IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Нет на Земле вещества более важного для нас, чем обыкновенная вода. Без воды невозможно существование живых организмов. Почти 85% воды содержит человеческий мозг, до 92% входит в состав человеческой крови, более чем на 75% мышцы человека содержат все ту же воду, и даже в костях скелета около 28% влаги. На этом слайде предоставлено процентное содержание воды в человеческом организме. Можно смело утверждать, что человек существует благодаря наполняющей его воде

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

1. Бактериальной обсемененности в 1 мл воды(общее микробное число).

2. Бактерий группы кишечных палочек в определенном объеме(определение общих колиформных и термотолерантных бактерийEscheriсhiacoli - кишечная палочка в 100 мл воды) ,колифагов

3. 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:

1.  

   1. 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

   2. 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;

   3. 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

1.  

   1. 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:

1. 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. 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.

Код для цитирования: Скопировать