Микробиологический анализ воды: отбор проб и методика проведения исследований

2 Как производить отбор воды для анализа?

Стоит помнить, что результаты анализа воды зависят не только от профессионализма сотрудников лаборатории, но и от того, правильно ли сделан отбор на общий (полный) анализ воды из скважины и доставлен этот отбор на место.

Процесс отбора воды из колодца для анализа

Чтобы никакие сторонние факторы не влияли на итоговые показатели исследования, отбор состава воды необходимо выполнять в соответствии со следующими правилами:

емкость, в которую вы делаете отбор состава, должна быть стерильной – для этого предварительно прокипятите её, если это пластиковая бутылка — просто обдайте кипятком;
минимальный объем тары под лабораторный отбор состава – не менее 1 литр;
допускается использование пластиковых бутылок из не газированной питьевой воды. Нельзя брать бутылки из под газированных напитков, либо коктейлей, так как красители в их составе будут влиять на итоговые показатели анализа;
отбор состава воды в лабораторию нужно доставить в течение суток.

На сегодняшний день наиболее распространенными являются такие методы анализа воды, каждый из которых позволяет проверить отбор состава воды на содержание определенных видов загрязнений.

Методы анализа воды:

химический общий анализ;
микробиологический анализ (он же бактериологический).

2.1 Химический анализ

Химический комплексный (общий) анализ воды из колодца или экспресс анализ воды, является самым комплексным методом анализа, сделать который рекомендуется при малейших подозрениях на ухудшение качества воды. Чтобы выяснить химический и количественный состав воды в лаборатории, проверяют её органолептические и химико-физические показатели.

Существует два вида анализа: стандартны химический комплексный анализ, и расширенный химический анализ. Стандартный анализ подразумевает проверку состава воды по 14- пунктам, расширенный – по 25-ти.

Для источников, глубина которых превышает 25 метров, достаточно стандартной проверки, однако для неглубоких источников, которыми и являются колодцы, лучше сделать расширенный химический комплексный анализ, так как вода из них является более загрязненной неорганическими соединениями и металлами.

Вода из крана с большой концентрацией примесей железа

Расширенный анализ должен обязательно проводиться перед вводом нового источника в эксплуатацию, не зависимо от его глубины.

Химический анализ позволяет выяснить следующие показатели:

жесткость воды;
содержание железа;
причина плохого запаха воды;
окисляемость;
щелочность воды;
pH
мутность воды;
содержание химических примесей: фториды, алюминий, хлориды, сульфаты, марганец, аммоний, нитриты, ртуть, медь, свинец, аммоний.

Средняя по рынку стоимость химического анализа воды на сегодняшний день составляет от 50 до 75 долларов, в зависимости от лаборатории.

2.2 Микробиологический анализ

Проводить микробиологический анализ необходимо для всех колодцев, глубина которых меньше 15-ти метров, этот вид анализа позволяет определить содержание в воде патогенных бактерий и других микроорганизмов.

Наличие таких организмов очень часто стает фактором того, что вода становится непригодной для питья: она не только воняет, но и может стать причиной заражения человека весьма неприятными заболеваниями, таких как диарея, дизентерия и гепатит А.

Современный аппарат для проведения анализа воды

Микробиологический анализ выявляет такие показатели как общее микробное число, содержание в воде микроорганизмов, устойчивых к температурному воздействию, и количество колиморфных бактерий.

Главным фактором микробиологического качества воды является содержание колиморфных бактерий, так как их обнаружить проще всего, но в то же время, они оказывают наиболее негативное влияние на организм человека.

Гигиенические требования к питьевой воде

Для питьевой воды в системах централизованного водоснабжения критерием качества служат нормативы, изложенные в СанПиН 2.1.4.1074-01. Помимо требований гигиены, в документе также указаны и правила определения качества воды, его некоторые положения:

а). Санитарные правила и нормы (СанПиН) распространяются на водные ресурсы из центральных водоснабжающих систем, используемые населением для хозяйственных нужд и питья. Норматив не обязателен к исполнению при водозаборе из индивидуальных водных источников.

б). Вода для питья должна быть эпидемически и радиоактивно безопасна, безвредна по химсоставу и обладать приемлемой органолептикой.

в). Эпидемическую безвредность воды определяют по соответствию ее нормам микробиологии и паразитологии согласно таблицы на рис. 1.

г). При анализе состояния водных ресурсов забор производится из наземных источников до их подачи в сеть.

д). Безвредность воды для питья по ее химсоставу устанавливают по следующим нормативам:

Общему показателю, включающему в себя вредные химические элементы, наиболее распространенные в водах Рф (таблица на рис. 2), а также антропогенные (включенные в геологическую сферу жизнедеятельности человека) глобально распространенные вещества. Последняя группа состоит из ряда реагентов органики и неорганики (таблица на рис. 3)
По нахождению в воде вредных компонентов, являющихся результатом водоподготовки (хлорирования, фторирования, озонирования) (таблица на рис. 4)
По нахождению в воде химически вредных элементов, попавших в источник при ведении человеком хозяйственной деятельности. Список вредных веществ от промышленных предприятий включает в себя около трех сотен наименований, разбитых на восемь групп, некоторые из них перечислены в таблицах на рис. 5 и рис. 6.

Рис.3 Нормы безопасности для антропогенных веществ

е). Все вещества, встречающиеся в воде и подвергаемые анализу, разбивают по признакам вредности на следующие группы:

ж). с.-т. – санитарно-токсикологические

з). -орг. – органолептические, имеющие следующую расшифровку вредных изменений водных свойств:

зап. – влияют на запах;
окр. – окрашивают среду в различные цвета;
пен. – способствуют пенообразованию;
пл. – создают поверхностную пленку;
привк. – привносят привкус;
оп. – вызывают коллоидное помутнение (опалесценцию).

Рис. 4 Нормы по содержанию вредных примесей после водоподготовки

и). По опасности для здоровья человека вещества разбивают на следующие классы:

1 – обладающие чрезвычайной опасностью;
2 – имеющие высокую опасность;
3 – опасные;
4 – обладающие умеренной опасностью.

Классификацию по опасности учитывают:

при проведении анализов, определяя первоочередные исследования;
при планировании очередности мероприятий по охране водных источников в случае, если для этого требуется вложения финансовых средств;
для обоснования необходимости замены в техпроцессах опасных реагентов на менее вредные.
для определения приоритета методов контроля вредных веществ в водозаборных источниках.

Рис. 5 Нормы ПДК в воде углеводородов, полученных от промышленных отходов

к). Качественная вода обязана соответствовать нормам органолептики и радиационной безопасности, данные приведены в таблице на рис. 7.

л). В воде не должны присутствовать различимые глазом человека пленки или организмы.

м). Если в воде одновременно находится хлор в свободном и связанном состоянии, их совместная масса не должна быть выше 1,2 мг на литр.

н). Химический анализ питьевой воды на присутствие патогенных микроорганизмов должен осуществляться в лабораториях, имеющих лицензию и заключение о соответствии условий проведения исследований СанПиН.

о). При установлении ПДК вредных реагентов учитывались рекомендации всемирной организации здравоохранения ВОЗ.

Помимо рассмотренного стандарта, при индивидуальном водоснабжении ориентируются на нормативный документ СанПиН 2.1.4.1175-02, регламентирующий гигиенические требования к качеству воды из не централизованных источников.

В документе приведено ограниченное число критериев нормирования по органолептике и химическому составу. В первом случае рассматриваются цветность, мутность, запах и привкус воды, основными критериями химического состава служат водородный показатель, общая жесткость, минерализация, перманганатная окисляемость и содержание нитратов (таблица на рис. 10).

Рис.6 Нормы ПДК в воде элементоорганических соединений, полученных от промышленного производства

Специфика анализа в зависимости от глубины скважины

Особенности бактериологического и химического составов скважинной жидкости определяются глубиной расположения водоносного горизонта. Прохождение сквозь пласты грунта способствует естественной фильтрации воды. С понижением уровня размещения водоноса качество жидкой среды повышается.

Поверхностная вода

Служит основным поставщиком жидкости для скважин, расположенных на 20-метровой глубине. Верхний водоносный горизонт отличается повышенной уязвимостью перед различными загрязнениями. Мягкость и слабая минерализация поверхностной воды допускают ее использование для удовлетворения хозяйственных потребностей.

Задачей анализа считается выявление болезнетворных микроорганизмов, нитратов, фрагментов удобрений, частиц глины и ила, песчаных гранул и прочих примесей, содержащихся в почвенном пласте верхнего уровня.

До 30 метров

На конце скважины устанавливается система фильтрации. Подземные течения разносят элементы грунта на большие расстояния, поэтому защита от механических фракций является обязательным условием обустройства автономного источника.

Экспертиза воды проводится для определения количества соединений азота, железа и хлоридов. Целью является получение достоверных сведений о допустимости безопасного использования для бытовых нужд и питья.

30-70 метров

В водоносных горизонтах 30-70 м залегания наблюдается повышение кислотности и минерализации.

В водоносных горизонтах 30-70 м залегания наблюдается повышение кислотности и минерализации. На такой глубине в скважинной жидкости присутствуют соединения железа. Анализ предназначается для выявления опасных для здоровья примесей.

100 метров и более

Пробы качества водной среды из артезианской скважины выполняются для выявления биологических веществ и прочих вредных для здоровья компонентов.

Для чего нужен анализ

Через 3 недели после обустройства автономного источника на собственном участке при постоянной эксплуатации появляется возможность получения достоверных результатов проверки качества водной среды. В ходе строительных мероприятий жидкость насыщается фрагментами мусора и грязи, искажающими истинные показатели. Для оседания достаточно выждать 20 дней.

Анализ проводится для достижения следующих целей:

выбор подходящей системы фильтрации;
определение допустимости использования воды из скважины для питья и удовлетворения бытовых потребностей без нанесения ущерба здоровью;
оценка качественных характеристик, представленных химическим составом.

В ходе строительных мероприятий жидкость насыщается фрагментами мусора и грязи, искажающими истинные показатели.

Услуги для предприятий

В таблице представлены адреса компаний, которые предоставляют такие услуги в некоторых крупных городах России:

Город	Наименование	Условия	Сайт	Телефон	e-mail
Москва	Испытательный центр МГУ	Отбор проб заказчиком/специалистом	liklab.ru	8 (499) 649-48-11	info@msulab.ru
Санкт-Петербург	ООО «ЛиК»	Отбор проб заказчиком/специалистом	liklab.ru	8 (812) 363-18-98	office@liklab.ru
Ростов-на-Дону	ООО «Дон-Инк»	Отбор проб заказчиком/специалистом	don-inc.ru	8 (863) 244-33-94	info@don-inc.ru
Екатеринбург	Центр химико-аналитических испытаний «ЭКСОРБ»	Отбор проб заказчиком/специалистом	eksorb.com	8 (343) 371-31-12	sorb@bk.ru
Саратов	ООО «ЭНВИ»	Отбор проб заказчиком/специалистом	ooo-envi.ru	8 (8452) 57-50-50	envi_lab@mail.ru

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.

Как именно проводят проверку?

Выполнение анализа по пунктам:

у стерильного контейнера откручивают крышку;
наливают нормируемый объем воды (например, 100 мл);
плотно закручивают крышку;
транспортируют в лабораторию, если на улице холодно, используют изоляцию для предотвращения заморозки;
пропускают полученный объем воды через фильтрационную систему;
достают фильтр, опускают его на питательную среду;
проводят инкубацию при температуре 37 градусов в течение 1 суток;
дожидаются начала размножения микроорганизмов;
полученный образец рассматривают под микроскопом, выявляя возбудитель.

Для пересчета результатов в колониеобразующие единицы берут чашки, где выросло более 300 колоний. В образцах суммируют количество колоний, разделяя их на количество чашек. Если результат получился только в одной чашке, подсчет производят только в ней.

Бывают случаи, когда микроорганизмы выросли на всей поверхности питательной среды. Тогда в результате анализа прописывают: «сплошной рост».

Что делать после получения результата?

Если полученные данные благоприятные, не выявлено обильного роста микрофлоры, вода пригодна для использования.

Тестирование повторяют каждые полгода, чтобы следить за качеством воды, особенно если она питьевая. В воде может незначительно повышаться количество инфекционных агентов.

Если их число не превышает верхнюю границу нормы, воду кипятят или пропускают через собственную систему очистки, после чего употребляют. Это снижает вероятность заражения:

человека,
почвы,
животных.

При значительном превышении уровня патогенной флоры обращаются в коммунальные службы, если исследовалась питьевая вода из-под крана.

Можно подать жалобу в санэпидстанцию, которая предпримет меры для улучшения фильтрационной системы. Если это колодезная вода, человек должен решить проблему самостоятельно (поставить фильтры).

Как именно проводят проверку?

Выполнение анализа по пунктам:

у стерильного контейнера откручивают крышку;
наливают нормируемый объем воды (например, 100 мл);
плотно закручивают крышку;
транспортируют в лабораторию, если на улице холодно, используют изоляцию для предотвращения заморозки;
пропускают полученный объем воды через фильтрационную систему;
достают фильтр, опускают его на питательную среду;
проводят инкубацию при температуре 37 градусов в течение 1 суток;
дожидаются начала размножения микроорганизмов;
полученный образец рассматривают под микроскопом, выявляя возбудитель.

Перечень исследуемых показателей качества воды

Для того чтобы правильно выбрать систему фильтрации необходимо знать состав исследуемой жидкости, который определяется лабораторными методами. Учеными разработаны гигиенические требования к качеству питьевой воды, определяемые нормами ГОСТа Р51232-98 и показателями СанПина 2.1.4.559-96, которые можно разделить на следующие типы:

Органолептические свойства определяются запахом, вкусом, цветом и мутностью воды, за счет содержания в ней углекислого газа, ряда солей, тяжелых металлов и кислот.
Химические показатели исследуют на наличие кислотности, жесткости, окисляемости и сухого остатка в воде.
Неорганические показатели изучаются на содержание элементов железа, марганца, ртути, алюминия, сульфатов, нитратов, хлоридов и пестицидов.
Микробиологические показатели оцениваются по содержанию бактерий, цист лямблий, колифагов и микробов.

Здесь перечислены основные данные, по которым можно определить состав жидкости, но полная проверка качества воды подразумевает более широкий спектр проводимых анализов.

Лабораторный анализ воды в СЭС

Анализ воды из колодца можно выполнять разными способами, но лучше всего получать заключение о ее составе в СЭС. В данном случае данные будут максимально развернутыми и достоверными. Лаборатория при СЭС должна исследовать все показатели качества воды и выдавать заключение по анализам в течение одного-двух дней. В большинстве случаев есть возможность выезда курьера за пробами – это будет удобно тем заказчикам, которые сами не могут доставить пробы в лабораторию сразу после их сбора. Для проведения исследований в СЭС используют как передовые методики исследований, так и классические способы, позволяющие получать точные результаты.

Для каких видов вод используют?

Выделяют разные виды объектов содержания воды, для каждого проводят свой анализ:

Питьевая. Подтверждают отсутствие вредных компонентов, приводящих к ухудшению здоровья. Особенно важна проверка ресурса, добытого из колодца. Происходит контакт с почвой, поэтому риск попадания инфекции выше. Проводят стандартное тестирование полученного образца.
Поверхностные водоемы (реки, пруды). В них часто купаются люди, в том числе дети. Поэтому состав должен быть благоприятным, не вредить коже или пищеварительному тракту. Проводят расширенный анализ.
Подземные. Воду используют для питья, промышленности, сельского хозяйства, лечебных целей.
Сточные. Это атмосферные выделения, осадки, дождевая или поливная вода. Воду могут применять для питья или сельскохозяйственных нужд.
Плавательные бассейны. Если вода собирается и хранится неправильно, в ней накапливаются микробы, приводящие к инфицированию.

Если пользователь хочет самостоятельно провести микробиологический анализ, его делают для любого вида воды. Эту функцию выполняют биохимические лаборатории. Например, у человека постоянно погибают рыбы в аквариуме. Чтобы понять причину, проводят микробиологическое исследование.

Правила забора проб воды

Важная часть анализа воды – отбор проб. Результаты анализа зависят от соблюдения правил отбора воды из любого источника. Ошибки, допущенные на этом этапе, исправлению не подлежат. Способ отбора проб воды проводится в зависимости от конкретных условий.

Существует два вида отбора проб:

разовый, когда проба воды берется в определенной точке один раз. Такой способ не отражает действительности при установлении качества воды например в реках или других водоемах, где постоянно меняется состав водной среды. Используют в случае неизменного качества: глубинные слои грунтовых вод;
серийный, когда отбирается несколько проб. Результат оценивается с помощью методов математической статистики.

Читайте еще: Как правильно провести анализ воды из скважины и когда это необходимо

Источники забора воды:

городская централизованная система водоснабжения;
скважины и родники;
колодцы;
бутилированная вода;
водохранилища, озера, пруды;
сточные воды до и после очистки на городских очистных сооружениях.

В чем заключаются правила отбора проб воды:

требуется отбирать пробу в количестве, которого будет достаточно для определения интересующих компонентов. Если содержание компонента в воде незначительное, объем пробы следует увеличить;
для отбора проб воды существуют различные приспособления, которые отличаются между собой в зависимости от источника и условий отбор проб воды. Это бутыли, сосуды с насадками, которые не позволяют контактировать воде с окружающей средой, глубинные пробоотборники;
консервация проб воды дает возможность сохранить компоненты содержащиеся в воде в неизменном виде до начала выполнения анализа. Это связано с тем, что со временем некоторые элементы, содержащиеся в воде переходят из одного состояния в другое, что дает ложные представления о качестве воды. Для каждого компонента разработаны конкретные указания о способе консервации;
непременное условие – чистота пробоотборника. Материал, из которого изготовлена тара для перевозки пробы, не должен вступать в реакцию с компонентами входящими в состав воды. Сроки доставки пробы в лабораторию должны быть минимальны;

объем проб зависит от вида и числа компонентов, которые требуется определить в пробе воды. Методика по которой проводят анализ на тот или иной компонент всегда предписывает требуемый объем воды. Ориентировочно, для проведения микробиологических исследований потребуется ½ литра, химического анализа от 2 до 5 литров. Для проведения исследований на радиологические вещества надо отбирать пробы в объеме полтора литра.

Проведение лабораторного анализа

Задумываясь над тем, сколько стоит анализ воды, не следует экономить на его проведении. От своевременного исследования зависит безопасность хозяев дома, использующих колодец в качестве источника водоснабжения.

Чтобы выполнить качественный анализ колодезной воды, можно воспользоваться услугами специализированных организаций. Его проведение входит в функции аккредитованных лабораторий, находящихся во всех федеральных округах. К ним относятся следующие виды лабораторий:

геологоразведочных и геологических компаний;
региональных отделений Водоканала;
аккредитованные Роспотребнадзором;
учреждения при НИИ;
санэпидемстанции.

Перед тем как сделать анализ воды из колодца, необходимо определиться с его видом. От него зависит цена проведения исследования. Существует 2 вида лабораторного анализа:

сокращенный, связанный с исследованием определенной группы веществ;
комплексный, предполагающий проведение исследований химического и микробиологического типа.

Все организации располагают реактивами, которые разрешаются требованиями ГОСТ. Исследование производится на основе специального оборудования. Стоимость проверки по биологической группе может составлять около 1500 рублей. На проведение расширенной оценки жидкости в колодце может уйти около 3 тыс. рублей. Частные лаборатории предлагают услуги по более высокой цене. Выбирая лабораторию, нужно участь 2 момента:

положительную репутацию организации, проводящей исследования;
удаленность учреждения и место, где оно располагается.

Достоверность результата определяется скоростью доставки пробы в лабораторию, репутация которой зависит от качества проводимых исследований. Выбрав наиболее подходящую организацию, необходимо ознакомиться с копиями аттестатов и сертификатов, спросив их у менеджера. Далее требуется согласовать день доставки взятой для исследований пробы в лабораторию.

Правила забора и скорость доставки до лаборатории

Порядок и способы отбора проб регламентируются стандартами ISO 5667-2 и ISO 5667-3.

Во время отбора необходимо соблюдать следующие правила:

Перед взятием пробы из новой скважины не менее чем за 2-ое суток до забора должна быть откачана вода в объеме планируемой производительности. Перед непосредственным взятием пробы следует произвести откачку в течение 5-10 минут.
Проба помещается в чистую стеклянную посуду (в некоторых оговоренных случаях – в полиэтиленовую) объемом 1,5-2 л. Для расширенного анализа потребуется емкость до 3 л. Бутылки с пробами должны герметично закрываться пробками.
Для разных видов анализа (микробиологического, химического) используются разные емкости.
Мойка посуды под пробу производится сначала моющими средствами, затем хромпиком и ополаскиванием дистиллированной водой. При взятии пробы посуду следует ополоснуть три раза подвергаемой анализу водой.
Вода наливается тонкой струей под самое горлышко для химического анализа (чтобы исключить насыщение воды кислородом) и с небольшим зазором для микробиологического (чтобы избежать загрязнения).
Забор проб из скважины производится батометром – специальной цилиндрической емкостью, оснащенной кранами, клапанами и крышками, позволяющими закрывать сосуд под водой на нужной глубине и исключать ее смешивание.

Время, прошедшее с момента забора пробы до проведения анализа при условии охлаждения ее в холодильнике и хранении в затемненном месте, не должно превышать 24 часа.

Это обуславливается тем, что с течением времени в воде происходят изменения, влияющие на результат исследований – поглощение некоторых соединений микроорганизмами и водорослями, появлением осадков или улетучиванием, окислением воды и пр.

Для повышения сроков хранения проб может использоваться их консервация замораживанием (до -20 °C) или добавление в них консервантов.

Влияние различных веществ на показатели качества питьевой воды

Некоторые ингредиенты способны негативно сказываться на пищевых свойствах питьевой воды:

Вещества, которые влияют на организм человека

Железо. Присутствует в гидрокарбонатах, органических соединениях, сульфатах, хлоридах. Железо в воде может присутствовать в виде взвеси, придающей красный оттенок и ухудшающей вкус. Допустимое содержание компонента – 0,3 мг/л.
Марганец. Питьевой жидкости он придает неприятный вкус, оставляет пятна на предметах и тканях. Нормальная концентрация – не более 0,1 мг/л.
Катионы марганца и кальция. Образуют налет на сантехнике и нагревательных элементах. Жесткая вода представляет опасность для человека, приводит к накоплению солей в организме. Допустимое количество – 3–3,5 мг-экв/л.
Сульфиды. Об их наличии свидетельствует специфический запах из трубопровода. Повышается содержание серобактерий, токсинов, раздражающих кожные покровы.
Фториды. В некоторых регионах осуществляется искусственное обогащение питьевой воды фторидами. Их оптимальная концентрация – не более 1,5 мг/л.

Сниженная минерализация жидкости провоцирует нарушение водно-солевого обмена, негативно сказывается на функционировании желудка.

Отличия от исследования проб из колодца

Если скважина имеет ту же глубину, что и колодец, то никаких различий в анализе воды нет. Как и колодец, неглубокая скважина может загрязняться поверхностными водами.

Скважины глубиной более 30 м лучше защищены от загрязнений, чем колодцы. Поэтому бактериологический анализ для них является излишним. В отношении колодезной воды он необходим всегда.

В глубоких скважинах можно не проводить анализ воды на нитраты и нитриты. Вода из колодца обязательно должна подвергаться этому анализу.

С другой стороны, глубокие скважины в отличие от колодцев, могут содержать некоторые химические элементы, создающие повышенную минерализацию. Воду в них нужно проверять на сульфаты, хлориды и пр.

Как проводится микробиологический анализ питьевой воды из колодца или скважины