masowo rozwinąć się bakterie żelazowe.

Liczebność bakterii w wodzie zależy głównie od zawartości materii organicznej. W

wodach czystych występują one w niewielkiej ilości, a wodach zanieczyszczonych spotyka się
nawet kilka milionów komórek w 1 ml wody.

Grzyby w wodach reprezentowane są przez różne grupy, rodzaje i gatunki. Nie można

przeprowadzić wyraźnej granicy między grzybami wodnymi a lądowymi. W środowisku
wodnym występują w postaci wegetatywnej plechy, w postaci zarodników lub form
przetrwanych.

Stosunkowo najliczniej w środowisku wodnym reprezentowane są grzyby pleśniowe

należące do lęgniowców (Oomycetes) oraz sprzężniaków (Zygomycetes) z rodzaju

Mucor czy Rhizopus. Dość często pojawiają się w wodach powierzchniowych grzyby

zaliczane do workowców (Ascomycetes) i to zarówno drożdże, jak i pleśnie (np. z rodzaju

Aspergillus i Penicillium), a także do klasy grzybów niedoskonałych (Deuteromycetes).

Prawie wszystkie grzyby są heterotrofami. Biorą udział w rozkładzie kwasów organicznych i
pektyn (Aspergillus, Penicillium, Fusarium), hemiceloluz (Alternaria, Fusarium, Trichoderma),
błonnika (Chaetonium), lignin (Alternaria, Fusarium). Niektóre amonifikują białka i produkty
ich rozkładu (Aspergillus niger), a także uczestniczą w hydrolizie tłuszczów (Penicillum,

Aspergillus, Mucor, Geotrichum).

3

Grzyby nie występują na ogół w czystych wodach. Rozwijają się za to masowo na dnie

zbiorników zawierających ścieki. Grzyb ściekowy – Leptomitus lacteus (należący do
lęgniowców) w wodach zanieczyszczonych związkami organicznymi tworzy białą lub brudno-
białą masę pokrywającą denne przedmioty, zwłaszcza jesienią. Grzybnia tego grzyba składa
się z jednokomórkowych, rozgałęzionych nici, na których znajduje się szereg dość głębokich
zwężeń, nadających nici wygląd wielokomórkowej.

Drożdże i grzyby drożdżopodobne spotykane w wodach należą głównie do rodzaju

Candida, Cryptoccocus, Pichia, Prototheca, Rhodotorula, Saccharomyces, Torulopsis,

Trichosporon, Hansenula, Cephalosporium. Ich działalność związana jest z rozkładem

węglowodanów. We wszystkich typach wód występują one na ogół w niewielkich ilościach
często rzędu 1-2 komórek (do kilkuset komórek) w 1 ml wody.

Grzyby pasożytnicze są często wprowadzane do naturalnych zbiorników wodnych

wraz ze ściekami bytowo-gospodarczymi. Mogą atakować rośliny (także glony), zwierzęta, a
także stanowią zagrożenie dla człowieka.

ZAGROŻENIA WYNIKAJĄCE Z OBECNOŚCI GRZYBÓW PATOGENNYCH

Grzyby drożdżopodobne

Candida albicans jest to grzyb wywołujący kandydozę (bielnicę). Choroba ta,

powodująca zakażenie błon śluzowych oraz skóry, może przebiegać bezobjawowo.
Obniżenie odporności ustroju lub intensywne leczenie antybiotykami, powoduje nasilenie
rozwoju grzyba i powstanie widocznych gołym okiem zmian w błonie śluzowej jamy ustnej i
gardła, a także zakażenie narządów wewnętrznych prowadzące do poważnych komplikacji.
Szczególnie niebezpieczne jest zakażenie u pacjentów hospitalizowanych oraz noworodków.

Grzyby pleśniowe

Patogenność grzybów pleśniowych jest wielokierunkowa. Mogą one zakażać narządy

wewnętrzne, skórę i paznokcie. Mają zdolność przenikania do tkanek narządów gospodarza
(aspergilloza płuc). Mogą występować wewnątrz oskrzeli lub w jamach pogruźliczych,
powodując tzw. grzybniak płuc. Pewne grzyby działają jako czynnik alergizujący, odgrywając
istotną rolę w patogenezie części przypadków dychawicy oskrzelowej, czy zapalenia skóry.
Dokładna diagnostyka wymaga zróżnicowania grzybów pleśniowych na podstawie m.in.
obserwacji cech morfologicznych w makro- i mikrohodowlach (określenie charakteru grzybni i
narządów owocowania).

4

Grzyby pleśniowe wywołują:

• grzybice głębokie (narządowe, systemowe); dotyczy to grzybów z gatunku Aspergillus

flavus, Aspergillus nidulans, Aspergillus niger, Rhizopus oryzae;

• zmiany skórne; wywołują je grzyby z rodzaju Cladosporium, Cephalosporium.,

Fusarium, Trichoderma, Aspergillus, Pecnicillium;

• zatrucia spowodowane przez toksyny grzybów (mikotoksyny)

Znanych jest kilkaset mykotoksyn. W Polsce największe znaczenie ze względu na
częstotliwość występowania i możliwość spowodowania zatruć maja aflatoksyny,
ochratoksyna A, cytrynina oraz patulina.

Aflatoksyny to wtórne metabolity niektórych pleśni z rodzaju Aspergillus, głównie

Aspergillus flavus i Aspergillus parasiticus. Obecnie znane są aflatoksyny: B

1

, B

2

, G

1

, G

2

, M

1

i

M

2

. Rozpuszczalne w roztworach wodnych, łatwo przenikają przez błony biologiczne tkanek

roślinnych i zwierzęcych (śluzówka, powierzchnia skóry), kumulują się w organizmie
powodując jego zaburzenia oraz choroby wątroby, zatrucia nerek, krwawe wylewy do płuc i
mózgu, a także choroby nowotworowe. Toksyny te odporne są na podwyższoną temperaturę,
natomiast wrażliwe na promieniowanie UV, nadtlenek wodoru i środowisko alkaliczne. Mogą
występować w ziarnach zbóż, orzeszkach ziemnych, nasionach bawełny, migdałach,
suszonych owocach i przyprawach, a także mleku i produktach mlecznych.

Ochratoksyna A jest metabolitem pleśni z rodzaju Aspergillus, zaś cytrynina pleśni z

rodzaju Penicillium. Obie mikotoksyny należą do nefrotoksyn, tj. związków uszkadzających
nerki. Często pojawiają się na ziarnach zbóż (żyta, pszenicy) i w ich przetworach (mąka,
kasza, pieczywo). Rozwijają się w środowisku wilgotnym i z tego powodu nie należy
przechowywać ziaren w pomieszczeniach o zawartości wody większej niż 13%.

Patulina wytwarzana jest przez wiele gatunków pleśni z rodzaju Penicillium,

Aspergillus, czy Byssochlamys. (saprofity występujące na owocach, warzywach, mięsie,

serach, ziarnie zbóż i pieczywie). Pod względem chemicznym patulina jest
dwupierścieniowym laktonem. Jest związkiem bardzo reaktywnym, łączy się z białkami i
kwasami nukleinowymi. Mykotoksyna wykazuje działanie rakotwórcze, powodują zmiany w
wątrobie, nerkach i w korze mózgowej. Paulina dość często wykrywana jest w nadgniłych
owocach, a także w sokach owocowych.