Ауа және су микробиологиясы

Микроорганизмдердің таралуы.

Микроорганизмдер-көбінесе 1 клеткалы, өте ұсақ, жай көзге көрінбейтін тірі организмдер. Олар милиметрдің мыңнан бір бөлігі микранмен өлшенеді. Бұлардың құрлысын, сыртқы пішінін және қозғалысын зерттеу үшін кем дегенде 400-500 есе үлкейтетін арнаулы аспап – микраскоп қолданылады. Микроорганизмдердің басым көпшілігі – бактериялар. Олар ауада, суда, топрақта таралған.

Топрақта жүріп жататын негізгі биологиялық процестер, топырақтың құнарлығы, оның сапсымен құралуы микроорганизмдер тіршілігіне байланысты. Микроорганизмдер тіршілігінің нәтижесінде өсімдіктердің тамыры арқылы қоректенуі жақсарады, сөйтіп егіннің өнімділігі артады. Сондықтан микроорганизмдер тіршілігінің нәтижесінде топырақта азот, көмір тегі және фосфор элементтерінің көбейуіне мүмкіндік туады.

Микроорганизмдерді барлық суданда кездестіреміз. Әсіресе олардың басым көпшілігі су түбіндегі құқыстан, қоректік заттардың молырақ жерінде тіршілік етеді. Тіпті өзіміз тыныс алатын ауада да олар жеткілікті. Көбінесе олар ауасы нашар, әсіресе халқы тығыз, өнеркәсіп жиы орналасқан жерлерде көп тараған. Жалпы микроорганизмнің әлемінің табиғаттағы маңызы зор. Өсімдіктермен жануарлар қалдықтары микроптардың қатысумен шріп ыдырайды. Олардың денесіндегі түрлі химиялық элементтер ауа мен топыраққа тарайды. Осының нәтижесінде тіршілікке қажетті заттар қайтадан пайда болады.

Микроорганизмдердің суда таралуы.

Табиғатта кездесетін су – бактериялармен саңырауқұлақтардың екінші тіршілік ортасы болып есептеледі. Суға әрқашан күн сәулесі әсер еткенмен Микроорганизмдердің өніп өсуі үшін аса қауыпты емес. Микроорганизмдер қалыпты тіршілік ету үшін, суда қажетті қоректік заттар жеткілікті мөлшерде болуы керек. Суда органикалық заттар көп болса бактерияларда соғұрлым көп болады. Бактериялар санының өзгеріп отыруы судағы органикалық заттың мөлшеріне, су риякциясының (рн) және басқа жағдайларға байланысты.

Өзен суына қарағанда оның түбіндегі балшықтар бактерияларға байырақ келеді. Өзеннің жай жеріндегі бір гарам құрғақ балшықты 2250 мл бактерия кездеседі, ал суы ағымды жердің балшығында олардың саны 470 мл жетеді. Жауыннан кейін бактериялар саны көбейіп кетеді. Егер, жауынға дейін судың 1 мл-де 8 бактерия кездессе, жауыннан кейін оны саны 1223 жетеді. Күн ашық кезде керісінше болады. Жағада 1000 метр қашықтықта ашық күндері 1 мм суда 28 бактерия кездессе, бұлынғыр бұлытты күндері олардың саны 1229 жетеді. Бактериялар саны судың беткі қабатынан түбіне дейінгі тереңдікте бірдей болмай өзгеріп отырады. Әдетте судың бетінен есептегенде 5-20 см тереңдігінде бактериялар саны аса көп болады. Сөйтіп, су неғұрлым тереңнен алынса, бактериялар саны соғұрлым аз болады. Сонымен қатар жыл маусымдарыда бактериялардың суда таралуына едәуір әсер етеді. Бактериялардың ең көп болатын мерзімі май және июль айлары. Микроорганизмдер мұхит пен теңіз суында, әсіресе олардың жағалауында көп кездеседі. Жағадан қашықтықтаған сайын олардың саны азая береді. Шамамен 1мл суда 1000 бактерия бар деп есептегенде 1 шаршы км суда 1 т бактерия кездеседі. Олар судағы басқа тірі организдерге әсерін тигізбей қоймайды. Судағы бактериялар ондағы органикалық және минералды заттарды өзгеріске түсіріп қана қоймайды, сонымен қатар балықтарға қажетті қоректік заттар қорының аралық буыны болып есептеледі. Теңіз балшығы бактериялға өте бай келеді. Б.С.Буткивичтің зерттеуіне қарағанда 225 м тереңдікте жатқан балшықтың 1г 367,4 млн бактерия кездеседі. Әрбір грамм балшықтағы олардың салмағы 0,3 мг тең болады. Б.Л.Исоченканың солтүстік мұзды мұхиттағы Микроорганизмдерді зерттеу жұмыстарыбактерияларды жоғарыдан едәуір қашықтықта және әжептеуір тереңдіктеде де кездесетіні дәлелденді.

Жалпы теңіз суларында 2-3 % ас тұзы бар. Осындай ортада жақсы тіршілік ететін бактериялар тобы болады. Кейбір зерттеулерге қарағанда теңіз бактериялары 0,6 % ас тұзы бар ортада да тіршілік ете алатыны анықталады. Бұларды тұз телерантты бактериялар деп аталады. Мұнымен қатар голофилмді микоорганизмдерде де тұзды едәуір көп концентрациясында тіршілік ете алады. Теңіз суының бактерияларға жойқын, яғни бактерицидтік әсерінің зор маңызы бар. Мысалы, теңіз суы басқа судан бөлініп алынған бактерияларды жарты сағат ішінде қырып жібере алады. Ал, теңіз бактерияларының біразы басқа микроптрға жойқын әсер ететін антибиотик заттарды да бөлуге бейім келеді.

Ауасы шаң-тозаңсыз жерде жауған жауын суында және қарда бактериялар өте аз болады. Бұлардың 1 мм бар жоғы оншақты бактерия кездеседі. Ал, ауасы лас, шаң-тозаңды қалаларда жауған жауын суында немесе қарда бактериялар көп болады. Тұрмыста қолданылып жүрген құбыр суында да бактериялар кездеседі. Артезион суын сүзбеседе бактериялар өте аз болады. Мысалы, ауыз су түрлі өзендерден алынатын болса, ондай суды алдын-ала арнаулы сүзгіден өткізу керек. Сүзгіден өткен суда бактериялар саны азда болса кемиді.

Қабылдаған шама бойынша 1мл де 100 жуық бактериялар болса, ондай су жақсы, ішуге жарамды болып есептеледі. Ағын судағы бактериялар саны да өзгеріп отырады.

Ластанған судың биологиялық жолмен тазаруы.

Қандайда болмасын судың өзіндік биологиялық «қауымы» болады. Бұл организмдер қауымы тұрақты болады, қайта орта жағдайларына сәйкес өзгеріп отырады. Сондықтанда олар орта жағджайларына байланысты бірнеше топтарға бөлінеді. Олар судағы органикалық заттардың өзгеруіне байланысты басқа организмдер мен алмасып отырады. Осыған сайкес әрбір судың ластану дәрежесі, анықталады, яғни олар жеке спорттың сапробтық аймақтарға ажыратылады. Осы спорттық аймақтарға қарай отырып, ондағы тіршілік жағдайларын анықтауға болады. Мұнда сапробтық деп белгілі бір дәрежеде минералданған және қажетті концентрациялы органикалық заттары бар, белгіілі бір организмдер ғана тіршілік ететін судың жинақталған физиологиялық ерекшеліктерін айтады. Осы ерекшеліктерге кез келген суда сапробтық аймақтардың белгілі бір ретпен алмасып отыратынын байқау қиын емес.

  1. Полисапробтық немесе өте ластанған аймақ. Мұндай су өсімдіктер мен жануарлар қалдықтарына бай келеді. Суда белок, еріген қанттар, пектин заттары, клечатка және басқада қосылыстар көп болады. Осы аймақта анаэроттық шіру процесі өте күшті жүреді. Әрине, тіршілік ететін организмдер де органикалық заттардың көп мөлшеріне, олардан бөлінетін көмір қышқыл газына, метанға, күкіртсутекке аса төзімді болады. Айтылған белок, клечатка заттары бұл аймақта шіру процесіне ұшырайды. Оттек болмайды. Сондықтан да мұнда анаэробты бактериялар көп. Мәселен, 1мл суда 1 млн-ға жуық бактериялар кездеседі.
  2. Мезасапробтық аймақ. Бұл аймақта органикалық заттардың менералдануы тоқтамай жүре береді. Бірақ мұндағы белок заттарымен углевоттар құрам бөліктеріне ажыраған күйінде болады. Сондықтанда да тотығу процесі жүріп жатады. Әсіресе, аммиактың азот қышқылына дейін тотығуы өте қуатты жүреді. Органикалық заттардың қалғаны көмір қышқылына айналады. Судың бұл аймағының 1мл – нен 100 мыңдай бактерияны кездестіруге болады.
  3. Олигосапробтық аймақ. Ол органикалық заттарға кедей, тірі организмдері өте аз, таза су. Бұл аймақтағы судың 1 мм – де 10- 1000 дейінгі бактериялар болады. Аммиак азот қышқылына, күкірт сутектің күкірт қышқылына тотығуы аяқталады. Аймақтың ерекшелігі – онда темі (II) огсидінің темір (III) гдрооксидіне айналу процесі жүреді. Тотықтыру процесін жүргізетін – темір бактериялар. Сондықтанда бұл аймақтың негізгі көрсеткіші болып есептеледі.
  4. Микроорганизмдердің ауада таралуы.

Топрақта микрорганизмдер тіршілік етумен қатар, өніп – өсіп, көбейеді. Ауада олар едәуір мөлшерде кездеседі, бірақ өсіп – өнуіне мүмкіндік жоқ. Сондықтан ауа микрорганизмдердің уақытша мекені болып есептеледі. Ауаға микрорганизмдер шаң – тозаңдар мен көтеріледі де, қайтадан солармен бірге шөгеді. Егер, жер бетіне шөгіп үлгермесе ауада тез арада қырылып кетеді. Микрорганизмдер әсіресе, қозғалысы күшті, өнеркәсіп орындары көп қалалар үстінде ауада микрорганизмдер өте көп болады. Ал, керісінше ауыл, село, орман, тау, теңіз және Арктика мұздарының бетіндегі ауада микроорганизмдер өте аз. Органикалық заттарға бай өңделген топырақ бетіндегі ауада микрорганизмдер әжептеуір болады. Сол сияқты құмды, аңызақ жел тұратын жерлердегі ауада өте аз кездеседі. Тіпті бір жердегі ауада жауын жауғанға дейін микроптар көп болса, жауынан соң едәір азайып қалады. Ауаға көтерілген сайын микроптар да азайа түседі. Мұндай жағдайларда тіпті үлкен қалалардың үстінен де байқауға болады. Е.Н.Мушустиннің зеттеуіне қарағанда 500 м биіктікте әрбір текше метр ауада 2100 бактерия, 2000 м биіктікте 500-700 бактерия кездеседі екен.

Ауада микрорганизмдерге күннің ультра күлгін сәулесі күшті әсер етеді. Түссіз бактерияларға қарағанда пигменттері бар түсті бактериялар төзімділеу. Әдетте спора түзбейтін микроорганизмдер төзімсіз болғандықтан, спора түзетіндеріне қарағанда олардың саныда аз болады.

Жыл мезгіліне байланысты ауа микроорганизмдердің саны мен сапасыда өзгеріске ұшырап тұрады. Олардың ең аз мезгілі – қыс, ал көп болатын кезі – жаз. Көктеммен күзде олар көп болмайды.

Қыс кезінде қар жердің бетін жауып қалады да шаңның көтеруіне мүмкіндік бермейді. Ал, жаз кезінде жел шаң – тозаңдармен ауаға микроорганизмдерді ұшырып шығарады. Күзбен көктемде жауын шашын жиы болып көтерілетін шаң – тозаңда азайады. Сондықтан бұл мезгілде ауада микроптар көп болмайды. Ашық жерлерге қарағанда бөлме немесе үй ауасында микрорганизмдер өте көп. Мәселен, бөлме ауасының бір текше метрінде 100000 жуық микрорганизмдер болады. Бөлмеде адам көп болған сайын көтерілетін шаңда көбейеді микроптар саны артады. Кейбір ауру туғызатын микрорганизмдер бөлме ауасына таралып тыныс алған кезде басқа адамға жұғады.