Základní mikrobiologicky rozbor vody
Cíl: Stanovit celkový počet psvchrofilních a mezofilních bakterií Stanovit indikátorové skupiny bakterií - selektivní média (Endo agar, SB agar, mFC médium)
Rozbor - složka komplexního posouzení kvality vody
- státní norma (provedení, výsledky)
- indikátory, ne všechny bakterie
Odběr - do sterilních lahví (pitná voda - 250 ml; povrchová -150 ml)
- dbát na sterilitu práce
- vzorky zpracovat do 6 hod či uchovat v ledničce při 4°C max. 24 hod
Sladká voda
• přirozené stanoviště bakterií
• zastoupení závisí na zdrojích uhlíku, dusíku a přítomnosti 02
• autochtonní (= typické) - Chromobacterium, Flavobacterium, Micrococcus, Leptothrix, Spirillum, ...
• půdní bakterie —> splavováním půdy (Bacillus, Streptomyces, ..)
- jsou limitovány koncentrací živin
• střevní bakterie člověka, zvířat - fekální znečištění, výskyt krátkodobě
Autochtónni vodní bakterie
. . ,    0 Chromobacterium
Půdní - splachováním, svrchní vrstvy - limitace koncentrací živin
Bacillus
Střevní - krátkodobý výskyt (Enterobacteriaceae, Streptococcus) Patogenní - krátkodobě (Salmonella typhi, Shigella dysenteriae)
Voda
jako stanoviště
OPEN MARINE -Intertidal
TeXEl, NL
Environment Marine (32 K») Infertkjal - high energy pH = a (sllghty alkaline) Dominant bacteria
IWCfDGOteUS
Precipitation
None
Fossilization potenlial
Low
HYPERSALINE LAKES
Eleuthera- Guerrero Negro Environment HypersaJIne (94-120 %.)-law energy
pH = ca. 8.5 (alkaline) Dominanl bacteria
Precipitation
Nona
Fossifization potential
Low
Eleuthera - sofl mal
Guerrero Negro
OPEN MARINE - subtidal
Highborne Cay - Coarse-grained stromatolites
Environment
Marina (35 %«) -~ high energy pH = S (elighuy alkaline) Dominant bacteria Schizothrix- Solentia
Precipitation
Surface - continuous -laminated (coaree grained) Fossilization potential Hlgji - strDmatolites
HYPERSALINE LAKES
Eleuthera - crust on lop of microbial mat Environment
Hypersaline (90 %,) - low energy pH - ca. 9 (alkaline) Dominant bacteria Micrccoleas- Pliormiclium-Entophysglis - GJoeccspss
Precipitation
Al surface o? microbiaF mat -corvtFrtmoiis - rvon laminated -.7^ Fossilization potential
Low to average-mud-llitioclast
c in
3 ID
Is
=; m I «
n o
Voda
jako stanoviště
0—Oxygen ftjM) 0— Sulfide (uM> ■
■1500
-aoo
O. —Calcium (mM)
GROUPS Cyanobacteria
2HC03" + Ca2+ —[CH20] + CaC03 + 02
Fprmpnlation - N7 fixation
Aerobic heterotrophs
[CH?0] + CaCOj + 02—^ HC03- 4 Ca2+
Fermeniation - Denitrification
A noxy genie phototraphs
3HC03-1 Ca2+ + HS—»*■ [CHjO] + CaC03 4- SQ42
Fermenlation - synthesis ůť BchSo ■ degradation of glycegen
Sulfat« reducers
2fCHsO] + SOj2- + OH" + Ca2+
CaC03 + C02 + 2H2O + HS"
Sulfide oxidizers
3HS- + 40a + CaC03 + HC03"
—k 2[CH?0] + Ca2¥ + SS04^
Fermenlation - deniirification
Fermenters (e.g. e t hano í)
SECH^Oj + CaC03 + Hi,0 —* HCCsf + Ca2* +: CaH60
0—Oxygen (jiM) 0— Sulfide inM) -
0 — Calcium (mM)
co.
Metabolic {Si) conlrol on CaC03 precipitation
Coupled element cycling
Photosynthesis
Oxy-phoiosynihesis ^..■ ■ ■ Anox-photosyrríhesis .-Inorganic C . O    Ae&espiraMon Fe Anaer-respiraiion Aer-fermentaMon
Respiration
Cell material
Organic C
\
Chemical control EPS   on CaCOg precipitation
h IHN!it; m
Air
Voda jako stanoviště
FIGURE 6.10   Schematic representation of a typical lake showing common designations based on sunlight. Other designations for Mies are based on features such as temperature, oxygen concentra-on, and pH. However, the most common are those shown here larily because of the controlling influence sunlight has on these ivironments.
Water lipid layer
Protein-polysaccharide layer
Lower neuston
0
10 nm 0.1 urn
1.0 urn
Up to 10 urn 10 O mg/l
Thermocline
25 Temp°C
FIGURE 6.12 Idealized profiles of temperature and oxygen in a temperate region, eutrophic lake. Stratification is due to thermal warming of the upper layers in the summer months. Cooling of the upper layer in the fall and early winter breaks the mixing barrier and allows the sediment zone to be reoxygenated. (Adapted from Wetzel, 1983.)
Sinice - Cyanobacteria
• schopnost fotosyntézy (fotoautotrofové)
tylakoidy (chlorofyl), fykobilizomy
• Gram-negativní typ buněčné stěny
• glykokalyx = vnější obal, kapsula z polysacharidu či
polypeptidů
• tvorba vláken či koloniálních forem
• plynné měchýřky - vznášení se ve vodě
• karboxyzómy - enzym RUBISCO
• voda, půda, ale i extrémní podmínky (pouště, polární oblasti)
diferencované buňky - heterocysty - fixace N2
- akinety - klidové stádium
- baeocyty- reprodukční funkce
Sinice a „vodní kvěť
Pro rozvoj - fosfor, vyšší teplota+pH+živiny Uvolňování cyanotoxinů!!!
2077rn
Nostoc
Spirulina = Arthrospira
Anabaena
Chroococcus
Cyanobacterium
saw,
Microcystis
Sinice
• „vodní květ" a cyanotoxiny
• Spirulina - vitamínové tablety
• pokrmy - velké množství bílkovin
• pigmenty - barviva (pozorování biologických dějů v buňkách)
• Více info http://www.sinicearasv.cz/pro-vsechnv
www.sinice.cz
Moře a oceány
tolerance k soli, teplotě, tlaku součást planktonu, koloběh prvků extremofilové - hlubokomořské příkopy
Thiomargarita namibiensis Marinobacter Colwellia
Winogradského sloupec
demonstruje různé úlohy mikroorganizmů v přírodě: aktivita jednoho MO umožňuje růst jiného a naopak
sloupec je kompletní, soběstačný a recyklační systém, který je doplňován pouze světelnou energií
Aerobic water
Anaerobic water
Anaerobic sediment
Sheathed bacteria Cyanobacteria
Purple non-S bacteria
Purple S bacteria Green S bacteria
Desulfovibrio Clostridium
WINOGRADSKY COLUMN
(SULFUR-METABOLIZING BACTERIA)
WÄTER^J
NONSULFUR PURPLE BACTERIA
PURPLE SULFUR BACTERIA
GREEN SULFUR BACTERIA
(RUST-COLORED ZONE)
THIQBACILLUS (RED ZONE)
SULFATE-REDUCING BACTERIA
GYPSUM (CaSO) +PLANT PARTS + MUD
Obecné znečištění:
Psychrofilní - do 20°C; indikují přítomnost organických látek rozložitelných bakteriemi při nízkých teplotách; běžný výskyt
Mezofilní - znečištění mikroflórou teplokrevných živočichů a člověka, včetně patogenů
Fekálni znečistení:
Koliformní bakterie - obyvatelé tlustého střeva, čeleď Enterobacteriaceae (G- tyčky), nejčastěji E. coli
- značí znečištění fekáliemi, možný výskyt střevních patogenů —► rozšířit rozbor o jejich stanovení
- většinou oxidáza negativní, laktóza pozitivní (lac negativní je Salmonella a Shigella - odlišná barva kolonií)
Enterococcus sp. (G+ koky) - trávící trakt člověka i živočichů, vyšší termorezistence, odolnost k fyzikálním a chemickým vlivům
- důležitý ukazatel fekálního znečištění
- ale výskyt i běžně v prostředí
TYEA (trypton, kvasničný extrakt, agar) -univerzální půda (pro celkový počet) -kultivace při 22 a 37°C
ENDO agar - fuchsin zabije G+ a kolonie koliformních bakterií zbarví červeně s kovovým leskem
-laktózu využijí koliformní bakterie (lac+) - Schiffovo činidlo (acetaldehydy) -kultivace při 37°C mFC - laktóza
-anilínová modř a žlučové soli inhibují G+ a termotolerantní bakterie zbarví modře
-kultivace při 44°C
SB agar (Slanetz-Bartley)
-azid sodný = selektivní činidlo pro enterokoky
-indikátor TTC (tetrazolium chlorid) - červený či vínově červený střed kolonií s růžovým okrajem
-kultivace při 37°C
ENDO agar - bazický fuchsin eliminuje G+
- kolonie koliformních bakterií zbarví červeně s kovovým leskem
-laktózu využijí koliformní bakterie (lac+) -Schiffovo činidlo (acetaldehydy)
-Laktózu neštěpící —> růžové kolonie (obligátní ^ patogeny) E. coli
mterolitica
SB agar E. faecalis
-azid sodný = selektivní činidlo pro enterokoky
-indikátor TTC (tetrazolium chlorid) - červený či vínově červený střed kolonií s růžovým okrajem
- kultivace při 44°C - enterokoky jsou termorezistentní
mFC medium
•laktóza je zkvašována
•selektivní činidlo: anilínová modř a žlučové soli inhibují G+ a termotolerantní bakterie zbarví modře
-kultivace při 44°C - teplotní test na čerstvé znečištění
Colonies that are light to dark blue,
in whole or part, are counted as fecal coliforms
Postup:
• PITNÁ VODA - neředěný vzorek a 10_1 (neočekáváme kontaminaci)
• POVRCHOVÁ VODA - ředění 101 a 102 (očekáváme výskyt bakterií)
TYEA - 1 ml vody do misky, přelít cca 15 ml temperovaného média (1 vzorek = 2 misky)
ENDO, SB, mFC - 0,1 ml vzorku na agar
Kultivace:
TYEA - 22°C
TYEA, ENDO, SB - 37°C
mFC-44°C
Hodnocení:
Počítání kolonií na 1 ml - pozor na přepočet!!! (0,1 x 1 ml na misku!!!) Enterokoky počítat na 100 ml
Voda pro hromadné zásobování (více než 100 osob) nesmí obsahovat více než:
200 psychrofilních a 20 mezofilních bakterií na 1 ml
0 koliformních či enterokoků na 100 ml
Voda pro individuální zásobování (studny; méně než 100 osob) nesmí obsahovat více než:
500 psychrofilních a 100 mezofilních bakterií na 1 ml
0 koliformních či enterokoků v 10 ml
Indikátorová skupina	označeni	kultivace				konfirmace				typ vody
		puda	teplota	doba	barva kolonií	půda/test	teplota	doba	barva kolonii	
koliformDÍ bakterie	TC	modif. ENDO agar	36±2;C	21=3 hod.. když nevyrostou tak 44±4 hod	syté červené kolonie s tmavé červenou spodní časti a červené kolonie s kovovým leskem	cyt ochrom -oxidázový	/	2 min	ne modré zbarvení (koliformui bakterie)	povrchové, odpadni
enterokoky	ENT	Slanetz-Bartley agar	36±2CC	44=4 hod.	červené: kaštanové nebo růžové kol oni e: celé zbarvené či s barevným středem	žluč-eskulin -azidový agar	44±0=5CC	2 hod	tfíslove hnědé až černé zbarvení okolí (enterokoky)	povrchové; odpadnL pitné
koliformui -E.coU	TC	Laktoza-TTC agar	36±2;C	21=3 hod.	žluté kolonie	cyt o chrom -oxidázový	/	3 min	ne modré zbarvení (koliformui bakterie)	pitné
terrno tolerantní a E. cob'	FC	M-FC agar	44±0=5;C	21=3hod.= když nevyrostou, ta 44=4 hod.	modré kolonie (fekální konformní bakterie)	MUG	36±2=C	3 hod.	modře fluoreskující (E. coli)	povrchové a odpadni
Ku Irivova tělně MO	HPC	tryptone yeast extract agar	22±2CC	68=4 hod.	všechny kolonie					povrchové; odpadnL pitné
			36±2;C	44=4 hod.	všechny kolonie					pitné