Дія гелію на очищення води з різною концентрацією мікроорганізмів

Abstract

Досліджено вплив барботованого інертного газу на процес життєздатності паличкоподібних мікроорганізмів у воді. Мікрооб’єктами слугували резистентні спорогенні клітини роду Bacillus cereus, які належать до родини Bacillaceae, а досліджуваним газом — гелій. Гелій подавали зі швидкістю 0,2 cм3/c. Бактерії вносили до дистильованої дезаерованої води, створюючи модельні водні середовища з різним вихідним числом мікроорганізмів (ЧМ). Концентрація мікроорганізмів в одиниці об’єму води знаходилась в межах одного порядку: ЧМ01 = 3,4·104 КУО/см3, ЧМ02 = 4,8·104 КУО/см3 та ЧМ03 = 7·104 КУО/см3. Застосовували глибинний метод культивування бактеріальних клітин. Умови культивування мікроорганізмів: температура 37 °С, тривалість 48 год. Величину ЧМ до і після експериментів визначали підрахунком колоній, які виросли на поживному середовищі на чашках Петрі. Підраховану кількість клітин виражали в колонійутворюючих одиницях (КУО). Під час мікроскопічних досліджень вивчено клітини культури фіксованого препарату (одно-добові та три-добові). Отримано зображення фіксованого препарату клітин зі збільшенням у 1200 разів. Показано форму та розміри клітин фіксованого препарату, а також форму та розташування спор, які знаходяться всередині клітин. Встановлено, що спори мають овальну форму і їхній розмір менший ніж поперечник клітини. За результатами експериментальних досліджень показано зміну величин ЧМ в часі, коли відбувалось зменшення чисельності клітин в одиниці об’єму води впродовж двогодинної тривалості процесу, незалежно від різного ЧМ0. Розраховано частку зруйнованих клітин для кожної їх концентрації після кожних тридцяти хвилин обробки води та наведено величини відношення вихідного ЧМ до поточного після кожного відбору проб води. Графічно побудовано залежності частки загиблих клітин від тривалості обробки мікробної води гелієм. Спостерігали збільшення частки загиблих клітин зі зменшенням вихідної концентрації клітин у воді. Досягнуто найвищий відсоток зруйнованих бацил, коли ЧМ01 = 3,4·104 КУО/см3, який становив 77,06 %, тоді як для ЧМ02 = 4,8·104 КУО/см3 та ЧМ03 = 7·104 КУО/см3 — 72,92 % та 47,72 %, відповідно. Таким чином, експериментально показано достатньо високу ефективність дії самого лише гелію під час обробки мікробної води з вмістом резистентних спорогенних бактерій.

The influence of bubbled inert gas on the viability process of rod-shaped microorganisms in the water has been studied. The micro-objects were resistant sporogenic cells of Bacillus cereus type, which belong to the Bacillaceae family, and the test gas was helium. Helium was fed at a rate of 0.2 cm3/s. Bacteria were added to distilled deaerated water, creating model aqueous media with different initial numbers of microorganisms (NM). The concentration of microorganisms per unit volume of water was within the same order: NM01 = 3.4 · 104 CFU/cm3, NM02 = 4.8 · 104 CFU/cm3 and NM03 = 7 · 104 CFU/cm3. An in-depth method of culturing bacterial cells was used. Conditions for culturing microorganisms was temperature of 37 °C, duration of 48 hours. NM values before and after experiments was determined by counting the colonies that grew on the nutrient medium on Petri dishes. The calculated number of cells was expressed in colony-forming units (CFU). During mi-croscopic examinations, cells of the fixed preparations culture (1-day and 3-day) were studied. Fixed cell preparations at x1200 are shown. The shape and size of the cells of the fixed preparation are shown, as well as the shape and location of the spores inside the cells. Illustrative material shows the oval shape of the spores. It was found that the diameter of the spores is smaller than the cell diameter. The results of experimental studies show a change of NM values over time, during which there was a decrease of the cells number per unit volume of water during the two-hour duration of the process, regardless of the different NM0. The proportion of destroyed cells for each of their concentrations after every 30 minutes of water treatment was calculated and the values of the initial NM ratio to the current NM after each water sampling were given. The dependences of the proportion of destroyed cells of the treatment duration of microbial water with helium are graphically constructed. An increase in the proportion of destroyed cells with a decrease in the initial concentration of cells in the water was observed. The highest percentage of destroyed bacilli was reached at NM01 = 3.4 · 104 CFU/cm3, which was 77.06 %, while for NM02 = 4.8 · 104 CFU/cm3 and NM03 = 7 · 104 CFU/cm3 are 72.92 % and 47.72 %, respectively. Thus, a sufficiently high efficiency of helium alone during the treatment of microbial water containing resistant sporogenic bacteria has been experimentally shown.