Значение курса микробиологии

Оболочка  клетки непроницаема для коллоидов. Вещества коллоидной природы могут  быть утилизированы только после  предварительного гидролитического их расщепления при помощи ферментов, выделяемых микробами в окружающую среду. Так, крахмал могут усваивать только те бактерии, которые выделяют фермент амилазу, расщепляющий крахмал.

Накопление  в клетках в результате синтетических  процессов коллоидных белковых веществ, которые не имеют обратного выхода из клетки через оболочку, обуславливает рост микробных клеток и их последующее деление.

Главной движущей силой осмотических токов  служит разница концентраций веществ  между питательными растворами и содержимым клеток. Осмотические процессы, лежащие в основе питания, представляют достаточно сложное явление, в котором большую роль играют и электрические заряды ионов питательных растворов, элементов оболочки, содержимого клеток, физико – химическая структура соединений и целый ряд других факторов.

Благодаря постоянному притоку в клетку воды, ее коллоидные вещества находятся  в состоянии разбухания, вследствие чего оказывают давление на оболочку, достигающее больших величин (у  бактерий 3 – 6 атмосфер). Внутреннее осмотическое давление обуславливает тургор клеток.

В тех  случаях, когда микробные клетки попадают в гипертонические растворы, они резко обезвоживаются, в результате чего их протоплазма сморщивается и  отстает от оболочки. Это явление  называется плазмолизом.

При обратном соотношении концентраций, когда  микробы находятся в гипотонических растворах, клетки разбухают до крайних  пределов и в конечном счете тоже погибают. Это явление называется плазмоптисом.

Питательные вещества проникают в клетку несколькими способами.

1. Пассивная  диффузия, т.е. перемещение веществ  через толщу мембраны, в результате  чего выравниваются внутренняя  концентрация веществ и осмотическое  давление по обе стороны оболочки. Таким путем могут проникать  питательные вещества, когда концентрация в среде значительно превышает концентрацию веществ в клетке.

2. Облегченная  диффузия – проникновение питательных  веществ в клетку с помощью  активного переноса их особыми  молекулами – переносчиками,  называемыми пермеазами. Это вещества ферментной природы, которые локализованы на цитоплазматической мембране и обладают специфичностью. Каждая пермеаза адсорбирует соответствующее питательное вещество на наружной стороне цитоплазматической мембраны, вступает с ним во внутреннюю связь и диффундирует через мембрану, отдавая на внутренней стороне транспортируемое ею вещество в цитоплазму. Этот процесс совершается без использования энергии, так как перемещение веществ происходит от более высокой концентрации к более низкой.

3. Активный  транспорт питательных веществ осуществляется также с помощью пермеаз, но этот процесс требует затраты энергии. В этом случае питательное вещество не может проникнуть в клетку, если концентрация его в клетке значительно превышает концентрацию в среде.

4. В  ряде случаев транспортируемое вещество может подвергаться химической модификации, и такой способ переноса веществ получил название переноса радикалов или транслокации химических групп. По механизму передачи транспортируемого вещества этот процесс сходен с активным транспортом.

Выход веществ из микробной клетки осуществляется или в виде пассивной диффузии, или в процессе облегченной диффузии с участием пермеаз.

Разрушая  клетки ткани хозяев и выделяя  в окружающую среду продукты своего обмена веществ, микробы отравляют макроорганизм, обуславливая общую его интоксикацию.

 

   Может показаться, что передача нервных импульсов, происходящая, например, в то время, когда мы слушаем прекрасную симфонию, очень далека от такого явления, как увядание листа салата, и тем не менее оба эти процесса имеют общую основу, будучи связаны с биологическими мембранами и их ионными насосами. У многих растений опорные функции несут толстые целлюлозные стенки, вырабатываемые каждой клеткой; у деревянистых растений эти стенки для большей прочности пропитаны сложным химическим соединением — лигнином. У других растений той же цели служит тургорное давление. В растительной клетке внутри целлюлозной оболочки находятся одна или несколько крупных вакуолей, наполненных клеточным соком. Этот сок представляет собой водный раствор различных солей, Сахаров, аминокислот и других органических веществ. Плазматическая и вакуолярная мембраны, отделяющие клеточный сок от жидкости, находящейся снаружи, обладают избирательной проницаемостью: вода проходит через них значительно легче, чем неорганические ионы и сложные органические молекулы. Если концентрация солей в клеточном соке выше, чем в наружной жидкости, как это обычно бывает, то вода стремится попасть в вакуоль: она передвигается за счет диффузии от места с более высокой ее концентрацией к зоне с более низкой концентрацией. Поступающая вода растягивает вакуоль и прижимает цитоплазму к наружной целлюлозной стенке. Целлюлозная стенка, обладающая некоторой эластичностью, под действием внутреннего давления растягивается. После того как в клетку поступит определенное количество воды, достигается равновесие, при котором давление, оказываемое растянутой клеточной стенкой, соответствует давлению, оказываемому клеточным соком. В дальнейшем число молекул воды, поступающих в вакуоль, становится равным числу молекул, выходящих из нее, и общий объем клеточного сока остается постоянным. Тургорное давление, оказываемое содержимым клетки на клеточную стенку, не следует смешивать с осмотическим давлением клеточного сока. Последнее представляет собой давление, которое создалось бы в том случае, если бы клеточный сок был отделен от чистой воды мембраной, совершенно непроницаемой для всех растворенных веществ, находящихся в клеточном соке. Тургорное давление ниже осмотического давления клеточного сока, так как: 1) жидкость снаружи клеток обычно представляет собой не чистую воду, а разбавленный солевой раствор и 2) клеточные мембраны проницаемы для солей и других соединений, растворенных в клеточном соке. Со временем эти вещества диффундировали бы через мембраны и снизили тургорное давление, если бы живая клетка не обладала механизмами, позволяющими ей активно всасывать одни вещества и выводить наружу другие. Кроме того, благодаря фотосинтезу клетка создает новые органические молекулы, повышая таким образом концентрацию в клеточном соке растворенных веществ, а следовательно, повышая и тургорное давление. В молодых клетках тургорное давление служит силой, растягивающей клеточные стенки, что обеспечивает клетке возможность роста. 
   Если концентрация солей во внеклеточной жидкости выше, чем в клеточном соке, как, например, при погружении листа салата в концентрированный солевой раствор, то вода диффундирует из клетки наружу, перемещаясь из зоны с большей концентрацией воды в зону с меньшей ее концентрацией. В результате этого тургорное давление внутри клетки снижается и лист увядает. 
   Когда клетка теряет воду и объем клеточного сока в ней уменьшается, ее содержимое уже не прижато к целлюлозной клеточной стенке, а съеживается и отстает от стенки — происходит так называемый плазмолиз. Растительные клетки, помещенные в гипертонический раствор, в конце концов погибают, но если после кратковременного воздействия такого раствора перенести их в чистую воду, их тургор может восстановиться. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Литература

1. СП 2.3.6.1066-01. Санитарно-эпидемиологические требования к организациям торговли и обороту в них продовольственного сырья и пищевых продуктов  
   2. Биология. / Н.П.Соколова, И.И.Андреева и др. - М.: Высшая школа, 1987.  
   3. Лемеза Н.А., Камлюк Л.В., Лисов Н.Д. Биология. - М.: Айрис-пресс, 2005.  
   4. Общая экология: Учебник для вузов. / Автор-составитель А.С. Степановских. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000.  
   5. Петров К.М. Общая экология: Взаимодействие общества и природы: Учебное пособие для вузов. - СПб: Химия, 1998.  
   6. Российский энциклопедический словарь. - М.: Прогресс, 1999.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Оценка  качества питьевой воды. Очистка питьевой воды и сточных  вод

Вопрос 28

Вода  – единственное вещество, встречающееся  в огромных количествах в естественных условиях во всех трёх агрегатных состояниях: твёрдом, жидком и газообразном. Покрывая около трёх четвертей поверхности нашей планеты, вода является колыбелью жизни на Земле. Но из-за постоянного ухудшения экологии и загрязнения нашей атмосферы, происходит и ухудшение качества воды.

Одна  из главных экологических проблем  человечества – качество питьевой воды, которая напрямую связана с состоянием здоровья населения, экологической чистотой продуктов питания, с разрешением проблем медицинского и социального характера.

Вода  – это жизнь. Задумывается ли человек  о значении этой фразы для него лично? Вода окружает нас, она не только под нами, над нами, она еще и внутри нас. Без неё человек можешь прожить лишь несколько суток. Вода является самым распространенным веществом, и вместе с тем самым малоизученным в природе…

По данным ООН уже сегодня более 80 стран мира сталкиваются с проблемами нехватки пресной воды, а 31 государство стоит под угрозой водного кризиса, причём это касается только пресной воды, не говоря уже о её качестве.

Без всякого  преувеличения можно сказать, что  высококачественная вода, отвечающая санитарно-гигиеническим и эпидемиологическим требованиям, является одним из непременных условий сохранения здоровья людей. Но чтобы она приносила пользу, её необходимо очистить от всяких вредных примесей и доставить чистой человеку.

Что за вода течет из нашего крана? Какие  вещества содержатся в ней? Насколько  безопасно её пить?

Барановичский Водоканал делает всё возможное, чтобы обеспечить жителей города и района, а также предприятия  высококачественной водой.

Мы добываем воду, защищённую от загрязнения водоносным горизонтом, из артезианских скважин глубиной от 230 до 280 метров. Для водоснабжения используется верхнепротерозойский комплекс.

Артезианская  вода – это вода, находящаяся  под гидравлическим давлением и  заключенная между водоупорными слоями, главным образом залегает в доантропогеновых отложениях, в пределах крупных геологических структур, образуя артезианские бассейны. Такие воды защищены от внешнего загрязнения наиболее надёжно.

Проведена реконструкция старейшего водозабора города "Волохва". Новейшие европейские технологии очистки и обеззараживания питьевой воды используются в Беларуси впервые.

Наряду  с увеличением пропускной способности, новая технология позволяет снизить  содержание железа в фильтрате до 0,1 мг/дм³ (при норме 0,3 мг/дм³). В качестве обеззараживающего реагента применяется гипохлорит натрия, который, в отличие от жидкого хлора, безопасен для здоровья населения, т.к. не образует хлорсодержащих соединений в питьевой воде.

Более того, взяв на вооружение исследования японского доктора Масару Емото об информационном свойстве и памяти кристалла воды, в зале фильтров постоянно звучит классическая музыка, которая несёт позитивное воздействие на воду, а также создает хорошее настроение работникам.

Перед подачей в водопровод качество воды контролируется – она должна соответствовать Государственному Стандарту, в котором указаны предельно допустимые концентрации (ПДК) для различных загрязняющих веществ. ПДК – безопасный уровень содержания загрязнителей: если какое-либо вещество содержится в воде в концентрации, меньшей, чем предельно допустимая, то такую воду можно без вреда для здоровья употреблять хоть всю жизнь.

Основным  показателем качества воды считается  её влияние на здоровье человека.

Наша  питьевая вода соответствует жёстким гигиеническим требованиям, она безопасна в эпидемическом и радиологическом отношении, безвредна по химическому составу, имеет благоприятные органолептические свойства.

Контроль  качества питьевой воды осуществляет химико-бактериологическая лаборатория  питьевых вод Водоканала, которая полностью соответствует критериям системы аккредитации Республики Беларусь и аккредитована на соответствие требованиям СТБ ИСО/МЭК 17025.

Область деятельности лаборатории – 55 видов  испытаний по питьевой воде и 63 вида по бутилированной воде. На предприятии внедрена система менеджмента качества производства кремнёвой негазированной воды "Веда", которая соответствует требованиям СТБ ИСО 9001-2001. Питьевая вода систем централизованного водоснабжения имеет сертификат соответствия.

Лаборатория проводит работы, связанные с осуществлением контроля радиоактивного загрязнения  и имеет лицензию на этот вид деятельности.

В своей  деятельности лаборатория использует вольтамперометрические, флюорометрические, титриметрические, потенциометрические, абсорбционные, имиссионные, фотометрические, турбидиметрические методы контроля.

Опыт  работы лаборатории по анализу качества воды показал, что к наиболее распространенным загрязнителям воды (содержание компонентов  превышает нормативы) можно отнести железо. Присутствие в воде железа не угрожает нашему здоровью. Однако повышенное содержание железa в воде (более 0,3 мг/дм³) в виде гидрокарбонатов, сульфатов, хлоридов, органических комплексных соединений или в виде высокодисперсной взвеси придаёт воде неприятную красно- коричневую окраску, ухудшает её вкус, вызывает развитие железобактерий, отложение осадка в трубах и их засорение. Содержание железа в воде после очистки на наших станциях обезжелезивания составляет менее 0,1 мг/дм³.

Лаборатория проводит анализ и систематизирует результаты испытаний. Еженедельно отчёт о качественных характеристиках питьевой воды передается в ГУ "Барановичский ЗЦГиЭ". Ежемесячно данные о качестве воды передаются в Брестский БОУП ЖКХ, ГУ "Барановичский ЗЦГиЭ", РУП "Жилкоммунтехника" г.Минск.

После катастрофы на Чернобыльской АЭС, ежедневно  проводится тщательный лабораторный контроль за содержанием радионуклидов цезия-137 и стронция-90, общей α- и β-радиоактивности. Лаборатория освоила метод определения  радона в воздухе. Для расширенных радиометрических и дозиметрических исследований был приобретён спектрометрический комплекс "Прогресс".

Лабораторно-производственный контроль питьевой воды осуществляется на всех этапах водоподготовки:

первые  подъёмы всех водозаборов (артезианские скважины);

станции второго подъёма всех водозаборов;

фильтры водозаборов;