Посев почвы на микробиологические показатели

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 19.09.2024

При санитарной оценке почвы учитывают результаты химического, микробиологического и гельминтологического исследований.

Микробиологическое исследованиепроводят для санитарной оценки почвы, характеристики процессов самоочищения, оценки почвенного и биотермического методов обезвреживания отбросов, при определении пригодности участков для строительства, а также при эпидемиологических и эпизоотологических обследованиях с целью выяснения путей заражения почвы, продолжительности выживания в ней патогенных микробов и т. д. В зависимости от поставленной задачи применяют краткий или полный санитарно-бактериологический анализ почвы.

Краткий анализ почвывключает определение двух микробиологических показателей: микробного числа (общего количества бактерий) и коли-титра.

Полный анализвключает определение микробного числа, коли-титра, титра анаэробов (Cl. Perfringens), протея, термофилов.

Микробиологическим показателем, характеризующим загрязненность почвы органическими веществами, является микробное число. В чистых почвах микробное число не превышает 1-1,5 млн. особей в 1г, сильно загрязненных почвах того же типа микробов возрастает в несколько раз (таблица).

Таблица — Показатели загрязненности почвы

Почва	Микробное число, млн. в 1 г	Титр кишечной палочки	Титр анаэробов (титр Cl. Perfringens)
Сильно загрязненная	Свыше 3-5	0,001 и ниже	0,0001 и ниже
Умеренно загрязненная	2,5 - 3	0,01 — 0,001	0,01 — 0, 0001
Слабо загрязненная	0,1 — 0,01	0,1 — 0,01
Чистая	1 — 1,5	1,0 и выше	0,1 и выше

Санитарное значение микробного числа почвы нельзя рассматривать без учета особенностей различных типов почвы. Например, черноземные почвы содержат значительно больше микроорганизмов, чем подзолистые. Поэтому при определении общего количества бактерий в почве необходимо полученные результаты сравнивать с микробным числом незагрязненных почв того же типа.

Исследование на прямое обнаружение патогенных микробов в почве проводят только при специальных показаниях. В качестве косвенных показателей возможного загрязнения почвы патогенными бактериями используют санитарно-показательные микроорганизмы: бактерии группы кишечных палочек, Cl. Perfringens, бактерии из рода Proteus , термофилы.

Наличие в почве бактерий группы кишечных палочек свидетельствует о ее фекальном загрязнении. В загрязненных участках почвы коли-титр составляет 1×10-3-1⋅10 -5 , тогда как в чистых почвах коли-титр может быть равен 1 и выше.

Обнаружение Cl. Perfringens в почве также указывает на ее фекальное загрязнение. Почвенных слой обогащается одновременно бактериями группы кишечных палочек и Cl. Perfringens. Через 4-5 месяцев отмечается отмирание кишечных палочек, а Cl. Perfringens еще обнаруживается в титре 0,01. Следовательно, Cl. Perfringens имеет санитарно-показательное значение только в том случае, если титр определяют в комплексе с коли-титром и другими показателями. Свежее или давнее фекальное загрязнение почвы можно определить по соотношению количества вегетативных форм Cl. Perfringens и споровых форм микроба.

Выявление в почве бактерий рода Proteus свидетельствует о загрязнении ее органическими веществами животного происхождения или фекалиями людей. Термофильные микроорганизмы являются показателями загрязнения почвы навозом, компостами. В чистых почвах термофилов не обнаруживают.

Методы определения состава и активности почвенных микроорганизмов.

Для оценки деятельности почвенной биоты используют показатель биологической активности почвы. Биологическую активность почвыопределяют следующими способами:

- подсчетом общего количества почвенных микроорганизмов.В связи с несовершенством методик этот метод определения дает условную, примерную характеристику биологической активности почвы.

- определением количества отдельных физиологических группмикроорганизмов, например, нитрифицирующих или целлюлозлразрушающих бактерий.

- определение выделяемого почвой диоксида углерода — основной биохимический способ определения биологической активности почвы. Чем интенсивнее выделение углекислого газа из почвы, тем активнее происходит в ней биологические процессы, тем лучше условия для возделывания культур и выше их потенциальная урожайность.

Выделение углекислого газа из почвы в приземный слой атмосферы называют дыхание почвы.Интенсивность дыхания почвы зависит от ее свойств, гидротермических условий, характера растительности, агротехнических мероприятий. Выделение диоксида углерода почвой усиливается при ее окультуренности в связи с активизацией биологических процессов и улучшением условий аэрации. Уменьшение выделения углекислого газа почвой (снижение биологической активности) может ухудшить поступление кислорода в почву, что, в свою очередь, будет способствовать образованию токсичных веществ.

Для санитарной оценки почвыисследуют пробы с целью обнаружения патогенных микробов. Для адекватной оценки почвы особую значимость имеет выбор индикаторных микроорганизмов.

Оценка фекального загрязненияпочвы и его давности проводится по следующим показателям:

- по индексу БГКП (количество бактерий группы кишечной палочки — БГКП в 1 г почвы)

- по перфрингенс титру (гаименьшее количество почвы, в котором обнаруживается Cl. Perfringens)

- по титру эктерококков

Параллельно определяют микробное число почвы.

Загрязненность почвы навозом и компостомоценивается по титру термофилов — бактерий, вырастающих на мясо — пентоном агаре при 60 о С в течение 24 часов.

К СПМ (санитарно-показательные микроорганизмы), указывающим на фекальное загрязнение почвы, относят БГКП (бактерии группы кишечной палочки), Cl. Perfringens , термофильные бактерии и нитрифицирующие бактерии (таблица).

Таблица — Показатели чистоты почв по СПМ

Категория почвы	Титр кишечной палочки	Титры нитрифицирующих бактерий	Титры Cl. Perfringens	Количество термофильных бактерий (в 1 г)
Чистая	1,0 и выше	0,1 и выше	0,01 и выше	100-1000
Загрязненная	0,9 — 0,01	0,01 — 0,001	0,009 — 0,0001	1001-100000
Сильно загрязненная	0,009 и ниже	0,0001 и ниже	0,00009 и ниже	10001-4000000

Из всех эктеробактерий наиболее долго сохраняется в почве кишечная палочка, поэтому по ее содержанию судят о наличии в почве прочих энтеробактерий.

Термофильные бактерии попадают в почву с перепревшим навозом или компостом, поэтому их целесообразно выявлять для выяснения характера и давности органического загрязнения почвы. Свежий навоз, сточные воды обычно содержат много БГКП, но мало термофильных бактерий. По мере разложения органических веществ количество термофилов увеличивается.

Появление нитрифицирующих бактерий (нитрификаторов) указывает на развитие процесса самоочищения, так как они завершают цикл разложения азотсодержащих соединений, превращая аммиак в азот. При свежем фекальном загрязнении нитрификаторов не будет, поскольку субстрат для их развития отсутствует. В ходе жизнедеятельности микроорганизмов, разлагающих органические вещества, образуется аммиак, что приводит к развитию нитрификаторов.

На свежее фекальное загрязнение почвы указывают высокие титры БГКП при низких титрах нитрификаторов, термофилов, а также относительно высокое содержание вегетативных форм Cl. Perfringens.

Обнаружение энтерококков всегда свидетельствует о свежем фекальном загрязнении, каковы бы ни были другие показатели.

Цели санитарно-микробиологического исследования почвы:

- санитарная оценка почвы населенных пунктов и новых участков для заселения и размещения зданий

- решение вопросов водоснабжения, канализации и очистки населенных пунктов

- санитарная оценка почвы, загрязненной химическими веществами

- контроль процессов самоочищения почвы, подвергавшейся биологическому загрязнению

-эпидемиологическое обследование почвы для выяснения путей ее заражения.

Санитарно-микробиологическое исследование почвы в зависимости от целей исследования предполагает краткий и полный анализ. Отбор проб производят с квадратного участка (не менее 5×5 м). образцы забирают с глубины 20-30 см из каждого угла и центра квадрата. Объем образцов 1 кг.

Краткий санитарно-микробиологический анализпредусматривает определение ОМЧ (общее микробное число), титров БГКП, энтерококков, Cl. Perfringens, термофильных бактерий, нитрифицирующих бактерий. Полученные результаты указывают на наличие и степень фекального загрязнения. Краткий анализ почвы осуществляют при проведении текущего санитарного надзора за состоянием почвы.

Полный санитарно-микробиологический анализвключает определение всех показателей краткого анализа, а также общей численности сапрофитов, ОМЧ и процентного содержания споровых микроорганизмов, аэробных бактерий, разрушающих клеткатку, бактерий-аммонификаторов. Кроме того, исследуют токсичность почв для микроорганизмов. Полный анализ проводят при осуществлении предупредительного санитарного надзора, первичном обследовании при выборе территории для размещения отдельных объектов.

Периодичность контроля.Периодичность контроля зависит от контролируемых объектов (детские сады -не менее 2 раз в год), но не реже 1 раза в год. При изучении динамики самоочищения почвы на загрязненных территориях пробы берут в течении первого месяца после загрязнения еженедельно, в последующие месяцы — 1 раз в месяц в течение вегетационного периода до завершения активной фазы самоочищения.

Методы проведениясанитарно-микробиологических исследований:

- методы прямого обнаружения патогенных микроорганизмов (посев исследуемого материала на питательные среды)

- методы косвенной идентификации (определение общего микробного числа — ОМЧ и определение содержания санитарно-показательных микроорганизмов — СПМ методом подсчета количества бактерий с помощью счетчиков, а также методом посева на питательные среды).

Титр СПМ — наименьший объем исследуемого материала (в мл) или весовое количество (в г), в котором обнаружена хотя бы одна особь СПМ.

Индекс СПМ — количество СПМ, обнаруженных в определенном объеме или количестве исследуемого объекта. Индекс — величина, обратная титру.

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Цель работы: провести микробиологическое исследование почвы как источника контаминации пищевых продуктов посторонними микроорганизмами.

Почва обильно заселена микроорганизмами. В ней встречаются все формы микроорганизмов, которые существуют на Земле: бактерии, вирусы, актиномицеты, дрожжи, грибы, простейшие. Общее микробное число (ОМЧ) в 1 г почвы может достигать от 1,0 до 10 млрд. В разных слоях почвы количество микроорганизмов неодинаково. В самом верхнем слое (0,5 см) микроорганизмов очень мало. На глубине от 1-5 см до 30-40 см число микроорганизмов максимально - в среднем от 10 до 50 млн в 1 г. После 30-40 см глубины ОМЧ постепенно снижается и в более глубоких слоях оно минимально.

Микрофлору почвы делят на 2 группы:

1) аутотрофная - питается минеральными веществами;

2) гетеротрофная - питается органическими веществами.

Обе группы участвуют в процессах самоочищения почв, их минерализации. Однако в группе гетеротрофных микроорганизмов может присутствовать патогенная микрофлора. При загрязнении почвы фекалиями людей, больных кишечными инфекциями, продукты растительного происхождения могут быть контаминированы возбудителями дизентерии, холеры, брюшного тифа, сальмонеллеза, энтеровирусами. Установлена прямая зависимость между уровнем заболеваемости человека и животных кишечными инфекциями и неудовлетворительным санитарным состоянием почвы. Через почву передаются возбудители таких инфекционных заболеваний, как сибирская язва, газовая гангрена, столбняк и др.

При санитарно-микробиологическом анализе почвы определяют общее микробное число, колититр, перфрингенс-титр, титр нитрифицирующих бактерий и количество протеев и термофильных бактерий. Микробное число характеризует загрязненность почвы органическими веществами. Присутствие в почве бактерий группы кишечных палочек свидетельствует о ее фекальном загрязнении. Обнаружение в почве палочки Clostridium perfringens также указывает на ее фекальное загрязнение. Наличие в почве бактерий рода Proteus дает основание считать возможным загрязнение почвы органическими веществами животного происхождения или фекалиями человека. Присутствие термофильных микроорганизмов указывает на загрязнение почвы навозом или компостами. В чистых почвах термофильные микроорганизмы, как правило, не обнаруживаются.

Взятие проб почвы. При проведении микробиологических исследований поверхностных слоев почвы образцы берут на глубине 15-20 см, снимая верхний слой толщиной 2 см (из разных мест исследуемой территории не менее 10 проб). Отбирают пробы маленькой железной лопаткой или совком в стерильные широкогорлые банки, завернутые в бумагу и снабженные этикеткой. Каждый взятый образец должен весить 200-300 г, а смешанный образец (средняя проба) - не менее 1 кг.

Подготовка почвы для анализа. Образцы почвы освобождают от крупных включений, размельчают, просеивают через стерильное 3-миллиметровое сито, затем пробу почвы высыпают на стерильную бумагу, тщательно перемешивают и отвешивают 10 г. Навеску почвы помещают в колбу емкостью 250 см с 90 см стерильной водопроводной воды. Получают разведение 1:10, которое соответствует 0,1 г исследуемой почвы. Колбу встряхивают в течение 10 мин, дают отстояться грубым частицам почвы в течение 30 с и затем делают от 3 до 6 десятикратных разведений в зависимости от загрязненности почвы.

13.1. Определение микробного числа почвы

В две стерильные чашки Петри, слегка приоткрыв крышку, вносят по 1 см 3 10 -4 и 10 -5 разведений почвенной суспензии и затем заливают их расплавленным и охлажденным до 45 °С питательным агаром (МПА или картофельно-глюкозный агар). После застывания агара чашки помещают в термостат на 24-48 ч при температуре 37±2 °С, а затем выдерживают столько же при комнатной температуре. Подсчитывают число выросших на чашках колоний и определяют микробное число в 1 г почвы с учетом засеянного разведения.

13.2. Определение колититра почвы

Наличие бактерий группы кишечных палочек свидетельствует о свежем фекальном загрязнении почвы. Титром кишечной палочки (колититр) называют наименьшее количество почвы (в г), в котором обнаруживаются кишечные палочки. Колииндексом почвы называют количество кишечных палочек в 1 г почвы.

13.3. Определение перфрингенс-титра почвы

Перфрингенс-титр - титр грамположительных облигатноанаэробных спорообразующих палочек, восстанавливающих сульфиты. Присутствие С. perfringens (споровых форм) свидетельствует о давнем фекальном загрязнении.

Для определения перфрингенс-титра используют железосульфитный агар (среда Вильсона-Блера). Обнаружение С. perfringens на этой среде основано на способности данного микроорганизма восстанавливать Na₂S₂O₃ до _Na2S, который, взаимодействуя с хлорным железом, приводит к образованию сернистого железа (FeS), имеющего черный цвет.

13.4. Определение количества термофильных микроорганизмов в почве

Для определения индекса термофильных бактерий в стерильные чашки Петри вносят по 1 см 3 разведений почвенной суспензии от 10 -1 до 10 -3 , заливают их расплавленным и охлажденным до 45 °С МПА. После застывания агара чашки инкубируют в течение 24 ч при температуре 60 °С, после чего подсчитывают число выросших колоний и определяют количество термофильных бактерий в 1 г почвы с учетом разведения.

13.5. Обнаружение в почве палочек протея

Бактерии рода Proteus попадают из почвы на пищевые продукты и при благоприятных условиях размножаются в них. Продукты жизнедеятельности палочек протея могут вызвать пищевое отравление.

Для обнаружения в почве палочек протея по методу Шукевича в конденсационную воду свежескошенного МПА вносят 0,1 см 3 соответствующего разведения почвенной суспензии. Пробирки выдерживают в течение 24-48 ч в термостате при температуре 37 °С, после чего регистрируют рост протеев по образованию тонкой вуалевидной пленки на скошенной поверхности агара. При наличии такой пленки готовят микроскопический препарат с ее поверхности, окрашивают его по Граму, определяют подвижность и способность образовывать H₂S.

Результаты санитарно-микробиологического исследования почвы анализируют и дают ей оценку, пользуясь данными, приведенными в табл. 13.1.

Таблица 13.1. Схема оценки санитарного состояния почвы по микробиологическим показателям

Почва как уникальный, незаменимый компонент агросферы и урбаносферы не только обеспечивает оптимальные условия для роста и развития растений, но (до определенного предела) поглощает, сохраняет и поддерживает в жизнеспособном состоянии либо, напротив, элиминирует патогенные микроорганизмы

Во многих случаях почва селитебных территорий и агроценозов – это своеобразное депо и аккумулятор, обеспечивающий длительное сохранение возбудителей опаснейших болезней человека, домашних животных и культивируемых растений.

Продолжительность сохранения патогенов в жизнеспособном состоянии определяется самоочищающей способностью почвы – ее совокупными физико- химическими, биохимическими, супрессивными и иными генетическими свойствами.

Первоисточник патогенных микроорганизмов в почве – выделения продуктов жизнедеятельности людей и животных (больных и/или носителей инфекции). Заселенная патогенами почва представляет реальную опасность не только для здоровья людей, но и для сопряженных сред – поверхностных водоисточников, приземной атмосферы, продуктов урожая. Для почв селитебных территорий источником патогенных бактерий в ряде мест являются несанкционированные свалки ТБО. Для почв сельскохозяйственных угодий постоянную угрозу представляют неочищенные стоки, некомпостированные отходы животноводства и продукты жизнедеятельности человека, используемые в качестве местных органических удобрений. Их повсеместное обеззараживание и утилизации должны стать обязательной частью региональной социально-экологической политики.

Оценка санитарного состояния почвы базируется на выявлении в ней санитарно-показательных микроорганизмов (СПМ). Их наличие свидетельствует о загрязнении почвы выделениями человека и теплокровных животных, а их численность – о степени такого загрязнения. Индексы и титры санитарных показателей, таких как общие и термотолерантные колиформные бактерии, энтерококки, сульфитредуцирующие клостридии, сальмонеллы, энтеровирусы и др., характеризуют чистоту почвы и степень ее биогенного загрязнения.

Перечни СПМ, их допустимое содержание в почве, методы выявления, а также оценка антипатогенной (супрессивной) активности почвы регламентируются международными и/или федеральными нормативными документами. Для выявления СПМ официально рекомендованы как традиционные (классические), так и современные ускоренные методы микробиологических исследований. В числе последних достижений – автоматизированные методы пробоподготовки, посева и учета численности микробных колоний, хромогенные среды и готовые тест-системы (петрифильмы), прецизионные молекулярные методы выявления патогенов – ИФА-экспресс-тесты Singlepath, система мо- лекулярного детектирования (MDS).

В данной статье мы продолжаем рассматривать основные факторы заселения и выживания в почве патогенных микроорганизмов, методы их выявления и профилактики (начало в №1 за 2019 г. ), и начнем с краткой характеристики наиболее значимых микробиологических показателей.

Показатели группы кишечных палочек

Присутствие в наименовании разных СП названия одного и того же СПМ (в частности, кишечной палочки) порождает неразбериху в восприятии и оценке значимости конкретного СП.

Тем не менее, даже при санитарно-микро биолог ическом нормировании почвы и регламентации санитарно-гигиенических требований к одному и тому же биоагенту в разных официальных документах до сих пор отсутствует единый подход.

Показатель БГКП (бактерии группы кишечных палочек) в его традиционном понимании – это грамотрицательные палочки, не обладающие ферментом цитохромоксидазой и способные расти на среде Эндо (дифференциальная лактозная среда с солями желчи), которые при 37 °С за 24 ч сбраживают глюкозу до кислоты и газа.

Подозрительными на БГКП считаются все колонии (любого оттенка с отпечатком или без, с металлическим блеском или без), кроме сухих, пленчатых, морщинистых или склонных к ползучему росту. Однако этими свойствами обладают практически все представители семейства Enterobacteriacea (кроме представителей негазообразующих родов – Shigella, Hafnia и некоторых других). Поскольку в данное семейство входит много сапрофитов и эпифитов, прекрасно размножающихся в окружающей среде в отсутствие хозяина, интегральный показатель численности БГКП не может рассматриваться в качестве корректного показателя фекального загрязнения.

В свою очередь, к E. coli (кишечной палочке) будут относиться грамотрицательные палочки, не обладающие ферментом цитохромоксидазой, дающие типичный рост на среде Эндо, способные сбраживать лактозу до кислоты и газа при 44 °С за 24 ч и образовывать индол на среде с триптофаном. Именно эта бактерия, по ВОЗ (Всемирная организация здравоохранения - World Health Organization) является индексным, а не индикаторным показателем, свидетельствующим о свежем фекальном загрязнении.

К колиформам относятся грамотрицательные бактерии, имеющие форму палочек, способных развиваться в присутствии солей желчных кислот или других поверхностно-активных агентов с аналогичной способностью к подавлению роста и способных ферментировать лактозу при t (35–37 °C) с образованием кислоты, газа и альдегида.

БГКП (ОКБ) включают следующие роды: эшерихия, клебсиелла, энтеробактер, цитробактер и серрации. В настоящее время список бактерий, входящих в состав показателя ОКБ, расширился.

Выбор метода определения ОКБ зависит, прежде всего, от степени предполагаемого загрязнения почвы. При анализе почв с умеренной степенью фекального загрязнения рекомендуется использовать титрационный метод. Для ускоренного анализа слабозагрязненных почв рекомендуется метод мембранной фильтрации. Анализ проб с высокой степенью фекального загрязнения проводится прямым поверхностным посевом разведения почвенной суспензии на поверхность среды Эндо.

Ценность этого диагностического теста, однако, сомнительна, так как данным ферментом обладают и аэромонады – свободноживущие оксидазоположительные палочки, не относящиеся к ОКБ. Компания Merck усовершенствовала хромогенную среду Chromocult EC, включив в нее селективную добавку, ингибирующую рост аэромонад.

Из инновационных технологий, до недавнего времени преимущественно используемых в области санитарной бактериологии воды, отметим петрифильмы – тест-системы с сухими средами на специальных пластиковых подложках. Примером таких тест-систем, используемых для идентификации колиформ (ОКБ, ТКБ), являются две марки петрифильмов 3МТМ – СС и HSCC. Их уникальность заключается в простоте использования: исключается трудоемкий этап приготовления питательных сред, облегчаются хранение и утилизация использованных тест-систем.

Однако их главное преимущество перед традиционными средами и петрифильмами других производителей заключается в том, что петрифильмы 3МТМ уже на этапе первичного посева при получении изолированных колоний позволяют определять не только их способность утилизировать лактозу до кислоты, но и выявлять газообразование бактерий. Это позволяет в большинстве случаев сократить анализ до 1–2 суток. Кроме того, петрифильмы (в отличие от среды Эндо) можно инкубировать при 44 °С, что позволяет в полной мере использовать селективный фактор высокой температуры уже на этапе первичного посева. Все это существенно сокращает время и трудоемкость анализа на ТКБ.

Индекс энтерококков

Энтерококки (род семейства Enterococcaceae) – грамположительные, не образующие каталазу кокки; они полиморфны, слегка вытянутые, с заостренными концами, располагающиеся в виде диплококков или коротких цепочек, реже одиночно. По физиологическим характеристикам бактерии очень близки к стрептококкам. Основными симбионтами микрофлоры кишечника человека являются два вида энтерококков: E. faecalis (90–95%) и E. faecium (5–10%).

Энтерококки– постоянные обитатели кишечника человека и теплокровных животных. Как и кишечная палочка, они не размножаются в почве и воде, но более устойчивы к всевозможным физическим и химическим воздействиям, в частности, к действию повышенных концентраций солей, колебаниям рН, нагреванию до 60 °С, хлорированию. Это позволило использовать энтерококки не только как показатель свежего фекального загрязнения, но и как важный технологический показатель чистоты различных объектов.

При исследовании почвы энтерококки имеют преимущество перед кишечной палочкой. В их пользу как СПМ свидетельствует также наличие высокоселективных сред для их выявления. Энтерококк введен как дополнительный СП фекального загрязнения воды: с 1958 г. – в Международный стандарт ВОЗ по исследованию питьевой воды, с 1960 г. – в стандарт США по исследованию питьевой и сточной воды, с 1963 г. – в Европейский стандарт ISO. В международном стандарте подчеркнуто, что при обнаружении в исследуемых объектах атипичных (лактозоотрицательных) кишечных палочек наличие или отсутствие энтерококка является решающим для суждения о наличии или отсутствии фекального загрязнения.

В отечественной нормативной базе определение энтерококков рекомендуется при контроле качества обеззараживания сточных вод, санитарного состояния почвы и ряда пищевых продуктов.

Определение энтерококков проводится как прямым, так и титрационным методами (НВЧ). При прямом определении широко используется метод мембранной фильтрации. Для выделения энтерококков с одинаковой эффективностью может использоваться энтерококковый агар – азидная среда с ТТХ (трифенилтетразолий хлористый), либо щелочной агар с полимиксином. В качестве жидкой среды обогащения для метода НВЧ используется щелочной бульон с полимиксином. Рекомендуются также молочно-ингибиторная среда и желточная среда Турчинского.

Споры сульфитредуцирующих клостридий и Clostridium perfringens

Сульфитредуцирующие клостридии (СРК) – это крупные облигатно анаэробные грамположительные спорообразующие палочки, у которых диаметр спор превышает диаметр вегетативной клетки. Данная группа клостридий обладает свойством восстанавливать сульфиты до сульфидов, что используется при их идентификации. Считается, что способностью редуцировать сульфиты обладают только споровые анаэробы кишечного происхождения, что позволило выделить эту группу микроорганизмов как санитарно-показательную. Доминирующим представителем СРК является Clostridium perfringens. Эта бактерия является постоянным и нормальным обитателем кишечного тракта, хотя по численности она значительно уступает E. coli. Споры СРК и Clostridium perfringens в частности обладают высокой устойчивостью в окружающей среде, поэтому их обнаружение в почве свидетельствует о некогда имевшем место фекальном загрязнении. Однако с учетом того, что СРК способны при благоприятных условиях размножаться в окружающей среде (и особенно в почве), их ценность как показателя фекального загрязнения низкая. С другой стороны, высокая устойчивость спор к агрессивным воздействиям внешней среды и, в том числе, к дезинфицирующим и стерилизующим мероприятиям, делает споры СРК важным технологическим показателем, позволяющим оценить качество обеззараживания (например, почвосубстратов, воды, пищевых продуктов). При дефектах в технологии обеззараживания спорообразующие клостридии будут первыми из бактерий, кто преодолеет этот барьер. Кроме того, СРК относятся к индикаторным микроорганизмам, поскольку наличие их спор в почве будет указывать на возможное присутствие сходных по устойчивости цист и ооцист простейших и яиц гельминтов.

В РФ количественный учет спор СРК предусмотрен при санитарных исследованиях почвы, лечебных грязей, воды открытых водоемов, контроле качества водоподготовки. При контроле почв данный показатель именуется перфрингенс-титром. Перфрингенс-титр – это наименьшее весовое количество почвы (г), в котором обнаруживаются жизнеспособные клетки C. рerfringens. Для выявления спор СРК и Clostridium perfringens чаще всего используют железосульфитный агар (среду Вильсон-Блер), реже – среду Китта-Тароции.

СРК и Clostridium perfringens в сравнении с другими споровыми анаэробами являются менее строгими анаэробами, что позволяет выращивать их в аэробных условиях с использованием редуцированных сред (прогретых до 75 °С и быстро охлажденных). Нагревание приводит к снижению растворимости газов, в результате чего кислород покидает питательную среду, а быстрое охлаждение не позволяет ему вновь насытить ее.

В настоящее время для выделения и учета спор СРК используют высокочувствительные и высоко- специфичные коммерческие среды, содержащие соли тиогликолевой кислоты и добавки антибиотиков, например SPS-агар. Соли тиогликолевой кислоты обеспечивают более высокую степень анаэробиоза, благодаря чему повышается чувствительность метода, а добавка антибиотиков повышает его специфичность.

Определение проводят прямым глубинным посевом в пробирках, двухслойным чашечным методом, методом мембранной фильтрации или методом НВЧ. Благодаря редукции сульфитов на железосульфитном агаре и сходных средах СРК и Clostridium perfringens образуют колонии в виде черных пушинок или комочков ваты.

Установлено, что в загрязненной фекалиями почве уже через 4–5 месяцев исчезают БГКП, а C. рerfringens обнаруживаются в титре 0,01 г. Следовательно, перфрингенс-титр позволяет объективно судить о давности фекального загрязнения.

Потенциально патогенные микроорганизмы

Эта группа показателей включает оценку численности патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, обнаруживаемых в различных объектах окружающей среды. Некоторые из них, например сальмонеллы, будучи патогенами, в то же время свидетельствуют о фекальном загрязнении почвы, являясь, по сути, СПМ – индикатором возможного наличия в почве других болезнетворных микроорганизмов. Отдельные представители данной группы для одних объектов являются СПМ, а для других – потенциально патогенными (C. perfingens, B. cereus и др.).

Сальмонеллы попадают в почву и другие объекты внешней среды только с фекалиями человека и животных. Поэтому их наличие в исследуемом субстрате свидетельствует о его фекальном загрязнении. Вне организма эти бактерии обычно не способны к рамножению (за исключением пищевых продуктов).

С учетом того, что сальмонеллы являются еще и одними из самых распространенных возбудителей острых кишечных за- болеваний, их относят к важным СПМ – индикаторам возможного присутствия в почве других болезнетворных бактерий со сходным патогенезом (шигелл, диареегенных эшерихий и др.).

В большинстве случаев определение сальмонелл в почве проводят качественным методом. Поскольку их в почве заведомо меньше, чем сопутствующей микрофлоры, все методики определения сальмонелл включают обязательный этап их селективного обогащения в жидких элективных средах (селенитовый бульон, магниевая или тетратионатная среды и др.). Селективное обогащение выполняется не менее чем на двух разных средах.

После обогащения исследуемый материал высевается, как минимум, на две плотные дифференциальные среды, например, SS-агар и висмут-сульфитный агар. На среде с SS-агаром, помимо способности бактерий утилизировать лактозу (сальмонеллы лактозоотрицательны), определяется их способность образовывать сероводород (колонии таких микроорганизмов имеют черный центр). Среди лактозоотрицательных микроорганизмов, кроме сальмонелл, сероводород образуют только протеи, провиденции и некоторые другие. На висмутсульфитном агаре сальмонеллы в большинстве случаев образуют темно-серые или черные колонии с черным отпечатком под колонией и темным ореолом. Типичные для сальмонелл колонии идентифицируют по биохимическим и антигенным свойствам.

В настоящее время известны новые, более эффективные дифференциальные среды для выделения сальмонелл. В их числе XLT-4 агар, на котором подавляется рост протея, что крайне важно при исследовании почв, или хромогенный Rambach-агар.

Недавние инновационные разработки в данной области позволили существенно сократить время анализа. Так, петрифильмы (3M™ Petrifilm™ Salmonella Express System, SALX) позволяют выявлять сальмонеллы в 2–3 раза быстрее в сравнении с классическим методом.

Показатели биологической активности почвы

Исследования по биологической активности почвы проводятся с целью углубленной оценки ее санитарного состояния и способности к самоочищению.

Чистая, здоровая почва характеризуется эталонной динамикой важнейших интегральных биологических процессов, таких как: гетеротрофная активность (интенсивность почвенного дыхания), трансформация соединений азота, способность к самоочищению (от ксенобиотических и природных поллютантов) и др.

Оценка антипатогенных свойств почвы

Самоочищение почвы от болезнетворных микроорганизмов может происходить при воздействии на них неблагоприятных факторов среды, отсутствии необходимого питательного субстрата и, что немаловажно, вследствие антагонистического воздействия других геобионтов – бактериофагов, бактерийпаразитов, грибов, простейших, корневых экссудатов. Интересно, что в ризосфере ряда растений происходит либо более быстрое отмирание патогенов, либо, напротив, сроки их выживания возрастают.

Определение антипатогенных свойств почвы в отношении целевых групп болезнетворных микроорганизмов предложено использовать в качестве ускоренного ориентировочного и достаточно чувствительного теста.

Метод позволяет получать предварительные сведения о способности почвы самоочищаться от патогенных и условно-патогенных микроорганизмов. Низкая степень ингибиторного действия почвы в отношении патогенных микроорганизмов (либо динамика его снижения) свидетельствует об условиях, способствующих выживанию возбудителя. Антипатогенная способность почвы классифицируется по 5-балльной шкале: 1 – 0÷20% колоний выживших патогенов – супрессивная почва, 5 – 81÷100% этих колоний – абсолютно кондуктивная почва.

Антипатогенные свойства почвы оценивают качественным и полуколичественным методами. В последнем случае по всей поверхности дна стерильной чашки Петри равномерно вносится 10 г исследуемой нативной почвы. Затем поверхность почвы в чашке заливают 10 мл расплавленного и остуженного голодного агара. Для выявления исследуемого тест-патогена после застывания агара на него наслаивают 10 мл расплавленной и остуженной питательной среды. На поверхность застывшей питательной среды помещают подготовленный мембранный фильтр. На его поверхность в местах, заранее отмеченных точками, высевают тест-организм, суспензированный в изотоническом растворе NaCl с титром ~108/мл бактериальных клеток. Условия культивирования подбирают с учетом потребностей оцениваемого патогена. Результаты учитывают, подсчитывая выросшие колонии в точках посева. Процент пророста (выход, Р) рассчитывается как количество выросших колоний к количеству посевов. Токсичность почвы (Т%) рассчитывают по формуле: Т = 100 – Р. Метод позволяет установить абсолютную токсичность или супрессивность почвы (если не вырастает ни одна колония), отсутствие токсичности (на местах всех посевов вырастают колонии) и различную степень токсичности (прорастает только часть засеянных точек).

Результаты оценки самоочищающей (супрессивной) способности почвы в отношении целевых болезнетворных микроорганизмов позволяют предварительно характеризовать антипатогенные (самоочищающие) свойства почвы.

Здоровая, чистая, супрессивная почва способна (в определенных пределах) к элиминированию заселяющих ее патогенных микроорганизмов. Усилия землепользователей должны быть направлены на поддержание и интенсификацию ее самоочищения – этого уникального природного феномена.

Timeweb - компания, которая размещает проекты клиентов в Интернете, регистрирует адреса сайтов и предоставляет аренду виртуальных и физических серверов. Разместите свой сайт в Сети - расскажите миру о себе!

Виртуальный хостинг

Быстрая загрузка вашего сайта, бесплатное доменное имя, SSL-сертификат и почта. Первоклассная круглосуточная поддержка.

Производительность и масштабируемые ресурсы для вашего проекта. Персональный сервер по цене виртуального хостинга.

Выделенные серверы

Читайте также: