Санитарно-бактериологическое исследование воды
С целью охраны здоровья населения, для предупреждения желудочно-кишечных инфекций советским санитарным законодательством предусмотрены необходимые мероприятия по содержанию в надлежащем санитарном состоянии источников водоснабжения. Показатели качества воды постоянно действующих водопроводных сооружений и артезианских скважин нормируются Государственным общесоюзным стандартом - ГОСТ 2874-54.
При лабораторно-производственном контроле микробиологическое исследование воды из действующей водопроводной сети и постоянно действующих артезианских скважин должно производиться не реже 1 раза в месяц. Использование новых скважин допускается в тех случаях, когда коли-титр воды укладывается в нормы, допускаемые ГОСТом. Анализ воды таких скважин в первый год их эксплуатации проводят чаще.
Порядок отбора проб
Для выполнения микробиологического анализа воды бактериологическая лаборатория должна иметь запас стерильной посуды: бутылки емкостью 0,5 л, пипетки на 100, 10 и 1 мл, мерные цилиндры и чашки Петри. Тщательно вымытые и высушенные бутылки закрывают ватными пробками, накрывают бумажными колпачками и завязывают шпагатом или толстыми нитками. Помещают бутылки в бумажные пакеты и стерилизуют в сушильном шкафу при температуре 160 °С в течение 1 ч или в автоклаве при 120°С в течение 30 мин. При стерилизации бутылок с притертыми пробками бутылки и пробки стерилизуют отдельно: бутылки перед стерилизацией плотно закрывают ватной пробкой, а для стеклянной пробки делают небольшой пакетик из бумаги и привязывают ее к горлышку бутылки.
Пробу воды для исследования на фекальное загрязнение отбирают в количестве 0,5 л. При исследовании нескольких скважин или колодцев пробы отбирают от каждого объекта отдельно в часы наибольшего расхода воды. Из вновь сооруженной скважины или колодца при отсутствии постоянного отлива воды пробы отбирают после предварительной откачки воды в течение не менее 12 ч.
Отбор пробы воды из водопроводного крана производят следующим образом. Водопроводный кран обжигают в пламени горящего ватного тампона, смоченного спиртом. Затем кран открывают на 10-15 мин, давая воде стечь. Бутылку вынимают из пакета, развязывают бумажный колпачок, вынимают пробку, захватив ее между ладонью и двумя последними пальцами правой руки, и держат ее, стараясь не загрязнить. Подставляют бутылку под струю воды так, чтобы не замочить ее снаружи и не замочить пробку. Наполнив бутылку водой, закрывают ее пробкой над пламенем горелки, завязывают колпачок и делают запись для данной пробы: откуда взята проба, дата и час отбора пробы, цель исследования и фамилия лица, производившего отбор пробы.
Вода должна быть исследована тотчас же после взятия пробы, но не позднее 2 ч после ее отбора. При невозможности выполнения этого условия анализ должен быть произведен не позднее чем через 6 ч после отбора пробы при условии сохранения воды при температурах от 1 до 5°С. Пробы следует предохранять от резких толчков, чтобы не замочить пробок. При санитарно-гигиенической оценке воды по действующему ГОСТу 2874-54 исходят из следующих бактериологических показателей: общего количества микробов в воде (микробное число), коли-титра, коли-индекса.
Воду артезианских скважин и водопроводную, поступающую в городскую сеть, анализируют в количествах от 500 до 10 мл, воду открытых водоемов в зависимости от предполагаемой степени загрязнения - до 0,001 мл.
Определение микробного числа, или общей микробиальной обсемененности воды
Под микробным числом воды понимают количество колоний, вырастающих на мясопептонном агаре в чашке Петри из 1 мл исследуемой воды после инкубации посева при 37 °С в течение 24 ч. У питьевой воды микробное число должно быть не более 100. В воде колодцев и открытых водоемов микробное число допускается до 1000.
При микробиологическом исследовании заведомо чистой воды вносят 1 мл ее в стерильную чашку Петри, заливая 15 мл расплавленного и охлажденного до 45°С мясопептонного агара. При исследовании загрязненных вод делают разведение в 10 или в 100 раз и высевают 1 мл соответствующего разведения.
На крышках чашек делают надпись с указанием номера пробы, разведения и даты посева. После инкубации посевов производят подсчет колоний по обычной методике.
Определение показателей фекального загрязнения воды
Показателями фекального загрязнения воды являются коли-титр и коли-индекс. Под титром кишечной палочки (коли-титром) подразумевается наименьшее количество исследуемого материала (воды), выраженное в миллилитрах (или граммах), в котором обнаруживается хотя бы одна кишечная палочка. Для питьевой воды титр кишечной палочки должен быть не ниже 300 (для Москвы и Ленинграда - не ниже 500).
Коли-индекс кишечной палочки - количество особей кишечной палочки, обнаруженное в 1 л жидкости (воды) или в 1 г плотного вещества. Установив коли-титр исследуемого вещества, можно произвести перерасчет на коли-индекс, и наоборот. Для получения коли-индекса нужно разделить 1000 на коли-титр.
Вода колодцев и открытых водоемов признается доброкачественной при коли-титре не менее 90 и коли-индексе не более 11. Определение коли-титра чаще всего производится трехфазным методом бродильных проб.
1-й этап - первый день (первая бродильная проба). Исследуемую воду засевают (с соблюдением правил стерильности) в бродильные сосуды с глюкозо-пептонной средой (ГПС). Для выявления газообразования в посевах на дно бродильных сосудов перед заполнением их питательной средой предварительно должны быть опущены поплавки - маленькие пробирочки, перевернутые вверх дном (см. стр. 192). В каждый бродильный сосуд помещают по одному поплавку. Во время стерилизации поплавки заполняются средой.
Если микроорганизмы при развитии на данной питательной среде образуют газ, то он, скапливаясь в поплавке, вытесняет из него жидкость и поплавок поднимается над поверхностью среды в пробирке или флаконе.
В зависимости от характера источника для посева берут 300-500 мл исследуемой воды. Посев 300 мл воды производят следующим образом: два объема воды по 100 мл засевают в два флакона с 10 мл концентрированной глюкозо-пептонной среды и 10 объемов воды по 10 мл засевают в 10 пробирок, содержащих по 1 мл ГПС. При посеве 500 мл воды 4 объема засевают во флаконы по 100 мл и 10 объемов по 10 мл в пробирки.
При исследовании сильно загрязненных вод необходимо засевать меньшие объемы воды - от 10 до 0,0001 мл и даже 0,00001 мл (по 1 мл из соответствующих разведений). В этом случае посев производится в пробирки, содержащие по 10 мл разведенной глюкозо-пептонной среды. Посев производят по схеме - четыре десятикратно убывающих объема исследуемой воды, например: 100, 10, 1 и 0,1 или 10, 1, 0,1 и 0,01 мл (в зависимости от предполагаемого загрязнения воды).
Посевы инкубируют 24 ч при 43°С. При возникновении газообразования и помутнения среды бродильные сосуды (флаконы и пробирки) отмечают знаком « + »; при отсутствии газообразования и помутнения - знаком «-».
2-й этап - второй день. Из сосудов с признаками микробного роста (помутнение или помутнение и газообразование) производят высев петлей на среду Эндо в чашки Петри. Засеваемый материал наносят на поверхность среды в виде пересекающихся штрихов или растирают шпателем для получения изолированных колоний. Посевы выращивают при 37 °С в течение 24 ч. Во избежание расплывчатого роста колоний чашки со средой Эндо перед посевом следует слегка подсушить в термостате в течение 30 мин.
По окончании выращивания посевы в чашках Петри просматривают. Отсутствие роста дает окончательный отрицательный ответ: фекальное загрязнение отсутствует. При наличии роста приготовляют мазки, окрашивают их по Граму, исследуя все подозрительные на кишечную палочку колонии - как ярко-красные, так и бесцветные или с розовым оттенком и красным центром. Обнаружение при микроскопировании в мазках грамотрицательных неспороносных палочек указывает на возможное наличие бактерий кишечной группы. В этом случае необходимо провести вторую бродильную пробу - третий этап исследования.
3-й этап - третий день (вторая бродильная проба). Материал из подозрительных на кишечную палочку колоний со среды Эндо пересевают в пробирки с разведенной ГПС и поплавками и выдерживают 24 ч при температуре 43°С. Если на среде Эндо изолированных колоний не было или наблюдалась смешанная культура, необходимо повторить пересев на свежую чашку Петри со стерильной средой Эндо до получения изолированных колоний.
По истечении 24 ч просматривают посевы в пробирках. Наличие газа дает окончательный положительный ответ о присутствии кишечной палочки. Результаты анализа выражают в виде коли-титра и коли-индекса, пользуясь таблицами (табл. 8, 9 и 10).
При исследовании водопроводной воды предпочтительнее производить определение коли-индекса путем посева воды на мембранные фильтры (рис. 82). Этот метод позволяет концентрировать микрофлору, содержащуюся в значительном объеме воды, на небольшом участке поверхности плотной питательной среды.
Исследование воды на фекальное загрязнение методом мембранных ультрафильтров в последние годы получило довольно широкое распространение в бактериологических лабораториях благодаря следующим преимуществам:
1) срок анализа сокращается до 24 ч, что значительно экономит время;
2) экономятся среды;
3) обнаруживаются самые незначительные количества микробов в воде;
4) проводится прямой и достаточно точный подсчет количества колоний;
5) метод позволяет выделить каждый микроб в чистой культуре.
Мембранные фильтры (ультрафильтры) - это пористые нитроцеллюлозные пленки, которые выпускаются в виде кружков диаметром 35 мм и толщиной 0,1 мм с различным диаметром пор. Для исследования воды применяют фильтры № 3. В сухом виде мембранные фильтры пригодны к использованию в течение одного года. Для более продолжительного хранения их помещают в герметически закрытую склянку с притертой пробкой, в которую наливают 30%-ный водный раствор спирта.
Техника выполнения анализа следующая:
1-й день. Мембранные фильтры перед употреблением помещают в стакан с дистиллированной водой, подогревают воду до 50-60°С, меняя ее 2-3 раза. Затем снова наливают чистую дистиллированную воду и кипятят 20-30 мин до полного удаления воздуха и органических примесей (растворителей), применявшихся при изготовлении ультрафильтров.
Фильтрацию исследуемой воды осуществляют на металлических фильтрах Зейтца с сеткой. Непосредственно перед фильтрованием металлические фильтры обжигают или кипятят. После охлаждения прибора в него укладывают на сетку мембранный фильтр матовой поверхностью вверх. Укладывание фильтра нужно производить осторожно обожженным и охлажденным пинцетом с гладкими краями. Во избежание повреждения фильтра на него накладывают кружочки стерильной фильтровальной бумаги, предварительно смоченные стерильной дистиллированной водой. На фильтре закрепляют воронку и приступают к фильтрованию отобранной пробы исследуемой воды. Объемы воды, подлежащие фильтрации, варьируют от 300 до 500 мл в зависимости от общей предполагаемой характеристики источника водоснабжения.
При анализе загрязненных вод следует производить фильтрование после предварительного разведения: в 100 мл стерильной воды вводят 1 мл исследуемой пробы и приступают к фильтрации после тщательного перемешивания. Для фильтрации прибор необходимо подсоединить к водоструйному или вакуумному насосу. Вакуум в колбе Бунзена должен быть не менее 0,5 ат (4,9 * 10000 н/м2).
По окончании фильтрации снимают воронку с прибора, фильтр захватывают обожженным пинцетом и накладывают на поверхность среды Эндо в чашки Петри. Чашки помещают в термостат при 37 °С на 24 ч.
2-й день. Через 24 ч инкубации посевы просматривают и выявляют на поверхности фильтров колонии, типичные для группы кишечной палочки: ярко-красные колонии с металлическим блеском - колонии Е. coli commune; слабо-розовые или бесцветные без блеска, выпуклые, слизистые - колонии Е. paracoli. Подсчет колоний производят при помощи лупы.
Из колоний, характерных для кишечной группы, делают мазки и окрашивают по Граму. При обнаружении в мазках грамотрицательных палочек материал из этих колоний пересевают в пробирки с разведенной глюкозо-пептонной средой. Посевы помещают в термостат при 43 °С на 24 ч.
3-й день. После инкубации посевы просматривают и отмечают наличие или отсутствие газообразования. Газообразование свидетельствует о наличии кишечной палочки и наоборот. Расчет коли-титра и коли-индекса производится следующим образом.