Санитарно – бактериологическое исследование качества питьевой воды

Электроимпульсный способ

Достаточно новым способом обеззараживания воды является электроимпульсный способ - использование импульсивных электрических разрядов (ИЭР).

Сущность метода заключается в возникновении электрогидравлического удара, так называемого эффекта Л. А. Юткина.

Технологический процесс состоит из шести ступеней:

подача жидкости в рабочий объём при равномерном профиле распределения скорости (причём рабочий объём заполняют с воздушным промежутком, а равномерный профиль распределения жидкости помогает уменьшить энергоёмкость процесса),

зарядку накопителя электроэнергии в режиме постоянной мощности,

инициирование одного или серии электрических разрядов в жидкости при скорости нарастания переднего фронта напряжения не менее 1010 В/с (энергию дозируют путём отсчёта зарядов),

усиление эффекта разрушения микроорганизмов за счет формирования волн растяжения при отражении волн сжатия, образованных электрическим разрядом от свободной поверхности жидкости,

подавление или гашение ударных волн в подводящих и отводящих жидкость магистралях для исключения их разрушения,

отведение обеззараженной жидкости из рабочего объёма.

Кроме того, в частном случае возможно инициирование электрических разрядов в объеме, отделенном от рабочего объема средой, сохраняющей или увеличивающей амплитуду волн сжатия. Примером материала, являющегося средой, сохраняющей амплитуду волны на границе с водой, может быть пенополистирол.

В процессе обеззараживания питьевой воды электроимпульсным способом происходит большое количество явлений: мощные гидравлические процессы, образование ударных волн сверхвысокого давления, образование озона, явления кавитации, интенсивные ультразвуковые колебания, возникновение импульсивных магнетических и электрических полей, повышение температуры. Результатом всех этих явлений является уничтожение в воде практически всех патогенных микроорганизмов. Очень важно заметить, что вода, обработанная ИЭР, приобретает бактерицидные свойства, которые сохраняются до 4 мес.

Основным преимуществом электроимпульсного способа обеззараживания питьевой воды является экологическая чистота, а так же возможность использования в больших объемах жидкости.

Однако этот способ имеет ряд недостатков, в частности относительно высокую энергоемкость (0,2-1 кВтч/м3) и, как следствие – дороговизну.

Электрохимический метод.

Серийно производятся установки «Изумруд», «Сапфир», «Аквамин» и т.п. Их работа основана на пропускании воды через электрохимический диафрагменный реактор, разделенный ультрафильтрационной металлокерамической мембраной на катодную и анодную область. При подаче постоянного тока в катодной и анодной камерах происходит образование щелочного и кислого растворов, электролитическое образование активного хлора. В этих средах гибнут практически все микроорганизмы и происходит частичное разрушение органических загрязнений. Конструкция проточного электрохимического элемента хорошо отработана, и набором из различного числа таких элементов получают установки заданной производительности.

Обеззараживание ультразвуком

В некоторых случаях для обеззараживания воды используется ультразвук. Впервые этот метод был предложен в 1928 г. Механизм действия ультразвука до конца неясен. По этому поводу высказываются следующие предположения:

- ультразвук  вызывает образование пустот  в сильно завихренном пространстве, что ведет к разрыву клеточной  стенки бактерии;

- ультразвук  вызывает выделение растворенного  в жидкости газа, а пузырьки  газа, находящиеся в бактериальной  клетке, вызывают ее разрыв.

Преимуществом использования ультразвука перед многими другими средствамиобеззараживания сточных водслужит его нечувствительность к таким факторам, как высокая мутность и цветность воды, характер и количество микроорганизмов, а также наличие в воде растворенных веществ.

Единственный фактор, который влияет на эффективностьобеззараживания сточных вод ультразвуком — это интенсивность ультразвуковых колебаний. Ультразвук — это звуковые колебание, частота которых находится значительно выше уровня слышимости. Частота ультразвука от 20000 до 1000000 Гц, следствием чего и является его способность губительным образом сказываться на состоянии микроорганизмов. Бактерицидное действие ультразвука разной частоты весьма значительно и зависит от интенсивности звуковых колебаний.

Обеззараживание и очистка водыультразвуком считается одним из новейших методов дезинфекции. Ультразвуковое воздействие на потенциально опасные микроорганизмы не часто применяется в фильтрахобеззараживания питьевой воды, однако его высокая эффективность позволяет говорить о перспективности этого метода обеззараживания воды, не смотря на его дороговизну.

 Радиационное обеззараживание

Имеются предложения использования для обеззараживания воды гамма-излучения.

Гамма-установки типа РХУНД работают по следующей схеме: вода поступает в полость сетчатого цилиндра приёмно-разделительного аппарата, где твёрдые включения увлекаются вверх шнеком, отжимаются в диффузоре и направляются в бункер – сборник. Затем вода разбавляется условно чистой водой до определённой концентрации и подаётся в аппарат гамма-установки, в котором под действием гамма излучения изотопа Со60 происходит процесс обеззараживания.

Гамма-излучение оказывает угнетающее действие на активность микробных дегидраз (ферментов). При больших дозах гамма-излучения погибает большинство возбудителей таких опасных заболеваний как тиф, полиомиелит и др.

 

 

Другие физические методы

К физико-химическим методам обеззараживания воды следует отнести использование с этой целью ионообменных смол. G.Gillissen (1960) показал способность анионообменных смол освобождать жидкость от бактерий группы соli. Возможна регенерация смолы. У нас Е.В.Штанников (1965) установил возможность очистки воды от вирусов ионообменными полимерами. По мнению автора этот эффект связан как с сорбцией вируса, так и с его денатурацией за счет кислотной или особенно щелочной реакции. В другой работе Штанникова указывается на возможность обеззараживания воды ионактивными полимерами, где находится токсин ботулизма. Обеззараживание происходит за счет окисления токсина и его сорбции.

Помимо указанных выше физических факторов изучалась возможность обеззараживания воды токами высокой частоты, магнитной обработкой.

Во многих случаях наиболее эффективным оказывается комплексное применение реагентных и безреагентных методов обеззараживания воды. Сочетание УФ-обеззараживания с последующим хлорированием малыми дозами обеспечивает как высочайшую степень очистки, так и отсутствие вторичногобиозагрязнения воды. Так, обработкой воды бассейнов УФ-облучением в сочетании с хлорированием достигается не только высокая степень обеззараживания, снижение пороговой концентрации хлора в воде, но и, как следствие, существенная экономия средств на расходе хлора и улучшение обстановки в самом бассейне.

Аналогично распространяется использование озонирования, при котором уничтожается микрофлора и часть органических загрязнений, с последующим щадящим хлорированием, обеспечивающим отсутствие вторичного биозагрязнения воды. При этом резко сокращается образование токсичных хлорорганических веществ.

Поскольку все микроорганизмы характеризуются определенными размерами, пропуская воду через фильтрующую перегородку с размерами пор меньшими, чем микроорганизмы, можно полностью очистить от них воду. Так, фильтрующие элементы, имеющие размер пор менее 1 микрона, согласно действующим ТИ 10-5031536-73-10 на безалкогольную продукцию, считаются обеспложивающими, т. е. стерилизующими. Хотя при этом из воды удаляются только бактерии, но не вирусы. Для более «тонких» процессов, когда недопустимо присутствие любых микроорганизмов, например, в микроэлектронике, применяют фильтры с порами размером не более 0,1–0,2 мкм.

 

2. Микробиологическая  лаборатория

 

В микробиологических лабораториях проводятся микробиологические исследования, биологические методы, проводят морфологию микроорганизмов их классификацию, культивирование и выделение чистых культур в микроорганизмах. К работам в бактериологических лабораториях допускаются лица, сдавшие экзамен по технике безопасности, знающие практические правила обращения с бактериальными культурам и лабораторными животными, правила работ  в лаборатории. У входа в лабораторию помещен дезинфекционный коврик для обеззараживания обуви. Сотрудники обязаны надевать санитарную одежду и сменную обувь: выходить из лаборатории в этой одежде и обуви запрещается. В начале рабочего дня, до и после перерывов в работе и по окончанию рабочего дня необходимо тщательно вымыть руки с мылом, продезинфицировать и вымыть повторно. Для дезинфекции рук применяют растворы хлорамина, лизола или хлорной извести.

Анализы проводят на специальном столе, которые имеют хорошо моющееся покрытие. Лабораторные инструменты дезинфицируют в автоклавах или кипячением. При отсасывании жидкости из исследуемого материала пользуются резиновой грушей и стерильной пипеткой, в верхний конец которой вставляют рыхлый кусочек ваты. Микробиологическая лаборатория располагается в светлом, достаточно просторном помещении. Желательно, чтобы она состояла из двух комнат, в одной из которых проводят микробиологические анализы, в другой- техническую работу: мойку и стерилизацию посуды, стерилизацию питательных сред.

В помещении микробиологической лаборатории находится стол для микрокопирования, лабораторный стол для приготовления питательных сред, термостаты, шкаф, где хранится стерильная посуда, питательные среды и реактивы. Если в лаборатории поддерживаются чистые культуры производственных штаммов  молочнокислых бактерий и дрожжей, хранить их следует в отдельном  шкафчике  или в холодильнике.

В технической комнате находится ванна для мойки посуды с доской для сушки вымытой посуды. Здесь же находиться автоклав и сушильный шкаф для стерилизации посуды сухим жаром.

По окончанию рабочего дня исследуемый материал, подлежащий дальнейшему анализу, помещают в холодильник, а бактериальные культуры в термостат, термостат опечатывают.

По окончанию рабочего дня проводят влажную уборку и дезинфекцию рабочих столов и помещений растворами хлорной извести или перекиси водорода.

Основное оборудование лаборатории.

Термостаты. Микробов необходимо выращивать при таких условиях, чтобы температура окружающего воздуха подвергалась, возможно, меньшим колебаниям. Для этого применяют термостаты, представляющие собой шкафы, в которых поддерживается постоянная температура. Существуют два типа термостатов - воздушные и водяные.

Воздушные термостаты обогреваются теплым воздухом, нагреваемым, при помощи электричества.

 В водяных  термостатах током, газом и другими  источниками тепла. Колебания температуры  в этих термостатах меньше, чем  в воздушных.

           В  лаборатории должно не меньше  трех термостатов; температура одного- 30, второго- 37 и третьего- 43 С. Микробов, хорошо развивающихся при 20 С, можно выращивать при комнатной температуре.

Стерилизационные аппараты. Эти аппараты составляют основные оборудования отделения приготовления питательных сред.               Стерилизационные аппараты разделяют по способам нагревания стерилизуемых материалов.

        Стерилизатор, обогреваемый сухим  жаром, представляет собой металлический  шкаф с двумя каналами. В наружном  канале движутся горячие газы, которые нагревают воздух, которые  проходят по внутреннему каналу. Шкаф изолирован снаружи асбестом. Стерилизатор можно нагревать  электрическим током, газовыми горелками  или другими источниками тепла. Сверху в стерилизатор вставляется  термометр, показывающий температуру  внутри аппарата. Сухой жар можно  применять при стерилизации стеклянных  предметов, бумаги, ваты, крахмала, мела, но нельзя использовать для  стерилизации жидких сред и  влажных материалов. Материал, подлежащий  стерилизации, тщательно завертывают  в бумагу, посуда должна быть  сухой, горлышки колб и пробирок  закрывают ватными пробками. Стерилизатор  загружают в нагретом состоянии, материал при этом не должен  касаться стенок. Продолжительность  стерилизации при 160- 170 2 часа время  стерилизации отличается с момента, когда температура внутри стерилизатора  достигнет 160 С.  Простерилизованный  материал выгружают из шкафа, после его остывания. Показателем достаточной степени стерилизации служит легкое побурение бумаги ; при пониженной температуре цвет ее не изменяется, при более высокой свыше 180С она становится бурой и даже обугливается. Автоклав, или стерилизатор, обогреваемый паром под давлением, представляет собой металлический цилиндр с двойными стенками и массивной крышкой, закрывающейся винтовыми зажимами. На цилиндр надевается металлический кожух. Автоклав снабжен пароотводной трубкой, манометром, предохранительным клапаном и водомерным стеклам. В нем стерилизуются питательные среды, различные жидкости и посуда.       Перед стерилизацией в автоклав через воронку водомерного стекла наливают дистиллированную или кипяченую воду при употреблении сырой воды быстро образуется накипь до черты, указанной на кожухе автоклава. После этого автоклав загружают подлежащим стерилизации материалом последний необходимо сверху закрыть бумагой, крепко завинчивают крышку, открывают кран пароотводной трубки и начинают подогревать. Нагрев осуществляется электричеством, паром в этом случае воду в автоклав не наливают или несколькими газовыми горелками. По мере усиления нагревания из автоклава начинает выходить сначала воздух, а затем, постепенно усиливаясь, пар, который поступает внутрь автоклава через отверстия в верхней части котла. Когда пар выходит непрерывной струей, его выпускают еще 2-3 минуты для полного вытеснения воздуха из автоклава, а затем кран закрывают. Вследствие прекращения выхода пар постепенно накапливается, и давление внутри автоклава начинает повышаться подъем стрелки манометра. После установления требуемого давления степень нагревания автоклава уменьшают таким образом, чтобы стрелка манометра оставалась на одном уровне в течении определенного времени. Начало стерилизации считается с момента достижения стрелкой надлежащего давления.

     Микроскоп - сложный оптический прибор  увеличивающий предмет в 1000- 1500 раз. Одним из первых изобретателей  микроскопа является Антоний  Левенгук 1632- 1723 гг. при помощи сконструированного  им аппарата простого двояковыпуклого  стекла, дававшего увеличение в 160- 200 раз, ему удалось наблюдать  организмы, до него неизвестные  человечеству.

Современный микроскоп состоит из двух основных частей- механической и оптической.

     Механическая часть. Основной частью  микроскопа является штатив. К  нему прикреплены тубус с заключенными в нем оптическими частями и предметный столик.

     Штатив должен быть тяжелым  для придания микроскопу большей  устойчивости; он изготавливается  из меди и чугуна, и состоит  из двух частей- основания или подковообразной ножки и тубусодержателя, в средней части которого находится выемка для удобства переноса микроскопа.

     Тубус служит для помещения  объективов и окуляров. Объективы  ввинчиваются в нижнюю часть  тубуса, называемую револьвером.

     Предметный столик служит для  помещения исследуемого препарата. Столики бывают круглыми и  четырехугольными. Круглые столики  часто изготовляют вращающимися; их передвижение достигается при помощи двух боковых винтов. Все столики снабжаются двумя пружинными клеммами для закрепления препарата.

     Оптическая часть. Оптическая часть  микроскопа состоит из зеркала, конденсора с диафрагмой, объективов  и окуляров.

Зеркало микроскопа - подвижное; имеет две оси, благодаря чему может поворачиваться вправо и влево, вперед и назад и устанавливаться под любым углом. С помощью лучи света направляются через отверстие в предметном столике и через предметное стекло в объектив.

     Диафрагма служит для регулирования  освещенности препарата. В упрощенных  системах микроскопов диафрагма  представляет собою металлический  кружок с отверстиями различной  величины, которые позволяют увеличивать  или уменьшать степень освещения  препарата.

     Объективы являются наиболее  важной и ценной частью микроскопа, определяющей его оптическую  мощность. Возможность просмотра  мелких деталей исследуемого  объекта обусловливается так  называемой разрешающей силой  объектива, которая находиться в  зависимости от конструкции объектива  и качества его линз. Сильный  объектив позволяет точнее рассмотреть  детали препарата.

Посуда и инвентарь:

Чашки Петри. Состоят из двух круглых плоских чашек- крышки и дна. Наиболее употребительны чашки диаметром 10 см. стекло должно быть тонким, прозрачным, без пузырьков воздуха.