Природная вода является именно той средой, где интенсивно размножаются многочисленные микроорганизмы, а потому микрофлора воды никогда не перестанет быть объектом пристального внимания человека. Насколько интенсивно они размножаются, зависит от многих факторов. В природной воде всегда растворены в том или ином количестве минеральные и органические вещества, которые служат своего рода "едой", благодаря которой и существует вся микрофлора воды. По количеству и качеству состав микрообитателей весьма разнообразен. Практически никогда нельзя утверждать, что та или иная вода, в том или ином источнике - чистая.
Артезианская вода
Ключевые или артезианские воды - подземные, но это вовсе не значит, что микроорганизмы в них отсутствуют. Они обязательно есть, а их состав зависит от характера почвы, грунта и глубины залегания данного водоносного слоя. Чем глубже - тем микрофлора воды беднее, но это не значит, что она вовсе отсутствует.
Самое значительное количество бактерий содержится в обычных колодцах, которые недостаточно глубоки, чтобы в них не просачивались поверхностные загрязнения. Именно там чаще всего обнаруживаются и болезнетворные микроорганизмы. И чем выше находятся грунтовые воды, тем миклофлора воды богаче и обильнее. Почти все водоёмы закрытого типа излишне засолены, поскольку соль накапливалась под землёй многие сотни лет. Поэтому чаще всего перед употреблением артезианскую воду фильтруют.
Поверхностные воды
Открытые водоёмы, то есть - реки, озёра, водохранилища, пруды, болота и так далее - обладают непостоянным химическим составом, а потому и состав микрофлоры там отличается огромным разнообразием. Это происходит потому, что каждая капля воды загрязнена и бытовыми, и зачастую промышленными отходами, и остатками гниющих водорослей. Сюда стекаются дождевые потоки, приносящие разнообразную микрожизнь с почвы, сюда попадают и сточные воды заводских и фабричных производств.
Одновременно со всевозможными минеральными и органическими загрязнениями водоёмы принимают в себя и огромные массы микроорганизмов, в том числе и патогенных. Даже для технологических целей используется вода, отвечающая ГОСТу 2874-82 (в одном миллилитре такой воды не должно быть более ста клеток бактерий, в литре - не более трёх клеток кишечной палочки.
Возбудители заболеваний
Такая вода под микроскопом предъявляет исследователю целый ряд возбудителей кишечных инфекций, которые довольно долгое время сохраняются вирулентными. Например, в обычной водопроводной воде возбудитель дизентерии жизнеспособен до двадцати семи дней, брюшного тифа - до девяноста трёх дней, холеры - до двадцати восьми. А в речной воде - в три или четыре раза дольше! угрожает заболеванием сто восемьдесят три дня!
Воды тщательно отслеживается, а в случае нужды даже объявляется карантин - при угрозе вспышки заболевания. Даже минусовые температуры большинство микроорганизмов не убивают. Замороженная капля воды несколько недель хранит вполне жизнеспособные бактерии тифозной группы, и в этом можно удостовериться, используя микроскоп.
Количество
Количество микробов и их состав в открытом водоёме напрямую зависят от химических реакций, там происходящих. Очень повышается микрофлора питьевой воды при тесной заселённости прибрежных районов. В разное время года она меняет состав, а также есть множество других причин для перемен в ту или иную сторону. Самые чистые водоёмы содержат до восьмидесяти процентов кокковых бактерий среди всей микрофлоры. Остальные двадцать - по большей части палочковидные бактении бесспоровые.
Вблизи промышленных предприятий или больших населённых пунктов в кубическом сантиметре речной воды многие сотни тысяч и миллионы бактерий. Там, где цивилизации почти нет - в таёжных и горных реках - вода под микроскопом показывает всего лишь сотни или тысячи бактерий в такой же капле. В стоячей воде микроорганизмов, естественно, много больше, особенно около берегов, а также в верхнем слое воды и в иле на дне. Ил - это питомник для бактерий, из которых образуется своеобразная плёнка, за счёт которой происходит большинство процессов превращения веществ всего водоёма и формируется микрофлора природных вод. После обильных ливней и весеннего половодья число бактерий также возрастает во всех водоёмах.
"Цветение" водоёма
Если водные организмы начинают массово развиваться, это может нанести довольно значительный вред. Микроскопические водоросли бурно размножаются, что обуславливает процесс так называемого цветения водоёма. Даже если такое явление невелико по масштабу, органолептические свойства резко ухудшаются, даже могут выйти из строя фильтры на водопроводных станциях, состав микрофлоры воды не позволяет ей считаться питьевой.
Особенно вредны в массовом развитии некоторые виды сине-зелёных водорослей: он вызывает многие непоправимые беды от падежа скота и отравления рыбы до тяжёлых заболеваний людей. Вместе с "цветением" воды создаются условия для развития разнообразных микроорганизмов - простейших, грибов, вирусов. В совокупности всё это - микробный планктон. Поскольку в жизнедеятельности человека особую роль играет микрофлора воды, микробиология является одной из важнейших областей наук.
Водная среда и её типы
Качественный состав микрофлоры зависит напрямую от происхождения самой воды, от среды обитания микроскопических организмов. Есть пресные воды, поверхностные - реки, ручьи, озёра, пруды, водохранилища, которые имеют характерный для них состав микрофлоры. В подземных, как уже было сказано, в зависимости от глубины залегания количество и состав микроорганизмов меняется. Есть атмосферные воды - дождь, снег, лёд, которые тоже содержат определённые микроорганизмы. Есть солёные озёра и моря, где, соответственно, находится свойственная такой среде миклофлора.
Также воду можно различать по характеру пользования - это питьевая (местного водоснабжения или централизованного, которая забирается из подземных источников или из открытых водоёмов. Вода плавательных бассейнов, лёд хозяйственный, пищевой и медицинский. Особого внимания с санитарной стороны требуют сточные воды. Они тоже классифицируются: промышленные, хозяйственно-фекальные, смешанные (двух вышеперечисленных типов), ливневые и талые. Микрофлора сточных вод всегда загрязняет природную воду.
Характер микрофлоры
Микрофлора водоёмов подразделяется в зависимости от данной водной среды на две группы. Это собственные - аутохтонные водные организмы и аллохтонные, то есть, попадающие при загрязнении извне. Постоянно живущие и размножающиеся в воде аутохтонные микроорганизмы по составу напоминают микрофлору почвы, прибрежной или придонной, с которой соприкасается вода. Специфическая водная микрофлора содержит практически всегда Proteus Leptospira, различные виды её, Micrococcus candicans М. roseus, Pseudomonas fluorescens, Bacterium aquatilis com mum"s, Sarcina lutea. Анаэробы в не слишком загрязнённых водоёмах представлены видами Clostridium, Chromobacterium violaceum, В. mycoides, Bacillus cereus.
Аллохтонной микрофлоре характерно присутствие совокупности микроорганизмов, сохраняющих активность сравнительно недолгое время. Но есть и более живучие, длительно загрязняющие воду и угрожающие здоровью человека и животных. Это возбудители подкожных микозов Clostridium tetani, Bacillus anthracis, некоторые виды Clostridium, микроорганизмы, которые вызывают анаэробные инфекции - Shigella, Salmonella, Pseudomonas, Leptospira, Mycobacte-rium, Franciselfa, Brucella, Vibrio, а также вирус ящера и энтеровирусы. Количество их варьируется довольно широко, поскольку зависит от типа водоёма, от сезона, метеорологических условий и степени загрязнения.
Позитивное и негативное значение микрофлоры
Круговорот веществ в природе значительно зависит от жизнедеятельности микроорганизмов в воде. Они расщепляют органические вещества растительного и животного происхождения, обеспечивают питанием всё живущее в воде. Загрязнение же водоёмов чаще всего бывает не химическим, а биологическим.
Воды всех поверхностных резервуаров открыты для микробной контаминации, то есть загрязнения. Те микроорганизмы, которые попадают в водоём вместе со сточными, талыми, способны резко изменить санитарный режим местности, поскольку изменяется сам микробный биоценоз. Это основные пути микробного загрязнения поверхностных вод.
Состав микрофлоры сточных вод
В микрофлоре сточных вод содержатся те же самые обитатели, что и в кишечнике человека и животных. Туда входят представители и нормальной, и патогенной флоры - туляремии, возбудители кишечных инфекций, лептоспирозов, иерсиниозов, вирусы гепатита, полиомиелита и многие другие. Купаясь в водоёме, одни люди заражают воду, а другие заражаются. Также это происходит при полоскании белья, при купании животных.
Даже в бассейне, где вода хлорируется и очищается, обнаруживаются бактерии БГКП - группы кишечной палочки, стафилококки, энтерококки, нейссерии, спорообразующие и пигментообразующие бактерии, разнообразные грибы и микроорганизмы вроде вирусов и простейших. Бактерионосители, купающиеся там, оставляют после себя шигеллы и сальмонеллы. Поскольку вода - не слишком благоприятная среда для размножения, патогенные микроорганизмы пользуются малейшей возможностью подыскать для себя основной биотоп - организм животного или человека.
Не всё так плохо
Водоёмы, как и великий и могучий русский язык, способны к самоочищению. Основной путь - это конкуренция, когда активизируется сапротифическая микрофлора, разлагающая органические вещества и уменьшающая численность бактерий (особенно успешно - фекального происхождения). Постоянные виды микроорганизмов, входящие в данный биоценоз, активнейшим образом борются за своё место под солнцем, не оставляя пришельцам ни пяди своего пространства.
Здесь самое важное - качественное и количественное соотношение микробов. Оно крайне нестойкое, и воздействие различных факторов сильно влияет на состояние воды. Здесь важна сапробность - комплекс особенностей, которыми обладает тот или иной водоём, то есть количество микроорганизмов и их состав, концентрация органических и неорганических веществ. Обычно самоочищение водоёма происходит последовательно и никогда не прерывается, посредством чего постепенно сменяются и биоценозы. Загрязнённость поверхностных вод различают в трёх градациях. Это зоны олигосапробные, мезосапробные и полисапробные.
Зоны
Зоны особо сильного загрязнения - полисапробные - почти без кислорода, поскольку его забирает огромное количество легко разлагающейся органики. Микробный биоценоз соответственно очень велик, но ограничен по видовому составу: там живут в основном грибы и актиномицеты. Один миллилитр такой воды содержит более миллиона бактерий.
Зона умеренного загрязнения - мезосапробная - характеризуется доминантой нитриикационных и окислительных процессов. Состав бактерий более разнообразен: облигатно аэробные, составляют большинство, но с присутствием видов Candida, Streptomyces, Flavobacterium, Mycobacterium, Pseudomonas, Clostridium и других. В одном милилитре этой воды уже не миллионы, а какие-нибудь сотни тысяч микроорганизмов.
Зона чистой воды называется олигосапробной и характерна она уже окончившимся самоочистительным процессом. Там небольшое содержание органики и процесс минерализации завершён. Чистота этой воды высока: в миллилитре её не более тысячи микроорганизмов. Там уже потеряли жизнеспособность все патогенные бактерии.
Если у вас есть микроскоп , то это идеальная возможность проверить чистоту воды. Можно взять воду из-под крана и ближайшей реки, и сравнить их. А потом ещё и взять воды из ручья на даче, и т.п. В общем, берите воду отовсюду, где только можно, и поймите, откуда вода - самая чистая.
В этой статье будет рассказано о том, как приготовить воду к микроскопии.
Воду подготовить не так уж и просто, её надо не просто взять из-под крана, перед этим надо ещё хорошенько подготовиться.
Итак, готовим кран к наливанию воды для пробы, и ёмкость, в которую нальём воду.
Правила, соблюдение которых обязательно
Имейте ввиду, чем меньше бактерий в воде, тем лучше, в абсолютно чистой воде не должно быть много "живности". Чем её меньше - тем, можно сказать, лучше. Огромное количество бактерий в воде - плохо.
Чтобы рассмотреть каплю воды под микроскопом правильно, следуйте дальнейшим правилам подготовки капли воды.
Правила подготовки капли воды
- На предметное стекло капните 1-2 каплю воды, которую вы подготовили для микроскопии.
- Накройте каплю покровным стеклом, если при наложении сверху покровного стекла вода вышла за его пределы, осторожно впитайте её фильтрованной бумагой.
- Положите готовый препарат на предметный столик.
- Готово!
Внимание! При 160-кратном увеличении в капле дождевой воды ничего видно не будет, только в болотной и застоялой воде можно будет увидеть инфузорий, растительные клетки.
Данный обзор интересного опыта может оказаться полезным для учеников средних школ и взрослых начинающих зоологов любителей. Не многие догадываются - если посмотреть воду под микроскопом , можно не только удивиться многообразию микрофлоры, непрерывно находящейся в движении в естественных для нее условиях, но и осознать важность чистоты жидкости перед ее употреблением. Будьте здоровы и наслаждайтесь возможностями, которые дает наука людям, неравнодушным к знаниям. Наблюдательные увеличительные приборы действительно смогут показать немало интересного.
Чтобы посмотреть воду под микроскопом надо с учетом ее физических свойств правильно подготовить образец. При стандартной температуре и давлении она находится в жидком состоянии, т.е. связанные атомы и молекулы образуют структуру, способную менять форму под действием внутренних сил. При этом взятый объем сохраняется. Он может размещаться в границах сосуда или образовывать каплю, ограниченную собственным молекулярным слоем из-за поверхностного натяжения.
Водоем и микроорганизмы.
Постоянное скопление воды во впадинах, озёрцах, старицах и лужах является ареалам обитания большого количества микроскопических организмов. А протекающие биологические процессы, выражающиеся в образовании сероводорода из-за разложения белка, и характерный резкий запах, свидетельствуют об обитании бактерий. Поэтому такие водоемы особенно ценятся среди биологов, зоологов и микробиологов.
В них встречаются одноклеточные инфузории, питающиеся разлагающейся органикой, водорослями. Методики микроскопии позволяют наглядно изучить их строение, понаблюдать за волнообразными движением, приемом пищи, размножением.
Также распространен вид «Эвглена зеленая» семейства жгутиковых. Она легко распознаваема по единственному красному глазку и может быть видимой уже на увеличении 40 крат. Ее маленькое тельце участвует в фотосинтезе и насыщено окрашивающим пигментом хлорофиллом. В одной капельке можно увидеть великое множество этих забавных существ, передвигающихся скачкообразно, дергано.
Еще один частый обитатель мутных вод - амеба, с неровными цитоплазматическими выростами. Она практически бесцветна, идентифицируется по перетекающим и видоизменяющимся ложноножкам - выростам, служащим для перемещения. Ее клетки захватывают и затем переваривают твердые частички отмершей подводной растительности, обволакивают и съедают мелких протистов. Этот микроорганизм обладает достаточно невысокой скоростью, амеба нерасторопна, боится яркого света.
Подготовка микропрепарата и технология исследования воды под микроскопом.
Вам понадобится предметное стекло со сферическим углублением. Препарат называется «висячая капля» - он наиболее живо и натурально позволит понаблюдать за жизнедеятельностью вышеназванных микробов. Оденьте резиновые перчатки. Пипеткой добавьте на тонкое покровное стеклышко воду, набранную, например, из пруда. Придерживая его с боков двумя пальцами, медленно переверните - капелька повиснет и слегка растянется, ее надо аккуратно уложить в лунку предметного стекла. Затем эту нехитрую конструкцию положите на столик микроскопа, ровно по центру.
Включите осветитель проходящего света (нижняя подсветка). Если ваша модель оснащена конденсором, отрегулируйте его диафрагму на максимальное светопропускание, чтобы как можно больше светового излучения попадало в объектив. Этим достигается четкая контрастная детализация всех микроскопических «жителей» капли.
Следует начать с малого увеличения. Оно дает комфортное широкое поле обзора, помогает провести центрирование. Вращая ручки фокусировки добейтесь чистого качественного изображения. Только после этого можно пошагово добавлять кратность приближения - сначала 100x, затем 400x. Учитывайте, что при использовании максимального объектива будет сильное затемнение картинки. В этом случае рекомендуется направить дополнительное косое освещение сверху от любого автономного источника - фонарика, настолько лампы.
Как сфотографировать увиденное.
Для этого нужен аксессуар, называемый «видеоокуляр». Это специальная цифровая камера, соединяющаяся с компьютером по каналу USB. Она вставляется в окулярную трубку (посадочный диаметр 23,2 миллиметра), при этом обычный окуляр вытаскивается. Это позволяет вывести поток визуализации на монитор вашего компьютера. В комплекте с камерой идет установочный диск и программное обеспечение. В программе пользователю будут доступны функции фотографирования и видеосъемки.
На фотографии представлен снимок капли морской воды с увеличением в 25 раз. Морская вода - источник жизни на нашей планете - кишит микроорганизмами, общее название которым - планктон.
Слово "планктон” не описывает какой-то определенный вид организмов, это - общее описание для всех микроскопических форм жизни в океане, дрейфующих вместе с океанскими течениями.
Планктон включает морские вирусы, микроскопические водоросли и бактерии, крошечных червей и ракообразных, а также яйца, молодь и личинки более крупных форм морской жизни.
Графическое представление предыдущей фотографии
1. Личинка краба. Крошечное прозрачное членистоногое не более 5мм длиной. Пройдет еще много времени, прежде чем из нее разовьется полноценная особь.
2. Цианобактерия. Одна из самых примитивных форм жизни на Земле. Среди первейших организмов, развивающихся на планете, цианобактерии развивались по пути фотосинтеза, насыщая планету кислородом. И по сей день большая часть кислорода планеты вырабатывается миллиардами цианобактерий, населяющих океан.
3. Диатомовые водоросли. Количество их в океане сложно себе даже представить - счет идет на квадриллионы. Эти маленькие, квадратные одноклеточные организмы отличаются наличием у клеток своеобразного «панциря», состоящего из кремнезёма и представляют собой удивительно красивый тип водорослей. Когда они умирают, их клеточные стенки опускаются на дно моря и участвуют в формировании скальной породы.
4 Веслоногие. Эти похожие на тараканов существа, являются наиболее распространенными представителями зоопланктона (животного планктона) и, возможно, самыми важными животными океана. Поскольку именно они являются главным источником протеина для многих и многих других видов, населяющих океан.
5. Щетинкочелюстные, или морские стрелки. Эти длинные стрелообразные черви являются хищниками и тоже очень распространенное в планктоне "животное”. Для планктона они даже великоваты (2 см и более). У них развита нервная система, есть глаза, рот с зубами, некоторые могут даже вырабатывать яд.
6. Икра. Практически все рыбы откладывают яйца (икру), хотя есть среди них и живородящие. Существуют виды, которые стараются как-то защищать свое будущее потомство, однако подавляющее большинство не придает этому вопросу особого значения и икра просто плавает в океане. Большая часть ее, конечно, оказывается съеденной.
7. Морской червь. Мульти-сегментированная полихета оснащена десятком крошечных рестничкообразных придатков, с помощью которых она может перемещаться в воде.
В повседневной жизни человек постоянно имеет дело с пресной водой — в ней практически нет посторонних примесей.
Другое дело вода морей и океанов — это скорее очень крепкий рассол, чем вода. В литре морской воды в среднем находится 35 грамм различных солей:
- 27,2 г поваренной соли
- 3,8 г хлористого магния
- 1,7 г сернокислого магния
- 1,3 г сернокислый калий
- 0,8 г сернокислого кальция
Поваренная соль делает воду соленой, сернокислый и хлористый магний придают ей горький привкус. В совокупности соли составляют около 99,5% всех веществ, которые растворены в водах мирового океана.
На другие элементы приходится всего половина процента. Из морской воды добывают 3/4 от всего количества поваренной соли в мире.
Академик А. Виноградов доказал, что в морской воде можно обнаружить все известные на сегодня химические элементы. Конечно, в воде растворена не сами элементы, а их химические соединения.