Вода применяется во всех областях хозяйственной деятельности человека. Практически невозможно назвать какой-либо производственный процесс, в котором не использовалась бы вода. Основным критерием качества питьевой воды является ее влияние на здоровье человека. Питьевая вода должна иметь благоприятные органолептические свойства, безвредна по химическому составу, быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении.[1-13]
Большое значение имеет удовлетворение потребностей населения в питьевой воде через централизованные системы питьевого водоснабжения. Источниками централизованного водоснабжения являются поверхностные воды, доля которых в общем объёме водозабора составляет 68%, и подземные воды – 32%.
Исходя из выше изложенного, цельюнашего исследования являлось проведение исследований воды поверхностных и подземных источников централизованного водоснабжения, поступающих в распределительную сеть города Ульяновска.
Исследования проводили в лаборатории на базе Научно-исследовательского инновационного центра микробиологии и биотехнологии Ульяновской ГСХА имени Столыпина
В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:
• Произвести отбор проб источников водоснабжения, поступающих через распределительную сеть г. Ульяновска потребителю;
• Провести экспертизу воды по органолептическим, физико-химическим, санитарно-микробиологическим показателям.
• Дать санитарную оценку исследуемых проб воды источников централизованного водоснабжения, обработать и проанализировать полученные данные, сопоставить результаты собственных исследований с литературными данными, и в зависимости от качества водоисточника дать классификацию
Для выполнения исследований мы использовали пробы воды отобранные из источников централизованного водоснабжения двух видов: поверхностный источник- река Волга и подземные источники –скважины и родники.Всего было отобрано 7 проб. Работу выполняли в 3 этапа: органолептические, физико-химические и микробиологические исследования.
На первом этапе выполнения работы мы проводили:отбор проб согласно нормативно-технической документации ГОСТ 32861-2012 для химико-аналитических исследований и по ГОСТу 31942-2012 для микробиологических исследований.
Органолептический анализ отобранных проб, включал в себя определение интенсивности запаха, цветности и мутности по ГОСТу 3351-74 «Вода питьевая. Методы определения вкуса, запаха, цветности и мутности». Определение производили не позднее чем через 2 ч после отбора
Запах воды объясняется присутствием в ней естественных или искусственных загрязнений. Интенсивность запаха воды определяли при 20 и 60°С и оценивали по шести бальной системе.
Природа запахов и привкусов очень различна, и может быть обусловлена как наличием в воде определенных растворенных солей, так и содержанием различных химических и органических соединений.
Величина (интенсивность) запаха определяется по 6-ти бальной шкале. Например, запах тухлых яиц обусловлен наличием в воде сероводорода (Н2S), а также присутствием сульфатредуцирующих бактерий, вырабатывающих этот газ, а гнилостный запах обусловлен присутствием в воде природных органических соединений. Химические запахи (например, бензиновый, фенольный) указывают на антропогенный характер загрязнений.
Цветность косвенно характеризует наличие в воде некоторых органических и неорганических растворенных веществ и является одним из важных показателей, позволяющих правильно выбрать систему водоочистки.
Цветность воды определяли фотометрическим путем на колориметре КФК-3-01.
Метод основан на измерении оптической плотности анализируемой пробы воды при фиксированной длине волны с последующим определением значения цветности по градуировочной характеристике, установленной для водных растворовшкалы цветности. и выражается в градусах цветности этой шкалы. По требованиям к питьевой воде данный показатель не должен превышать 20 градусов.
Третий метод органолептических исследований –это фотометрическое определение мутности.
Мутность воды обусловлена присутствием нерастворенных и коллоидных веществ неорганического и органического происхождения. Мутность воды мы определяли фотоэлектрическим калориметром Он основан на сравнении оптической плотности исследуемой воды с оптической плотностью стандартных растворов с известной концентрацией.
Порядок проведения измерений.Оптическую плотность проб анализируемой воды измерили при длине волны 520 нм,
При проведении анализа проб воды на цветность и на мутность выполняли не менее двух параллельных определений. Оптическую плотность, указанную на дисплее фотоколориметра подставляли в формулу, соответствующей определению. За окончательный результат приняли среднее арифметическое число двух определений
Сравнивая результаты нашего органолептического исследования из таблицы №1 с нормативной таблицей № 4 видно, что все исследуемые нами пробы соответствуют нормативам СанПиН 2.1.4.1074-01 и СанПиН 2.1.5.980-00 и требованиям ГОСТа 2761-84.Результаты органолептических исследований. проб воды сведены в таблицу №1.
Таблица 1. – Результаты определения органолептических свойств воды
Показатели |
Единица измерения |
Исследуемые пробы |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
||
Запах 200С |
балл |
2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Запах 600С |
балл |
2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Цветность |
градус |
17,0 |
5,4 |
2,9 |
7,5 |
2,3 |
2,9 |
4,4 |
Мутность |
ЕМ/дм3 |
8,4 |
1,0 |
1,1 |
1,0 |
1,0 |
1,1 |
1,1 |
Вторым этапом наших исследований стал химический анализ отобранных проб воды источников централизованного водоснабжения, который рассматривает методы определения активной реакции воды (водородный показатель) и общей жесткости.
При определении активной реакции воды использовали Электрометрический метод,который основан на измерении электродвижущей силы электрода, погруженного в испытуемый раствор. Ее величина зависит от концентрации водородных ионов.
Перед началом работы иономер настраивали по буферным растворам рН 6,86 и 9,18.В химический стакан вместимостью 50 мл налили 30 мл тщательно перемешанной анализируемой воды, опустили поворотный столик, заменили стакан с дистиллированной водой стаканом с исследуемым раствором и вернули столик в начальное положение. По песочным часам засекли 3 мин. После установления стабильных показаний мы считывали результат измерения с дисплея прибора. За результат анализа приняли среднеарифметическое двух повторных определений выразили в единицах рН.
Далее определяли общую жесткость исследуемых проб воды. Этот показатель характеризует свойство воды, связанное с содержанием в ней растворённых солей щёлочноземельных металлов, главным образом, кальция и магния (так называемых «солей жёсткости»).Вода с большим содержанием таких солей называется жёсткой, с малым содержанием — мягкой.
Численное выражение жёсткости воды - это концентрация в ней катионов кальция и магния.
Мы отмерили мерным цилиндром 100 мл исследуемой воды. Перелили в коническую колбу на 250мл.прибавили пипеткой 5 мл буферного раствора. После тщательного перемешивания прибавили 5-7 капель раствора индикатора хромового темно-синий кислотный 0,5% и медленно при интенсивном перемешивании до перехода вино-красной окраски в сине- фиолетовой. Титровали не более 5 мин
Общую жесткость выражали в градусах жесткости (°Ж), что соответствует концентрации щелочноземельного элемента, численно равной 1/2 его моля, выраженной в мг/дм³ (г/м³) (1 °Ж = 1 мг-экв/дм3
За результат измерения приняли среднее арифметическое значение результатов двух определений
При сравнительном анализе наших результатов исследований предоставленных в таб. № 3 с нормативной таб. 4 видно, что все исследуемые пробы не имеют отклонений по СанПиН 2.1.4.1074-01 и СанПиН 2.1.5.980-00 и соответствуют требованиям ГОСТ 2761-84 таблица № 6.
Полученные Результаты основных химических исследований приведены в таблице № 2.
Таблица 2 - Результаты основных химических исследований
Определяемые показател |
Единица измерения |
Исследуемые пробы |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
||
рН |
Ед.рН |
8,0 |
7,1 |
7,0 |
7,2 |
7,2 |
7,7 |
7,4 |
Жесткость |
Мг-экв/дм3 |
4,0 |
7,2 |
4,9 |
7,5 |
7,0 |
4,6 |
7,1 |
Третьим этапом нашего исследования стала проверка образцов воды источников централизованного водоснабжения (пробы № 1-7) на санитарно-микробиологические показатели
Безопасность питьевой воды в эпидемическом отношении определяется ее соответствием нормативам по микробиологическим показателям таким как
Бактериальной обсемененности в 1 мл воды(общее микробное число).
Бактерий группы кишечных палочек в определенном объеме(определение общих колиформных и термотолерантных бактерийEscheriсhiacoli - кишечная палочка в 100 мл воды) ,колифагов
Облигатные анаэробные бактерии, образующие споры. К ним относятся возбудители столбняка и ботулизма-сульфитредуцирующиеклостридии.
Мы отобрали в стерильные флаконы по 500мл исследуемой воды каждой пробы. Из проб №2, №3, №4, №5, №6, №7 ипроизводили посев по 1 мл исследуемой воды в двух повторностях; в пробе №1 –по1 мл исследуемой воды и по1 мл приготовленного разведения 10- указания (МУК 4.2.1018-01). [1-7]
Подготовка проб воды: Перед посевом пробу тщательно перемешивали и фламбировали горящим тампоном край емкости. Используемые пробирки и чашки маркировали. Перед каждым отбором новой порции воды для анализа пробу перемешивали стерильной пипеткой.
Для определениеямезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов нам понадобилось 10 – кратное разведение пробы №1,т.к. это поверхностный источник.
Общее микробное обсеменение определяется путем высева из 10-кратных разведений воды в мясопептонный агар глубинным методом.
После тщательного перемешивания внесли по 1 мл воды из пробы или из соответствующего разбавления в стерильные чашки Петри, слегка приоткрывая крышки. Сразу же после внесения воды в каждую чашку вливали 10 мл расплавленного и остуженного до 45°С питательного агара после фламбирования края посуды, в которой он содержался. Затем быстро, вращательными движениями, смешивали содержимое чашек. Чашки Петри, после застывания агара с посевами помещали в термостат и инкубировали при температуре 37 °С в течение 24 ч.[4-8]
Затем подсчитывали все выросшие на чашке колонии. Число выросших колоний умножали на степень разведения пробы и вычисляли среднее арифметическое количество колоний, подсчитанных на двух чашках
Далее определяли ОКБ и ТКБ легко поддаются обнаружению и количественному подсчету, поэтому на протяжении многих лет их используют как своеобразный показатель качества вод как индикатора качества питьевой воды.
В своей работе мы использовали метод мембранной фильтрации. Метод основан на фильтрации установленного объема воды через фильтрующие материалы, выращивании посевов на дифференциальной питательной среде Эндо при температуре 37°С в течение 24 ч. и последующей идентификации колоний по культуральным и биохимическим тестам. Объем 300мл исследуемой воды проб № 2-7 фильтровали через один фильтр и объем 100 мл пробы № 1фильтровали дробными объемами 10, 30,60 мл используя 3 фильтра. Чашки с фильтрами на питательной среде Эндо ставили в термостат дном вверх и инкубировали посевы.
Через сутки на фильтрах проб 2, 3, 4, 5, 6, 7 нет роста, выдали отрицательный ответ: отсутствие ОКБ и ТКБ в 100 мл исследуемой воды. Анализ закончили через 24ч.
На одном фильтре пробы № 1, через который мы фильтровали 60 мл исследуемой воды мы обнаружили рост 12 изолированных типичных лактозоположительных колоний: темно-красных с металлическим блеском с отпечатком на обратной стороне фильтра,11 изолированных темно-красных без металлического блеска со слабым отпечатком на обратной стороне,15 розовых колоний, без отпечатка
Приступили к подтверждению их принадлежности к ОКБ и ТКБ.
Каждую выбранную изолированную колонию исследовали на:
наличие оксидазной активности; Использовали системы индикаторные бумажные-оксидазу набор №2. В нашем случае тест положительный у 12 красных с блеском и 11 красных без блеска колоний - колонии оксидазоотрицательные. Колонии розового цвета оксидазоположительные, результат теста отрицательный, больше мы их не исследуем
принадлежность к Граму (постановка теста Грегерсена, окраска мазков по Граму); проводили 3% р-ом КОН –реакция ослизнение, Тест считаем, как положительный у всех 23 колоний;
Для уточнения и подтверждения полученных результатов мы проводили микроскопию выросших колоний. Мазки окрашивали по методу Грама
В результате чего в мазке из пробы №1 мы обнаружили чистую культуру грамотрицательных палочек, расположенных одиночно
ферментация лактозы до кислоты и газа. засевали уколом петли в столбик среды Гисса с лактозой, параллельно в две пробирки:
- для подтверждения наличия ОКБ посев инкубировали при температуре 370 С в течение 24 часов;
- для подтверждения наличия ТКБ посев осуществляли в среду, предварительно прогретую до температуры 440 С, и инкубировали при температуре 440 С в течение 24 часов. Результат 23 КОЕ ОКБ в 100мл, 12 КОЕ ТКБ в 100мл.
Далее определяли присутствиеколифагов.Сущность метода заключается в исследовании нормируемого объема воды (100 мл) путем его прямого посева и последующего учета зон лизиса (бляшек) на газоне Escherichiaсoli в чашках Петри с питательным агаром.
В своей работе мы использовали прямой метод выделения колифагов из воды. На всех этапах исследования использовали бактериальную взвесь культуру Е.coli К12F со стрептомицином.
Исследуемые 100 мл воды разделили по 20 мл в 5 чашек Петри и сразу же вносили в каждую чашку по 20 мл смеси питательного агара двойной концентрацией с культурой E.coli. Чашки с застывшим агаром поместили в термостат и инкубировали при температуре 37°C в течение 18 ч.
Результат В контрольной чашке и в чашках проб № 2-7 бляшки отсутствуют. В пробе №1 на 2 чашках из 5 обнаружили зоны лизиса.
Определение сульфитредуцирующихклостридий в воде. Метод основан на выращивании посевов в железосульфитном агаре в условиях, приближенных к анаэробным, и подсчете числа черных колоний.
Порядок проведения анализа. Мы определяли количества СРК методом прямого посева.
В пробе №1 в двух пробирках выросло по одной черной колонии в толще питательной среды, отсюда следует, что 2 колониеобразующих единиц (КОЕ) спор сульфитредуцирующих клостридий в 20 мл воды в пробе №1. В пробах 2-7 не обнаружено КОЕ спор сульфитредуцирующих клостридий в 20мл воды. т.к. проба №1 является поверхностным источником водоснабжения определение сульфитредуцирующихклостридий не нормируется.Клостридииопределяли в воде из поверхностных источников для оценки эффективности обработки воды.
Результаты наших микробиологических исследований сведены в таблице № 3.
Таблица 3 - Результаты микробиологических исследований
Показатели |
Единицы измерения |
Исследуемые пробы |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
||
ОМЧ |
м.к./мл |
54 |
3 |
2 |
2 |
1 |
2 |
3 |
Общие коли бактерии |
Число бактерий в 100 мл |
12 |
Не обнаружено |
Не обнаружено |
Не обнаружено |
Не обнаружено |
Не обнаружено |
Не обнаружено |
Термотолерантные коли бактерии |
Число бактерий в 100 мл |
12 |
Не обнаружено |
Не обнаружено |
Не обнаружено |
Не обнаружено |
Не обнаружено |
Не обнаружено |
Колифаги |
Число единиц в 100 мл |
5 |
Не обнаружено |
Не обнаружено |
Не обнаружено |
Не обнаружено |
Не обнаружено |
Не обнаружено |
Споры сульфитредуцирующихклостридий |
Число спор в 20 мл |
2 |
Не обнаружено |
Не обнаружено |
Не обнаружено |
Не обнаружено |
Не обнаружено |
Не обнаружено |
По результатам проведенных исследований мы выяснили, что в соответствии с ГОСТ 2761-84«Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора.» все подземные источники (пробы № 2-7) относятся к 1 классу источника водоснабжения; где качество воды по всем показателям удовлетворяет требованиям ГОСТ 2874-82«Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством», и СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества»; поверхностный источник (проба № 1) относиться к 3 классу источника водоснабжения, где доведение качества воды до требований ГОСТ 2874-82 и СанПиН 2.1.4.1074-01 достигается дополнительными методами:коагулирования, отстаивания, фильтрования, обеззараживания; с применением дополнительной ступени осветления, применение окислительных и сорбционных методов.[1-13]
Библиографический список:
Пульчеровская Л.П. Изучение биологических свойств бактерий вида Serratiamarcescens/ Пульчеровская Л.П., Кузнецова О.В., Бахаровская Е.О. В сборнике: Ветеринарная медицина XXI века: инновации, опыт, проблемы и пути их решения Международная научно-практическая конференция, посвященная Всемирному году ветеринарии в ознаменование 250-летия профессии ветеринарного врача. 2011. С. 154-155.
Ефрейторова, Е.О.Распространенность бактерий вида s. Marcescens в объектах окружающей среды и пищевых продуктах/Ефрейторова Е.О., Пульчеровская Л.П., Васильев Д.А., Золотухин С.Н. В сборнике: Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения Материалы VII Международной научно-практической конференции. 2016. С. 204-211.
Ефрейторова, Е.О.Фагоиндикация бактерий рода Serratia/ Ефрейторова Е.О., Пульчеровская Л.П., Васильев Д.А., Золотухин С.Н., Павлова И.Б., Юдина Т.Г. В книге: Бактериофаги: теоретические и практические аспекты применения в медицине, ветеринарии и пищевой промышленности Материалы Третьей научно-практической конференции с международным участием. 2016. С. 67-68.
Мухин, Е.Б. Роль бактерий рода Serratia при производстве и сохранности пищевой продукции/ Мухин Е.Б., Пекарская Н.П., Шапирова Д.Р., Зиятдинова А.Р., Рахматуллова А.Р., Агапова К.А., Пульчеровская Л.П., Ефрейторова Е.О. В сборнике: Студенческий научный форум - 2015 VII Международная студенческая электронная научная конференция, электронное издание. 2015.
Ефрейторова, Е.О.методы индикации и идентификации бактерий вида Serratiamarcescens в песке детских площадок/Ефрейторова Е.О., Пульчеровская Л.П., Васильев Д.А., Золотухин С.Н., Молофеева Н.И. В сборнике: Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения Материалы VI Международной научно-практической конференции. 2015. С. 114-117.
Sadrtdinova, G.R. Sanitary assessment of environmental objects by isolation of virulent phages// G.R.Sadrtdinova, L.P.Pulcherovskaya, D.A.Vasiliev, S.N.Zolotuhin//Russian Journal of Agricultural and Socio-Economic Sciences.2016.T.58.№10.С.165-170.
Пульчеровская, Л.П.Мониторинг объектов окружающей среды на наличие бактерий рода Citrobacter и их фагов/Пульчеровская Л.П., Васильев Д.А., Золотухин С.Н., Ефрейторова Е.О. В сборнике: Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения Материалы VII Международной научно-практической конференции. 2016. С. 253-260.
Золотухин, С.Н.Чувствительность патогенных энтеробактерий, выделенных при диареях молодняка животных к антибиотикам и специфическим бактериофагам/ Золотухин С.Н., Мелехин А.С., Васильев Д.А., Каврук Л.С., Молофеева Н.И., Пульчеровская Л.П., Коритняк Б.М., Бульканова Е.А. В сборнике: Профилактика, диагностика и лечение инфекционных болезней, общих для людей и животных 2006. С. 233-236.
Золотухин, С.Н.Штаммы бактериофагов малоизученных патогенных энтеробактерий и их практическое применение/ Золотухин С.Н., Васильев Д.А., Каврук Л.С., Пульчеровская Л.П., Молофеева Н.И., Коритняк Б.М., Кузнецов А.Ю., Бульканова Е.А., Пожарникова Е.Н., Феоктистова Н.А., Мелехин А.С., Ленев С.В. В сборнике: Научные разработки и научно-консультационные услуги Ульяновской ГСХА Информационно-справочный указатель. Ульяновск, 2006. С. 45-49.
Сверкалова, Дарья Геннадьевна. Разработка биопрепарата и бактериологической тест-системы для типирования Bordetellabronchiseptica: дис. … канд. биологических наук: 03.01.06, 03.02.03 / Д.Г. Сверкалова. - Ульяновск, 2012. – 146 с.
Цапалина Е.В. Антибиотикорезистентность бактерий рода CITROBACTER/ Цапалина Е.В., Пульчеровская Л.П., Золотухин С.Н.В сборнике: СТУДЕНЧЕСКИЙ НАУЧНЫЙ ФОРУМ -2014 VI Международная студенческая электронная научная конференция: Электронное издание. 2014.
Ширманова, К. Устойчивость бактерий SERRATIA MARCESCENS к антибиотикам/ Ширманова К., Ефрейторова Е.О., Пульчеровская Л.П. В сборнике: Студенческий научный форум - 2016 VIII Международная студенческая электронная научная конференция, электронное издание. 2016.
Пульчеровская, Л.П. Бактерии рода Citrobacter и их бактериофаги // Л.П.Пульчеровская, С.Н.Золотухин, Д.А.Васильев. - Вопросы микробиологии, эпизоотологии и ветеринарно-санитарной экспертизы. Сборник научных трудов, Ульяновск, - 2000. - С. 53-58.