Физиология микроорганизмов. Генетика микроорганизмов 1. Физиология бактерий. Питание, дыхание, размножение, метаболизм и ферментные системы бактерий По типу питания: Бактерии относятся к голифитным(не имеющего спец.органов питания). Источник УГЛЕРОДА: автотрофы -способные строить сложные соединения углерода из СО2 иН2О. Гетеротрофы питающиеся готовыми органическими соединениями. Они делятся на сапрофиты(не зависимы от макрохозяина) и паразиты(зависимы от макрохоз). Источник АЗОТА: Усваивание азота из воздуха(азотофиксирующие),солей амония(аммонифицирующие),нитратов(нитраторедуцирующие) и нитритов(Нитриторедуцирующие). Механизм питания. По механизму питания делятся на пассивный (облегченная диффузия и простая диффузия-без затрат энергии) и активный( Активный транспорт и транслокация радикалов-с затратами энергии). По типу дыхания: Облигатные строгие аэробы,облигатные строгие анаэробы,факультативные(с О2,без О2),микроаэрофилы (2-10 % кислорода),аэроталерантные(есть кислород,но не нужен он). Размножение. Разделение суперсперализированной цепи на две дочерние нити,каждая из которых после достраивается по принцыпу комплементарности и образуется две дочерние клетки(размножение на одном месте происходит пока не закончится один из компонентов жизнедеятельности и не заставит бактерии удалиться). Метаболизм. - совокупность реакций жизнедеятельности микроорг. при участи ферментов.. Ферменты высокоэфективные молекулы которые вступают в реакцию с субстратом(пит. веществом). Метаболизм делится на катаболизм и анаболизм. Катаболизм-рассщепление крупных молекул до более мелких с высвобождение энергии. Анаболизм- образование макромолекул для строительства бактериальной клетки,протекающая с поглощением энергии. Ферментные системы бактерий(6 классов). 1)Гидролазыгидролитич.катализ белков,жиров и углеродов. 2) трансферазы(транспорт отдельных радикалов)3)Оксиредуктазы(участие в ОВР)4)Лиазы(соединение двух молекул) 5)изомеразы(изомеризация двух молекул) 6)Лигазы(присоединение и отрыв от групп). 2. Цель бактериологического метода заключается в выделении чистой культуры возбудителя заболевания из исследуемого материала, накопление чистой культуры и идентификация данной культуры по набору свойств: морфологических, тинкториальных, культуральных, биохимических, антигенных, по наличию факторов патогенности, токсигенности и определение его чувствительности к антимикробным препаратам и бактериофагам. Методы выделения чистых культур микроорганизмов Культивирование микроорганизмов, помимо состава питательной среды, сильно зависит от физических и химических факторов (температура, кислотность, аэрация, свет и т. д.). При этом количественные показатели каждого из них неодинаковы и определяются особенностями метаболизма каждой группы бактерий. Существуют методы культивирования микроорганизмов на твердых и в жидких питательных средах в аэробных, анаэробных и других условиях. Методы выделения чистых культур аэробных микроорганизмов. Для того, чтобы получить изолированные колонии, при нанесении материал распределяют так, чтобы клетки бактерий были удалены друг от друга. Для получения чистой культуры используют две основные группы методов: а) методы, основанные на принципе механического разделения микроорганизмов; б) методы, основанные на биологических свойствах микроорганизмов. Методы, основанные на принципе механического разделения микроорганизмов Рассев шпателем по Дригальскому. Берут 3 чашки Петри с питательной средой. На 1-ю чашку петлей или пипеткой наносят каплю исследуемого материала и растирают шпателем по всей поверхности питательного агара. Затем шпатель переносят во 2-ю чашку и втирают оставшуюся на шпателе культуру в поверхность питательной среды. Далее шпатель переносят в 3-ю чашку и аналогичным образом производят посев. На 1-й чашке вырастает максимальное количество колоний, на 3-й — минимальное. В зависимости от содержания микробных клеток в исследуемом материале на одной из чашек вырастают отдельные колонии, пригодные для выделения чистой культуры микроорганизма. Метод Пастера (метод разведений).Из исследуемого материала готовят ряд последовательных, чаще десятикратных серийных разведений в жидкой стерильной среде или физиологическом растворе в пробирках. Далее высевают материал газоном по 1 мл из каждой пробирки. Предполагают, что в какой-то из пробирок останется количество микроорганизмов, поддающихся подсчету при высеве на пластинчатые среды. Этот метод дает возможность подсчитать микробное число в исследуемом материале. (Микробное число - количество колоний на последней чашке с ростом микроорганизмов, умноженное на степень разведения материала). Получение чистой культуры методом рассева в глубине среды Метод Коха (метод заливок).Исследуемый материал в небольшом количестве вносят в пробирку с расплавленным и охлажденным до 45-50°С МПА, перемешивают, затем каплю питательной среды с разведенным материалом переносят во вторую пробирку с расплавленным МПА и т.д. Количество разведений зависит от предполагаемой численности микроорганизмов в исследуемом материале. Приготовленные разведения микробов выливают из пробирок в стерильные чашки Петри, обозначенные номерами, соответствующими номерам пробирок. После застудневания среды с исследуемым материалом чашки помещают в термостат. Количество колоний в чашках с питательной средой уменьшается по мере разведения материала. Рассев петлей (посев штрихами).Берут одну чашку Петри с питательным агаром и делят ее на 4 сектора, проводя разграничительные линии на внешней стороне дна чашки. Исследуемый материал петлей вносят в первый сектор и проводят ею параллельные линии по всему сектору на расстоянии одна от другой около 5 мм. Этой же петлей, не изменяя ее положения по отношению к агару, проводят такие же линии на других секторах чашки. В том месте, где на агар попало большое количество микробных клеток, рост микроорганизмов будет в виде сплошного штриха. На секторах с небольшим количеством клеток вырастают отдельные колонии. Кроме того, можно наливать разведенные растворы смешанной культуры на поверхность твердых сред в чашках. Метод фильтрации.Основан на пропускании исследуемого материала через специальные фильтры с определенным диаметром пор и разделении содержащихся микроорганизмов по величине. Этот метод применяется главным образом для очистки вирусов от бактерий, а также при получении фагов и токсинов (в фильтрате - чистый фаг, очищенный токсин). Методы, основанные на биологических свойствах микроорганизмов Создание оптимальных условий для размножения Создание оптимального температурного режима для избирательного подавления размножения сопутствующей микрофлоры при низкой температуре и получения культур психрофильных или термофильных бактерий. Большинство микробов неплохо развиваются при 35-37°С, иерсинии хорошо растут при 22°С, лептоспиры культивируют при 30°С. Термофильные бактерии растут при температурах, лежащих за пределами температурных режимов прочих сопутствующих видов бактерий (так, кампилобактер культивируют при 42°С). Создание условий для аэробиоза или анаэробиоза. Большинство микроорганизмов хорошо растут в присутствии атмосферного кислорода. Облигатные анаэробы растут в условиях, исключающих присутствие атмосферного кислорода (возбудители столбняка, ботулизма, бифидумбактерии, бактероиды и др.). Микроаэрофильные микроорганизмы растут только при низком содержании кислорода и повышенном содержании СО2(кампилобактер, геликобактер). Метод обогащения. Исследуемый материал засевают на элективные питательные среды, способствующие росту определенного вида микроорганизмов. Метод Шукевича.Исследуемый материал засевают в конденсационную воду скошенного агара. При размножении подвижные формы микробов из конденсационной воды распространяются по агару, как бы «вползают» на его поверхность. Отсевая верхние края культуры в конденсационную воду свежескошенного агара и повторяя это несколько раз, можно получить чистую культуру. Так, для выделения культуры Proteus vulgaris, Clostridium tetani материал засевают в конденсационную воду на дне пробирки со скошенной плотной средой, не касаясь поверхности среды. Названные микроорганизмы способны давать ползучий рост (роение) на поверхности среды. Сопутствующие микробы растут в нижней части питательной среды, а протей и столбнячный микроб в виде пленки распространяются вверх и занимают всю скошенную часть агара. Метод прогревания.Позволяет отделить спорообразующие бациллы от неспоровых форм. Прогревают исследуемый материал на водяной бане при 80°С 10—15 мин. При этом погибают вегетативные формы, а споры сохраняются и при посеве на соответствующую питательную среду прорастают. Бактериостатический метод (метод ингибирования).Основан на различном действии некоторых химических веществ и антибиотиков на микроорганизмы. Определенные вещества угнетают рост одних микроорганизмов и не оказывают влияния на другие. Например, небольшие концентрации пенициллина задерживают рост грамположительных микроорганизмов и не влияют на грамотрицательные. Смесь пенициллина и стрептомицина позволяет освободить нитчатые грибы и дрожжи от бактериальной флоры. Серная кислота (5% раствор) быстро убивает большинство микроорганизмов, а туберкулезная палочка выживает в этих условиях. Необходимо учитывать, что селективные факторы часто включены в состав среды в бактериостатических концентрациях, поэтому сопутствующие микрооорганизмы остаются жизнеспособными и при переносе колоний исследуемой культуры на обычные среды могут быть причиной получения смешанной культуры. Метод заражения лабораторных животных. Применяют в целях выделения и идентификации патогенных микроорганизмов и отделения их от сапрофитной флоры. Для заражения подбирают наиболее восприимчивые к предполагаемому возбудителю инфекции виды животных. После появления у зараженных организмов признаков болезни их убивают и производят посев органов и тканей на питательные среды. При выделении и изучении облигатных паразитов этот метод является основным и единственным. Биопроба – метод, который позволяет не только выделить возбудитель из патологического материала, но также изучить вирулентность чистой культуры. Организм животного представляет собой биологический «фильтр», который в силу выраженности своих защитных свойств уничтожает сопутствующую непатогенную микрофлору, но не способен подавить размножение вирулентных бактерий. Биопроба проводится при выделении чистой культуры пневмококка, микобактерий туберкулеза, франциселл и т.п. Принципы и методы выделения и идентификации чистой культуры бактерий. Этапы исследования. Ответ. Чистой культурой называется популяция микроорганизмов одного вида, выращенная на питательной среде. Принципы ВЫДЕЛЕНИЯ чистой культуры бактерий. 1. Выделение чистой культуры является основой бактериологической работы, т.к. в практической деятельности приходится иметь дело с материалом, содержащим смесь микробов (контаминация) (гной, испражнения и т.д.), идентификация же вида возможна только тогда, когда бактерии получены в чистом, изолированном виде. 2. Для получения чистой культуры необходимо отделить бактериальные клетки разных видов друг от друга. Методы ВЫДЕЛЕНИЯ чистой культуры бактерий. Для получения чистой культуры используют две основные группы методов: а) методы, основанные на принципе механического разделения микроорганизмов (ЧАЩЕ ВСЕГО); б) методы, основанные на биологических свойствах микроорганизмов. Стерилизация. Дезинфекция Стерилизация (обеспложивание) – это полное уничтожение микроорганизмов в объектах, подвергающихся обработке. Методы стерилизации подразделяются на физические и химические. К физическим методам относятся: -тепловая стерилизация, -лучевая стерилизация, -стерилизация ультразвуком, -ультрафильтрация. Тепловая стерилизация основана на использовании высоких температур: стерилизация в пламени (прожигание, фламбирование), сухожаровая стерилизация, стерилизация перегретым паром под давлением - автоклавирование. Прожигание является простым и надежным методом, однако имеет ограниченное применение. Стерилизацию сухим жаром осуществляют в воздушных стерилизаторах (прежнее название – “сухожаровые шкафы или печи Пастера”). Стерилизуют лабораторную посуду и другие изделия из стекла, металлические инструменты, то есть объекты, которые не теряют своих качеств при высокой температуре. Режимы стерилизации: 160°С в течение 120 минут, 180°С - 40 минут. Стерилизация паром под давлением - наиболее универсальный метод стерилизации. Проводится в автоклаве, представляющем собой герметически закрывающуюся емкость, в которую поступает перегретый пар. Автоклав снабжен датчиками контроля температуры и давления. Температура кипения воды возрастает при увеличении давления в камере: при 0,5 избыточных атмосфер температура пара составляет 111°С; при 1 избыточной атмосфере – 121°С, при 2-х атмосферах – 132 °С. Наиболее часто используемый режим стерилизации в автоклаве -121°С (1 атм.) 40 минут. В автоклаве стерилизуют перевязочный материал, белье, коррозионно-устойчивые металлические инструменты, питательные среды, растворы. Одной из разновидностей тепловой стерилизации является дробная стерилизация при температурах от 56°С (тиндализация) до 100°С, применяемая для обработки материалов, не выдерживающих дальнейшее нагревание. В частности, данный метод может применяться для стерилизации питательных сред. Материал нагревают в течение 30-60 минут, а затем помещают на сутки в термостат при 37°С. Процедуру повторяют трижды. Нагревание стимулирует прорастание спор. Образовавшиеся вегетативные формы погибают при последующем повышении температуры Лучевая стерилизация осуществляется в специальных установках с помощью гамма-излучения. Инактивация микроорганизмов под действием гамма-лучей происходит в результате повреждения нуклеиновых кислот. Лучевая стерилизация позволяет обрабатывать сразу большое количество предметов (одноразовых шприцев, систем для переливания крови и т.д.). Ультрафильтрация является широко используемым методом стерилизации растворов лекарственных препаратов. Жидкости пропускаются через мембранные фильтры с диаметром пор, через которые не проходят бактерии и вирусы. Химическая стерилизация проводится с использованием газов: оксида этилена, смеси ОБ (смеси оксида этилена и бромистого метила в весовом соотношении 1:2,5) и паров формальдегида. Эти вещества являются алкилирующими агентами, их способность в присутствии воды инактивировать активные группы ферментов, других белков, ДНК и РНК приводит к гибели микроорганизмов. Стерилизация газами осуществляется в присутствии пара при температуре от 18 до 80°С в специальных камерах. Дезинфекция (обеззараживание) – это процедура, направленная на уничтожение патогенных микроорганизмов, предусматривающая обработку объектов внешней среды, помещений, одежды, белья, инструментария и др. Различают три основных метода дезинфекции: - тепловая дезинфекция; - УФ-облучение; - химическая дезинфекция. Тепловая дезинфекция. Температура 100°С в течение 5 минут убивает все вегетативные формы бактерий и большинство вирусов. При добавлении в воду 2% натрия гидрокарбоната погибают и споры. 3. Молекулярно-генетические методы диагностики инфекционных болезней. Полимеразная цепная реакция позволяет обнаружить микроб в исследуемом материале (воде, продуктах, материале от больного) по наличию в нем ДНК микроба без выделения последнего в чистую культуру. Для проведения этой реакции из исследуемого материала выделяют ДНК, в которой определяют наличие специфичного для данного микроба гена. Обнаружение гена осуществляют его накоплением. Для этого необходимо иметь праймеры комплементарного З'-концам ДНК. исходного гена. Накопление (амплификация) гена выполняется следующим образом. Выделенную из исследуемого материала ДНК нагревают. При этом ДНК распадается на 2 нити. Добавляют праймеры. Смесь ДНК и праймеров охлаждают. При этом праймеры, при наличии в смеси ДНК искомого гена, связываются с его комплементарными участками. Затем к смеси ДНК и праймера добавляют ДНК-полимеразу и нуклеотиды. Устанавливают температуру, оптимальную для функционирования ДНК-полимеразы. В этих условиях, в случае комплементарное™ ДНК гена и праймера, происходит присоединение нуклеотидов к З'-концам праймеров, в результате чего синтезируются две копии гена. После этого цикл повторяется снова, при этом количество ДНК гена будет увеличиваться каждый раз вдвое. Проводят реакцию в специальных приборах — амплификаторах. ПЦР применяется для диагностики вирусных и бактериальных инфекций. Рестрикционный анализ. Данный метод основан на применении ферментов, носящих название рестриктаз. Рестриктазы представляют собой эндонук-леазы, которые расщепляют молекулы ДНК, разрывая фосфатные связи не в произвольных местах, а в определенных последовательностях нуклеотидов. Особое значение для методов молекулярной генетики имеют рестриктазы, которые узнают последовательности, обладающие центральной симметрией и считывающиеся одинаково в обе стороны от оси симметрии. Точка разрыва ДНК может или совпадать с осью симметрии, или быть сдвинута относительно нее. В настоящее время из различных бактерий выделено и очищено более 175 различных рестриктаз, для которых известны сайты (участки) узнавания (рестрикции). Выявлено более 80 различных типов сайтов, в которых может происходить разрыв двойной спирали ДНК. В геноме конкретной таксономической единицы находится строго определенное (генетически задетерминированное) число участков узнавания для определенной рестриктазы. Если выделенную из конкретного микроба ДНК обработать определенной рестриктазой, то это приведет к образованию строго определенного количества фрагментов ДНК фиксированного размера. Размер каждого типа фрагментов можно узнать с помощью электрофореза в агарозном геле: мелкие фрагменты перемещаются в геле быстрее, чем более крупные фрагменты, и длина их пробега больше. Гель окрашивают бромистым этидием и фотографируют в УФ-излучении. Таким образом, можно получить рестрикционную карту определенного вида микробов. Сопоставляя карты рестрикции ДНК, выделенных из различных штаммов, можно определить их генетическое родство, выявить принадлежность к определенному виду или роду, а также обнаружить участки, подвергнутые мутациям. Этот метод используется также как начальный этап метода определения последовательности нуклеотидных пар (секвенирования) и метода молекулярной гибридизации. Метод молекулярной гибридизации позволяет выявить степень сходства различных ДНК. Применяется при идентификации микробов для определения их точного таксономического положения. Метод основан на способности двухцепочечной ДНК при повышенной температуре (90 °С) в щелочной среде денатурировать, т. е. расплетаться на две нити, а при понижении температуры на 10 °С вновь восстанавливать исходную двухцепочечную структуру. Метод требует наличия молекулярного зонда. Зондом называется одноцепочечная молекула нуклеиновой кислоты, меченная радиоактивными нуклидами, с которой сравнивают исследуемую ДНК. Для проведения молекулярной гибридизации исследуемую ДНК расплетают указанным выше способом, одну нить фиксируют на специальном фильтре, который затем помещают в раствор, содержащий радиоактивный зонд. Создаются условия, благоприятные для образования двойных спиралей. В случае наличия комплементарности между зондом и исследуемой ДНК, они образуют между собой двойную спираль. 2.Экология микроорганизмов РАСПРОСТРАНЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ В ПРИРОДЕ Исследования, проведенные еще А. Левенгуком, указывали на широкое распространение микроорганизмов в природе. Они находятся в почвах, морях, океанах, пресных водах, воздухе. Человек, животные И высшие растения также представляют собой объекты, на которых обитают различные микроорганизмы. Микробы могут быть в пищевых товарах, на холодильном оборудовании, прилавках магазинов, разделочных столах предприятий общественного питания, на одежде и т. д. Состав микрофлоры, его формирование и динамика изменений зависят от окружающей среды, а также от свойств и состояния каждого объекта. Для работников торговли и общественного питания наибольшее значение имеет изучение микрофлоры почвы, воды, воздуха и ознакомление с микрофлорой тела человека. МИКРОФЛОРА ПОЧВЫ Почва представляет собой хорошую среду для жизни микробов в связи с наличием в ней питательных веществ и влаги. Почва хорошо защищает микробов от влияния прямого солнечного света и высушивания. Особенно обильно населены микроорганизмами поверхностные слои почвы (глубина 1–10 см), так как они постоянно обогащаются питательными веществами 9а счет отмерших растительных и животных организмов и сточных вод. В самом верхнем слое, до глубины 1–2 мм, микробов встречается меньше, чем в более глубоко расположенных слоях, из-за губительного воздействия прямого солнечного света, постоянных перепадов влажности и высушивания. На глубине в несколько метров микробов значительно меньше из-за недостаточного количества органических питательных веществ и слабой аэрации. С глубиной снижается не только численность клеток, но и уменьшается число обитающих видов. Однако и на больших глубинах (в несколько метров) встречаются отдельные клетки микробов. В грамме почвы могут находиться сотни миллионов и даже миллиарды клеток. Почвы удобряемых сельскохозяйственных участков могут содержать до 5–8 миллиардов клеток. Во влажных нейтральных или слабокислых почвах микроорганизмы находят хорошие условия для размножения, и их там обычно много. В неблагоприятных по свойствам почвах — кислых, болотистых и сухих — микробов меньше. Типичными для почв микроорганизмами являются нитрифицирующие, денитрифицирующие, азотофиксирующие, гнилостные бактерии, плесневые грибы, актиномицеты. Из сапрофитных бактерий в почвах много аэробных спорообразующих, в том числе сенная и картофельная палочки, и анаэробных — из группы маслянокислых и др. Кроме того, в почвах могут оказаться патогенные микробы, попадающие с трупами животных и отбросами,— возбудители желудочно-кишечных заболеваний, пищевых отравлений (ботулизм), раневых инфекций и др. Болезнетворные бактерии, как правило, постоянно в почве не обитают, но при попадании в нее могут длительное время сохраняться. Корни растений (своими выделениями) и микробы-антагонисты оказывают губительное действие на них, вызывая постепенное отмирание. Тем не менее, например, холерный вибрион выживает в почвах до 28 дней, а споровые формы — возбудители сибирской язвы, столбняка, ботулизма, газовой гангрены — еще более устойчивы: попав в почву, они сохраняются в ней годами и при благоприятных условиях активно размножаются. Поэтому пищевые продукты необходимо тщательно оберегать от загрязнений почвой, так как с ней могут попасть микробы, не только вызывающие их порчу, но и опасные для здоровья человека. Из почвы микробы с пылью, с потоками дождевой или снеговой воды попадают в реки, озера и другие природные водоемы, а также в воздух. Таким образом, почва является первоисточником микробов в природных условиях. МИКРОФЛОРА ВОДЫ Для ряда микроорганизмов вода является естественной средой обитания. Особенно богата микрофлорой вода открытых водоемов и рек. Наибольшее количество микроорганизмов находится в поверхностных слоях прибрежной зоны водоемов. С увеличением глубины содержание микроорганизмов уменьшается. Количество микробов в воде зависит от времени года и метеорологических условий. Осенью, а также во время разливов рек и сильных дождей, когда в воду попадают микробы, смываемые с поверхности почвы, число их бывает наибольшим. Попадая в моря, реки, озера, пруды с поверхности земли, из воздуха с дождем и пылью, со сточными и хозяйственно-бытовыми потоками, многие микроорганизмы находят там благоприятные условия для жизни. В 1 мл воды может содержаться от десятков тысяч до миллиона клеток. В соленых водах морей и океанов, в минеральных источниках также обитают приспособившиеся к высокому осмотическому давлению разнообразные микроорганизмы. Важную роль в формировании микрофлоры природных водных источников играет микрофлора придонного ила. Численность обитающих там бактерий достигает 400 млн. на 1 г ила. Эти микроорганизмы образуют на поверхности ила особый слой, содержащий серобактерии, нитрифицирующие и азотофиксирующие бактерии, а также анаэробные бактерии, разлагающие клетчатку, жиры и другие вещества. Все они обеспечивают круговорот веществ в водоеме. Однако в природных водах могут активно размножаться и обитать также некоторые из случайно попадающих микробов, способные довольствоваться минимальными количествами органических веществ. Значительно ограничивает численность микроорганизмов в воде до глубины 1,5-3 м солнечный свет. Беднее микрофлора почвенных вод, особенно глубоколежащих водоносных слоев, куда из-за фильтрационных свойств почвы микроорганизмы почти не попадают. Со сточными водами, выделениями больных людей и животных в воду могут попадать и различные патогенные микробы — холерный вибрион, возбудители брюшного тифа, дизентерийные микробы, сибиреязвенные бациллы и др. Они способны сохраняться в воде в течение длительных сроков. Например, холерный вибрион в воде может существовать до нескольких недель, дизентерийные микробы — от нескольких дней до 2-6 недель, возбудитель туберкулеза выживает в речной воде до 5 месяцев. Вода, загрязненная патогенными микробами, может явиться причиной массовых заболеваний среди людей. Поэтому при использовании воды из того или иного источника важно знать степень ее загрязнения. Воду, сомнительную по степени чистоты, следует обязательно кипятить. Особенно опасно фекальное загрязнение воды, так как с ним в воду могут вноситься возбудители желудочно-кишечных заболеваний. Санитарные свойства воды оценивают физическими, химическими и биологическими методами. Мутные, окрашенные, пахнущие различными веществами воды, особенно аммиаком, или воды, содержащие много органических веществ, не должны использоваться без специальной обработки. Однако и прозрачная вода, безупречная по внешнему виду, может быть богата опасной микрофлорой. Примеси в воде различных химически активных веществ, например аммиака, сероводорода, солей азотной и азотистой кислот, хлоридов и солей фосфорной кислоты, свидетельствуют о загрязнении ее промышленными стоками. Неудовлетворительная по санитарным показателям вода может явиться не только источником различных инфекций, но и средством их распространения. Такая вода предварительно перед использованием очищается отстаиванием, фильтрованием, хлорированием, озонированием, обработкой УФЛ (ультрафиолетовыми лучами) и другими способами. Загрязнение промышленными стоками и бытовыми водами естественных водоемов может привести их в такое состояние, когда их дальнейшее хозяйственное использование невозможно из-за того, что они сами становятся источником опасности — отравлений и инфекций. В большинстве случаев при умеренном загрязнении водоемов чистота воды через некоторое время восстанавливается в результате естественно протекающего процесса самоочищения. Этот процесс является комплексом физико-химических и биохимических превращений веществ: оседания частиц, включения их в состав ила, окисления и др. Сточные воды, попав в водоемы, оказываются значительно разбавленными. В этих условиях внесенная со стоками микрофлора, а также естественная микрофлора водоема получают возможность бурно развиваться. При этом она утилизирует (использует полностью) все внесенные загрязнения. Развившаяся масса микроорганизмов становится пищевым объектом для инфузорий, простейших организмов, уничтожается бактериофагами, микробами-антагонистами. В свою очередь и эта группа микроорганизмов потребляется личинками насекомых, мальками рыб и др. Таким образом, постепенно восстанавливается естественное состояние водоема. Однако такой процесс протекает с достаточной интенсивностью лишь в том случае, когда в водоемы попадают не слишком большие дозы загрязнений. Сильно загрязненные органическими и другими веществами сточные воды перед сливом в водоемы должны проходить предварительную очистку. ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД Одним из методов биологической очистки сточных вод является их фильтрация через почву на специальных земельных участках, называемых полями фильтрации. Поступающая на поля фильтрации вода просачивается сквозь почву и отводится с помощью дренажных труб в близлежащий водоем. Накапливающиеся в верхних слоях фильтрационного поля органические вещества под действием различных бактерий — постоянных обитателей этого слоя — подвергаются аммонификации с образованием аммонийных солей. Последние окисляются в соли азотной кислоты. Большая часть микробов, попавших в фильтрационный слой из сточных вод, задерживается им и скоро погибает. Более рациональным способом очистки сточных вод является их обработка на полях орошения. Поля орошения обычно состоят из двух участков, на одном из которых идет очистка вод (фильтрация), а второй используется для выращивания сельскохозяйственных культур. Через некоторое время функции участков меняются: первое поле используется для выращивания каких-либо культур, а второе — для фильтрации. Почвы таких полей богаты удобрениями и дают хорошие урожаи. Очистка с помощью биологических фильтров заключается в фильтрации сточных вод через резервуары, заполненные пористыми материалами. На большой поверхности этих материалов в виде пленки развиваются разнообразные микроорганизмы, быстро перерабатывающие органические и другие загрязняющие вещества. На первом этапе происходят процессы окисления и аммонификация этих веществ, а затем окисление образовавшихся аммиачных соединений в соли азотной кислоты. Описанные способы очистки хотя и надежны, но требуют использования больших земельных площадей и времени. Быстрее очистка осуществляется в аэротэнках — проточных бассейнах, в которые вводится так называемый активный ил, состоящий в основном из микроорганизмов. С помощью активного ила адсорбируются и перерабатываются органические загрязнения. Вдуваемый снизу воздух способствует поддержанию частиц ила во взвешенном состоянии и очень быстрому окислению и переработке веществ. Остатки, получаемые при отстаивании сточных вод, могут перерабатываться в метантанках. В результате процессов брожения и гниения осадки, содержащие клетчатку, жиры, белки и другие вещества, превращаются в простые соединения, в том числе горючие газы, используемые в промышленных целях. Предварительно очищенные указанными способами сточные воды выпускаются в природные водоемы или после, дополнительной очистки вновь используются в тех же производствах (замкнутый цикл). В связи с нехваткой пресной воды на ряде промышленных предприятий в процессах, не связанных непосредственно с выпуском пищевых товаров, допускается повторное использование очищенной воды. ОЧИСТКА ПИТЬЕВЫХ ВОД Одним из методов очистки питьевой воды является отстаивание ее в бассейнах-отстойниках. При этом оседают взвешенные частицы, а вместе с ними и большинство бактерий. Более полное осветление воды достигается применением коагуляции ее сернокислым алюминием. Образующиеся хлопья, оседая, увлекают взвешенные частицы и микроорганизмы. Затем воду фильтруют через песочные фильтры. На фильтрах задерживается до 98–99% имеющихся в воде микробов. Однако и после фильтрации все еще остается некоторое их количество и среди них возможны болезнетворные формы. Поэтому после фильтрации воду подвергают дезинфекции путем хлорирования. Хлорирование — доступный способ обеззараживания воды, позволяющий уничтожать многие, в том числе паратифозные, бруцеллезные и другие бесспоровые патогенные микроорганизмы. При этом действие обработки на микробы сказывается в течение всего времени нахождения в ней остаточных количеств хлора. Для хлорирования применяется хлорная известь. Использование ее основано на том, что активный хлор, обладая окисляющими свойствами, губительно действует на бактерии при достаточном его содержании. В этих же целях может употребляться и газообразный хлор. Перспективной является обработка воды ультрафиолетовыми лучами (УФЛ). В отличие от хлора они не придают воде неприятного привкуса, более губительны для спор бактерий. Недостаток этого метода, препятствующий, повсеместному его использованию, — слабая эффективность УФЛ при обработке вод с пониженной прозрачностью. Питьевая вода должна соответствовать ряду требований. В миллилитре водопроводной воды должна быть не более 100 микробов, в колодезной и речной питьевой — не более 1 000. Коли-титр должен быть соответственно не менее 300 и 100 мл. В питьевой воде не должно быть патогенных бактерий. Нормируется содержание органических примесей. Вода открытых водоемов перед использованием в пищевых целях должна быть очищена и обеззаражена. Допускается использование без обработки только артезианской воды. Такие же требовании по микробиологическим показателям предъявляют и к пищевому искусственному и естественному льду. МИКРОФЛОРА ВОЗДУХА Воздух является неблагоприятной средой для жизни микроорганизмов. В нем они не находят пищи, подвергаются высушиванию и губительному действию прямых солнечных лучей. Однако микробы постоянно находятся в воздухе, попадая в него с почвенной, промышленной и водной пылью. Поэтому качественный и количественный состав микрофлоры воздуха является случайным. Он целиком определяется составом микрофлоры почвы и воды, наличием промышленных предприятий и другими факторами. Большинство микробов сравнительно быстро погибает в воздухе. Однако споровые палочки, кокковые формы бактерий и споры плесневых грибов обладают большей выживаемостью. Воздух зимой чище, чем летом. Над океанами и морями он чище, чем над распаханной территорией. Особенно много микробов в воздухе над крупными городами. В 1 м3 такого воздуха могут находиться десятки тысяч микробов. Много микробов бывает в воздухе производственных помещений. Воздух является своеобразной транспортной магистралью, с помощью которой микробы могут разноситься на далекие расстояния, попадать на пищевые продукты, в организм людей. Это опасно, так как среди микробов, находящихся в воздухе, встречаются и болезнетворные, например возбудители туберкулеза, вирусы и др. В связи с этим оздоровление воздуха природной среды и очистка воздуха рабочих помещений является важной, повседневной задачей. Очистку воздуха в помещениях осуществляют путем систематической влажной уборки, вентиляции. В холодильных камерах используют бактерицидные лампы (облучение УФЛ). МИКРОФЛОРА ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА Каждый человек, постоянно находясь в окружении естественных природных источников микрофлоры, общаясь с другими людьми и вступая с ними в разнообразные отношения, в результате прямых и косвенных контактов «обменивается» с ними микрофлорой. Постоянно в организм человека поступают микроорганизмы с водой, пищей, попадают с различных предметов. Чрезвычайно разнообразна микрофлора полости рта. Благоприятная температура, щелочная реакция слюны и остатки пищи являются хорошими условиями для развития самых различных микроорганизмов. Практически у всех людей в ротовой полости обитают микрококки, стрептококки, стафилококки, споровые и неспоровые палочки, вибрионы, спирохеты, спириллы, ацидофильная палочка, дрожжи, актиномицеты и др. Особенно богаты микробами зубной налет, отложения в кариозных зубах и складки миндалин. С удивлением отмечая многообразие и многочисленность микробов в окружающей среде и на своем теле, А. Левенгук писал: «...В моем рту их больше, чем людей в Соединенном Королевстве». У больных людей и бактерионосителей в ротовой полости могут встречаться гемолитические стрептококки, дифтерийная палочка, менингококки, туберкулезная палочка и др. Органы дыхания здорового человека не имеют постоянной микрофлоры. Состав микрофлоры целиком зависит от содержания микробов во вдыхаемом воздухе. Очень обильна микрофлора желудочно-кишечного тракта, особенно отделов толстого кишечника. Взрослый человек ежедневно выделяет из кишечника многие сотни миллиардов микроорганизмов. В кишечнике постоянно обитают бактерии коли, некоторые кокки, столбнячная бацилла и др. Масса разнообразных микроорганизмов находится на руках, куда они попадают со всех других частей тела и из внешней среды. Обнаружение на руках типичных обитателей желудочно-кишечного тракта, в частности кишечной палочки, свидетельствует о неудовлетворительном санитарно-гигиеническом режиме труда, быта, о низком уровне личной гигиены. Чистота рук, тела и поддержание нормального состояния здоровья являются совершенно необходимыми для работников, постоянно соприкасающихся с пищевыми товарами. 4.Основы антибактериальной химеотерапии Химиотерапевтические препараты по спектру активности подразделяются на группы: - действующие на клеточные формы микроорганизмов (антибактериальные, противогрибковые, противопротозойные). Антибактериальные препараты кроме того подразделяются на препараты широкого спектра действия (действуют на грамположительные и грамотрицательные бактерии) и препараты узкого спектра действия (действуют только на грамположительные или только на грамотрицательные бактерии): - противовирусные препараты. По типу действия химиотерапевтические препараты подразделяются на группы: - микробоцидные (бактерицидные, фунгицидные) , то есть губительно действующие на микроорганизмы; - микробостатические (бактериостатические), то есть ингибирующие рост и размножение микроорганизмов. Сульфаниламидные препараты (сульфаниламиды) - это химиотерапевтические средства, являющиеся производными сульфаниловой кислоты. К ним относятся норсульфазол, сульфадимезин, сульфадиметоксин, фталазол и другие препараты. Антибиотики - это химиотерапевтические вещества биологического (микробного, растительного, животного), полусинтетического или синтетического происхождения, которые в малых концентрациях вызывают торможение размножения или гибель чувствительных к ним микробов во внутренней среде организма. Основными источниками получения антибиотиков являются актиномицеты, плесневые грибы и типичные бактерии. СУЩЕСТВУЮТ НЕСКОЛЬКО МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ БАКТЕРИЙ К АНТИБАКТЕРИАЛЬНЫМ ПРЕПАРАТАМ (АБП) диффузионные методы с использованием дисков с антибиотиками (диско-диффузионный метод) с помощью Е-тестов (полуколичественный) методы серийных разведений разведение в жидкой питательной среде (бульоне) разведение в агаре Автоматизированные системы Принципы рациональной антибиотикотерапии. Профилактика развития осложнений состоит, прежде всего, в соблюдении принципов рациональной антибиотикотерапии (антимикробной химиотерапии): • Микробиологический принцип. До назначения препарата следует установить возбудителя инфекции и определить его индивидуальную чувствительность к антимикробным химиотерапевтическим препаратам. По результатам антибиотикограммы больному назначают препарат узкого спектра действия, обладающий наиболее выраженной активностью в отношении конкретного возбудителя, в дозе, в 2—3 раза превышающей минимальную ингибирующую концентрацию. Если возбудитель пока неизвестен, то обычно назначают препараты более широкого спектра, активные в отношении всех возможных микробов, наиболее часто вызывающих данную патологию. Коррекцию лечения проводят с учетом результатов бактериологического исследования и определения индивидуальной чувствительности конкретного возбудителя (обычно через 2-3 дня). Начинать лечение инфекции нужно как можно раньше (во-первых, в начале заболевания микробов в организме меньше, во-вторых, препараты активнее действуют на растущих и размножающихся микробов). • Фармакологический принцип. Учитывают особенности препарата — его фармакокинетику и фармакодинамику, распределение в организме, кратность введения, возможность сочетания препаратов и т. п. Дозы препаратов должны быть достаточными для того, чтобы обеспечить в биологических жидкостях и тканях микробостатические или микробоцидные концентрации. Необходимо представлять оптимальную продолжительность лечения, так как клиническое улучшение не является основанием для отмены препарата, потому что в организме могут сохраняться возбудители и может быть рецидив болезни. Учитывают также оптимальные пути введения препарата, так как многие антибиотики плохо всасываются из ЖКТ или не проникают через гематоэнцефалический барьер. • Клинический принцип. При назначении препарата учитывают, насколько безопасным он будет для данного пациента, что зависит от индивидуальных особенностей состояния больного (тяжесть инфекции, иммунный статус, пол, наличие беременности, возраст, состояние функции печени и почек, сопутствующие заболевания и т.п.) При тяжелых, угрожающих жизни инфекциях особое значение имеет своевременная антибиотикотерапия. Таким пациентам назначают комбинации из двух-трех препаратов, чтобы обеспечить максимально широкий спектр действия. При назначении комбинации из нескольких препаратов следует знать, насколько эффективным против возбудителя и безопасным для пациента будет сочетание данных препаратов, т. е. чтобы не было антагонизма лекарственных средств в отношении антибактериальной активности и не было суммирования их токсических эффектов. • Эпидемиологический принцип. Выбор препарата, особенно для стационарного больного, должен учитывать состояние резистентности микробных штаммов, циркулирующих в данном отделении, стационаре и даже регионе. Следует помнить, что антибиотикорезистентность может не только приобретаться, но и теряться, при этом восстанавливается природная чувствительность микроорганизма к препарату. Не изменяется только природная устойчивость. • Фармацевтический принцип. Необходимо учитывать срок годности и соблюдать правила хранения препарата, так как при нарушении этих правил антибиотик может не только потерять свою активность, но и стать токсичным за счет деградации. Немаловажна также и стоимость препарата. ГИГИЕНА Гигиена почвы и санитарная очистка населенных мест Химические свойства почв.Почва – это сложный комплекс минеральных (90 - 99%) и органических (1 10%) частиц. Органическая часть почв содержит органические остатки растений, животных и образуемый в результате их разложения гумус (смесь гуминовых кислот, фульвокислот (креновых кислот) и гумина). Гумус повышает способность почвы удерживать влагу и растворённые минеральные вещества, обеспечивает ее плодородие и эпидемически не опасен. Наиболее богат (до 10%) гумусом чернозём. В болотистых почвах образование гумуса замедленно (органические остатки спрессовываются в торф). Азот, фосфор, сера в процессе минерализации органики переходят в неорганическую форму. Минерализация белков включает этапы аммонификации (образованияNH3иNH4+), осуществляемой в анаэробных условиях при 25-370С почвенными сапрофитамиB. putrificus, sporogenes, mucoides и пр., и нитрификации (образованияNO2- иNO3), осуществляемой в аэробных условиях бактериямиB.nitrosomonas, B.nitrobacter.Гумусообразование и минерализация лежат в основе самоочищения почвы, реализуемого двумя механизмами – биологическим (за счет жизнедеятельности почвенных сапрофитов-гетеротрофов) и химическим (окислением кислородом воздуха).Условия максимального самоочищения почв: влажность почвы ≥2530%, температура 25-370С, воздухопроницаемость и достаточный уровень инсоляции. Эпидемическое значение почв определяетсяспособностью почвы к самоочищению и интенсивностью ее загрязнения фекалиями, мочой, животными останками. Длительность сохранения почве возбудителей брюшного тифа в достигает 400 сут., дизентерии – 100 сут., холеры – 0,5-4 сут., туберкулеза – 3-7 сут., бруцеллеза – 0,5-2 сут., чумы – 0,1-1 сут., туляремии 0,5-2,5 сут., яиц аскарид – до года.Cпорообразующие анаэробы – возбудители ботулизма, газовой гангрены, сибирской язвы (Clostridium batulinum, Cl. tetani, Cl. perfringens, Cl. septicum, Cl. hystoliticum, Cl. oedematiens. Bacillus antrac is) сохраняются в почве годами. Яйца геогельминтов жизнеспособны в почве 3-10 лет, биогельминтов – до 1 года, цисты кишечных патогенных простейших – от нескольких дней до 3-6 месяцев. Бактерицидные факторы почвы: высушивание, резкие перепады суточных температур, отсутствие питательного неразложившегося органического материала, антагонизм почвенной микрофлоры, интенсивное УФизлучение солнца и пр. В санитарной практике можно использовать почвенный метод обезвреживания нечистот – поля ассенизации или запахивания или компостирование нечистот. Поля ассенизации— земельные участки для почвенного обезвреживания нечистот, вывозимых из неканализованных населенных мест, используемые в дальнейшем для выращивания сельскохозяйственных культур Поля запахивания— земельные участки для почвенного обезвреживания нечистот, вывозимых из неканализовапиых населенных мест, используемые с повышенной загрузкой, исключающей выращивание на них сельскохозяйственных культур. Оценка санитарного состояния почвы (дополнительно к ответу на вопрос!) Санитарное состояние почв проводят по бактериологическим, химическим, паразитологическим и энтомологическим показателям. Санитарно-бактериологические показатели: 1) Косвенные (содержание санитарно-показательных организмов группы кишечной палочки БГКП (колииндекс) и фекальных стрептококков (индекс энтерококков)) характеризуют фекальное загрязнение почвы, т.е. интенсивность биологической нагрузки на почву. 2) Прямые (содержание возбудителей кишечных инфекций, патогенных энтеробактерий, энтеровирусов (концентрация колифага в почве ≥10 БОЕ/ г свидетельствует об инфицировании почвы энтеровирусами) характеризуют эпидемическую опасность почвы. Эти показатели используются в первую очередь для проб почв, отобранных на объектах повышенного риска (детские сады, игровые площадки (обязательно в песочницах), парки, территории учреждений здравоохранения, зоны санитарной охраны и т.п.) и в СЗЗ. Санитарно-химические показателисостояния почв: санитарное число Н.И.Хлебникова (СЧ), содержание аммиачного и нитратного азота. СЧ, характеризующее процесс гумификации и самоочищение почвы, рассчитывают по формуле СЧ=А/В, где "А" - количество почвенного белкового (гумусного) азота, "В" органического азота в мг/ 100 г сухой почвы. Аммонийный, нитратный азот и хлориды, свидетельствующие об уровне загрязнения почвы органическим веществом, оценивают в динамике или сравнивая с незагрязненной почвой. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 1. 2. Эпидемическая опасность и степень загрязнения почвы возбудителями паразитарных болезней зависит от вида возбудителей; их жизнеспособности и инвазионности. Экстенсивным показателем загрязнения является доля положительных проб (%) от общего числа исследованных; интенсивным - общее содержание возбудителей паразитарных болезней в 1 кг (или 100 г) почвы. Прямую угрозу здоровью населения представляют яйца аскарид, власоглавов, токсокар, анкилостомид, личинки стронгилоидов, онкосферы тениид, цисты лямблий, изоспор, балантидий, амеб, ооцисты криптоспоридий; опосредованную - яйца описторхисов и дифилоботриид. Санитарно-энтомологическое состояние почвыопределяется наличием преимагинальных (личинки и куколки) форм синантропных мух, что свидетельствует о неудовлетворительном санитарном состоянии почвы, плохой очистке территории, неправильном сборе и хранении бытовых отходов и их несвоевременном удалении. 27. Гигиеническое значение химического состава почвы. Биогеохимические провинции. Предупреждение геохимических эндемических заболеваний. Профилактика антропогенного загрязнения почвы пестицидами и минеральными удобрениями. Гигиеническое значение химического состава почвы.Биогеохимические провинции. Предупреждение геохимических эндемических заболеваний. Минеральный составпочвы: в основном представлен кремнезёмом (SiO2), глинозёмом (AlO3), оксидами железа (FeO, Fe2O3), магния, калия, фосфора, кальция (MgO, K2O, P2O5, CaO). Аномальная биогеохимическая провинция— территория, характеризующаяся пониженным или повышенным содержанием в горных породах, почве и воде одного или нескольких химических элементов, что обуславливает их поступление в растения, организмы животных и пищу человека. Аномальные геохимические провинции могут быть природного или техногенного генеза. Биогеохимическая эндемия — характерные нарушения обмена веществ и клинической картины болезней, обусловленных избытком или недостатком определенных химических элементов в почве, что отражается на составе питьевой воды и местных продуктов питания. Недостаток йода – гипойодоз (эндемическое увеличения щитовидной железы и заболеваемость эндемическим зобом). Суточная потребность в йоде: составляет 150 мкг – подростки и взрослые. Согласно данным ВОЗ (1993) более чем для 1,5 миллиарда жителей планеты существует повышенный риск недостаточного потребления йода, 655 миллионов человек имеют эндемический зоб, у 43 миллионов человек выраженная умственная отсталость, как результат йодной недостаточности, 3 миллиона имеют клинические проявления эндемического кретинизма. Недостаток селена – Болезнь Кешана (эндемическая кардиомиопатия)Непосредственной причиной заболевания является энтеровирусная инфекция (Coxsackivirus ВЗ), развивающаяся на фоне дефицита селена, витамина Е и кальция в пище. В Новой Зеландии, Северной и Центральной Европе, северозападном регионе РФ, верхнем Поволжье, Удмуртии. Недостаток фтораведет к развитию эндемического гипофтороза (запаздывание прорезания зубов, и специфического поражения молочных зубов, у взрослых кариес и остеопороз. Избыток фтора- эндемический флюороз зубов в виде меловидных пятен на эмали и хрупкости зубов, кровоизлияний слизистых оболочек полости рта и носа, при значительном превышеии ПДК – флюороз скелета.Избыточное поступление молибдена(более 0,5 мг/сут.) ведет к развитию эндемической молибденовой подагры (болезни Ковальского, М10.4): на территории месторождения молибденовых руд в Анкаванском районе Армении. Избыточное поступление стронция(более 0,8-3 мг/сут.) с водой и пищей ведет к развитию стронциевого рахита, причем недостаток кальция и бария являются провоцирующими факторами. в Восточной Сибири (болезнь Кашина-Бека, уровская болезнь) в виде дистрофических изменений костно-суставной системы у детей, остеопороза с симметричной деформацией и нарушением подвижности межфаланговых, запястных, локтевых и прочих суставов, атрофией мышц, изменением походки, сопровождаемого миокардитом, хроническим гастритом и дисбактериозом, анемией и дисбалансомCa:Pв крови у взрослых. Лечебнопрофилактическое питание - употребление богатых кальцием пищевых продуктов (творога, нежирного сыра и других молочных продуктов). Избыточное содержание сурьмы - вдолине реки Шеравшан (Узбекистан) – потеря аппетита, сухость и воспаление слизистых зева, гортани и верхних дыхательных путей, длительный кашель, тошнота, рвота, боли в кишечнике, увеличение и болезненность печени, иктеричность склер. Профилактика антропогенного загрязнения почвы пестицидами и минеральными удобрениями. Запрещается химическая обработка на некоторых территориях (се-литебные зоны поселений, территории 1-го и 2-го поясов ЗСО ис-точников питьевого водоснабжения, рекреационные территории, тер-ритории заповедников, природных национальных парков, заказни-ков) Не допускается химическая обработка сельскохозяйственных полей, занятых культурами, идущими в пищу без термической обработки. При наземной обработке необходимо соблюдение санитарного разрыва от границ перечисленных территорий не менее 300 м, а при использовании авиации - не менее 2000 м. Во избежание пере-носа пестицидов во время работ на перечисленные критические тер-ритории запрещено проводить химическую обработку полей при ско-рости ветра более 4 м/с. 3. Хранение агрохимикатов и пестицидов допускается только в спе-циально построенных и оборудованных складах, на территории ко-торых должны быть площадки для обмывки транспортных средств и аппаратуры, используемых для обработки посевов. На площадках должны быть водонепроницаемые емкости для сбора воды, загряз-ненной пестицидами и агрохимикатами. Производственный контроль за применением пестицидов и агро-химикатов обязаны осуществлять в соответствии с «Законом о сани-тарно-эпидемиологическом благополучии населения» производи-тели сельскохозяйственной продукции. Санитарными правилами предписано ведение в хозяйствах «Книги учета прихода-расхода пес-тицидов по складу хозяйства» и бригадного «Журнала учета приме-нения пестицидов на посевах, теплицах и пр.». 28. Вывозная система очистки населенных мест от твердых отбросов. Методы обезвреживания отбросов. Санитарная оценка вывозной системы. Вывозная система твёрдых отбросов (домового мусора)включает сбор и временное хранение в помещении в ведре с крышкой или плотно завязанном полиэтиленовом пакете, либо в мусоросборнике в подъезде при наличии мусоропровода. Вывоз осуществляется мусоровозными машинами и может базироваться на планово-подворной очистке дворовых мусоросборников или планово-квартирной очистке с удалением мусора по расписанию непосредственно из квартир в мусоровоз, вывозящий мусор на усовершенствованные городские свалки (полигоны ТБО) (СанПиН 2.1.7.1038-01). Сортировка домового мусора позволяет применять мусоросжигание или биотермические методы (индивидуальные или общественные компосты, биотермические камеры с ферментационным ускорением созревания отходов). Последний метод применим для сельских больниц, домов отдыха, санаториев. Обезвреживание навоза животных осуществляется в навозохранилищах, трупов животных – скотомогильниках или подвергается сжиганию (при соблюдении СЗЗ и гигиенических требований к размещению и обустройству данных объектов). Основными методами обезвреживания ТБО, способными обеспе-чить санитарную очистку населенных мест, являются депонирование на полигонах захоронения или свалках (ликвидационный механичес-кий), компостирование в полевых условиях с получением органичес-кого субстрата для удобрения полей, биотермическая переработка на индустриальных предприятиях с получением компоста или биотоп-лива (утилизационный биологический), а также мусоросжигание (ликвидационный термический). 29. Вывозная система очистки сельских населенных мест от жидких нечистот и отбросов. Санитарная характеристика вывозной системы. Почвенные методы обезвреживания жидких отбросов (поля запахивания и ассенизации). Системы санитарной очистки НМ делят на вывозную и сплавную. Вывозная система жидких отбросов (нечистот)включает сбор и временное хранение в уборных. Виды уборных: дворовая уборная с выгребом (рис. 18); дворовая или домашняя уборная с засыпкой торфом, сухой землей или золой (пудр-клозет) и ежедневным опорожнением в компост; акватическая уборная с перегнивателем (ватерклозет); уборная с гидравлическим затвором (цейлонская уборная); домашний люфтклозет для стран с холодным климатом и печным отоплением. Рис. 18. Схема дворовой уборной с выгребом: 1 – застекленное окно, 2 – крышка унитаза, 3 – входная дверь, 4 – унитаз, 5 – крышка выгребной ямы для удаления нечистот, 6 – выгребная яма для сбора нечистот Удаление и вывоз нечистот (ассенизация) осуществляется с помощью пневматической автоцистерны. Выбор метода обезвреживания и утилизации нечистот зависят от типа НМ, почвы и климата: применяется почвенный метод – поля ассенизации или запахивания или компостирование нечистот. Поля ассенизации— земельные участки для почвенного обезвреживания нечистот, вывозимых из неканализованных населенных мест, используемые в дальнейшем для выращивания сельскохозяйственных культур Поля запахивания— земельные участки для почвенного обезвреживания нечистот, вывозимых из неканализовапиых населенных мест, используемые с повышенной загрузкой, исключающей выращивание на них сельскохозяйственных культур. Компости́рование - способ обезвреживания бытовых, сельскохозяйственных и некоторых промышленных твердых отбросов, основанный на разложении органических веществ микроорганизмами. К. не подлежат больничные отбросы, субпродукты из ветлабораторий и отдельно фекалии. К компосту не допускаются примеси ядохимикатов, радиоактивных, дезинфицирующих и других токсических веществ, а также смолы и гудрона, в количествах, влияющих на процессы гумификации. Обезвреживание отбросов при К. происходит в результате гибели большей части патогенных микроорганизмов (кроме споровых форм), яиц гельминтов и личинок мух под влиянием высокой температуры (не ниже 50°) и антагонистического воздействия микроорганизмов, а также вследствие разложения органического вещества отбросов и синтеза под влиянием биологических процессов нового органического вещества гумуса (перегноя), безвредного в санитарном отношении, являющегося хорошим удобрением. 30. Санитарно-гигиеническая характеристика сплавной (канализационной) системы очистки населенных мест. Этапы обезвреживания сточных вод (механическая и биологическая очистка, обеззараживание). Очистные сооружения на этапе механической очистки. Сплавная система (общесплавная или раздельная канализация)применяется для жидких хозяйственнофекальных, атмосферных, производственных отходов. Элементы канализации хозяйственно-фекальных вод: унитаз промывной уборной, раковины и ванны, снабженные гидравлическим затвором, стояки – вертикальные трубы многоэтажных зданий, коллекторы – горизонтальные трубы сбора и транспортировки жидких отходов, расположенные под землей вдоль улиц ниже уровня водопроводных труб. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Рис. 19. Пример станции очистки сточных вод: станция очистки сточных вод (1), подача хозяйственно-фекальных вод (2), резервуар (3), аэротенк (4), вторичный отстойник (5), сток очищенной воды (6), созревший ил (7), компрессор (8), линия подвода электроэнергии (9), таймер (10) Очистка осуществляется на станциях биологической очистки сточных вод по этапам (рис. 19): удаление крупных твердых составляющихна решетках и их измельчение на дробилках, отстаивание пескав песколовках и удаление жирной пленки на жироловках отстаивание илав отстойниках (септитенках или двухъярусных отстойниках). Свежий отстоянный ил подается в биогазовый реактор (метантенк), где происходит биохимический процесс метанового «сбраживания» осадка сточных вод в анаэробных условиях при нагревании, для получения метана и побочного продукта - гумуса. Освобожденная от ила вода подвергается биологической очисткена биологическом фильтре или полях фильтрации, либо в аэротенке или естественных биологических прудах. Последний этап обеззараживают хлорированием(10-50 мг активного хлора на 1 воды). Затем сточные воды спускают в открытые водоёмы(реки, водохранилища) при условии, что они не изменяют органолептических свойств воды и внешнего вида водоёма, не нарушают процессов самоочищения, не влияют на флору и фауну, не содержат патогенных микроорганизмов или вредных веществ в концентрациях, токсичных для населения, использующих водоём как источник водоснабжения. В море сточные воды спускают без биологической очистки на расстояние 300 м от берега. Промышленные токсичные отходы и загрязненные почвы, содержащие такие токсичные вещества и в таких концентрациях, что представляют опасность для здоровья человека и окружающей среды, подвергают захоронению на специализированных полигонах промышленных отходов, термической (сжиганию) или иной переработке (СП 2.1.7.1386-03), почвы - рекультивации. Почвы, загрязненные радионуклидами, подвергаются дезактивации или утилизируются как радиоактивные отходы (СПОРО- 2002, СП 2.6.6.1168-02). Стратегической линией является создание технологий, позволяющих использовать отходы НМ вторично, по замкнутому циклу (recycling), и сокращение объёмов токсичных отходов. 31. Естественные методы биологической очистки сточных вод: поля фильтрации и поля орошения, биологические пруды, их санитарно-гигиеническая характеристика. ПОЛЯ ФИЛЬТРАЦИИ— участок земли, на поверхности которого распределяют канализационныеи другиесточные водыв целях их очистки; разновидность водоочистного сооружения. Используется метод естественной биологической очистки. В межполивной период используют для того, чтобы поры почвы успевали освобождаться от вод и заполнялись атмосферным воздухом (для создания аэробных условий в почве). Взвешенные и коллоидные вещества, содержащиеся в сточной воде, задерживаются в почве и с помощью кислорода и микроорганизмов почвы преобразуются в минеральные соединения. В отличие от полей орошенияисключают возможность выращивания на них сельскохозяйственных культур из-за больших объёмов проходящих через них сточных ввод. Устраивают на песчаных, супесчаных и суглинистых почвах с хорошими фильтрационными свойствами. Состоят из участков (карт) с почти горизонтальной поверхностью площадью 0,5—2 га, огражденных валами высотой 0,8—1 м. Поля орошения- участки земли, предназначенные для биологической очистки сточных вод путём их фильтрации в грунт и для выращивания на них сельскохозяйственных культур. Биологические прудыприменяют для очистки и глубокой очистки городских, производственных и поверхностных сточных вод, содержащих органические загрязнения по БПКполн. не свыше 200 мг/л – для прудов с естественной аэрацией и не свыше 500 мг/л – для прудов с искусственной аэрацией. При БПКполн свыше 500 мг/л предусматривается предварительная очистка вод. В пруды для глубокой очистки направляют сточную воду после биологической или физико – химической очистки с БПК5 не более 25 мг/л = для прудов с естественной аэрации и не более 50 мг/л – для прудов с искусственной аэрацией. Перед прудами предусматриваются решетки с прозорами не более 16 мм и отстаивание вод не менее 30 мин. После прудов с искусственной аэрацией предусматривается отстаивание в течение 2 – 2,5 часа. Биологические пруды размещают на нефильтрующих или слабо фильтрующих грунтах или предусматривают противофильтрационные мероприятия, с подветренной по отношению к жилью в летнее время направлению с напралением движения воды в перпендикулярном этому направлению направлении. Биологические пруды представляют не менее 2 – х параллельных секций с 3 – 5-ю последовательными ступенями в каждой, с возможностью отключения любой из них на ремонт и обслуживание. 32. Искусственные сооружения для биологической очистки сточных вод (биофильтры, аэрофильтры, биологические пруды), их санитарно-гигиеническая характеристика. Биофильтрыпредставляет собой емкость, в которой очистка стоков происходит с помощью биопленки из микроорганизмов. Биопленка образуется на так называемой загрузке (пористом или сетчатом материале). При орошении загрузки стоками и фильтрации их через нее на биопленке происходит адсорбция и окисление органических веществ. Окисление происходит за счет подачи в загрузку воздуха: естественной (вентилирование), чаще всего, и принудительной (аэрофильтры). Аэрофильтр- сооружение для биологической очистки сточных вод. Отличается отбиофильтра большей высотой фильтрующего слоя (до 4м) и наличием устройства для принудительной вентиляции, что обеспечивает высокую окислительную мощность А. Подача воздуха осуществляется под избыточным давлением 200мм вод. ст.при помощи вентиляторов. Нагрузка сточных вод принимается до 5м3в сутки на 1м3 объёма А. Биологические прудыприменяют для очистки и глубокой очистки городских, производственных и поверхностных сточных вод, содержащих органические загрязнения по БПКполн. не свыше 200 мг/л – для прудов с естественной аэрацией и не свыше 500 мг/л – для прудов с искусственной аэрацией. При БПКполн свыше 500 мг/л предусматривается предварительная очистка вод. В пруды для глубокой очистки направляют сточную воду после биологической или физико – химической очистки с БПК5 не более 25 мг/л = для прудов с естественной аэрации и не более 50 мг/л – для прудов с искусственной аэрацией. Перед прудами предусматриваются решетки с прозорами не более 16 мм и отстаивание вод не менее 30 мин. После прудов с искусственной аэрацией предусматривается отстаивание в течение 2 – 2,5 часа. Биологические пруды размещают на нефильтрующих или слабо фильтрующих грунтах или предусматривают противофильтрационные мероприятия, с подветренной по отношению к жилью в летнее время направлению с напралением движения воды в перпендикулярном этому направлению направлении. Биологические пруды представляют не менее 2 – х параллельных секций с 3 – 5-ю последовательными ступенями в каждой, с возможностью отключения любой из них на ремонт и обслуживание.
