MIKROBIOLOGICZNA KONTROLA WODY I POWIETRZA

CZYNNIKI WARUNKUJĄCE ROZWÓJ DROBNOUSTROJÓW W WODACH:

• ABIOTYCZNE:

• Energia świetlna – intensywność światła maleje wraz ze wzrostem głębokości. Rozwój fotoautotrofów jest uwarunkowany jej obecnością, a dla mikroorganizmów pozbawionych barwników może być toksyczna.

• Temperatura – w okresie zimowym na dnie jest 4°C, a na powierzchni nawet mniej niż zero, wiosna i jesienią temperatura jest mniej więcej jednakowa w całym zbiorniku, a latem występuje stratyfikacja pionowa:

• Epilimnion – górna warstwa wody ogrzana słońcem, tylko tu zachodzi cyrkulacja wody. Żyją tu glony, sinice, ryby i bakterie, a ze względu na spora zawartość soli mineralnych, CO₂ i tlenu zachodzi produkcja pierwotna – fotosynteza tlenowa.

• Metalimnion (termoklina) – strefa przejściowa, znaczne zmiany temperatury – 1 m-1°C.

• Hipolimnion – dolna warstwa wody chłodnej, warunki beztlenowe, rozkład beztlenowy, fermentacja, redukcja siarczanów, tworzenie metanu. Żyją tu purpurowe i zielone bakterie siarkowe.

• Ruch wody – od szybkości prądu zależy natlenienie wody i jej temperatura.

• Substancje chemiczne – z osadów dennych do wody dyfundują NH₃, H₂S, CO₂, NO₃^-, PO₄^3-, SO₄^2-, a z wody do osadów dennych przechodzą związki nierozpuszczalne, gazy lub jony. Woda zawiera także tlen, dwutlenek węgla i azot.

• BIOTYCZNE – producenci – destruenci – konsumenci.

MIKROFLORA – najmniej drobnoustrojów zawierają wody źródlane i podziemne.

• AUTOCHTONICZNA – mikroflora tubylcza, dla której woda jest naturalnym środowiskiem. Autotrofy i heterotrofy o małych wymaganiach pokarmowych

• Bakterie siarkowe,

• Bakterie żelaziste,

• Bakterie chemoorganotroficzne,

• Bakterie nitryfikacyjne,

• Ziarniaki,

• Grzyby.

• ALLOCHTONICZNA – mikroflora naniesiona, która do wody dostaje się z innych środowisk. Organizmy heterotroficzne, zarówno saprofityczne jak i chorobotwórcze.

• Bakterie ściekowe żyjące na rozkładających się szczątkach organicznych(Pseudomonas, Proteus, Clostridium),

• Bakterie mikroflory jelitowej (E. coli, Enterococcus),

• Bakterie chorobotwórcze (Salmonella, Schigella, Mycobacterium).

SAMOOCZYSZCZANIE WÓD – wody mogą się etapowo oczyszczać, dzięki współdziałaniu mikroorganizmów.

SAPROBY – charakterystyczne mikroorganizmy, przystosowane do życia i rozwoju w wodach o danym stopniu zanieczyszczenia.

BIOCHEMICZNE ZAPOTRZEBOWANIE NA TLEN (BZT) – miernik zawartości związków organicznych podastnych na biodegradację. Ilość tlenu potrzebna do utlenienia na drodze biologicznej związków znajdujących się w analizowanej próbie wody.

CHEMICZNE ZAPOTRZEBOWANIE NA TLEN (ChZT) – ilość tlenu równoważną ilości utleniacza chemicznego zużytego do utlenienia związków organicznych i utlenialnych związków nieorganicznych zawarty w próbie wody.

OGÓLNY WĘGIEL ORGANICZNY (OWO) – calkowita zawartośc związków organicznych w ściekach i ilość substancji organicznej rozpuszczonej.

STREFY SAPROBOWE
CECHA
charakterystyka
Cechy wody
OWO
Związki chem.
BTZ
ChZ
Ryby
Rośliny
Bezkręgowce
Mikroorganizmy
Co porasta kamienie?
Muł

STREFA ANTYSAPROBOWA – strefa toksyczna, gdzie rozwijają się procesy gnicia i wydzielają duże ilo0ści H₂S i NH₃.

STREFA KATAROBOWA – strefa bardzo czysta, prawie pozbawiona mikroorganizmów (wysokogórskie potoki i jeziora, wody źródlane, topniejące lodowce podbiegunowe).

HYDROBIOLOGICZNA OCENA WODY – wskaźnikami analizy biologicznej są saprobowość fitoplanktonu, saprobowość peryfitonu (organizmy drobne), makrobezkręgowce bentosowe i chlorofil a.

INDEKS SAPROBOWOŚCI – wskaźnik opracowywany na podstawie występowania gatunków wskaźnikowych.

$$\mathbf{S =}\frac{\sum_{}^{}\mathbf{(s \bullet h)}}{\sum_{}^{}\mathbf{h}}$$

Gdzie: s – wartość saprobowa każdego gatunku, h – wartość względnej częstotliwości (wyznaczana na podstawie procentowego udziału danego gatunku w zespole biocenozy).

TROFICZNOŚĆ – wytwarzanie substancji organicznych w procesie fotosyntezy przez sinice, glony i rośliny zielone.

SAPROBOWOŚĆ – utlenianie substancji organicznych przez destruentów.

DROBNOUSTROJE CHORBOTWÓRCZE – są poważnym zagrożeniem, jeżeli dostana się do wody, zwłaszcza pitnej. Niektóre z nich szybko Gina poza organizmem człowieka (rzeżączka, kiła, gorączka plamista, toksoplazmoza), ale inne mogą rozwijać się w bogatej w resztki organiczne wodzie. Badania na obecność bakterii kałowych powodujących zatrucia pokarmowe, takie jak Schigella dysenteriae, Salmonella enterica, Vibrio cholerae, jest kosztowna w wykryciu i uniemożliwia podjęcia wczesnych działań zapobiegających epidemii. Dlatego też bada się obecność innej bakterii kałowej – E. coli.

MIANO COLI - najmniejsza objętość wody (w cm³), w której za pomocą testów fermentacyjnych można wykazać obecność bakterii Escherichia coli. Jej obecność dowodzi skażenia ściekami bytowymi i wzbudza podejrzenie obecności bakterii chorobotwórczych. Obniżenie miano Coli poniżej dopuszczalnego jest sygnałem zagrożenia epidemiologicznego.

POWIETRZE – mieszanina gazów otaczających ziemię i tworzących atmosferę ziemską. Atmosfera ma budowę warstwową. W zależności od poziomu nad powierzchnią ziemi wyróżniamy:

• STRATOSFERĘ (10-50 km),

• MEZOSFERĘ (50-150 km),

• TERMOSFERĘ (150-300 km).

ZANIECZYSZCZENIA POWIETRZA:

• NATURALNE – biozanieczyszczenia, kosmiczne, ziemskie. W skład zanieczyszczeń naturalnych wchodzą pyłki drzew, traw, kwiatów, grzyby, bakterie, wirusy. Znajdują się one głównie w troposferze, w której są ciągle mieszane przez prądy powietrza.

• SZTUCZNE – przemysłowe, bytowe, wytwarzane w eksperymentach naukowych.

MIKROFLORA POWIETRZA – ze względu na niestabilność warunków fizycznych i chemicznych troposfery, brak przyswajalnego źródła węgla i bezpośredniego dostępu do wody oraz działania promieniowania UV, powietrze jest niekorzystnym środowiskiem do rozwoju mikroorganizmów. Jest głównie środowiskiem ich przenoszenia między organizmami żywymi a materią nieożywioną. Do powietrza drobnoustroje dostają się z gleby, wód, wydalin. Mikroflora powietrza jest bogata:

• GRZYBY STRZEPKOWE – dominują: Cladosporium, Alternaria, Aureobasidum, Penicillium, Aspergillus, Mucor, Rhizopus, Acremonium, Absidia, Botrytis, Fusarium, Geotrichum, Paecilomyces, Scopulariopsis, Trichoderma, Ulocladium. Najwięcej pleśni występuje latem.

• DROŻDŻE – Torulopsis, Rgodotorula, Candida, Saccharomyces.

BIOAEROZOLE – układy dwu- lub trójfazowe składające się z fazy rozpraszającej (powietrza) i rozproszonej (stałej lub ciekłej) zawierających drobnoustroje. Faza rozproszona składa się z drobnych cząsteczek wody, substancji organicznych oraz cząstek stałych – nasion, pyłków roślin, kurzu, komórek wegetatywnych i przetrwalników bakterii, fragmentów strzępek grzybów i zarodników, komórek drożdży i wirusów. Zawiera także endotoksyny oraz produkty metabolizmu grzybów – miko toksyny. Średnica cząstek bioaerozolu wynosi 0,01-100 μm. Bioaerozol można podzielić na kilka frakcji:

• GRUBOZIARNISTA (d>100 μm) – komórki bakterii i grzybów połączone z cząstkami stałymi oraz kropelkami wody. Nietrwała.

• DROBNOZIARNISTA (50-100 μm) – wirusy, endospory bakteryjne, fragmenty komórek połączone z parą wodną. Trwała.

• KROPELKOWO-JĄDROWA (1-50 μm) – trwały układ koloidalny, złożony z komórek wegetatywnych drobnoustrojów i kropelek wody.

• RESPIRABILNA – tworza ja małe czastki pyłów i bioaerozoli, które mogą przenikać do oskrzeli i płuc.

ZAGROŻENIA ZDROWOTNE:

• Zakażenia wewnątrzszpitalne (Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa),

• Sezonowe przeziębienia powodowane przez wirusy,

• Lipopilisacharydy bakterii gram ujemnych w kurzu są przyczyna alergii i astmy,

• Grzyby w zawilgoconych budynkach emitują groźne miko toksyny.