Det finns flera tusen namn på mikroorganismer som lever i vatten. Dessa inkluderar olika bakterier, svampar och andra. De är en integrerad del av planetens biologiska mångfald och utför viktiga funktioner.

Vilka är mikroorganismerna som finns i vatten?

Om vi försöker klassificera vattenmikroorganismer kan vi dela in dem i grupper:

1. Blågröna alger eller cyanobakterier är en integrerad del av alla vattendrag och utgör 60% av alla mikroorganismer.
2. Patogena och villkorligt patogena mikroorganismer: virus, bakterier, svampar, protozoer.
3. Relativt säkra organismer som kan finnas i vatten och som inte orsakar farliga sjukdomar.

‍

Olika typer av mikroorganismer i vatten

Vatten innehåller en mängd olika mikroorganismer, var och en med unika egenskaper och konsekvenser för vattenkvaliteten. De vanligaste typerna inkluderar:

1. Bakterier: Dessa är encelliga organismer som antingen kan vara nyttiga eller skadliga. Patogena bakterier, som E. coli och Salmonella, kan orsaka allvarliga sjukdomar om de förekommer i höga koncentrationer. Många bakterier spelar dock en nyttig roll, t.ex. genom att bryta ner organiskt material och bidra till näringsämnenas kretslopp.

2. Virus: Virus är mycket mindre än bakterier och kan bara föröka sig inuti en värdcell. Vattenburna virus som norovirus och hepatit A kan orsaka gastrointestinala sjukdomar och andra hälsoproblem. På grund av deras ringa storlek och motståndskraft mot många konventionella vattenbehandlingar kan de vara svåra att upptäcka och avlägsna.

3. Protozoer: Dessa är encelliga organismer som kan vara frilevande eller parasitiska. Vissa protozoer, som Giardia och Cryptosporidium, kan orsaka gastrointestinala sjukdomar och är resistenta mot klordesinfektion, vilket gör dem till ett problem för vattensäkerheten.

4. Svampar: Svamp i vatten inkluderar jäst och mögel, som kan bidra till biofilmbildning och kan orsaka smak- och luktproblem. Även om vissa svampar inte är typiskt patogena kan de producera mykotoxiner som kan utgöra hälsorisker under särskilda förhållanden.

4 typer av patogener som finns i vatten

‍

Mikroorganismer som finns i flodvatten

Flodvatten hyser en mängd olika mikroorganismer tack vare sin dynamiska och näringsrika miljö. Bakterier är vanligt förekommande i flodsystem, inklusive både nyttiga och skadliga stammar. Nyttiga bakterier bidrar till nedbrytningen av organiskt material och näringsämnenas kretslopp, vilket är viktigt för att upprätthålla flodens ekosystem. Patogena bakterier som E. coli och Vibriospecies kan dock också förekomma, särskilt när det finns föroreningar från jordbruksavrinning, avloppsvatten eller industriavfall, vilket utgör potentiella hälsorisker.

Förutom bakterier kan flodvatten innehålla olika virus, bland annat enteriska virus som norovirus och adenovirus. Dessa virus härrör ofta från avfall från människor och djur och kan utgöra en hälsorisk om vattnet används som dricksvatten eller för rekreation utan tillräcklig behandling. Protozoer, som Giardia och Cryptosporidium, är också vanligt förekommande i flodvatten. Dessa mikroorganismer är kända för att orsaka gastrointestinala sjukdomar och är resistenta mot vanliga desinfektionsmetoder. Slutligen kan floder hysa olika typer av alger, bland annat blågröna alger eller cyanobakterier samt grönalger och kiselalger. Vissa alger är ofarliga, medan andra kan orsaka algblomning som påverkar vattenkvaliteten negativt och producerar gifter som är skadliga för både vattenlevande djur och människor.

Mikroorganismernas roll i vatten

Mikroorganismer spelar en avgörande roll i vattenekosystemen genom att bidra till näringscykeln och upprätthålla den ekologiska balansen. Nyttiga bakterier bryter ned organiskt material, återvinner näringsämnen och hjälper till att rena vatten genom att bryta ned föroreningar. Protozoer och svampar spelar också en viktig roll i nedbrytningen av organiskt material och komplexa föreningar. Alger, inklusive cyanobakterier, bidrar till syreproduktionen genom fotosyntesen, vilket gynnar vattenlevande organismer. Vissa mikroorganismer, särskilt patogena sådana, kan dock utgöra hälsorisker om de förekommer i höga koncentrationer.

Vilken typ av vatten har den högsta koncentrationen av mikroorganismer?

Den här artikeln handlar om mikrobiella indikatorer i vatten, infektionssjukdomar hos människor som orsakas av vatten, utrustning och filterdetaljer relaterade till överväxt, vattendesinfektionsmetoder och sätt att förhindra överväxt.

Vilken typ av vatten har den högsta koncentrationen av mikroorganismer? Mikroorganismer i vatten

Spektrumet av mikroorganismer i vatten och deras förmåga att överleva är mycket högt. De har följande egenskaper:

1. Temperaturtålighet: upp till 100 bakterier per gram vatten har hittats i Antarktis, och vissa mikroorganismer kan utföra fotosyntes vid 75°C i varma källor.
2. Motståndskraft mot sura och alkaliska miljöer samt alkohol: endast 70 procent av bakterierna förstörs av alkohol.
3. Motståndskraft mot salter: Bakterier och jäst kan leva i Don Juan-sjön i Antarktis, där salthalten är 13 gånger högre än i havsvatten.
4. Motståndskraft mot joniserande strålning: D. radiodurans kan överleva upp till 10.000 Gy (för människor är en dödlig stråldos 5 Gy, för Escherichia coli är den 2000 Gy).

Ytvatten i floder och sjöar kännetecknas av putrefaktiva mikroorganismer (B. fluorescens, B. aquatile, B. violaceum, P. vulgaris, mögelsvampar etc.).

Låt oss ordna vattenkällor i stigande ordning efter förekomst av mikroorganismer:

• Vatten från djupa artesiska brunnar
• Smält is - vissa bakterier och svampsporer kan överleva frysning
• Atmosfärisk nederbörd samlar damm och mikroorganismer från luften
• Saltvattenförekomster har mindre mikrobiell mångfald på grund av att salter skadar cellmembranen hos många mikrober i vattnet
• Ytvattenförekomster som floder, sjöar, dammar och brunnar har den högsta mikrobiella artrikedomen.

Moderna bakterier som lever i vatten kan inte bara bryta ned biologiskt avfall, utan fyller också viktiga funktioner när det gäller att bryta ned giftigt organiskt avfall från företag. Vissa bakterier kan till och med koncentrera giftiga tungmetaller. Dessa mikrobiella funktioner används vid vattenreningsverk.

Naturliga vatten, särskilt ytvatten, innehåller alltid vissa mikroorganismer. Det största antalet mikroorganismer finns vanligtvis i stillastående ytvattenförekomster.

Mikrobiella indikatorer

Man bör undvika att dricka vatten som är förorenat med mikroorganismer, både som dricksvatten och för tekniska ändamål. Vatten kräver desinfektion för att avlägsna dessa skadliga mikrober. Graden av vattenförorening av mikroorganismer bestäms av flera indikatorer:

• Oxiderbarhet - denna indikator anger mängden starka oxidationsmedel som används för att bryta ned organiska partiklar och mikroorganismer i en given vattenvolym. Detta är en indirekt indikator, eftersom inte bara mikroorganismceller utan även organiska föroreningar som fenoler oxideras.
• Totalantalet mikroorganismer - antalet kolonier som växer på ett näringsmedium i 1 ml vatten vid förhöjd temperatur under en viss tid (24 eller 72 timmar).
• Coli-titer - den minsta vattenvolym (i milliliter) som innehåller en koliform bakterie.
• Coli-index - detta är antalet koliforma bakterier som finns i 1 liter vätska.

Det är viktigt att notera att de normativa indikatorerna för dricksvatten finns här.

Smittsamma sjukdomar hos människor

Listan över infektionssjukdomar som sprids genom vatten är mycket bred. Enligt klassificeringen av Världshälsoorganisationen finns det 17 huvudsjukdomar bland dem. Vi kommer kortfattat att prata om de som finns på Ukrainas territorium.

Diarré

Diarré är en av de främsta dödsorsakerna för barn under fem år i fattiga länder (528 tusen barn årligen). Enligt officiell statistik registreras 50-60 tusen fall av diarré hos barn i Ukraina varje år, och 20-30 barn dör av det.

Den kännetecknas av vattnig avföring som förekommer mer än tre gånger om dagen (utom för små barn). Den orsakas vanligtvis av infektioner som kan orsakas av virus, bakterier, parasiter och inälvsmaskar. Spridningen av dessa farliga mikroorganismer sker ofta genom förorenat dricksvatten och mat, dålig sanitet (diarré kallas "smutsiga händers sjukdom" på vanligt språk). Andra symtom kan variera beroende på patogenen. Den största faran med diarré är att den åtföljs av uttorkning, ett minskat näringsintag och förgiftning av kroppen.

I Ukraina är vatten från centraliserade vattenförsörjningssystem oftast säkert eftersom klor är effektivt mot alla typer av mikroorganismer som finns i vatten. De vanligaste källorna till förorenat vatten är brunnar, grunda brunnar och ytvattenförekomster.

Förutom vatten som är förorenat med avföring från människor och djur kan infektion också uppstå genom felaktigt bearbetat kött, smutsiga grönsaker och mer...

Kolera

Kolera är en mycket farlig sjukdom som orsakas av bakterien Vibrio cholerae, som finns i vatten som förorenats med avföring. Sjukdomen kännetecknas av akut vattnig diarré och kan leda till svår uttorkning och död inom några timmar om den inte behandlas.

Även om vissa människor kanske inte utvecklar symtom eller bara får milda symtom, kan de fortfarande bära på bakterierna och smitta andra genom sin avföring, vilket gör det till ett betydande folkhälsoproblem.

Det senaste större utbrottet av kolera i Ukraina inträffade 2011 i Donetskregionen, där 33 fall registrerades. Det är viktigt att se till att vattenkällor behandlas på lämpligt sätt och skyddas från fekal förorening för att förhindra spridning av denna dödliga sjukdom.

Tyfoidfeber

Tyfoidfeber är en bakteriell infektion i tarmarna och blodomloppet. Orsakande agens är Salmonella typhi och Salmonella paratyphi. De vanligaste smittvägarna är via förorenat dricksvatten och livsmedel samt kontakt med smittade personer.

Sjukdomssymtom är ihållande hög feber på 39-40 °C, huvudvärk, förstoppning eller diarré, rosafärgade fläckar på bröstet samt förstoring av lever och mjälte. De uppträder 1-3 veckor efter smittotillfället.

Den globala förekomsten av tyfoid uppskattas till cirka 17 miljoner fall per år. I Ukraina rapporteras enstaka fall, i genomsnitt mellan 10 och 25 fall per år.

Leptospiros

Detta är en gastrointestinal infektion hos människor och djur. I början av sjukdomen är symtomen ofta huvudvärk och muskelsmärta, ögonrodnad, frossa, gulsot, blödningar under huden och i slemhinnorna, diarré och kräkningar samt utslag. Lungblödningar är en vanlig manifestation.

Leptospiros orsakas av patogena bakterier Leptospira spp. Infektion sker genom direktkontakt med urin från infekterade djur eller förorenade föremål såsom ytvatten, jord och växter. Leptospirer kan komma in i kroppen genom hud och slemhinnor i ögon, näsa och mun.

De vanligaste smittvägarna är därför dricksvatten och bad i ytvattendrag samt kontakt med infekterade djur.

Det förs ingen exakt statistik över förekomsten av leptospiros, men sjukdomen förekommer över hela världen. Förekomsten uppskattas till 0,1-1% per 100.000 människor i måttliga klimat. Ökad risk för infektion registreras under översvämningar och naturkatastrofer.

Leptospiros i Ukraina är säsongsbetonad - på våren och sommaren när människor vistas nära vattendrag. Det uppskattade antalet fall per år i Ukraina varierar mellan 400 och 500 personer.

Campylobacterios

Detta är en av de vanligaste orsakerna till diarré. Campylobacterbakterier har vanligtvis en stavformad eller spiralformad form. För närvarande omfattar detta bakteriesläkte 17 arter och 6 underarter av bakterier. De vanligaste är C. jejuni och E. coli. Den sistnämnda kallas vanligen tarmbakterien.

Inkubationstiden i detta fall varar vanligtvis 2-5, sällan upp till 1-10 dagar från infektionstillfället.

Vanliga symtom är diarré (ibland med blod i avföringen), feber, illamående och kräkningar, buksmärtor och svaghet. Vanligtvis försvinner symtomen inom 3-6 dagar.

Vanligtvis sker tillfrisknandet helt utan komplikationer, men denna patogen är mycket farlig för små barn, äldre och personer med immunbristtillstånd.

Komplikationer kan vara blodinfektioner, hepatit, pankreatit samt i vissa fall mer komplexa systemiska skador på nervsystemet och rörelseapparaten.

Hepatit

Två typer av detta virus överförs genom vatten: A och E. Smitta sker genom intag av vatten eller livsmedel (ofta frukt och grönsaker) som förorenats med avföring. Det är också möjligt att bli smittad genom nära kontakt med en smittad person.

Hepatit A är en akut infektionssjukdom som också kallas "Botkins sjukdom" och "gulsot". Inkubationstiden är 2-6 veckor och sjukdomsförloppet kan vara 1 till 4 veckor. Symtomen omfattar: en karakteristisk gulaktig hudfärg, feber (under de första 3-5 dagarna), allmän svaghet och aptitlöshet, blek avföring, akuta buksmärtor och i sällsynta fall leversvikt.

Barn har vanligtvis ett milt eller symtomfritt sjukdomsförlopp, vilket är farligt för deras omgivning. Det är viktigt att förstå att ju äldre personen är, desto svårare är det att tolerera sjukdomen. Den är särskilt farlig för äldre och personer med immunbrist.

Det är värt att notera att det i januari 2017 skedde ett utbrott av hepatit A i Mykolaiv, med 93 rapporterade fall. Orsaken till infektionen var konsumtion av vatten från vattenförsörjningen som inte var tillräckligt desinficerad. Förekomsten av hepatit A och E i Ukraina uppskattas till flera tusen fall per år.

Hepatit E är mindre vanligt och utbrott av sjukdomen är sällsynta i civiliserade länder, men isolerade fall är möjliga. Symtom och konsekvenser liknar hepatit A, men i det här fallet utvecklas sjukdomen sällan till en kronisk form.

Sällsynta isolerade fall av detta virus förekommer i Ukraina.

Det finns för närvarande ingen behandling för hepatitvirus, eftersom det mänskliga immunsystemet kan besegra dem på egen hand.

Dermatomykos

Dermatomykos avser en rad olika svampinfektioner som drabbar fötter, hårbotten och kroppshuden. Symtomen är bland annat röda fläckar, klåda, torrhet och flagnande hud. Svamp är vanligt förekommande över hela världen och kan smittas genom kontakt med stillastående vatten från ytliga källor, offentliga duschar och pooler, genom att dela handdukar med en sjuk person och genom närkontakt.

Effektiva desinfektionsmedel som innehåller klor används för att förhindra att vatten förorenas av svamp. För att eliminera svampsporer på ytor är noggrann torkning nödvändig.

Behandlingen av dermatomykos beror på sjukdomens svårighetsgrad och omfattar lokala eller systemiska orala svampdödande läkemedel.

Cyanobakterier

Cyanobakterier, även kända som blågröna alger, är inte patogener i sig, men vissa arter producerar toxiner som kan vara farliga. Människor kan påverkas av dessa ämnen när de dricker eller badar i vatten som innehåller cyanobakterier.

Cyanobakterier har egenskaper hos både bakterier och växter (alger) eftersom de kan utföra fotosyntes.

Sjukdomsförloppet som orsakas av cyanobakteriernas ämnesomsättningsprodukter beror på vilken typ av bakterier som dominerar och hur vattnet påverkar människan.

Toxiska effekter bestäms av typen av exponering (dricksvatten eller bad) och typen av toxin:

1. Hepatotoxiner som påverkar levern produceras av vissa stammar av Microcystis, Anabaena, Oscillatoria, Nodularia, Nostoc, Cylindrospermopsis och Umezakia;
2. Neurotoxiner produceras av Aphanizomenon och Oscillatoria;
3. Gastro- och nefrotoxiska bakterier inkluderar Cylindroapermopsis raciborski.

Inte alla bakteriearter producerar farliga toxiner, och det kan inte påstås att alla typer av toxiner redan är kända.

De vanligaste bakterierna bildar en film på vattenytan, men om spridningen är intensiv (som i Dnipro-floden) upptar de hela vattenpelaren, främst närmare ytan, eftersom de kräver solljus för fotosyntes. Filmen är den farligaste för människors hälsa, så vattenintaget sker vanligtvis från djupa delar av reservoaren.

Den globala lösningen är att minska utsläppen av näringsämnen, främst fosfater. Dessutom krävs fullskalig användning av desinfektionstekniker och ytterligare rening från desinfektionsprodukter på sorptionsfilter.

I vattnet i Dnipro-floden är hepatotoxiska Microcystis och Oscillatoria, neurotoxiska Aphanizomenon och andra bakterier utbredda, så det är inte rekommenderat att simma i Dnipro-floden och dricka vatten utan föregående behandling.

Ackumulering av teknik och filterdetaljer

Det är viktigt att förstå att i desinficerat kranvatten finns det praktiskt taget inga sådana mikroorganismer, och brunnsvatten innehåller vanligtvis inte dem, men det kan förorenas när det rör sig genom rörledningen. När det gäller ytvatten, inklusive vatten från brunnar, har det vanligtvis en förhöjd föroreningsnivå.

Ett antal bakterier kan till och med förstöra legerat stål, för att inte tala om järndelar. Detta observeras i centraliserade vattenförsörjningsrörledningar som är täckta av järnbakterier etc. Detta förklarar varför aktivt klor inte når konsumenterna i stora städer i Ukraina, men praktiskt taget alla vattenprover har förhöjda nivåer av mer giftiga klororganiska ämnen.

Intensiteten i ackumuleringen på plast- och keramikytor kännetecknas främst av deras jämnhet - ju färre oegentligheter som mikroorganismer kan fästa på, desto färre ackumuleringar kommer att observeras.

Desinfektion av vatten

Olika desinfektionstekniker används för att förstöra både patogena och ofarliga mikroorganismer som orsakar film på ytor som kommer i kontakt med vatten.

• Desinfektion med klorerade föreningar. För närvarande finns det inget mer effektivt reagens för vattendesinfektion. Klor är effektivt mot 99,9% av mikroorganismerna. Denna metod är idealisk för användning i centraliserade vattenförsörjningssystem, vatten i simbassänger etc. Dess främsta fördel är en långvarig effekt
• Ozon - den här metoden är ganska vanlig idag. Den har också hög effektivitet, men har inte en långvarig effekt och kan ge giftiga interaktionsprodukter. Den används inom industrin och är inte lämplig för centraliserade vattenförsörjningssystem, simbassänger etc.
• Ultraviolett - fördelen med denna metod är frånvaron av reagenser och därmed sekundär vattenförorening. Men tyvärr har denna metod relativt låg effektivitet (90-95%) och höga krav på källvattnet (transparens, låg färg etc.). Därför används UV-lampor vanligtvis som ett extra element i alla vattenbehandlingssystem.
• Omvänd osmos - på grund av sina små porer behåller den 100% av bakterier och virus, så att du får en steril vätska vid utgången. Denna metod är optimal för dricksvatten, både inom industrin och i bostadsförhållanden. För att förhindra sekundär förorening rekommenderas att man installerar en UV-lampa efter filtret.
• Tungmetalljoner skadar vissa mikroorganismer. Att lägga till dem i lösningar kan sakta ner tillväxten av bakterier på ytor. För detta tillsätts ofta lösningar av silversalter.

Hur förhindrar man tillväxt?

För att förhindra att tillväxt bildas används en kombination av desinfektionsprocesser med andra åtgärder:

• fördesinfektion och pågående desinfektion av vatten;
• Mekanisk rengöring;
• regelbunden desinfektion av behållare.

Beroende på målen kombineras dessa metoder vanligtvis i olika sekvenser.

Till exempel, vid produktion av flaskvatten används desinficerat vatten som hälls i en enda steril behållare och tätt stängs.

Vid produktion med leverans används tekniken för att hälla övervägande osmotiskt vatten i behandlade desinfektionsmedel och tvättade behållare.

För att lösa problemet med tillväxt i pooler används främst klordesinfektionsmedel, mekanisk rengöring av poolväggar och vattenfiltrering på mekaniska filter.

Vi har gett all information vi känner till om mikrobiell mångfald i vatten. Om du har några frågor är du välkommen att skriva dem i kommentarerna.