Восстановление нитратов культурой p. stutzeri 18, иммобилизованных на различных носителях

е-.

ЮыЛяик КМММ №1-2018

Ц.Е. Амреева, Х.Р. Абдикадирова, Г.Т. Абуова

Карагандинский государственный медицинский университет, г. Караганды.

ОЦЕНКА РИСКА ЗДОРОВЬЯ ДЕТЕЙ, ПРОЖИВАЮЩИХ В ЭКОЛОГИЧЕСКИ НЕБЛАГОПОЛУЧНОМ РАЙОНЕ

Резюме: В статье изучено влияния загрязнения атмосферного воздуха на состояние здоровья детей. На региональном уровне проведены эпидемиологические исследования по оценке негативных последствий загрязнения атмосферного воздуха на здоровье детей. В качестве критериев оценки использованы величины относительных и атрибутивных рисков. Установлены медико-экологические закономерности распространения заболеваемости населения и комплексного загрязнения атмосферного воздуха. Выявлены индикаторная патология и группы риска.

В работе использованы современные методы биостатистики. Величина статистической значимости и зависимости принята на уровне 95%.

Полученная нами величина экологического риска дает основание с высокой степенью достоверности считать, что загрязнения атмосферного воздуха вносят вклад в формирование общесоматической патологии среди детей от 0 до 6 лет у мальчиков отмечены формирования болезни глаза и его придатков (RR= 7,33; EF = 86,3 %), болезни уха и сосцевидного отростка (RR= 5,87; EF = 82,9 %).

Ключевые слова: заболеваемость, оценка риска, атмосферный воздух, дети,причинно - следственная связь.

K.E. Amreeva, H.R. Abdikadirova, G.T. Abuova

Karaganda State Medical University, Karaganda

ASSESSMENT OF THE RISK OF CHILD HEALTH, LIVING IN THE ECOLOGICALLY UNFORTUNATE REGION

Resume: The influence of atmospheric air pollution on children's health is studied in the article.At the regional level, epidemiological studies have been conducted to assess the negative effects of air pollution on children's health.For the first time, the values of relative and attributive risks were used as evaluation criteria.Medico-ecological patterns of the spread of the morbidity of the population and the complex pollution of atmospheric air were established.Indicator pathology and groups of risk are revealed.

Modern methods of biostatistics were used in the work.The value of statistical significance and dependence was assumed at 95%.

The size of ecological risk gives us reason of a high degree of reliability that atmospheric air pollution contributes to the formation of somatic

pathology among children from 0 to 6 years in boys noted the formation of the disease of the eye and its appendages (RR = 7.33, EF = 86,

3%), diseases of the ear and mastoid process (RR = 5.87, EF = 82.9%).

Keywords: morbidity, risk assessment, atmospheric air, children.

УДК 628.349.08.

А.К. Убайдуллаева, К.К. Байтурсунов, Г.Н. Асанова, А.А. Мустафаева

Международный Казахско-Турецкий университет имени Х.А. Ясави

ВОССТАНОВЛЕНИЕ НИТРАТОВ КУЛЬТУРОЙ P.STUTZERI 18, ИММОБИЛИЗОВАННЫХ НА РАЗЛИЧНЫХ НОСИТЕЛЯХ

В статье показаны результаты исследования воды, используемых для питьевых целей, содержащих нитраты и нитриты, так как жители Южно-Казахстанского региона, включая детей, страдают заболеваниями желудочно-кишечного тракта, почек, печени и анемией. Поэтому считаем целесообразным рассмотреть вопрос относительно очистки питьевой воды от загрязнений с помощью культур микроорганизмов.

Ключевые слова: вода, бактерии, нитраты, носитель.

Актуальность: Перед современностью стоит главная задача - сохранить природу, в том числе и водные ресурсы, для нормальной жизни будущего поколения. В данной статье мы ставим перед собой задачу представить некоторую картину вопроса восстановления нитратных соединений с помощью микроорганизмов в очистке сточных вод [1]. Вода - основа всех жизненных процессов обмена и выделения. В последние десятилетия в результате интенсивного антропогенного воздействия заметно изменился химический состав не только поверхностных, но и подземных вод.

Кроме того, потребитель может сталкиваться с проблемой микробиологический безопасности воды - ведь даже вода из подземных источников может содержать единичные клетки патогенных микроорганизмов, но основную угрозу представляет вода, вторично загрязняемая микробами при нарушении герметичности водопроводной сети. Вода особой чистоты необходима человеку как ничто

другое. Возросшие требования к ней определяют важность ее очистки [2].

Нависшая над человечеством угроза загрязнения всех водных бассейнов, а также дефицит пресной воды побуждает ученых сосредоточить внимание на биологической очистке сточных вод, в основе которой лежат микробиологические процессы.

Среди применяемых методов очистки сточных вод биологическая очистка является наиболее дешевой и самой доступной, а на практике нередко единственно возможной. При очистке сточных вод чистыми культурами бактерий или их комплексами возникает потребность в освобождении воды от микробных клеток, поскольку в чистых культурах они не оседают подобно активному илу.

В очистных сооружениях и бытовых сточных водах встречается бесчисленное множество живых существ. К микробам относятся бактерии, грибы - гифообразующие микромицеты и дрожжи - и, условно, вирусы.

Вестник Ка^НЖУ №1-2018

Главную роль в очистке воды, по сравнению с другими группами микроорганизмов, играют бактерии [3]. В очистных сооружениях и бытовых сточных водах встречается бесчисленное множество живых существ. К микробам относят: бактерии, грибы - гифообразующие микромицеты и дрожжи - и, условно, вирусы. Микроорганизмы, участвующие в процессах очистки сточных вод и бытовые стоки являются представителями родов Pseudomonas, Achromobacter, Flavobacterium, а также грамположительные бактерии рода Bacillus. Большинство бактерий, принимающих участие в очистке -гетеротрофы. Это, в основном, представители водной флоры, а также некоторые обитатели кишечного тракта человека и животных, поступающие с фекальными стоками

[4].

Однако наряду с этим множество микробов не только бесполезны, но и весьма вредны, образуя токсины либо паразитируя в организме человека, животных и растений; это патогенные (болезнетворные) или фитопатогенные микроорганизмы, вызывающие болезни человека, домашних животных, сельскохозяйственных растений и лесов.

Большой ущерб народному хозяйству наносят и обычные сапрофитные микробы, поселяясь на пищевых продуктах, кормах, промышленных товарах, повреждая их и понижая товарные качества.

В роли недругов человека могут выступать представители всех перечисленных групп микроорганизмов, а также вирусы и риккетсии, принадлежащие к абсолютным паразитам и неспособные к сапрофитному образу жизни - к жизни вне живых клеток высших организмов. Бактериальная клетка отличается наиболее универсальным набором ферментных систем, способных охватить множество разнообразных химических реакций, часто очень полезных для народного хозяйства и необходимых для охраны окружающей среды от угрозы гибели или частичного отравления ее химическими веществами, которые накапливаются в результате промышленной деятельности. Микроорганизмы - лучшие санитары Земли! Многие микроорганизмы используются в промышленности и сельском хозяйстве как продуценты спиртов, кислот, биологически активных веществ и антибиотиков. В сельском хозяйстве используются азотфиксаторы и энтомопатогенные микробы [5].

Однако наряду с этим множество микробов не только бесполезны, но и весьма вредны, образуя токсины либо паразитируя в организме человека, животных и растений; это патогенные (болезнетворные) или фитопатогенные микроорганизмы, вызывающие болезни человека, домашних животных, сельскохозяйственных растений и лесов.

Большой ущерб народному хозяйству наносят и обычные сапрофитные микробы, поселяясь на пищевых продуктах, кормах, промышленных товарах, повреждая их и понижая товарные качества.

В роли недругов человека могут выступать представители всех перечисленных групп микроорганизмов, а также вирусы и риккетсии, принадлежащие к абсолютным паразитам и неспособные к сапрофитному образу жизни - к жизни вне живых клеток высших организмов. Большинство бактерий, принимающих участие в очистке -гетеротрофы. Это, в основном, представители водной флоры, а также некоторые обитатели кишечного тракта человека и животных, поступающие с фекальными стоками (4; 5).

Микроорганизмы, участвующие в процессах очистки сточных вод и бытовые стоки являются представителями родов Pseudomonas, Achromobacter, Flavobacterium, а также грамположительные бактерии рода Bacillus. При очистке сточных вод в различного типа сооружениях более интенсивно развиваются определенные таксоны микроорганизмов. В условиях аэротенков - это грамотрицательные палочковидные бактерии, в основном псевдомонады, в биофильтрах - это грамотрицательные бактерии и грибы, в метантенках - анаэробные гетеротрофные и метановые бактерии.

Очистка промышленных стоков посредством комплексов чистых культур является одним из главных звеньев в работах, направленных на решение этой задачи. О жизни микробных популяций в очистных сооружениях мало изучено.

Изложенный материал имеет возможность оказать помощь в использовании микроорганизмов для охраны от загрязнения окружающей среды и водных источников. Отмечается, что качество воды в регионе резко ухудшилось, увеличилось её органическое загрязнение. Из компонентов азота в этих водах наибольшую часть составляет нитратный азот (NO3-).

Была предпринята попытка изучить возможность использования культур микроорганизмов для очистки питьевой воды от нитратов. Для этой цели была выбрана культура P.stutzeri 18, способная восстанавливать нитраты до газообразных продуктов.

Вначале была проведена работа по исследованию способности бактерии P.stutzeri 18 осуществлять процесс денитрификации в присутствии различных органических субстратов. Так наиболее дешевым и экологически безвредным для применения в технологических целях является ацетат, который при его утилизации бактериями, разлагается на CO2 и H2O. Возможность P.stutzeri 18 использовать ацетат в процессе денитрификации исследовалась в сравнении с такими органическими субстратами, как лактат и этанол.

Таблица 1 - Рост культуры P.stutzeri 18 на некоторых органических субстратах в процессе денитрификации

Органические субстраты П) эодолжительность опыта, сутки

1 2 3 4 5

Ацетат 5 г/л 0,31 0,31 0,31 0,19 0,18

Ацетат 1 г/л 0,46 0,43 0,34 0,01 0,01

Лактат 3,5 г/л 0,63 0,62 0,39 0,39 0

Лактат 1 г/л 0,27 0,05 0,01 0 0

Лактат 0,5 г/л 0,25 0,24 0,04 0,01 0

Этанол 10 г/л 0,55 0,41 0,42 0,26 0,16

Этанол 5 г/л 0,58 0,53 0,34 0,14 0,14

Этанол 2 г/л 0,73 0,55 0,54 0,05 0,05

Этанол 1 г/л 0,64 0,18 0,31 0,2 0

Результаты работы, представленные в таблице 1, свидетельствуют о том, что культура P.stutzeri 18 способна денитрифицировать и развиваться в присутствии 1 г/л ацетата. Полученные данные показали, что исследуемая культура может использоваться для очистки питьевой воды

от нитратов в присутствии минимальных количеств ацетата.

Изучение возможности культуры Р^Шгеп 18 денитрифицировать в иммобилизованном состоянии проводилось с использованием в качестве носителей стеклоткани, ершей, поролона и виев.

ЮыЫ1к ХажМММ №1-2018

Таблица 2

Вид сорбента Масса материала [в граммах) Исходные показатели N03" г/л Через сутки N03" г/л

Вии 22,45 0,3 0,18

Ерши 39,01 0,24 0,22

Стеклоткань 20,10 0,26 0,24

Поролон 17,50 0,27 0,17

Культура предварительно выращивалась в аэробных условиях в течение суток и затем в колбы вносили соответствующие носители. Колбы с носителями помещались на сутки в термостат для иммобилизации бактерий, определялась оптическая плотность среды. После этого культуральная жидкость сливалась, а колбы с иммобилизованными на носителе бактериями, заполнялись раствором, содержащим [г/л] ацетат - 1; ТООз - 2; КН2РО4 -2; MgSO4• 7Н2О - 2; СаСЬ -0,2; железо хлорное - следы, рН -7,0. Опыты проводили в течении 14 суток. В колбах

создавались факультативно-анаэробные условия. Через сутки эксперимента определялась скорость денитрификации бактерий Р^Шгеп 18, иммобилизованных на различных носителях [таблица 2).

Результаты работы представлены в таблице 3 и свидетельствуют о том, что хотя наиболее подходящим носителем для P.stutzeri 18 оказалась стеклоткань и ерши, процесс денитрификации в этих вариантах практически не шел. В то же время бактерии, иммобилизованные на виях и поролоне, активно денитрифицировали.

Таблица 3 - Скорость восстановления нитратов культурой Р^Шгеп 18, иммобилизованной на различных носителях в условиях

рерывного протока

Сорбент Продолжительность опыта, сутки

РН 1 7 10 14

Вии 7,4 0,02 0,045 0,075 0,1

Ерши 7,6 0,03 0.08 0,1 0,065

Стеклоткань 7,6 0,095 0,085 0,025 0,045

Поролон 8,4 0,065 0,075 0,075 0,07

Контроль [среда без бактерий) 7,5 0,85 0,85 0,85 0,85

Далее все исследуемые сорбенты с иммобилизованными на них бактериями Р^Шгеп 18 были проверены в условиях непрерывного протока. Для опытов использовалась такого же состава, что и в предыдущих экспериментах [таблица 1). Оказалось, что наиболее подходящим сорбентом в этих условиях являются вии и поролон, так как скорость денитрификации бактерий при использовании этих сорбентов была значительно выше.

Следующую серию экспериментов проводили с использованием в качестве носителей для Р^Шгеп 18 виев и поролона. Для опытов была использована вода из источников питьевой воды г.Туркестана. Содержание нитратов в воде составляло 1 мг/л. Опыты ставили в условиях непрерывного протока при объеме колонки 500 мл и скорости протока 1 л/л в сутки.

Результаты работы, представленные в таблице 3 показали, что клетки бактерии P.stutzeri 18, иммобилизованные на виях и поролоне, способны очищать питьевую воду от нитратов и нитритов.

Следует отметить, что поролон оказался неподходящим сорбентом, так как в процессе испытаний в условиях непрерывного протока он забивался взвешенными частицами и приобретал твердость, что отрицательно сказывалось на его пористости и, как следствие этого, скорость процесса денитрификации со временем снижалась [таблица 3).

В то же время при использовании виев, после небольшого периода стабилизации работы колонок, содержание нитритов не превышало предельно допустимые концентрации и составляло 0,05 мг/л N03. Нитриты в воде также не обнаруживались.

Полученные данные показали принципиальную возможность использовать культуру Р^Шгеп 18 в иммобилизованном на виях состоянии для очистки питьевой воды г.Туркестана от нитратов и нитритов. Таким образом, полученные данные свидетельствуют о возможности культуры Р^Шзеп 18, иммобилизованных на виях осуществлять процесс истинной денитрификации, а также восстанавливать нитраты и нитриты в питьевой воде.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Абдрашитова С.А., Айткельдиева С.А., Илялетдинов А.Н. Методика выделения микроорганизмов, способных развиваться в аэробных и анаэробных условиях в зависимости от конечного акцептора электронов // Известия АН КазССР, сер. биологич. -Алма-Ата: 1987. - №3. - С. 92-93.

2 Илялетдинов А.Н., Абдрашитова С.А., Айткельдиева С.А., Убайдуллаева А.К. Полиредуктазная активность бактерий // Известия АН СССР, сер. биологич. - М.: 1989. - №2. - С. 260-265.

3 Илялетдинов А.Н., Абдрашитова С.А., Убайдуллаева А.К., Айткельдиева С.А. Восстановление некоторых переменновалентных элементов гетеротрофными микроорганизмами // Известия АН КазССР, сер. биологич. - Алма-Ата: 1990. - №2. - С. 60-63.

4 Баешов Э.Б. Экология жэне таза су проблемалары. Окульщ. - Алматы: «Дэнекер», 2003. - 224 б.

5 Цуандыкова Р.К. Туристан аймагы ауыз суы мен топырагыныц гигиеналык зерттеуь - Туристан: «Туран», 2004. - 96 б.

Вестник Ка^ЖМУ №1-2018

А.К. Убайдуллаева, К.К. Байтурсинов, Г.Н. Асанова, А.А. Мустафаева

К,ожа Ахмет Ясауи атындагы Халыцаралыц цазац-mypiK yHueepcumemi

P.STUTZERI 18 - ДАЦЫЛЫНЬЩ ЭРТУРЛ1 ТАСЫМАЛДАУШЫЛАРДАГЫ НИТРАТТАРДЫ ТОТЫЦСЫЗДАНДЫРУЫ

ТYЙiн: Ма;алада ТYркiстан аумагы тургындарыныц басым квпшiлiгi ;удык; ауыз суларымен ;амтамасыз етiледi. Цудык; ауыз суларыныц вздiгiнен тазарылу ;абшет темен дэрежеде, нитраттар жэне нитриттердiц ;урамы нормадан жогары. Сонды;тан адамдар арасында аурушылы; кеп.

Экологиялы; жагдайда турган ТYркiстан жерiндегi хальщтыц пайдаланып отырган ауыз суыныц сапасын аны;тау, оны жа;сылау тэсiлдерiн ;арастыру - езект мэселе болып табылады. Сонды;тан бiздiц басты ма;сатымыз - ластанган ауыз суын микробиологиялы; жолмен ауыз суындагы нитраттарды тоты;сыздандыру ар;ылы суды тазалау мэселес - мацызды. Зерттелiп отырган Enterobacter aerogenes 10, Enterobacter aerogenes 9, Bacillus subtilis 19, Pseudomonas stutzeri 18 бактерия штамдарын - аэробты, факультативтж-анаэробты жэне облигатты анаэробты жагдай да;ылдандыруга болады. Сонды;тан зертханалы; жагдайда зерттелген гетеротрофты бактериялардыц кемепмен ауыз суындагы нитрат ;осылыстарын тоты;сыздандыру ар;ылы суды микробиологиялы; жолмен тазалау мYмкiндiгi бар. ТYЙiндi свздер: су, ;оздыргыштар, нитраттар, таратушы.

A.K. Ubaidullayeva, K.K. Baitursynov, G.N. Asanova, A.A. Mustafayeva

Khoja Akhmet Yassawi International Kazakh-Turkish University, Turkestan

RESTORATION OF THE NITRATES THE CULTURE OF P.STUTZERI 18 IMMOBILIZED ON VARIOUS CARRIERS

Resume: Results of a research of water used for the drinking purposes containing nitrates and nitrites as inhabitants of the Southern Kazakhstan region, including children, have diseases of digestive tract, kidneys, a liver and anemia are shown in the article. Therefore we think to consider expedient a question concerning cleaning of drinking water of pollution by means of the cultures of microorganisms. Keywords: water, bacteria, nitrates, carrier.

Э8Ж 504.45:628.162:628.3

А.К. Убайдуллаева, К.К. Байтурсинов, Г.Н. Асанова

К.А.Ясауи атындагы Халыцаралыц Казац-Турш университетi

МИКРОАFЗАЛАРДЫH, К0МЕГ1МЕН АУЫЗ СУЫН НИТРАТТАРДАН ТАЗАЛАУ ТЭС1ЛДЕР1

Казiргi тацда цогамныц алдында басты мэселе тур, ол да болса табигатты, соныц imiHde су ресурстарын болашац урпацтарымыз ушт жацсы кушнде сацтап цалу.

TyrnHÖi свздер: ауыз суы, нитраттар, микроагзалар, тэал

бзекпшп: Адамзаттыц шаруашылы; ic-эрекетшщ ;ауырт дамуы айналадагы ортага бYлдiрушiлiк сипатта эсер етуде [4].

Республикамыздыц «Цазак;стан - 2030» стратегиялы; дамуында ;аза; хал;ыныц турмыс жагдайыныц жогарылауына жэне ;оршаган ортаны экологиялы; ;аушазджпен ;амтамасыз етуге кеп кецы белшген [1]. Цаз1рп тацда ;огамдык; мэш жагынан мэселелердiц бiрi -турмысты; жэне ендiрiстiк ластанган суларды тазалау болып табылады. Су иршыжке ете ;ажет. Ол ауыл шаруашылыгы, турмыс жэне ендiрiсте керек. Су бас;а заттарга ;араганда, оттепден бас;а, ете мацызды болып табылады. Су адам агзасында дене температурасын реттеп, агзадагы мYшелердiц ;озгалысын оцайлатады. Адам агзасыныц сумен ;амтамасыз етыуш бiрден ;ыс;артса, агзаныц ;ызмет бузылады. Суды тек iшуге пайдаланып ;оймай, ал адам денесiнiц жеке тазалыгын, ден-саулыгын эр тYрлi аурулардан са;тау, сонымен бiрге ;оршаган ортасын жэне ^ршшж ететiн орындарын гигиеналы; жа;тан жогары децгейде таза устау Yшiн ;ажет [5]. Зерттеу ма^саты: берыген та;ырып бойынша заманауи эдеби шолу жасау.

Мыцдаган жылдар бойында ;алыптас;ан табиги ЖYЙелердi адамныц езгертуi - топыра; су кездерi жэне ауаны ластау ар;ылы ЖYзеге аспа;та. Биоценоздыц тYрлiк жэне санды; ;урамыныц дамуы судыц сапасыныц непзп керстекiшi болып табылады, ал зиянды экологиялы; факторлардыц

эсерiнен биологиялы; тепе-тецдiк бузылып, биоценоздыц тYрлiк ;урамына эсер етедi [3].

Табигаттагы су кездерш хальщшаруашылыгы ендiрiстерiнен шыгып жат;ан ;алды;тар залалдауда. Сапасыз суды турмыста ;олдану, су тазалау технологиясыныц нашарлыгы - елiмiз Yшiн ете мацызды мэселелердщ бiрi болып табылады. Су микробиологиясы -микроагзалардыц биохимиялы; эрекеттерiн, ;оректж заттарды езгертуiн, сонымен ;атар суды микроагзалардыц кемегiмен тазалау жолдарын ;арастырады. Ластанган ;алды; суларды тазалау процесшде гетеротрофты микроагзалар ;атысады. Судыц ластануы биотикалы; айналымды, оныц тепе-тецдiк жагдайда болатын жеке керiнiстерiн бузады [2].

Цаз1рп кезде адам агзасына минералды; ;урамы реттелген таза су ;ажет. Су зат алмасу процестерiне ;атыса отырып, жасуша тiршiлiгiнiц негiзi болып, ондагы ;оректж заттардыц сiцiуiне ;атысады. Таза суды пайдалану барысында шм агзалардыц жа;сы жумыс жасауы ;амтамасыз етiледi. Сонды;тан адам тiршiлiгi Yшiн пайдаланатын су жогары сапада болуы ;ажет, себебi суда зиянды заттар болса, ол барлы; агзага тарайды. Бiздiц пайдаланатын суымыз таза болуы тшс. Ластанган су ар;ылы жугатын аурулар, адамныц ден саулыгын нашарлатады, мYгедектiкке шалды;тырып, елiмге алып келедь СYзек, дизентерия, холера т.б. аурулар ластанган су кездерi ар;ылы жугады. Булардан бас;а су