Глава 2

ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ КАК МЕСТ ОБИТАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Объекты окружающей среды условно делят на места естественного обитания и места временного сохранения микроорганизмов. Места естественного обитания – зоны, где есть условия для роста и размножения микроорганизмов (вода, почва, растения, организмы человека и животных). Места временного сохранения – зоны, где микроорганизмы находятся в состоянии, близком к анабиозу, не питаются и не размножаются (воздух).

В составе каждого объекта различают постоянную (автохтонная для воды и почвы, эпифитная для растений, нормальная для животных и человека) и случайную (аллохтонная для воды, почвы, растений; транзиторная для животных и человека) микробиоту. Постоянная (типичная) микробиота данной системы существует в виде сообществ и экосистем (биоценозов), тогда как состав случайной микробиоты может легко изменяться под действием различных факторов.

Численность микроорганизмов в объектах окружающей среды зависит от климатических и географических факторов, санитарного состояния среды, характера производственной деятельности человека.

2.1. Микробиота воды

На качественный состав микробиоты воды влияет ее происхождение: различают поверхностные, глубинные, проточные, стоячие, соленые, подземные, артезианские, атмосферные воды. Большая часть микроорганизмов и микроскопических гидробионтов находится в водоемах в свободноплавающем виде (планктон), прикрепленном на поверхности плотных объектов – животных и водорослей, технических сооружений (перифитон), обитает на поверхности грунта водоема или в его толще (бентос). Отбор проб воды для микробиологического анализа и забор воды для подготовки и использования производят из толщи водоема, поэтому наиболее важно представление об обитателях планктона. Подготовка питьевой воды (воды централизованного водоснабжения) в Республике Беларусь заключается в удалении взвешенных веществ и обеззараживании, в некоторых случаях – удалении

8

ионов железа и умягчении. Для обеззараживания воды чаще используют обработку препаратами активного хлора, реже – озонирование и ультрафиолетовое облучение.

Численность микрообитателей воды определяется в первую очередь содержанием в ней органических и неорганических веществ (источников питания), также важна глубина водоема, определяющая степень освещенности и концентрацию растворенного в воде кислорода.

Состав автохтонных обитателей водных сред представлен микроорганизмами из всех групп: аэробные и анаэробные бактерии, дрожжеподобные и мицелиальные грибы, простейшие, вирусы. Эти микроорганизмы участвуют в круговороте химических элементов, обеспечивая создание пищевых цепей.

Аллохтонные микроорганизмы попадают в поверхностные водоемы вместе со сточными, талыми или ливневыми водами. Основной источник загрязнения – неочищенные бытовые и промышленные сточные воды.

Комплекс особенностей водоема, в том числе содержание микроорганизмов и веществ органического и неорганического происхождения, определяет его сапробность – степень чистоты (загрязненности) воды (табл. 1).

9

Микробиота бытовых сточных вод включает нормальных и патогенных обитателей кишечника человека. Однако вода не является благоприятной средой для их размножения, поэтому они постепенно отмирают. Основным фактором самоочищения является конкурентная активация сапрофитной микробиоты, приводящая к быстрому разложению органических веществ и снижению численности посторонних микроорганизмов. Современные проблемы в экологии связаны с поступлением такого количества сточных вод, которое нормальные обитатели переработать не могут.

2.2. Микробиота почвы

Почва – главный резервуар сохранения микроорганизмов, они обитают в водных и коллоидных пленках, обволакивающих почвенные частицы. Наиболее активна микробиота почвы на глубине 10– 20 см. Почвенные микроорганизмы участвуют в деградации и минерализации органических веществ, являясь неотъемлемой частью цепи питания, в трансформации органических и неорганических веществ и в формировании плодородного слоя.

Качественный и количественный состав микробиоты почвы зависит от времени года, вида почвы, глубины, деятельности человека.

Качественный состав микрообитателей почвы очень разнообразен: широкое разнообразие бактерий, в том числе бактерии типа Cyanobacteria, рода Actinomyces; мицелиальные грибы; простейшие; вирусы. Микробиота почвы представлена аэробами и анаэробами, автотрофами и гетеротрофами, способными размножаться в широком диапазоне температур – от 20 до 60°С. Число жизнеспособных клеток микроорганизмов в песчаных почвах достигает 107 клеток/г, в унавоженных почвах – до 109 клеток/г. В нормально функционирующих почвах автохтонная микробиота осуществляет процессы самоочищения от органических загрязнений и благодаря выраженному антагонизму приводит к гибели патогенных представителей аллохтонной микробиоты. Загрязнение почвы происходит путем попадания выделений человека и различных видов сточных вод. Антропогенное загрязнение почвы может привести к ингибированию автохтонной микробиоты и подавлению ее самоочищающей способности. Например, подавление бактерий-аммонификаторов приводит к накоплению неразложившихся органических субстратов и исключению азота из круговорота веществ, а подавление нитрифицирующих бактерий приво-

10

дит к накоплению аммиака и солей аммония, что повышает рН почвы и также нарушает экологический баланс.

Попавшие в почву обитатели нормальной и патогенной микробиоты человека не могут долго выживать в ней, однако некоторые из них способныдлительноевремясохранятьсяидажевключатьсявбиоценоз.

2.3. Микробиота воздуха

Воздух не является естественной средой обитания микроорганизмов, поскольку в воздухе они не питаются и не размножаются. Недостаток влаги, питательных веществ, солнечная радиация действуют на микроорганизмы губительно, поэтому видовой состав микробиоты воздуха немногочислен.

Различают микробиоту атмосферного воздуха и воздуха закрытых помещений, которые отличаются по качественному и количественному составу (табл. 2).

Микроорганизмы в воздухе находятся в виде водного и пылевого аэрозоля – адсорбируются на частицах влаги или твердых частицах, удерживающихся (витающих) в воздухе. Различают пылевую фазу – крупные быстро оседающие или испаряющиеся частицы (более 103 нм), капельную фазу – мелкие капли, длительно сохраняющиеся в воздухе (до 102 нм), капельные ядрышки – мельчайшие капли аэрозоля (до 10 нм), которые, высыхая, остаются во взвешенном состоянии с образованием устойчивой аэродисперсной системы.

11