Кишечная палочка (Escherichia coli), ГКБ, ОКБ, ТКБ. Основные показатели при исследовании воды

ОКБ - это международная квалификация, и они входят в большую группу БГКП (бактерии группы кишечных палочек). Содержание в воде ОКБ можно определять двумя методами: методом мембранных фильтров и титрационным (бродильным) методом.

Исследование воды методом мембранных фильтров. Метод основан на фильтрации установленного объема воды через мембранные фильтры, выращивании посевов на дифференциально-диагностической среде и последующей идентификации колоний по культуральным и биохимическим признакам.

Титрационный метод исследования воды. Метод основан на накоплении бактерий после посева установленного объема воды в жидкую питательную среду, с последующим пересевом на дифференциально-диагностическую среду и идентификации колоний по культуральным и биохимическим тестам.
«Колиформные организмы» принадлежат к классу граммоотрицательных бактерий, в форме палочек, которые живут и размножаются в нижнем отделе пищеварительного тракта человека и множества животных имеющих теплую кровь таких как - домашний скот и водоплавающие птицы, способных ферментировать лактозу при 35-37 0С с образованием кислоты, газа и альдегида. Попадая в воду с фекальными стоками они способны выживать в течении нескольких недель, хотя в подавляющем своем большинстве они лишены способности размножаться.

По данным исследований последних лет наряду с обыкновенно относимыми к этому классу бактериями Escherichia (E.Coli), Citrobacter, Enterobacter и Klebsiela к нему относится и способные ферментировать лактозу бактерии Enterobacter cloasae и Citrobadter freundii. Эти бактерии возможно обнаружить не только в фекалиях, но также в окружающей среде, и даже в питьевой воде с относительно большой концентрацией питательных веществ. Помимо этого сюда можно отнести виды, которые редко или совсем не обнаруживаются в фекалиях и способные размножаться в воде достаточно хорошего качества.

ТКБ - термотолерантные колиформные бактерии. Число ТКБ характеризует степень фекального загрязнения воды водных объектов и косвенно определяет эпидемическую опасность в отношении возбудителей кишечных инфекций. ТКБ определяют теми же методами, как и БГКП (ОКБ).
Отбор проб для санитарно-микробиологических исследований должен проводиться с соблюдением правил стерильности и всех не-обходимых условий, регламентированных для каждого исследуемого объекта соответствующими нормативными документами.

Ошибки, допущенные при взятии проб, приводят к получению неправильных результатов. При упаковке и транспортировке проб необходимо создавать условия, исключающие гибель или размножение исходной микробиоты в исследуе-мом объекте. Поэтому отобранные пробы должны быть как можно быстрее доставлены в лабораторию для исследования.

Титрационный метод

Метод основан на накоплении бактерий после посева определённых объёмов воды в жидкие питательные среды, с последующим пересевом на дифференциальную плотную среду с лактозой и идентификации колоний по культуральным и биохимическим тестам. При исследовании питьевой воды качественым методом засевают три объёма по 100 см3. При исследовании воды с цельк| количественного определения ОКБ и ТКБ (повторный анализ) засевают соответственно 1,10 и 100 см3 - по три объёма каждой серии.

Посевы 10 и 100 см3 воды проводят соответственно в 1 и 10 см3 среды накопления - концентрированной ЛПС без индикатора. Посев 1 см3 пробы проводят в 10 см3 ЛПС обычной концентрации. Посевы инкубируют при температуре 37 °С в течение 48 ч. Через 24 ч проводят предварительную оценку посевов в среде накопления. Из ёмкостей, где отмечено наличие роста (помутнение) и образование газа, материал высевают бактериологической петлёй на сектора среды Эндо для получения изолированных колоний. Ёмкости без видимых признаков роста и образования газа оставляют в термостате до 48 ч и ещё раз просматривают для окончательной оценки.

Результаты посевов без признаков роста считают отрицательными, и дальнейшему изучению они не подлежат. Из ёмкостей, где отмечено помутнение и делают высев на сектора среды Эндо. Посевы на среде Эндо инкубируют при температуре 37 °С 18-20 ч. При появлении помутнения, образовании газа в среде накопления и росте на среде Эндо колоний, типичных для лактозоположительных бактерий: тёмно-красных или красных, с металлическим блеском или без него, выпуклых с красным центром и отпечатком на питательной среде, дают положительное заключение о присутствии ОКБ в данном объёме пробы.

Наличие ОКБ необходимо подтвердить в следующих случаях:

ü в среде накопления отмечено только помутнение;

ü принадлежность к лактозоположительным колониям вызывает сомнение.

Для подтверждения на присутствие ОКБ выполняют следующие действия:

1. проверяют наличие отпечатка на среде Эндо после снятия петлёй подозрительной колонии;

2. выполняют оксидазный тест;

3. проверяют принадлежность к группе по Граму;

4. подтверждают способность к газообразованию при посеве 1-2 изолированных колоний всех типов с каждого сектора в среду подтверждения (ЛПС с индикатором) с последующей инкубацией посевов при температуре 37 °С в течение 24-48 ч.

При отсутствии изолированных колоний проводят рассев на среду Эндо общепринятыми способами. Отрицательное заключение дают, если:

ü в среде накопления нет признаков роста;

ü на секторах среды Эндо нет роста;

ü на секторах среды Эндо выросли нехарактерные для колиформных бактерий колонии (прозрачные, с неровными краями, расплывчатые);

ü все колонии оказались оксидазоположительными;

ü все колонии оказались грамположительными;

ü в подтверждающем тесте на среде ЛПС с индикатором не отмечено газообразования.

Для определения ТКБ работают с секторами среды Эндо, где выросли типичные лактоза+ колонии. Делают посев двух-трёх изолированных колоний каждого типа из каждого сектора в пробирки с любой из лактозных сред накопления, инкубируют при температуре 44 °С в течение суток. При образовании газа в лактозной среде накопления, росте на среде Эндо лактозоположительных бактерий и выявлении способности к ферментации лактозы до кислоты и газа в подтверждающих лактозных средах при температуре 44 °С в течение 24 ч дают положительное заключение о наличии в этом объёме воды ТКБ. При качественном исследовании (при исследовании трёх объёмов по 100 см3 при обнаружении ОКБ и ТКБ хотя бы в одном из трёх объёмов делают запись: «Обнаружены ОКБ и ТБК в 100 см3».

При исследовании количественным методом определяют НВЧ, ОКБ и ТКБ по специальным таблицам. При отрицательных результатах исследования на наличие ОКБ и ТКБ во всех исследованных объёмах выдают заключение: «Не обнаружены ОКБ и ТКБ в 100 см3».

При этом методе анализа воды определенное количество воды пропускается через специальную мембрану с размером пор порядка 0.45 мкм. В результате, на поверхности мембраны остаются все находящиеся в воде бактерии. После чего мембрану с бактериями помещают на определенное время в специальную питательную среду при температуре 30-37 о С. Во время этого периода, называемого инкубационным, бактерии получают возможность размножиться и образовать хорошо различимые колонии, которые уже легко поддаются подсчету. В результате можно наблюдать такую: Или даже такую картину: Так как такой метод анализа воды предполагает только определение общего числа колонии - образующих бактерий разных типов, то по его результатам нельзя однозначно судить о присутствии в воде патогенных микробов. Однако, высокое микробное число свидетельствует об общей бактериологической загрязненности воды и о высокой вероятности наличия патогенных организмов.

При анализе воды надо контролировать не только содержание токсичных химических веществ, но и количество микроорганизмов, характеризующих бактериологическое загрязнение питьевой воды ОМЧ-общее микробное число.В воде централизованного водоснабжения это число не должно превышать 50 КОЕ/мл, а в колодцах, скважинах - не более 100 КОЕ/мл

Санитарно-микробиологическос исследование воды проводится в плановом
порядке с целью текущего надзора, а также по специальным эпидемиологичес-
ким показаниям. Основными объектами такого исследования являются:

Питьевая вода центрального водоснабжения (водопроводная вода);

Питьевая вода нецентрализованного водоснабжения;

Вода поверхностных и подземных водоисточников;

Сточные воды;

Вода прибрежных зон морей;

Вода плавательных бассейнов.

Основными показателями оценки микробиологического состояния питьевой воды согласно действующим нормативным документам являются:

1. Общее микробное число (ОМЧ) - количество мезофильных бактерий в 1 мл волы.

Коли титр - наименьший объем воды (в мл), в котором обнаружена хотя бы одна живая
микробная клетка, относящаяся к БГКП.
Индекс БГКП - количество БГКП в 1 л воды.

3. Количество спор сульфитредуцирующих клостридий в 20 мл воды.

4. Число колифагов в 100 мл воды.

Определение ОМЧ позволяет оценить уровень микробиологического загрязнения питьевой воды. Этот показатель является незаменимым для срочного обнаружения массивного микробного загрязнения.

Общее микробное число - это число мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов, способных образовывать на питательном агаре при гемперазуре 37 °С и течение 24 ч колонии, видимые при двукратном увеличении.

При определении общего микробного числа 1мл исследуемой воды вносят в стерильную чашку Петри и заливают 10-12 мл теплого (44 °С) расплавленного питательного агара. Среду аккуратно перемешивают с водой, равномерно и
без пузырьков воздуха распределяя по дну чашки, после чего закрывают крышкой и оставляют до застывания. Посевы инкубируют в термостате при 37 °С в течение 24 часов. Подсчитывают общее количество колоний, выросших в обеих чашках, и определяют среднее значение. Окончательный результат выражают числом колониеобразующих единиц (КОЕ) в 1 мл исследуемой воды. В 1 мл питьевой воды должно быть не более 50 КОЕ

Определение БГКП
При этом определяют общие колиформные бактерии - ОКБ и термотолерантные колиформные бактерии - ТКБ.

ОКБ – грамамотрицатсльные, не образующие спор палочки, ферментирующие лактозу до кислоты и газа при температуре 37°С в течение 24 48 часов. ТКБ входят в число ОКБ, облажают их признаками, но ферментирую при 44°С.Для определения энтеробактерий – метод мебранных фильтров или титрационный.

Микробное число - основными критериями оценки микробиологического состояния питьевой воды, исходя из действующих нормативных документов, является ОМЧ (общее микробное число), которое характеризует количество аэробных и анаэробных бактерий в одном миллилитре воды, образующихся за сутки при температуре 37 градусов, в питательной среде. Данный показатель является фактически незаменимым для быстрого обнаружения массового микробного загрязнения.

Для определения общего микробного числа один миллилитр исследуемой воды вносят в стерильную чашку Петри, затем заливают 10-15 мл тёплого (около 44 °С) питательного агара в расплавленном виде. Среду аккуратно смешивают с водой, равномерно и без воздушных пузырьков воздуха распределяют по дну чашки, после этого закрывают крышкой и оставляют в чашке Петри до застывания. Тоже самое проделывают в другой чашке. Посев в термостате инкубируют при температуре 37 °С в течение суток. Затем при двукратном увеличении под микроскопом подсчитывают общее количество колоний, выросших в двух чашках, и определяют среднее значение. В 1 мл питьевой воды не должно быть более 50 КОЕ.

Кишечная палочка (Escherichia coli) является самым первым санитарно-показательным микроорганизмом, сохранившим свое значение до сих пор. Еще в 1888 г. Французский врач Е. Масе предложил использовать эту бактерию в качестве показателя фекального загрязнения воды. В третьем издании Руководства ВОЗ по контролю качества питьевой воды в качестве показателя выбора для оценки свежего фекального загрязнения рекомендуется показатель E.coli (индексный). В качестве альтернативного показателя фекального загрязнения (при определенных обстоятельствах) рекомендуется показатель Термотолерантные Колиформные Бактерии (ТКБ) (индексный). Показатель Колиформные Бактерии (КБ) рекомендуется как технологический показатель для оценки качества водоподготовки (индикаторный). Согласно отечественной нормативной базе Колиформные Бактерии (КБ) в терминологии ВОЗ соответствуют показателю Общие Колиформные Бактерии (ОКБ).

Для определения колиформных показателей широко используется мембранный метод посева, хотя не меньшее значение имеет и титрационный метод. Методики определения данных показателей сильно варьируют в зависимости от исследуемого объекта и нормативно-методических документов. Основной плотной дифференциальной средой для определения колиформных показателей в отечественных методиках является среда Эндо, однако в последней редакции стандарта ISO 9308-1:2000 среда Эндо заменена другой лактозной средой - Тергитол 7 . Причиной для такой замены послужила потенциальная канцерогенность фуксина - анилинового красителя, входящего в состав среды Эндо. Для метода НВЧ используют жидкие среды обогащения. Для потенциально чистых объектов используют лактозо-пептонную воду, для потенциально загрязненных - среду Кесслера или ее аналоги.

Необходимо отметить питательные среды нового поколения, которые часто называют «хромогенными». В отличие от традиционных сред они позволяют определять не признак, например утилизацию лактозы, но непосредственно отдельные ферменты, наличие которых характерно для искомых микроорганизмов. Хромогенные среды для идентификации E. coli, например, Chromocult ® или Coli ID, позволяют определять фермент β-глюкуронидазу, высокоспецифичный для эшерихий. Наличие этого фермента и способность образовывать индол с 95% вероятностью свидетельствует о принадлежности энтеробактерий к виду E. coli. Эти же среды позволяют определять и фермент β-галактозидазу, характерную для ОКБ, однако ценность этого диагностического теста сомнительна: данным ферментом обладают и аэромонады, свободноживущие оксидазоположительные палочки, не относящиеся к ОКБ. Компания Merck попыталась усовершенствовать хромогенную среду Chromocult EC и ввела в нее селективную добавку, ингибирующую рост аэромонад .

Из инновационных технологий в области санитарной бактериологии воды следует отметить тест-системы, использующие сухие среды на специальных пластиковых подложках. Примером таких тест-систем являются подложки Petrifilm™ линейки Aqua и, в частности, продукт «Aqua Coliform Count Plate» (AQCC, 3M™Petrifilm™) , который предназначен для определения ОКБ и ТКБ в воде. Уникальность петрифильмов (сред на подложках) заключается в простоте использования. Исключается трудоемкий этап приготовления питательных сред, облегчается их хранение и утилизация. Однако главное преимущество перед традиционными средами и средами на подложках других производителей заключается в том, что уже на этапе первичного посева при получении изолированных колоний петрифильмы позволяют определять не только способность бактерий утилизировать лактозу до кислоты, но и выявлять газообразование. Это позволяет в большинстве случаев сократить анализ до 1-2 суток. Кроме того, петрифильмы AQCC (в отличие от среды Эндо) можно инкубировать при 44°С, что позволяет в полной мере использовать селективный фактор высокой температуры уже на этапе первичного посева, благодаря чему при анализе ТКБ существенно сокращаются время и трудоемкость .

На селективных петрифильмах «Aqua Coliform Count Plate» (AQCC,3M™ Petrifilm™) колонии ОКБ и ТКБ окрашиваются в интенсивный красный цвет с образованием пузырьков газа вокруг колонии .

Вода является естественной средой обитания разнообразных.микроорганизмов (различные виды бактерий, грибы, простейшие и водоросли). Совокупность всех водных организмов называется микробиальный планктон. На количественный состав микрофлоры основное влияние оказывает происхождение воды – пресные поверхностные (проточные воды рек, ручьев; и стоячие озер, прудов, водохранилищ), подземные (почвенные, грунтовые, артезианские), атмосферные и соленые воды. По характеру пользования выделяют питьевую воду (централизованного и местного водоснабжения), воду плавательных бассейнов, лед медицинский и хозяйственную. Особого внимания требуют сточные воды.

Микрофлору водоемов образуют две группы:

Автохтонные (или водные) и

Аллохтонные (попадающие извне при загрязнении из различных источников) микроорганизмы.

1. Автохтонная микрофлора – совокупность микроорганизмов, постоянно живущих и размножающихся в воде. Как правило, микрофлора воды напоминает микробный состав почвы, с которой вода соприкасается. В ее состав входят микрококки, сарцины, некоторые виды Proteus и Leptospira. Из анаэробов – Bacillus cereus и некоторые виды клостридий. Эти микроорганизмы играют значительную роль в круговороте веществ, расщепляя органические отходы, клетчатку и др.

2. Биологическое загрязнение водоемов.

Со сточными, ливневыми, талыми водами в водоемы попадают многие виды микроорганизмов, резко изменяющих микробный биоценоз. Основной путь микробного загрязнения – попадание неочищенных городских отходов и сточных вод. Также – при купании людей, скота, стирке белья и др. В воду могут попадать представители нормальной микрофлоры человека, УП, патогенной (возбудители кишечных инфекций, лептоспирозов, иерсиниозов, вирусы полиомиелита, гепатита А и т.д.). Следует помнить, что вода не является благоприятной средой для размножения патогенных микроорганизмов, для которых биотопами являются организм человека или животных.

Самоочищение водоемов

Освобождение от контаминирующих микроорганизмов наблюдается после органического загрязнения водоемов за счет конкурентной активации сапрофитной микрофлоры, что приводит к быстрому разложению органических веществ, уменьшению численности бактерий, особенно «фекальных». Существует термин «сапробность» - (sapros – гнилой, греч.) обозначает комплекс особенностей водоема, в том числе состав и количество микроорганизмов в воде, содержащей органические и неорганические вещества в определенных концентрациях. Процессы самоочищения воды в водоемах происходят последовательно и непрерывно. Различают полисапробные, мезасапробные и олигосапробные зоны.

Полисапробные зоны – зоны сильного загрязнения. Содержат большое количество органических веществ и почти лишены кислорода. Количество бактерий в 1 мл воды в полисапробной зоне достигает миллиона и более.

Мезасапробные зоны – зоны умеренного загрязнения. Количество микроорганизмов – сотни тысяч в 1 мл.

Олигосапробные зоны – зоны чистой воды. Характеризуются окончившимся процессом самоочищения. Количество бактерий от 10 до 1000в 1 мл воды.

Таким образом, патогенные микроорганизмы, попадающие в водоем, достаточно обильны в полисапробных зонах, постепенно отмирают в мезосапробных и практически не обнаруживаются в олигосапробных зонах.

При санитарно-микробиологическом исследовании воды выделяют ОКБ, энтерококки, стафилококки и патогенные микроорганизмы (сальмонеллы, холерные вибрионы, лептоспиры, шигеллы и др.). Все санитарно-микробиологические исследования воды регламентируют соответствующие ГОСТ.

Основания для санитарно-микробиологического исследования воды:

1. Выбор источника централизованного водоснабжения и контроль за ним;
2. Контроль эффективности обеззараживания питьевой воды централизованного водоснабжения;
3. Наблюдение за подземными источниками водоснабжения (артезианские скважины, почвенные воды и т.д.);
4. Наблюдение за источниками индивидуального водопользования (колодцы, родники и др.);
5. Наблюдение за санитарно-эпидемиологическим состоянием воды открытых водоемов;
6. Контроль эффективности обеззараживания воды плавательных бассейнов;
7. Проверка качества очистки и обеззараживания сточных вод;
8. Расследование водных вспышек инфекционных болезней.

Санитарно-микробиологический анализ питьевой воды

В настоящее время регламентируется Методическими указаниями МУК 4.2.1018-01 .

1. Определение ОМЧ – общее число мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов, способных образовывать колонии на питательном агаре при t 0 37 0C в течение 24 часов.

Из каждой пробы делают посев не менее двух объемов по 1 мл в 2 чашки Петри по 1 мл воды + 8-12 мл расплавленного остуженного (45-49 0 С) питательного агара, перемешивают, дают застыть, ставят в термостат 37 0 С, 24 часа. Затем подсчитывают все выросшие на чашке колонии при увеличении в 2 раза (но не более 300 колоний на чашке). Количество колоний на чашках суммируют и делят на 2 – результат выражают в КОЕ на 1 мл воды. Допускается до 50 КОЕ на 1 мл воды.

1. Определение общих и термотолерантных колиформных бактерий методом мембранной фильтрации (основной метод).

Общие колиформные бактерии - ОКБ – грам-, оксидаза-, не образующие спор палочки, способные расти на дифференциальных лактозных средах, ферментирующие лактозу до КГ при t 0 37 0 С в течение 24 часов.

Термотолерантные колиформные бактерии - ТКБ – входят в число ОКБ, обладают всеми их признаками, кроме того, способны ферментировать лактозу до КГ при t 0 44 0 С в течение 24 часов.

Метод основан на фильтрации установленного объема воды через мембранные фильтры, выращивании посевов на дифференциальной питательной среде с лактозой и последующей идентификации колоний по культуральным и биохимическим признакам.

Анализируют 3 объема по 100 мл, можно дробить объемы (10, 40, 100, 150 мл). Отмеренный объем воды фильтруют через мембранные фильтры. Фильтры помещают на среду Эндо (до трех фильтров на 1 чашку) и инкубируют t 0 37 0 С в течение 24 часов.

Если нет роста – отрицательный результат – ОКБ и ТКБ не обнаружены. Если есть типичные лактозопозитивные колонии с отпечатком на обратной стороне фильтра, подсчитывают, подтверждают их принадлежность к ОКБ и ТКБ. Для этого исследуется

Оксидазная активность

Принадлежность к грамотрицательным бактериям

Ферментация лактозы до КГ (в двух пробирках – при t 0 37 0 С и 44 0 С).

Результат высчитывают по формуле Х=а∙100/V, где

а – число колоний (в сумме),

V – объем воды (в сумме),

Х – число колоний в 100 мл воды.

Результат выражают в КОЕ ОКБ (ТКБ) в 100 мл воды. В норме ОКБ (ТКБ) в 100 мл воды питьевой не должны определяться.

Также определяют

Споры сульфитредуцирующих клостридий – спорообразующие анаэробные палочковидные бактерии, редуцирующие сульфит натрия на железо-сульфитном агаре при t 0 44 0 С в течение 16-18 часов. Метод основан на выращивании посевов в железо-сульфитном агаре в условиях, приближенных к анаэробным, и подсчете числа черных колоний.

Объем воды 20 мл прогревают на водяной бане 75-80 0 С в течение 15 минут для исключения вегетативных форм, затем фильтруют через бактериальный фильтр, который помещают в пробирку с расплавленным железо-сульфитным агаром (70-80 0 С), остужают, помещают в термостат t 0 44 0 С на 16-18 часов.

Определение колифагов.

Колифаги – вирусы бактерий, способные лизировать E.coli и формировать при t 0 37 0 С через 18-20 часов зоны лизиса бактериального газона (бляшки) на питательном агаре. Число бляшек не подсчитывается – анализ качественный.

Исследование сточных вод регламентируется МУ 2.1.5.800 – 99 «Организация Госсанэпиднадзора за обеззараживанием сточных вод» , 1999 год. Применяют прямой посев на 4 чашки со средой Эндо по 0,5 мл (2 мл – весь объем). Затем подсчитывают количество КОЕ ОКБ и ТКБ, делают перерасчет на 100 мл воды.

Вода бассейнов исследуется по Санитарно-эпидемиологическим правилам и нормативам - СанПиН 2.1.2.1188-03 . В 100 мл воды бассейнов допускается не более 1 КОЕ ОКБ, не допускается ТКБ, колифаги, золотистый стафилококк, возбудители кишечных инфекций, синегнойная палочка. Лабораторный контроль по основным микробиологическим показателям (ОКБ, ТКБ, колифаги и золотистый стафилококк) проводится 2 раза в месяц. Исследования на наличие возбудителей кишечных инфекций проводятся при неблагоприятной эпидемической ситуации.

При появлении спорадических случаев пневмоний неясной этиологии или возникновении среди посетителей бассейна эпидемических внесезонных вспышек ОРЗ проводятся исследования воды на наличие легионелл (Legionella pneumophilia ), размножению которых способствует теплая вода и брызги. При дыхании мелкодисперсный аэрозоль, содержащий легионеллы, попадает в легкие, что может вызвать «болезнь легионеров» или понтиакскую лихорадку.

Приложение №2

К СанПиН 2.1.2.1188-03

ЗАБОЛЕВАНИЯ ИНФЕКЦИОННОЙ ПРИРОДЫ,

КОТОРЫЕ МОГУТ ПЕРЕДАВАТЬСЯ ЧЕРЕЗ ВОДУ ПЛАВАТЕЛЬНЫХ БАССЕЙНОВ