В морях, реках, озерах и других водоемах, а также в грунтовых водах содержится значительное число видов микроорганизмов. Совокупность всех микроорганизмов, заселяющих водоёмы, обозначают термином «микробиальный планктон».
Изучением водных сообществ занимается гидробиология. Вода – естественная среда обитания микробов, основная масса которых поступает из почвы, воздуха с оседающей пылью, с отходами, стоками промышленных и животноводческих объектов и др. Особенно много микроорганизмов в открытых водоемах и реках, нередко встречаются они в илистых отложениях океанов, морей, болот, минеральных водах. Их находят как в поверхностных слоях, так и на глубине до 10 тыс. метров. Обитают микроорганизмы и в горячих источниках. Характер микрофлоры водоемов определяется особенностями конкретной водной среды. Микрофлору водоемов образуют две группы: аутохтонные (собственно водные) и аллохтонные (попадающие извне при загрязнении) микроорганизмы.
Аутохтонная микрофлора – совокупность микроорганизмов, постоянно живущих и размножающихся в воде. Микробный состав воды напоминает микрофлору почвы, с которой вода соприкасается (придонные и прибрежные почвы).
Аллохтонная микрофлора – совокупность микроорганизмов, случайно попавших в воду и сохраняющихся в ней сравнительно короткое время.
Качественный состав обитающих в воде микроорганизмов зависит в основном от свойств самой воды, поступления в нее сточных и промышленных отходов. К постоянно живущим в воде микроорганизмам относятся Azotobacter, Nitrobacter, Micrococcus, Pseudomonas, Proteus, Spirillum и др.
В морских и океанических водоемах умеренной зоны бактерии являются основным источником питания микрозоопланктона. В загрязненных водоемах могут существовать микробы-антагонисты, фаги, которые способствуют биологической очистке воды, а также патогенные бактерии - возбудители лептоспироза, сальмонеллеза, туляремии, бруцеллеза, дизентерии, холеры и других заболеваний.
Менее всего микроорганизмов (10 клеток в 1 мл) содержат подземные воды (артезианская и родниковая). Незначительное количество их обнаружено в дождевой и снежной воде. Содержание микроорганизмов в речной воде значительно более высоко: на глубине от 10 до 100 см насчитывается от 60 тыс. до 10 млн клеток в 1 см3 воды. Такой же многочисленный мир микроорганизмов в водах озер.
В пресноводных водоемах интенсивно развиваются цианобактерии родов Spirulina, Anabaean, Synechcystis и др. Массовое их развитие в естественных условиях вызывает биологическое загрязнение воды, которое пагубно влияет на экосистему водоемов: изменяются цвет, рН, вязкость воды, запах и прозрачность, появляются токсины и аллергены. За счет интенсивного роста цианобактерий, биомасса которых в местах "цветения" достигает 40-50 кг/м3, в воде значительно уменьшается содержание кислорода. Это ведет к гибели рыбы и других гидробионтов.
В пресноводных водоемах, кроме бактерий, обнаружены водоросли, дрожжи, плесневые грибы, простейшие.
В соленой воде морей, озер, океанов, минеральных источников живут солелюбивые микроорганизмы (галобактерии, галококки). Из прибрежной зоны морей систематически высевают галофильные вибрионы, которые вызывают у людей острый гастроэнтерит, возникающий при употреблении малосоленой рыбы, недостаточно термически обработанных креветок и мидий.
В водоемах могут находиться и определенное время хранить жизнедеятельность патогенные микроорганизмы.
Количественные соотношения микроорганизмов в открытых водоемах варьируют в широких пределах, что зависит от типа водоема, степени его загрязнения, смены метеорологических условий, времени года.
Степень обсеменения воды микроорганизмами выражают сапробностью - совокупностью живых организмов, которые живут в водах и содержат значительное количество животных или растительных остатков. Выделяют 4 зоны сапробности: полисапробную, мезосапробную, олигосапробную и катасапробную.
Полисапробная зона содержит до нескольких миллионов микробов в 1 см3 воды и большое количество легкоусвояемых органических соединений. Вода в этой зоне очень загрязнена. Микробиологические процессы происходят почти в анаэробных условиях и сопровождаются выделением метана, меркаптанов, аммиака, сероводорода. Вода в этой зоне содержит много кишечной палочки и анаэробных бактерий, которые предопределяют процессы гниения и брожения.
В мезосапробной зоне меньшее содержание органических веществ. Это зона умеренного загрязнения. В ней происходят процессы минерализации, а также окисления и нитрификации. Общая численность микроорганизмов в 1 см3 воды этой зоны не превышает 1 млн клеток.
Олигосапробная зона характерна для чистой воды. В этой зоне отсутствует кишечная палочка и снижено общее количество микроорганизмов до нескольких десятков или сотен микробных клеток в 1 см3 воды. В воде олигосапробной зоны происходят процессы окисления нитритов и железа.
Катасапробная зона - это зона очень чистой воды (особенно в осенне-зимний период), расположенная вдали от населенных пунктов и берегов.
Степень загрязнения, в том числе болезнетворными микробами, может быть препятствием для использования воды. Поэтому любой водный источник необходимо подвергать санитарно-микробиологической оценке.
Для оценки санитарно-гигиенического состояния водоемов применяют ряд показателей, в частности:
- микробное число - количество колоний (МАФАМ), которые вырастают на чашке Петри с мясо-пептонным агаром из 1 см3 воды при температуре 27°С на протяжении 24 часов;
- коли-титр - наименьший объем воды в см3, в котором оказывается кишечная палочка;
- коли-индекс - количество клеток кишечной палочки в 1 дм3 воды.
Питьевая вода, которая подается централизовано хозяйственно-питьевыми системами водоснабжения и используется для моечных, технических, хозяйственных и коммунальных потребностей должна отвечать требованиям стандарта. По бактериологическим показателям в воде, которая подает в водопроводную сеть общее количество микроорганизмов (МАФАМ) в 1 см3 неразбавленной воды не должно превышать 100 клеток, коли-титр должен быть не менее 300, коли-индекс – не более 3. Для воды из колодцев микробное число составляет 300-400 клеток в 1 см3, коли-титр не менее 100.
В отдельных случаях при санитарной оценке воды как санитарно-показательный микроорганизм вместе с бактериями группы кишечных палочек используют энтерококк. В Международном Европейском стандарте на питьевую воду энтерококк является дополнительным показателем фекального загрязнения воды.
С целью улучшения качества питьевой воды по бактериологическим показателям проводят ее обеззараживание. На сегодня наиболее распространенными методами является хлорирование, озонирование и облучение ультрафиолетовыми лучами.
