drobnoustroje w sieci wodociągowej:
-bakterie (grupy Coli, pseudomonas,)
-wirusy
-pierwotniaki
-grzyby
Uzdatnianie wody: jest to proces przez który musi przejść woda zanieczyszczona aby stała się bezpieczna do picia przez człowieka czy innego zastosowania.. Uzdatnianie jest to proces wielostopniowy.
Sposoby oczyszczania ścieków:
a) mechaniczne – cedzenie, rozdrabnianie, sedymentacja, flotacja.
b) fizyczno – chemiczne – wykorzystanie procesów fizykochemicznych i chemicznych.
c) biologiczne – może się ono odbywać w warunkach naturalnych przez odprowadzenie ścieków bezpośrednio do jezior czy rzek. Można też odprowadzić ścieki do środowisk półnaturalnych ( techniczne przystosowanie środowiska naturalnego do przyjmowania ścieków) oraz sztucznych (wykorzystywanie urządzeń technicznych, w których stwarza się odpowiednie warunki rozwoju dla ograniczonego zespołu organizmów – złoża biologiczne).
Oczyszczanie zachodzi w warunkach tlenowych, rzadziej beztlenowych. Złoże biologiczne, to zbiornik z wypełnieniem ziarnistym
Biologiczne oczyszczanie ścieków- opiera się na naturalnych procesach samooczyszczania, które zachodzą w każdym zbiorniku wodnym oraz w glebie, głównie dzięki aktywności drobnoustrojów. Dzielimy na sztuczne ( wykorzystuje się specjalne urządzenia intensyfikujące naturalne procesy) oraz naturalne (metody oparte wyłącznie na procesach samooczyszczania). Część naturalnych sposobów oczyszczania ścieków ma charakter pośredni ze względu na pewien stopień ingerencji człowieka w proces.
-Do naturalnych metod oczyszczania należą m. in.: nawadnianie szerokoprzestrzenne pól, filtry gruntowe, stawy ściekowe i oczyszczalnie hydrobotaniczne (np. trzcinowe).
-Do sztucznych metod oczyszczania należą: złoża biologiczne i osad czynny. Sztuczne metody biologicznego oczyszczania ścieków, podobnie jak naturalne, wykorzystują procesy samooczyszczania zachodzące w naturze, jednak ze zwielokrotnioną intensywnością.
Złoża biologiczne można podzielić w zależności od rodzaju i umiejscowienia wypełnienia złóż biologicznych.
-złoża z wypełnieniem ruchomym(złoża tarczowe, złoża fluidalne)
-złoża z wypełnieniem stałym(złoża zraszane, złoża zalane)
sukcesja organizmów błony biologicznej
błona biologiczna.- Jest ona początkowo utworzona z bakterii zooglealnych produkujących śluzowate otoczki. Z czasem skład gatunkowy błony zmienia się .Obok różnych typów bakterii pojawiają się grzyby, pierwotniaki, wrotki, pierścienice i larwy much. Ostatecznie, po miesiącu, błona dojrzewa, tzn. jej skład dopasowuje się do rodzaju ścieków spływających po złożu i jest ona zdolna do efektywnego rozkładu zawartych w nich zanieczyszczeń.
Organizmy tworzące strykturę biolilm: Lipidy oraz białka stanowią dwa podstawowe składniki błon biologicznych.
Lipidami nazywamy szeroką grupę cząsteczek charakteryzujących się bardzo złą rozpuszczalnością w wodzie i dobrą rozpuszczalnością w rozpuszczalnikach niepolarnych (np. chloroformie). W błonach komórek przeważającą część frakcji lipidowej stanowią fosfolipidy. Oprócz fosfolipidów w błonach występują także sterole i glikolipidy.
Białka zbudowane są z aminokwasów połączonych w łańcuch wiązaniami peptydowymi. Bardzo ważną własnością tych wiązań jest to, że cząsteczki nimi powiązane mają dużą możliwość rotacji wokół nich. Pomimo, że w białkach wytępuje powszechnie jedynie 20 aminokwasów to jednak różnorodność tworzonych przez nie struktur białkowych jest praktycznie nieograniczona. Wynika to między innymi z faktu, że poszczególne aminokwasy silnie różnią się właściwościami. I tak występują aminokwasy posiadające ładunek elektryczny oraz elektrycznie obojętne. Oprócz tej różnorodności składników różna może być też długość łańcucha białkowego
Organizmy błony biologicznej – podział technologiczny:
bakterie wytwarzające pozakomórkowo bioflokulanty
organizmy heterotroficzne, utleniające określone substancje organiczne
bakterie autotroficzne przyswajające azot atmosferyczny
pierwotniaki współdziałające w biokoagulacji
Osad czynny jest metodą oczyszczania, w której elementem oczyszczającym są bakterie zlepione w kłaczki zawieszone w środowisku płynnym (ścieki). Kłaczki osadu powstają podobnie jak błona biologiczna, w wyniku łączenia się bakterii zooglealnych wytwarzających lepki śluz. Proces tworzenia się kłaczków, zwany flokulacją, zachodzi spontanicznie w trakcie napowietrzania komory wypełnionej ściekami.
Osad czynny jest kłaczkowatą zawiesiną złożoną głównie z bakterii a także pierwotniaków - orzęsków i wiciowców oraz wrotków i niektórych grzybów. Kłaczki osadu czynnego powstają na skutek wydzielania przez komórki bakteryjne otoczek śluzowych, w wyniku czego powstają regularne formy- zooglea ramigera.
Podstawową rolą osadu czynnego w procesie oczyszczania ścieków jest wytwarzanie przez bakterie licznych enzymów (dehydrogenazy), które są katalizatorami przemian, jakim podlegają związki chemiczne zawarte w ściekach, dlatego ważna jest aktywność enzymatyczna bakterii. Związki toksyczne hamują ich aktywność, ograniczając jednocześnie ich zdolność do oczyszczania ścieków.
tworzenie kłaczkowej struktury osadu czynnego:
Powstawanie osadu czynnego zachodzi podczas napowietrzenia ścieków. Zawarte w ściekach drobnoustroje tworzą wtedy spontanicznie kłaczki osadu. W procesie tym odgrywaja rolę nastepujące czynniki:
-wytwarzanie śluzowatych otoczek przez bakterie (sprzyja łączeniu się komórek, za pomoca tego sluzu w kłaczkowate skupiska)
-dodatnio naładowane jony powodują łączenie ujemnie naładowanych komórek
- wytwarzanie przez niektóre bakterie siatki bardzo cieńkich nitek zbudowanych z polisacharydów (jak np. celuloza), ułatwia łącznie się komórek.
Puchnięcie osadu czynnego- zjawisko obniżające zdolności sedymentacyjne kłaczków, gdy zwiększa się objętość osadu przy zachowaniu tej samej masy. Bezpośrednią przyczyną tego zjawiska mogą być organizmy nitkowate, bakterie zooglealne, rozproszenie kłaczków lub wzrost lekkości osadu spowodowany wydzielaniem się pęcherzyków gazu.
Organizmy nitkowate (głównie bakterie i grzyby) wywołują tzw. puchnięcie włókniste- gdy skład ścieków jest niewłaściwy (zbyt duże ilości węglowodanów w stosunku do azotu i fosforu), w sytuacji przeciążenia osadu, nagłych zmian obciążenia, niedotlenienia, zakwaszenia, zatrucia, obniżenia temperatury lub niedostatecznie długiego przetrzymywania osadu w komorze napowietrzania
Puchnięcie niewłókniste- wywołane jest ono nadmierną produkcją pozakomórkowych substancji śluzowych przez pewne bakterie zooglealne. Śluzy te wiążą bardzo dużo wody, co sprawia, że osad jest czterokrotnie silniej uwodniony niż w przypadku spuchnięcia włóknistego. Zwiększenie indeksu osadu może też spowodować rozproszenie kłaczków w wyniku zbyt silnej turbulencji w komorze lub też wynoszenie osadu w osadniku wtórnym
sukcesja organizmów osadu czynnego
Początkowo osad składa się wyłącznie z bakterii oraz jednokomórkowych pierwotniaków, z czasem przybywa bakterii włóknistych oraz pierwotniaków kolonijnych, osiadłych. Stopniowo między nimi wytwarza się równowaga i dopiero wtedy oczyszczanie przebiega najefektywniej.
|
|---|
rola poszczególnych grup organizmów w oczyszczaniu ścieków
Bakterie występujące w osadzie czynnym wytwarzja duże ilości enzymów dehydrogenazowych, które katalizują wszelkie przemiany.
Towarzyszącymi bakteriom mikroorganizmami są pierwotniaki. Wśród nich w osadzie czynnym spotykane są wiciowce, korzenionóżki oraz orzęski. Ich rola jest drugoplanowa, lecz ważna:
są one wskaźnikiem jakości oczyszczania ścieków osadem czynnym
pierwotniaki, które odżywiają się komórkami bakteryjnymi, zmuszają bakterie do namnażania, przez co stają się czynnikiem odmładzającym i uaktywniającym osad czynny
w osadniku wtórnym pierwotniaki klarują ścieki, przez pożeranie wolno pływających bakterii
Komensalizm (współbiesiadnictwo) to współżycie przynoszące korzyść tylko jednemu gatunkowi organizmów, dla drugiego zaś obojętne. W bocznych ścianach gniazda bociana białego budują swe gniazda wróble, co bocianom jest zupełnie obojętne. Szczególną formą komensalizmu jest forezja, czyli wykorzystywanie organizmu innego gatunku jako środka lokomocji
Symbioza- to obustronnie korzystne współżycie pomiędzy organizmami różnych gatunków. Wyróżnia się dwie formy symbiozy: protokooperację i mutualizm.
Protokooperacja to taka forma współżycia pomiędzy organizmami należącymi do różnych gatunków, w której każdy z protokooperantów czerpie korzyści z obecności drugiego gatunku, ale organizmy te mogą żyć bez obecności drugiego protokoperanta.
Na skorupach wielu gatunków krabów żyją przytwierdzone różne jamochłony. Ułatwiają one krabom maskowanie się a ich parzydełka spełniają funkcje ochronne. Jamochłony zaś otrzymują rozdrobnione przez kraba resztki jego pożywienia. Jednak ani krab, ani jamochłon nie są absolutnie zależne od swego partnera.
Mutualizm to taka forma współżycia, w której obydwa gatunki nie tylko odnoszą wzajemne korzyści, ale też nie mogą żyć oddzielnie w warunkach naturalnych. Porosty są przykładem tej formy symbiozy. Zbudowane są z dwóch komponentów:: glonów i strzępek grzyba (ryc. 2). Glony to najczęściej zielenice lub sinice, grzyby to workowce, rzadziej podstawczaki. Komponent glonowy dostarcza grzybowi związki organiczne, które wytwarza w procesie fotosyntezy. W zamian otrzymuje wodę z solami mineralnymi., które zatrzymywane są przez zewnętrzną warstwę korową zbudowaną ze zbitych strzępek grzyba Ponadto grzyb nadaje kształt plesze porostów.
Amensalizm to negatywne oddziaływanie jednego gatunku na drugi, nie przynoszące temu pierwszemu bezpośrednich korzyści ani strat. . Można go porównać do bezinteresownej złośliwości.
Amensalizm występuje najpowszechniej w świecie mikroorganizmów, mikrobiolodzy określają go najczęściej mianem antybiozy. Niektóre gatunki bakterii, sinic i grzybów wytwarzają substancje chemiczne hamujące rozwój innych drobnoustrojów
Pasożytnictwo to forma współżycia, w której jeden organizm (pasożyt) odnosi korzyści kosztem drugiego organizmu (gospodarza czyli żywiciela). Pasożyt w przeciwieństwie do drapieżnika nie zabija od razu swego gospodarza, jest wręcz zainteresowany jego możliwie długim życiem.
Pasożyty mogą żyć we wnętrzu swego gospodarza (pasożyty wewnętrzne) lub na powierzchni jego ciała (pasożyty zewnętrzne). Pasożytami wewnętrznymi są wirusy, różne gatunki bakterii chorobotwórczych,
płazińców (np. tasiemce, motylica wątrobowa)
i obleńce.
Pasożyty czerpią pokarm bezpośrednio z ciała gospodarza (np. odżywiające się krwią kleszcze) albo pozbawiają go substancji pokarmowych, często już częściowo przetrawionych (np. żyjące w jelitach innych zwierząt tasiemce). Pasożytnictwo może też przybierać inne, specyficzne formy. Przykładem pasożytnictwa gniazdowego jest składanie przez kukułkę jaj do gniazd ptaków innych, często mniejszych od niej gatunków ptaków.
Pasożytnictwo może być permanentne lub periodyczne.
Drapieżnictwo to forma współżycia pomiędzy dwoma gatunkami, w której osobniki jednego gatunku (drapieżcy) zabijają w akcie jednorazowym osobniki drugiego gatunku (ofiary) w celu ich natychmiastowego spożycia.
Liczebność populacji ofiar i drapieżców wykazuje zależność. Wzrost liczebności populacji ofiar prowadzi do wzrostu rozrodczości, a co za tym idzie także i liczebności populacji drapieżców. Wzrost liczebności drapieżców przyczynia się do ograniczenia liczebności populacji ofiar.
Przykładem może bc sowa i mysz, lew i antylopa.
Konkurencja to taka forma współżycia między dwoma gatunkami, w której osobniki każdego z gatunków wpływają negatywnie na osobniki drugiego gatunku, przeszkadzając w zdobywaniu zasobów środowiska.
Dwa gatunki mogą konkurować o tę samą przestrzeń, pożywienie i światło, bądź też współzawodniczyć w unikaniu tych samych drapieżników lub chorób. Konkurują one o tę samą niszę ekologiczną. Konkurencja może doprowadzić do wymarcia jednego gatunku albo zmusić go do zmiany niszy - migracji, wykorzystywania innego źródła pokarmu, zmiany miejsca gniazdowania itd.
Przykład szczur śniady i wędrowny.
Jenot i lis.
Neutralizm to brak bezpośrednich oddziaływań pomiędzy osobnikami należącymi do odmiennych gatunków.
Przykładem populacji, między którymi zachodzi relacja neutralizmu, mogą być populacje bocianów i sikorek.
Cykl życiowy buławinki czerwonej:
z rożkowatego, czarnego sporyszu wyrastają białawe trzoneczki z czerwonymi główkami, w których znajduja się worki z zarodnikami,
Dojrzałe worki otwierają się
uwolnione zarodniki przenoszone są przez wiatr na kwiaty żyta, gdzie kiełkują
Powstała z nich grzybnia przerasta słupek i tworzy bardzo liczne zarodniki konidialne,
wydziela płyn, który zwabia owady, mające posłużyć do przeniesienia zarodników na inne rosliny,
Przerastająca słupek grzybnia po pewnym czasie tworzy (przetrwalnik) sporysz, który wypada z kłosa na ziemię i tu zimuje, i cykl zaczyna się na wiosnę od nowa.
Cykl życiowy rdzy źdźbłowej
Zarodniki podstawkowe rdzy przenoszone są przez wiatr,
trafiają na liście berberysu, gdzie kiełkują.
Powstała z nich grzybnia tworzy na spodniej stronie liści pomarańczowe, kubeczkowate zbiorniczki (tzw. ogniki) , w których powstają zarodniki ognikowe
Zarodniki te, przenoszone przez wiatr porażają liście traw (np. zbóż).
Powstająca z nich grzybnia przerasta i niszczy tkanki liścia. Tworzy ona na liściach kreskowate skupienia bardzo licznych zarodników (letnich), które bardzo łatwo rozprzestrzeniają się i porażają dalsze rośliny.
Na jesieni tworzą się zarodniki przetrwalne o grubych ścianach, które zimują.
Na wiosnę kiełkują i wykształcają podstawki, na których powstają zarodniki podstawkowe porażające liście berberysu.
drogi zakażeń pasożytami
Pasożyty mogą się dostać do organizmu człowieka różnymi drogami. Najczęściej przez zakażoną wodę lub pokarm, ukąszenia owadów, a nawet z powietrza, gdy wdychamy kurz będący nośnikiem jaj pasożytów. Pchły psa i kota przenoszą jaja glisty, zwierzę rozgryzając je połyka jaja, a następnie oddychając wyrzuca je w powietrze na odległość od 3 do 5 metrów. Do zakażenia dochodzi też podczas kąpieli w akwenach stojących np. stawach, jeziorach czy basenach. Nawet płód w łonie matki nie jest bezpieczny.
[Jaja glisty ludzkiej zachowują zdolność życiową do 6 miesięcy. Mogą dostać się do ust dziecka przez brudne ręce, bieliznę osobistą lub pościelową, dywany,zabawki i tym podobne. Mogą też znaleźć się na niedokładnie wymytych warzywach czy owocach.
Szaszłyk czy wędliny domowej produkcji to potencjalnie 95% okazji do zachorowania na trychinellozę czyli włośnicę.
Tasiemcem można się zarazić spożywając ryby solone lub wędzone albokawior. Pasożyt ten osiąga długość od 12 do 15 metrów i może żyć w organizmie człowieka nawet do 25 lat.
Nie tylko nasze brudne ręce, ale ręce kucharzy, kelnerów, sprzedawców są dla nas zagrożeniem. Jaja pasożytów podróżują na pieniądzach, uchwytach i klamkach, których dotykamy w biurach i środkach transportu.
Kumulację jaj pasożytów obserwuje się w produktach pochodzenia zwierzęcego. Bekon, kiełbasa wędzona, parówki, szynka, wszystkie rodzaje mięsa, a nawet jaja bywają nimi zakażone. ]
występowanie pasożytów w wodach powierzchniowych;
- bakterie (e. coli)
-pierwotniaki (lamblia jelitowa, pełzak czerwonki),
-grzyby (candida albicans)
-robaki (motylica wątrobowa, tasiemiec, glista ludzka)
-wirusy (HCV (wirus WZW typu C), wirusy z grupy Polio)