Микрофлора воды. Зоны сапробности воды и соответствующая им микрофлора.

Реки, моря, океаны, подземные воды, термальные источники - объекты изучения водных микробиологов. Озёра и др. водоёмы относятся к различным трофическим уровням. По уровню первичной продукции водоёмы делят на :

1. С низкой первичной продукцией - дистрофные.

2. С высокой первичной продукцией - эвтрофные.

3. С промежуточными показателями продуктивности - мезотрофные.

Дистрофные озёра имеют болотное происхождение.

Основными свойствами, характеристиками водоёма являются :

- прозрачность воды;

- температурный режим;

- солевой состав;

- наличие биогенных элементов;

- активная кислотность среды;

- окислительно - восстановительный потенциал;

- газовый режим.

Температурный режим.

Годовой цикл изменения температуры в водоёмах состоит из весенней циркуляции, летней стратификации, осенней циркуляции и зимней стагнации (спад).

Летом в водоёмах можно выделить :

а) поверхностный слой воды - эпилимнион, имеющий почти одинаковую температуру.

б) непосредственно под эпилимнионом находится слой температурного скачка - металимнион, в котором наблюдается очень резкое падение температуры с глубиной.

в) нижележащие слои - гиполимнион, в них температура постоянно низкая и соответствует темературе всей толщи воды к концу весенней циркуляции, а понижение температуры с глубиной очень незначительное.

По сравнению с периодом летней стратификации температурные условия зимой получаются обратными - более тёплая вода находится у дна, а более холодная - у поверхности.

Глубина проникновения света в водную массу зависит от :

1. Прозрачности воды.

В наиболее прозрачных водоёмах свет может проникать на глубину 100 м. Обычно - на 30 - 40 м. Глубже всего в воду проникают зелёные и голубые лучи, следовательно, на больших глубинах развиваются цианобактерии и зелёные бактерии.

2. Растворимости газов.

Кислород, метан, оксид углерода, оксид азота.

Дневное пересыщение водоёма кислородом 20 мг/мл. воды. В гиполимнионе растворённый кислород используется на окислительные процессы, следовательно, его значение может падать. Метан и водород могут накапливаться в значительных количествах в эвтрофных водоёмах.

3. рН среды.

Оказывает сильное влияние на распространение гидробионтов. В период максимального фотосинтеза в пресных озёрах могут наблюдаться колебания рН от 6,3 ночью до 10,1 днём.

4. Донных отложений.

От минерального состава донных отложений, от содержания в них органического вещества зависит активность микроорганизмов, которые обитают в донных осадках. Донные отложения могут иметь различную мощность и компонентный состав. Они делятся на :

а) сильно минерализованные, содержащие глины, кальцит, железо - марганцевые руды, створки диатомей.

б) слабо минерализованные, которые обычно называют ил, состоящий из тонких разложившихся структур или из различных остатков высших растений, мхов, частично зоопланктона и водорослей.

Водные микроорганизмы подразделяют на 3 основных категории :

1. Планктон - основные организмы водной толщи.

2. Гаптобентос - организмы, прикреплённые к плавающим частичкам и водным растениям.

3. Перифитон - включает бентосные микроорганизмы - обитатели донных осадков, бентос.

В состав категорий входят :

- продуценты - микроводоросли, цианобактерии, фото- и хемоавтотрофные бактерии;

- деструкторы - большинство бактерий и грибы;

- консументы - протисты.

Водная толща и донные осадки в силу стратификации представляют собой чрезвычайно сложную динамическую систему, открывающую возможность развития различных микроорганизмов.

Группы микроорганизмов занимают в водоёме строго определённые экологические зоны.

Микрофлору воды делят на :

1. Аллохтонную, поступающую в водоём из вне.

2. автохтонную - собственная микрофлора, "аборигены", типично водные микроорганизмы.

Автохтонная микрофлора адаптирована к экологическим условиям определённого водоёма.

В озёрах с гомогенной водой масса бактерий распределена равномерно от поверхности до дна, а в стратификационных водоёмах бактерии концентрируются в эпилимнионе и вблизи донных отложений. В морях распределение бактерий зависит от тёплых и холодных течений.

В аэробной зоне водной толщи выделяют несколько экологических ниш :

1. Поверхностная плёнка воды - характеризуется обилием питательного вещества. К ней в массовом количестве прикрепляются микроорганизмы из рода Callobakter.

2. Особым местообитанием является граница раздела фаз льда и воды. Лёд имеет губчатую структуру. Нижняя губчатая кромка льда сорбируют биогенные факторы, газы, нередко проникает свет, здесь образуется тёплая вода. Всё это способствует плотному заселению микроорганизмами.

3. Одна из важнейших экологических зон - водное пространство или плёнка донных осадков, где происходит развитие фотосинтезирующих микроорганизмов.

В водоёмах фотосинтез идёт за счёт оксигенного фитопланктона, цианобактерий.

В хемоавтотрофной ассимиляции участвуют : тионовые, фототрофные и серобактерии, нитрифицирующие, водородные и карбоксидные тионобактерии. Активная ассимиляция углекислого газа наблюдается только в тех районах, где гиполимнион обогащён сероводородом, аммонием или закислом железа.

Зоны сапробности воды и соответствующая им микрофлора.

Количество микроорганизмов в воде тесно связано с содержанием в ней органических веществ. Концентрация органических веществ выражается в сапробности, она мижет быть разной.

По содержанию в воде органических веществ и микроорганизмов её делят на 3 зоны сапробности :

1. Полисапробная зона - вода сильно загрязнена большим количеством органических веществ. Микробиологические процессы проходят в анаэробных условиях. Появляется неприятный запах метана, сероводорода. Количество микроорганизмов в 1 мл. такой воды достигает несколько млн.

2. Мезосапробная зона - микробоценозы развиваются в среде с меньшим содержанием органического вещества. В ней сильнее процессы минерализации, окисления. Общее микробное число =100 тыс. клеток в 1 мл. воды.

3. Олигосапробная зона - микробоценозы немногочисленны. В 1 мл. воды содержатся десятки и сотни микробных клеток. Кишечная палочка как правило в такой воде отсутствует. Самоочищение воды закончилось или находится в стадии завершения. Естественное самоочищение водоёма может происходить под влиянием физических , химических или биологических факторов. К физическим относят оседание в воде нерастворимых неорганических и органических частиц, на которых адсорбированы микробы. Чем чище вода, тем сильнее губительное действие солнечного света.

Сотрясение воды при быстром течении приводит к гибели микробов.Обеднение органическими веществами делает среду неблагоприятной для микроорганизмов.

Антагонизм между отдельными физиологическими группами микробов и фагия снижают содержание органических веществ в воде.

Аллохтонные микробы погибают в воде быстрее - 85 % в течение 24 часов. К концу 3-х суток более 90 % аллохтонных микроорганизмов погибает.

В воду может попадать кишечная палочка - постоянный обитатель кишечного тракта животных и человека; её обнаружение - показатель фекального загрязнения.

На практике для определения загрязнения воды используют ряд показателей :

- микробное число воды ( на МПА );

- колииндекс воды;

- колититр воды.

Колииндекс - количество кишечных палочек в 1 л. воды. В водопроводной воде колииндекс должен быть не менее трёх клеток кишечной палочки ( для городов с населением менее 1 млн. человек ). Для городов с населением более 1 млн. человек колииндекс водопроводной воды должен быть = 2. Колииндекс воды шахтных колодцев и воды открытых водоёмов должен быть не более 10.

Колититр - взаимосвязан с колииндексом - это наименьший объём воды в милилитрах, в которм обнаруживается 1 клетка кишечной палочки.