книги / Микробиология и биотехнология

Рис. 14. Различные типы амеб: 1 – Pelomyxa palustris;

2 – Amoeba radiosa; 3 – Amoeba limax; 4 – Arcella discoides; 5 – Centropyxis aculeata; 6 – Pamphagus hyalinus

Появление в аэротенке большого количества мелких амеб – плохой признак. Обычно это наблюдается при перегрузке. Небольшое количество крупных амеб встречается в нормально работающем иле.

Раковинные корненожки характеризуются наличием домика, состоящего только из органического вещества или пропитанного кремнием, железом или кальцием. Из раковинных корненожек к показательным организмам, наиболее часто встре-

чающимся, относятся Arcella, Centropyxis и Pamphagus.

Arcella отличается формой раковинки, состоящей из шестигранных ячеек: структура домика хорошо видна под микроскопом (см. рис. 14).

Arcella discides встречаются в нормально работающем активном иле.

Centropyxis имеет округлую раковину, сплющенную сверху вниз. Раковина окрашена в бурый цвет и покрыта кремниевыми пластинками (см. рис.14).

51

Centropyxis aculeata и Centropyxis laevigata встречаются при хорошей работе очистных сооружений.

Pamphagus имеет раковину, состоящую только из органического вещества. Она стекловидная, бесструктурная, прозрачная, эластичная (см. рис. 14). Pamphagus hualinus встречаются при плохой работе очистных сооружений.

Жгутиковые (Mastigophora). Появление большого количества мелких жгутиковых всегда свидетельствует об ухудшении работы очистных сооружений. Это бывает связано либо с недостатком кислорода, либо с перегрузкой. Из бесцветных жгутиковых чаще всего встречаются представители рода Oicomonas, имеющие один плавательный жгутик, и рода Bodo (см. рис. 7), имеющие два жгутика, один из которых плавательный, другой – рулевой. Рулевой жгутик направлен назад. Встречающаяся на очистных сооружениях крупная жгутиковая форма Peaea не относится к бесцветным жгутиковым, так как отсутствие хлоропластов у нее вторичное.

Ресничные инфузории (Ciliata). К этому классу относится наибольшее количество показательных организмов. Инфузории часто обладают сложным строением. Пища принимается через рот, называемый «цитостом». Ресничные инфузории делятся на три отряда:

1.Holotricha – околоротовые реснички не имеют спирального расположения. Все тело или большая его часть покрыта ресничками.

2.Spirotrica – имеется околоротовая спираль из мембранелл, закрученная вправо. На остальном теле в большей или меньшей степени сохраняется ресничный покров.

3.Peretricha – околоротовая спираль из ресниц закручена вправо. На остальном теле ресниц нет. Тело сократимо. Большей частью прикрепленные формы.

Отряд Holotricha (равноресничные) разделяется на три подотряда:

1.Подотряд Iymnostoma. Ротовое отверстие помещается поверхностно или в углублении и лишено ресничек. Глотка, если

52

она имеется, без ресничек, но часто снабжена палочками и трихидами. Рот обычно открывается только во время принятия пищи. Пища заглатывается.

Все формы, имеющие хоботок, Litonotus, Amplileptus, Dileptus, Tracheoleptus (см. рис. 12), относятся к этому подотряду. Все они хищники. Отличаются друг от друга относительными размерами тела и хоботка, расположением ресничек, местоположения рта. Появление этих форм в большом количестве свидетельствует о плохой работе сооружения, хотя есть и исключения: так, например, Litonotus fasciola обычно встречается в хорошо работающем иле, а Dileptus anser – в чистых водоемах.

К этому же подотряду относится Chilidontlla (см. рис. 12). Это мелкие формы. Тело их равномерно покрыто рядами ресничек. Это обычные обитатели полисапробной и α-мезосапробной зоны. При плохой работе очистных сооружений они часто появляются в массовых количествах.

2.Подотряд Trichoctomata характеризуется тем, что ротовое отверстие помещается в глубине покрытого ресничками околоротового поля (перистоме). Глотка снабжена ресничками. Рот всегда открыт. Пища осаждается в глубине перистома, или глотки. Ундулирующие мембраны, образованные слившимися ресничками, отсутствуют. К этому подотряду относятся Paramaecium caudatum (инфузория-туфелька) (см. рис. 12) и Colpoda. Они в несметном количестве развиваются в загрязненных водах. В активном иле появляются при ухудшении работы сооружения, в частности при перегрузке и недостатке кислорода.

3.Подотряд Humenostomata отличается от предыдущего наличием ундулирующих мембран, располагающихся по краю перистома, рта или около глотки. Все Humenostomata типичные седиментаторы. Представители этого подотряда Claucoma и Colpidium (см. рис. 11) встречаются обычно в загрязненных водоемах. Появление их в значительном количестве в активном иле – плохой признак.

Относящиеся к этому же подотряду различные виды Cyclidium, напротив, свидетельствуют о хорошей работе сооруже-

53

ния. Cyclidium имеет длинные и очень тонкие реснички, а на конце тела от 1 до 7 осязательных щетинок

Spirotricha (спиралересничные). Для представителей отряда характерно наличие околоротовой спирали, закрученной вправо. Строение ротового аппарата определяется способом питания: все Spirotricha типичные седиментаторы. Для них характерно разнообразное и довольно сложное строение ресничного аппарата. Отряд состоит из нескольких подотрядов. Систематика спиралересничных основана на расположении ресничного покрова.

Представители Spirotricha, встречающиеся на очистных сооружениях, относятся большей частью к подотряду брюхоресничных инфузорий. У брюхоресничных тело уплощено в спин- но-брюшном направлении. Ресничный покров на брюшной стороне исключительно из циррий (крепкие, негнущиеся щетинки, образовавшиеся в результате слияния нескольких ресничек), на спинной стороне находятся только нежные, слабо заметные, малоподвижные чувствительные щетинки.

В подотряде основную роль играют циррии. По местоположению и дифференцировке различают пять групп циррий

(рис. 15).

1.Лобные, или фронтальные. Они расположены на лобном поле, т.е. между перистомом и правым краем тела.

2.Брюшные. Расположены позади рта на основном пространстве рядами по обоим краям тела, брюшной поверхности – рядами или разбросанно.

3.Краевые. Расположены тесными параллельными рядами вокруг глотки.

4.Поперечные. Образуют ясно обособленные поперечные группы вблизи заднего конца тела. Иногда они идут несколько наискось влево. Их называют также анальными рядами вокруг глотки.

5.Хвостовые. Расположены на самом дальнем конце тела. Они сильно удлинены и направлены назад.

54

К этому подотряду относятся часто встречающиеся Oxytricha, Stylonichia, Euplotes, Aspidiska (рис. 16). Oxytricha и Stilonichia имеют хорошо выраженные боковые ряды циррий. Тело их удлиненно-овальное. Адоральная зона хорошо развита, лобных циррий – 8, брюшных – 5.

УOxytricha тело гибкое, краевые ряды идут не прерываясь до самого заднего конца тела.

УStylonichia тело негибкое, краевые ряды прерываются на заднем конце тела. Имеется три длинных хвостовых циррии. Поперечные пять циррий – очень крепкие, длинные палочкообразные.

Euplotes не имеет краевых рядов циррий. Перистом очень сильно развит. Брюшных циррий 2–3 и они смешиваются с лобными. Всего лобно-брюшных циррий – 10.

Поперечные циррии очень крепки и их всегда 5, хвостовых циррий – 4. Aspidiska, как и Euplotes, не имеет краевых циррий (см. рис. 16). Аноральная зона сильно редуцирована. Тело негибкое, сильно уплощенное в виде щита. На спинной стороне имеется один или несколько гребней, перистом узкий, сдвинут

55

на левую сторону. Лобных циррий – 7, поперечных – 5–12. Хвостовые циррии отсутствуют.

Присутствие в активном поле Oxytricha, Stylonichia, Euplotes, Aspidiska – признак нормально работающего ила.

Все представители отряда Peritricha (круглоресничные), как и отряда Spirotricha, питаются по способу осаждения, но околоротовая спираль у них закручена влево. Среди круглоресничных преобладают формы, которые прикрепляются к субстрату – либо непосредственно, либо с помощью стебелька. Движение сократительное. У одних форм сокращается тело, сидящее на стебельке, у других – стебелек. Сокращение стебелька обусловливается наличием внутренней сократительной нити.

К круглоресничным относятся часто встречающиеся на очистных сооружениях Opercularia,

Epistylis, Rhabdostyla, Vorticella, Carhesium, Zoothamnium. Систематика отряда в большинстве случаев основывается на строении стебелька и пе-

ристома. Epistylis, Opercularia (рис. 17) и Rhabdostyla не имеют сократительной нити в стебельке.

Rhabdostyla имеет не вет-

вящийся короткий стебелек. Перистом окружен краевым валиком. Диск перистома плоский и широкий, не сужен в нижней части.

У Epistylis стебелек представляет собой дихотомически ветвящееся деревце. Перистом его такой же, как у Rhabdostyla.

56

Перистомальная спираль имеет не многим более одного оборота. Opercularia, как и Epistylis, имеет ветвящийся стебелек без сократительной нити, построение перистома у нее другое. Перистом не имеет краевого валика. Диск маленький, выдвинут кверху. Нижняя часть его вытянута и сужена как бы в ножку. Vorticella (сувойки), и Carchesium (см. рис. 11, 12) имеют стебелек, содержащий сократительную нить. Vorticella – одиночные формы, а Carchesium – колониальные. У Carchesium сократительные нити отдельных ветвей не соединены друг с другом, поэтому каждая особь в колонии может сокращаться самостоятельно.

Видовая дифференциация перечисленных организмов иногда бывает затруднительной. Особенно это касается Vorticella. Вместе с тем определение Vorticella до вида часто бывает необходимым, так как одни из них (V. alla, V. microstoma) свидетельствуют о плохой работе сооружения, а другие (V. nebulifera, V. convallaria) – о хорошей (см. рис. 11).

Сосущие инфузории – класс Suctoria – не имеют ресничек. Большинство из них живет прикрепленными к субстрату. Suctoria имеют специальные сосательные щупальца, утолщающиеся на конце. Этими щупальцами Suctoria способны удерживать и высасывать жертву.

Из Suctoria на очистных сооружениях встречаются Podophrya, Tokophrya, Acineta. Последняя имеет домик. Podophrya,

Tokophrya домика не имеют. У Tokophrya тело грушевидное или пирамидообразное, щупальца собраны в пучки, располагающиеся на верхней стороне тела.

У Podophrya тело более или менее шарообразное. Щупальца отходят от всей поверхности тела. Podophrya и Tokophrya обычно присутствуют в перегруженном иле.

Организмы, обнаруживаемые при плохой и неудовлетворительной работе сооружения. Beggiatoa alba, Beggiatoa leptomitiformis, Flagellatae бесцветные, Bodo Sp., Trepomonas Steini, Oicomonas Socialis, Amoeba limax, Pamphagus hyalinus, Paramaecium caudatum, Chilodon uncinatus, Vorticella alba, Vorti-

57

cella microstoma, Lionotus lamella, Colpoda steini, Podophrya collini, Podophrya fixa, Callidina sp.

Виды организмов, обнаруживаемые при хорошей работе сооружений. Amoeba radiosa, Centropyxis aculeate, Centropyxis laevigata, Arcella diskoides, Euglypha alveolata, Euglypha laevis, Aktinophrys vesiculata, Lionotus fasciola, Spirostomum teres, Holophrya ovum, Euplotes charon, Euplotes patella, Aspidisca costata, Aspidisca lynceus, Aspidisca turrida, Coleps hirtus, Carchesium polypinum, Opercularia coarctata, Opercularia glomerata, Rhabdostyla ovum, Urostyla weissei, Vorticella companula, Vorticella convallaria, Epistylis plicatilis, Cyclidium lanuginosum, Cyclidium citrullus, Cyclidium glaucoma, Chilodonella uncinatus, Chilodonella cucullata, Lionotus lamella, Amphileptus claparedei, Oxytricha fallax, Oxytricha pellionella, Stylonychia pustulata, Tokophrya lemnarum, Acineta flava, Philodina roseola, Colurus caudatus, Monostyla lunaris, Monostyla cornuta, Cathypna luna, Notommata ansata, Aeolosoma.

Занятие 1

Содержание. Оценка степени загрязнения сточных вод биологическим методом.

Задание

1.Отобрать пробу воды из аэротенка.

2.Приготовить препарат для просмотра отобранной пробы.

3.Просмотреть приготовленный препарат под микроскопом, определить и зарисовать индикаторные микроорганизмы.

4.Сделать заключение о степени очистки воды по обнаруженному комплексу индикаторных групп простейших организмов. Определить зону сапробности.

Материалы и оборудование: микроскоп с осветителем,

коробка с оборудованием, спиртовка, спички, кристаллизатор с «мостиком», пипетка на 1 мл, штатив, пробирки. Проба воды из аэротенка.

58

Тема 9. МЕТОДЫ САНИТАРНО-ХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА АКТИВНОГО ИЛА

Краткие теоретические сведения

Для оценки нормальной работы процесса биохимической очистки сточных вод в искусственных очистных сооружениях необходимо использовать методы, позволяющие определить состояние микроорганизмов активного ила. Полученные данные илового индекса, характеризующего способность активного ила к осаждению во вторичных отстойниках, и концентрации его дают возможность определить оптимальные дозы активного ила в зависимости от илового индекса, а также скорость биохимического процесса, зависящую от количества микроорганизмов, то есть от концентрации активного ила.

Занятие 1

Содержание. Определение концентрации активного ила по объему.

Задание:

1.Отобрать пробу жидкости из аэротенка.

2.Тщательно взболтать отобранную жидкость и наполнить цилиндр на 100 мл.

3.После 30 мин отстаивания жидкости в цилиндрах замерить объем, занимаемый активным илом, используя полоску миллиметровки.

4.Результаты отсчета записать в объемных процентах. Пересчитать объем, занимаемый активным илом, на дм3.

Материалы и оборудование: колбочка на 250 мл, градуи-

рованные цилиндры на 100 мл, полоска миллиметровой бумаги. Проба активного ила из аэротенка.

Занятие 2

Содержание. Определение концентрации активного ила по весу.

59

Задание:

1.Отобрать пробу активного ила из аэротенка.

2.Тщательно перемешать жидкость в склянке, в которую отобрана проба, и заполнить ею цилиндр на 25 мл (при концентрации ила 3 г/л; при меньшей концентрации объем иловой смеси соответственно увеличить).

3.Подготовить предварительно беззольный фильтр, высушенный вместе с бюксом в сушильном шкафу при 105 оС и доведенный до постоянного веса.

4.Отмеренное количество иловой смеси пропустить через фильтр. Ил, приставший к стенкам цилиндра, смыть небольшим количеством дистиллированной воды.

5.Поместить фильтр в бюкс и довести его до постоянного веса в сушильном шкафу при температуре 105 оС.

6.Рассчитать концентрацию активного ила по сухому весу

х(г/дм3) по формуле

х= (а – в).1000 / V,

где а – вес беззольного фильтра с илом, г; в – вес беззольного фильтра без ила, г;

V – объем профильтрованной иловой смеси, мл.

Материалы и оборудование: колбы на 100 и 250 мл, ци-

линдры на 25 мл, беззольный фильтр, бюкс, стеклянная воронка, дистиллированная вода, эксикатор, сушильный шкаф, аналитические весы с разновесом.

Занятие 3

Содержание. Определение динамики оседания активного

ила.

Задание:

1.Отобрать пробу иловой смеси из аэротенка.

2.Тщательно перемешать пробу и перенести в цилиндр на 100 мл, наливая ее до верхней метки, еще раз перемешать и отметить объем, занимаемый осевшим илом через 15, 30, 60, 90 и 120 мин.

60