Хотько Н.И., Дмитриев А.П. - Водный фактор в передаче инфекций

Таблица №8

Санитарно-показательная микрофлора реки В на Крайнем Севере в различные месяцы.

Снижение зараженности воды летом автор объясняет более актив­ами процессами самоочищения воды в этот период года. Несколько иные результаты дала работа Wederd (1962) проведенная в провинции Солерно (Италия). Вода исследовалась на микробное число, Е.соli, энтерококки, Сl.регfringens. Наиболее зараженной микроорганизмами вода была осенью, наименее - весной.

Обстоятельное исследование по изучению сезонного колебания санитарно-показательной микрофлоры сточных вод осуществили Jeldreich et al., (1964) в США. В 100 мл, неочищенных сточных вод среднее число бактерий рода E.scherichia составило: весной 3200000, летом и осенью 3300000, зимой - 2400000, E.coli зимой, весной и летом было 720000-920000; осенью 2650000. Таким образом, наибольшая зараженность сточных вод, как и по данным итальянских исследователей, отмечалась осенью.

Исследования,   проведенные   Соulanges et al., (1970)   на о. Мадагаскар обнаружили следующие закономерности: наибольшее ко­личество эшерихий и энтерококков в сырой воде отмечено в ноябре, декабре, январе (в южном полушарии - это летние, жаркие и дождливые месяцы). Максимальное число Сl.регfringens отмечено в период с ноября по июнь. Работа выполнена на большом материале - 12569 анализов воды за 11 летний интервал времени.

В Нигерии коли бактерии в открытых водои­сточниках чаще всего обнаруживались в период между сухим и влаж­ным сезонами и в начале влажного периода - февраль-май (D.Веum еt аl., 1987). D.Рistekovou (1989) максимальное количество микроорганизмов в колодцах отмечено в летние и осенние месяцы. В этот период увеличилось число энтерококков и колиформных бактерий. Наоборот, Сampylobacter jejuni в открытых водоемах чаще обнаруживались осенью - зимой,

Обширные исследования по изучению выживаемости энтерококков и Ргоteus vulgaris провели Л.В.Алтон и П.Х.Рахно (1980), Л.В.Алтон (1983), Установлено, что эти бактерии при низких температурах (0-5°С) сохранялись дольше, чем при температуре 18-20°С. Температу­ры ниже 0°С действовали неблагоприятно. Это же положение (т.е. плохая сохраняемость при отрицательных температурах) подтверждает­ся работой В.В.Влодавец, Н.И.Махонько (1988) в отношении эшерихий, энтерококков, сальмонелл.

Следует также привести данные работы Л.М.Смоликовой с соавт. (1977) посвященной изучению влияния температуры воды на вибриофлору р.Дон. Количество вибрионов и родственных организмов начинало увеличиваться, когда температура воды начинала превышать +10°С, а резкое нарастание вибриофлоры отмечено при температуре +20°С. В общем, вибрионы обнаруживались в воде с мая по октябрь, с макси­мальной концентрацией в августе. Бактерии родов Aегоmonas и Соmamonas обнаружи­вались в течение всего периода года с увеличением численности при снижении температуры.

Если, таким образом, натурные исследования о численности мик­рофлоры в различных водах в разные периоды года дали подчас про­тиворечивые данные, то вторая группа исследований поставленных в форме эксперимента дала наоборот однородные данные, свидетель­ствующие о лучшем сохранении условно-патогенной микрофлоры при низких температурах. Например, Неndricks et al., (1967) показали, что Е.соli, Ргоteus rettgeri, Аегоbacter aerogenes как и ряд представителей патогенной микрофлоры - шигеллы и сальмонеллы могут размножать­ся при температурах 16, 10 и даже 5°С. Р.И.Левина (1968) установила, что при температуре 20°С кишечные палочки в речной воде выжива­ют 185, энтерококки - 14, а при t - 22°С - 27,6 дня соответственно. По Zonsane et al., (1967) эшерихии в есте­ственных водах, хранившихся при температуре 23-39°С отмирали бы­стрее, чем при температуре от 0 до 10°С, Однако, в пастеризованной воде, зараженной кишечной палочкой, при комнатной температуре происходило накопление этих бактерий.

Особого внимания заслуживают работы Роst (1970) и Сherry et al., (1974), в которых авторы пытаются установить влияние температурного фактора на микрофлору сточных вод. В первой, из упомянутых работ, отмечается высокая степень корреляции между температурой сточных вод и некоторыми показателями фекального загрязнения. Так, коэффи­циент корреляции между численностью фекальных энтерококков и температурой воды составил 0,857, для Е-соli - 0,752, для всех бакте­рий рода Escherichia - 0,608, Сhеггу et al., (1974) установили, что повышение температуры воды 3-4°С в природных и искус­ственных водоемах приводило к увеличению числа микроорганизмов в этих водоемах. Однако, при повышении температуры на 4-10°С отме­чено уменьшение числа разновидностей. Оптимальной для наибольшего разнообразия типов бактерий и наибольшей стабильности популяции была температура 16-19°С. Повышение температуры выше 21°С вызы­вало увеличение общего числа микроорганизмов, но уменьшение числа разновидностей. При температуре 16-12°С уменьшалось и число разно­видностей и общее число микроорганизмов. Наивысшее процентное содержание хромогенных форм наблюдалось при температуре 20-28°С, повышение температуры приводило к гибели этих форм.

Данные, характеризующие влияние температуры воды на патоген­ную микрофлору, представлены, прежде всего, экспериментальными ра­ботами и в первую очередь относятся к сальмонеллам. Работы Р.И.Левиной (1968), Агseni et al., (1969), Nishio (1974), А.Б.Шишкиной с соавт., (1974), Л.В.Пономаревой (1977) свидетельствуют о том, что все сальмонеллы (включая возбудителей брюшного тифа и паратифов) лучше сохраняются в воде (различного характера) при низкой температуре. Например, по Левиной возбудитель брюшного тифа при 20°С сохранялся в речной воде 12 дней, при 1°С - 16 дней. По материалам Агseni et al, (1969) S. рагаtyphi С, S.typhi и S,typhimurium при 10°С уменьшались в количестве в 10 раз за 10,2 и 30 дней, а при температуре 6-8°С за 90, 60 и 90 дней соответственно.

О сохраняемости шигелл в воде при разных температурах имеются  сообщения Wang et al., (1966), Nishio et al., (1974), А.Б.Шишкиной с соавт., (1976), Л.Б.Пономаревой (1977). В морской воде при темпера­туре 4°С шигеллы Зонне и Флекснера выживали 6 и 10 суток, а при температуре воды 16-17°С - оба вида шигелл сохранялись 3 суток. Все другие исследователи, занимавшиеся этим вопросом, тоже указывают на лучшую выживаемость этих микробов при более низких температу­рах.

Патогенные штаммы Е.соli тоже лучше сохранялись в речной воде при низких температурах (например. при 5°С по сравнению с 20°С). Но при 20°С в первое время наблюдалось накопление эшерихий. Разные серовары сохранялись в воде различные сроки (П.Х.Рахно и Л.Б.Алтов. 1978).

Более длительное сохранение возбудителя при низких температурах отмечено и в отношении ряда других возбудителей: бруцелл (В.Л.Полтнев, И.А.Каркадивоская, 1945), листерий (Л.А.Поманская, 1962). В последнем исследовании изучалась возможность сохранения и на­копления листерий в автоклавированной воде при температуре 5°С. 37°С и комнатной температуре. При температуре 37°С листерии отмирали в воде за несколько дней. При 5°С и комнатной температу­ре происходило размножение листерий, особенно интенсивное при комнатной температуре.

Возбудитель озены - Klebsiella ozaenae тоже лучше сохраняется при низкой температуре (Горбачева В.Я.,1981). Это относится и к Vibrio cholera (R.Peachem  еt аl., 1982) в питьевой воде этот микроорганизм сохраняется при 4°С - 30 дней; при 20-30°С - 2-14 дней. Еще дольше (48 дней) возбудитель сохраняется во льду.

Если все приведенные выше исследования говорят о лучшей со­храняемости патогенных микробов в воде при низкой температуре, то работа Fakashshi (1969), касающаяся парагемолитических вибрионов дала иные результаты. Вибрионы обнаруживались в среднем течении и устье р. Нагара в период с июня по декабрь особенно в октябре. В малых реках парагемолитические вибрионы обнаруживались с мая по январь. В период февраль-апрель ни эти вибрионы, ни V.alginolyticus не выделялись. В целом была положительная корреляция между обна­ружением этих вибрионов и температурой воды.

К микроорганизмам, хорошо сохраняющимся при относительно вы­соких температурах ,относятся также легионеллы (P.M.Arnow еt аl., 1985, K.Воtzeenkart еt аl., 1985) и амеба Nаеgleria fowleri  (A.Еstrwann  еt аl., 1984).

В отношении сохранения в воде инфрамикрорганизмов в связи с температурой воды имеется сравнительно немного исследований, в принципе таких же, как и в отношении бактериальной флоры: т.е. вирусы лучше со­храняются при низких температурах. Так по Jirier et al. (1965) вирус полиомиелита 1 типа в стерильной воде при температуре 4°С сохра­нялся 63 дня, при 20°С - 92 дня, при 37°С - 7-14 дней, при 60-86°С погибал за 15 минут. А.Ф.Киселева (1968), Г.А.Багдасарьян и Р.М.Абиева (1971), указывают, что все виды энтеровирусов (полиомиелита, ЕСНО, Коксаки) при низких температурах (например, 4-6°С) сохраняются дольше, чем при высоких (18-22°С). По данным последней из упомя­нутых работ аденовирусы при 4-6°С сохранялись 105 суток, при 18-22°С - 68 суток.

Подводя итоги по имеющимся в специальной литературе данным о влиянии температуры на сохраняемость микроорганизмов в воде можно указать, что огромное большинство исследователей получило данные, свидетельствующие о лучшей их сохраняемости при низких (до 10-15°С) температурах, что следует объяснить меньшим действием антагонистической микрофлоры. Нечастые случаи размножения патогенных микробов в воде, наоборот, имеют место при более высокой температуре. Однако, накопление патогенных микробов в воде явление редкое и, видимо, этот процесс продолжается недолго.

Менее четкие результаты дали натурные наблюдения, касающиеся почти исключительно санитарно-показательной микрофлоры. Видимо в этих условиях на концентрацию микроорганизмов помимо температуры действуют и другие факторы, в известной степени “затемняющие” дей­ствие температуры. Такими факторами могут быть, например, интен­сивные осадки, смывающие загрязнения с поверхностей в воду, интенсивное использование водоемов для купания и др.

Влияние физико-химических факторов. Имеется ряд исследований анализирующих роль концентрации водородных ионов на сохранение микроорганизмов в воде. Кислые воды образуются при контакте воды с разрушенными породами. По данным Zundren, Vestal, Jаbita, (“Микробиология загрязненных вод”. Под редакцией Митчeл Р.М. “Медицина”, 1976) из шахт ежегодно через шахтные дренажные кол­лекторы выносится более 4 млн. т. кислот. В этих шахтных водах находятся железоокисляющие (Jhibacillus ferrocidans ) и сероокисляющие (Jhibacillus thiooxidans) бактерии. Кроме того, в кислых водах мо­гут быть грамположительные и грамотрицательные гетеротрофные бак­терии, водоросли,  дрожжи и простейшие.

K.H.Кnoll (1982) установил, что концентрация эширихий в искус­ственно зараженной грунтовой воде зависела от состава грунта, замы­кающего водоносный слой: при песчаном грунте распространение микроорганизмов носило зональный характер, при глинистом-равномерный. Н.И.Войнов и Н.П.Минаева (1938) высказали мнение, что бактерицидное действие морской воды на патогенные микроорганизмы объясняется ее высокой рН (8,35). Однако, эта концентрация не получила подтверждение в работе Е.Н.Дахновой (1948). По данным Вгоk и Dorland (1970) при повышении кислотности воды уменьшается температурный предел существования микробов. Так при рН 2-3 микробы не могут существо­вать при температуре свыше 70°С, тогда как при рН=7 некоторые виды при такой температуре существуют.

F.Аghalika с соавт.(1983) наблюдали влияние рН от щелочных вели­чин до кислотных (4,4) на сохраняемость Yersinia в воде, но при более низких величинах Рн, выживаемость этих микроорганизмов за­метно снижалась.

Имеются попытки установить связь между концентрацией водород­ных ионов в водоемах и некоторыми эпидемиологическими явлениями. Например, Соскburin, Саssаnoj (1960) установили, что наибольшего ра­спространения холера в Индии достигает в засушливое время года. когда рН воды повышается до 9 и более. С наступлением дождей рН снижается до 7. При высокой щелочности воды значительная часть микробной флоры воды погибает, тогда как холерный вибрион сохра­няется.

Имеются указания на значение концентрации водородных ионов на выживаемость в воде вирусов. Так по В.Н.Пожар (1973) щелочные и кислые производственные воды обладают вирулицидными свойствами в отношении энтеровирусов. Например, если в обычной воде энтеровирусы сохранялись 38-50 дней, то в кислых щелочных водах 3-15 дней. Повышенная кислотность воды наиболее губительно действовала на вирусы полиомиелита и Коксаки, повышенная щелочность на вирусы ЕСНО.

Переходя к анализу вопроса о действии химических веществ на фауну и флору (в частности макрофлору) воды следует отметить, что этот фактор оказывает влияние на различные классы организмов, обитающих в воде. Например, ( журн. Гигиена и санитария, 1978., №1 с.97); установлено, что в зависимости от загрязненности воды характер био­логических обрастаний на подводных предметах был различным. Так, присутствие в воде хрома (после выброса стоков некоторых производств) губительно действовало на простейших, коловраток и червей.

W.Stumm, Е.Stumm-Zollinger (1976) указывают, что на­рушение равновесия между фотосинтезом (Ф) и дыханием (Д) ведет к загрязнению воды, так как нарушает процессы самоочищения. При Ф  накапливаются водоросли и водоем перегружается органическими веществами. При Д может быть исчерпан растворенный кислород. Нарушения равновесия между Ф и Д происходит в результате поступления в воду избытка органических гетеротрофных питательных веществ. Goering (1976) указывает, что поступление в водоемы в большого количества стоков молочной промышленности, богатых азо­тистыми соединениями, стимулирует рост нитрофицирующих бактерий. В пресноводных водоемах чаще других встречаются роды Nitrosomonas и Nitrobacter в морских - Nitrocystis oceanus.

Результаты изучения присутствия тех или иных химических ве­ществ дали пестрые результаты; некоторые химические вещества за­держивали, другие, наоборот, стимулировали рост и сохранение этой флоры, причем все представители условно-патогенных и сапрофических микроорганизмов вели себя адекватно. Приводим результаты неко­торых таких исследований. Например, М.М.Гельфанд еще в 1937г. по­казал, что углекислота, применяемая для газирования воды в первый момент вызывает уменьшение количества бактерий в воде, но вскоре это бактериостатическое действие оканчивается, напротив молочная кислота в дозе 0.047% за 2-3 часа полностью освобождает водопровод­ную воду от кишечной палочки. Увеличенная в 10 раз концентрация молочной кислоты действует моментально. Бактерицидными свойствами в отношении кишечной палочки обладали и производственные стоки гидролизного завода спиртовая барда, спиртовой и фурфурольный лютерн, дрожжевая бражка (Н.И.Ткаченко и Т.А.Юдина, 1961).

Наоборот, значительные концентрации кальция в воде увеличивали выживаемость бактерий (Вukovscy 1958); Неndricks аnd Моrison 1967), бу­дучи прибавленными к речной воде стимулировали рост кишечных бактерий (Е.соli E.аегоgenes, P.rettgeri). Данон (1970) провел обширную работу по изучению влияния солей Na2SO4  разных концентраций NаСl и растворов глюкозы на Е.соli, Е.citrobacter, Е.рагасоli, К.pneumonie, Е.aerogenes, S.faecalis. Оказалось, что наименее устойчивыми в отношении глюкозы и Na2SO4 были S.faecalis. Наоборот, в морской воде S.faecalis сохрани­лись дольше других взятых в опыт микроорганизмов.

Проведен­ные в Канаде исследования показали, что очищенные сточные воды, поступающие в реки, обеспечивают достаточное количество биогенных элементов для развития Е.соli Geldreich (1975). В других исследованиях, на основании которых написан этот обзор указывается, то различные промышлен­ные стоки и шахтные воды несут с собой токсические вещества, по­давляют активность водных бактерий. Albright и Wilson установили, что соли меди, ртути, цинка и серебра подавляют активность гетеротрофной микрофлоры в природных водах. Jerebee и Guthrie показали, что из трех изученных гербицидов -трихлоруксусная кислота не оказывала влияния, паракат стимулировал, а диурон подавлял рост бактерий в воде.

По данным С.С.Эффенднева с соавт. (1968) загрязнение водоемов нефтью приводит к уменьшению микрофлоры. Отмеченная выше раз­ница в действии химических веществ на различные санитарно-показательные микроорганизмы подтверждается также работой Г.А.Багдасарьян с соавт. (1977), показавших большую устойчивость энтерококков к солям меди и цинка по сравнению с кишечной палочкой. Выявлена способность меди в концентрациях меньших, чем ПДК (особенно в присутствии поверхностно-активных веществ) изменять соотношения сапрофитных и санитарно-показательных микроорганизмов в воде водоемов. В принципе такие же данные дала работа Е.М.Юровской (1975) карбофос и в меньшей степени матафос оказывали угнетающее действие на кишечную палочку, тогда как на энтерококк эти фосфорорганические пестициды, а также хлорофос не действовали . Singleton et al (1977) исследовали влияние меди и ртути на популяции аэробных гетеротрофных бактерий. Влияние солей тяжелых металлов выражалось в увеличении общего количества микроорганизмов при уменьшении их родового разнообразия? что вело к снижению стабильности сообществ. Ароматические нитросоединения (пара-нитроанилин, метанитронилин, метадинитробензол и тринитрофенол), тормозили рост микробов только в высоких концентрациях (50-200 мг/л) Е.Г.Москаленко (1958).

Столь же пестрые данные о влиянии химических веществ, содержащихся в воде, на ее микрофлору дали следующие работы. R.Golder et al (1980) установили, что загрязнение воды медью, свинцом, цинком может вызвать локальную ингибицию микрофлоры воды. Н.Ю.Карасева (1988) показала, что Bacullus гербициды симазин, 2,4-ДА, пиклорам значительно меняют микрофлору воды. При этом гибнут многие виды, принимающие участие в самоочищении воды от патогенной микрофлоры. Наиболее устойчивыми оказались роды Bacillus и Listeria. Эти данные противоречат Л.В. Григорьеиой с соавт. (1983), согласно которой пестициды и поверхностно активные вещества в концентрации 1-5 мг/л оказывают на сапрофитную микрофлору стимулирующее воздействие. Устойчивость различных микроорганизмов химическому загрязнению воды была различной и по степени устойчивости имелась следующая шкала: аутохтонная микрофлора, фаги, сальмонеллы, эшерихии и энтерококки, вибрионы.

В последние годы в народном хозяйстве и в быту все чаще используются так называемые поверхностно активные вещества (ПАВ), которые теперь нередко обнаруживаются в водоемах, попадая туда со стоками. Это вызвало интерес к характеру воздействия этих веществ на санитарно-показательную микрофлору. Опубликованные по этому вопросу работы дали весьма противоречивые результаты. Так Аnderson (1966) указывает, что присутствие этих веществ в воде вызывает у Е.соli, Рscudomonas, Enterobacter aerogenes и ряда других микроорганизмов усиленный рост и что эти микроорганизмы способны утилизиро­вать некоторые молекулы ПАВ. Сходные результаты дала работа А.Н.Захаркиной, Е.А.Можаева, Л.Е.Корш (1977) - ПАВ стимулировали рост санитарно-показательной и патогенной микрофлоры в воде. На­против, Г.А.Багдасарьян с соавт. (1977) пишут о том, что стоки, содержащие нефтепродукты и ПАВ, резко угнетали бактерии рода Escherichia.

По данным W.Dott (1985) микрофлора грунтовых вод загрязненных углеводородами весьма разнообразна. Общий счет обнаруженных кле­ток составил 105-107 /мл. Некоторые микроорганизмы способны упот­реблять нефтепродукты в качестве источника углерода. Дизельное топ­ливо может ингибировать многие микроорганизмы (Л.В.Алтон  1986).