Bài giảng Nước trong chăn nuôi thú y

* Chương 2: Nước trong chăn nuôi thú y * Tại sao nước quan trọng đối với sinh vật? chiếm 52-75% trọng lượng cơ thể 60-70% trọng lượng gia súc 55-75% trọng lượng gia cầm 65% trong lượng trứng thành phần chính của dịch thể (máu, bạch huyết, dịch nhầy khớp xương) tham gia quá trình biến dưỡng dung môi của các phản ứng trong tế bào tham gia hấp thu & bài tiết các chất liên quan đến qa trình điều hòa thaân nhiệt tham gia vào qa trình thải nhiệt khi nhiệt độ môi trường cao Trung bình, vật nuôi cần 30-50 g nước/1 kg trọng lượng * Điều hoà khí hậu * Có thể là nguồn hoà tan các chất có hại & mầm bệnh * Thiếu nước uống? Uống nước quan trọng hơn ăn, stress có thể xảy ra khi vật nuôi không được cung cấp đủ nước Thiếu nước có thể dẫn đến giảm ăn giảm tăng trọng giảm năng suất Nước tham gia điều hòa thân nhiệt của cơ thể * Thiếu nước uống? - Vật giết mổ giảm trọng lượng, khó lột da, thịt khô Gà con bị thiếu nước trong lò ấp: thường có albumin dính vào cơ thể; khi chuyên chở sẽ có lông kết nùi, thể trọng nhỏ, mắt không mở, chân héo, nhăn & tái Có thể làm tăng tỷ lệ chết sớm hay kém ăn trên gà trưởng thành - Bò sữa – giảm sản lượng sữa 3 tháng cuối mang thai: cần lượng nước gấp 1.5-2 lần bò cạn sữa; bò đang cho sữa cần một lượng nước gấp 5 x lượng sữa sản xuất; - Bê cai sữa cần uống nước nhiều hơn trước đó, thiếu nước ngưng trệ tăng trưởng & không hồi phục * Government of South Australia, 2008; www.pir.sa.gov.au/factsheets * Chất lượng nước trong trong chăn nuôi ?? Yêu cầu cải thiện chất lượng H2O cho vật nuôi tăng, do: Aûnh hưởng trên sức sản xuất Lan truyền mầm bệnh An toàn thực phẩm cho người tiêu dùng Những ảnh hưởng thường gặp do chất lượng nước có thể bao gồm Nồng độ các chất khoáng cao Nồng độ nitrate, nitrite cao Nhiễm khuẩn Sự phát triển quá nhiều tảo xanh-tảo lục (blue-green agar) Sự ô nhiễm độc các chất dầu (petroleum), chất diệt côn trùng, và phân bón * Khơng? Đối với vật nuơi: Vai trò dinh dưỡng của các chất khác nhau ở các loài vật khác nhau Các dạng chất hoá học khác nhau của cùng một chất - độc tính khác Dùng nước trong thời gian ngắn - không nguy hiểm Vật nuôi thích nghi bằng cách giảm lượng nước uống Tăng chuyển hoá các chất này, tăng bài tiết Đối với người tiêêu dùng sản phẩm động vật Tích trong các mô không được người sử dụng như xương -- vật nuôi dùng nước có 1 số thành phần > nồng độ khuyến cáo -- chưa có vấn đề về lượng thừa của các chất này trong sữa và thịt Có cần thiết cải thiện chất lượng H2O cho vật nuôi ?? * Cĩ ? Đối với vật nuơi: Lượng nước uống lớn, thời gian lâu: ngộ độc mãn Khơng trực tiếp gây hại -- nhưng cĩ thể gây tổn thuơng tế bào -- tạo điều kiện cho các VSV tấn công Làm thay đổi mùi vị của nước -- làm giảm lượng nước uống Đối với người tiêêu dùng sản phẩm động vật: Tiêu thụ xương, mở Sữa Có cần thiết cải thiện chất lượng H2O cho vật nuôi ?? * Các nguồn nước 1. Nước mưa: Có thể dùng trực tiếp có thể cuốn theo các thành phần trong không khí như bụi, các khí, vi sinh vật thành phần thay đổi theo mùa, thời gian & khu vực nồng độ ô xy hoà tan cao nồng độ NO3- cao cung cấp đạm cho đất là nước mềm * 2. Nước ngầm: Có thể dùng trực tiếp do nước mưa, nước sông hồ thấm vào đất mực nước ngầm thay đổi theo mùa tính chất & thành phần phụ thuộc vào cấu tạo địa chất, độ sâu khai thác - hàm lượng chất hữu cơ thấp (lọc, vi sinh vật xử lý) - lượng ô xy hoà tan thấp (tham gia các phản ứng ơ xy hĩa các chất hữu cơ trong đất) - độ cứng cao (hấp thu CO2) - nhiệt độ ổn định - Hàm lượng nitrate cao * * * * * 3. Nước bề mặt: Không dùng trực tiếp nước ao, hồ, sông tính chất lý, hoá & sinh học phụ thuộc vào điều kiện môi trường & khu dân cư xung quanh Hàm lượng cặn lơ lửng, chất hữu cơ & vô cơ cao Số lượng VSV cao * Khả năng tự rửa sạch: 3 quá trình * Quá trình tự làm sạch của nước Là quá trình tự loại bỏ các chất ô nhiễm khỏi nguồn nước (các đoạn sông nằm cách chổ đổ nước thải # vài km, tương đối sạch) Quá trình vật lý: sa lắng Quá trình hoá học: ơ xy hố, thủy phân Quá trình sinh học: ơ xy hố, thủy phân do vi sinh vật đĩng vai trị quyết định phụ thuộc & ảnh hưởng đến hàm lượng ô xy hoà tan mức độ ô nhiễm cao: tiêu thụ hết O2, OD = 0, yếm khí số lượng vsv hiếu khí giảm do điều kiện bất lợi & cạnh tranh dòng sông “chết” * - Chim, cá: xé & nhặt các mẫu lớn - Aáu trùng côn trùng, giun, nguyên sinh động vật: sử dụng các hạt nhỏ - VK & nấm; giữ vai trò quyết định trong quá trình tự làm sạch - phân giải & khoáng hoá các hợp chất hữu cơ - Protein, đường, & tinh bột được phân giải nhanh nhất - Lipid, sáp, cellulose, & lignin bị phân giải chậm Thành phần vsv trong quần thể thay đổi theo tiến độ tự làm sạch: vsv hoại sinh giảm dần & vsv phân giải cellulose, vk nitrate hoá tăng dần - Trong quá trình làm sạch: nồng độ các chất giảm số lượng vsv giảm nồng độ ô xy hoà tan giảm Quá trình sinh học tự làm sạch của nước * Các yếu tố ảnh hưởng quá trình tự làm sạch nước Chuyển động của nước: phân tán chất thải, tăng ô xy hồ tan quá trình xảy ra nhanh ở sông, suối hơn ao, hồ Mùa: xảy ra ở mùa hè nhanh hơn mùa đông do: nhiệât độ tăng kích thích hoạt động & sinh trưởng vsv; ánh sáng làm tăng quang hợp giải phóng ô xy; khả năng tiệt trùng của ánh sáng Nguồn nước: quá trình xảy ra ở nước biển chậm gấp đơi ở nước ngọt - do tác dụng diệt khuẩn -- nước biển làm sạch vsv nhanh hơn làm sạch các chất hữu cơ mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước * Các yếu tố ảnh hưởng quá trình tự làm sạch nước Mức độ nhiễm bẩn: ô nhiễm chất hữu cơ nặng - vsv hiếu khí tiêu thụ hết ô xy – tạo mơi trường yếm khí - quá trình thối rữa, phản sulfate hoá -- tạo H2S, tạo bùn đen (FeS), khí cĩ mùi hơi, khí độc - tiêu diệt các vk hiếu khí tham gia quá trình khoáng hoá - sinh vật bậc cao chết (do thiếu ơ xy, ngộ độc) sự tự làm sạch bị phá vỡ Nhiễm chất độc kim loại nặng (Hg), cyanide, các chất độc hữu cơ * Tính chất vật lý & cảm quan của nước 1. Nhiệt độ - thay đổi tuỳ theo nguồn nước (vd. suối nước nóng) - nhiệt độ nước uống quá thấp - tiêu hao năng lượng có thể ảnh hưởng đến sức khoẻ, đặc biệt đ/v thú mang thai & thú non - nhiệt độ thích hợp: phụ thuộc tập quán, thích nghi 2. Màu sắc - do các chất trong nước tạo nên: các hoá chất vô /hữu cơ, vsv, phiêu sinh vật, tảo,rong, rêu màu thật: do các chất hoà tan, màu còn lại sau khi loại bỏ độ đục màu giả: do các chất, các vật thể lơ lửng - màu sắc của nước được đánh giá theo phương pháp so màu (nước uống, TCVN 2653-78; nước sinh hoạt, TCVN 6185:1996) * 3. Độ đục - do các chất vô cơ, hữõu cơ lơ lửng, phù sa, đất sét, phiêu sinh vật, vsv - nước đục phải được xử lý: có thể chứa các chất ô nhiễm, các chất hữu cơ làm nguồn dinh dưỡng cho vsv, cản trở việc sát trùng nước (bao quanh vsv) - xử lý bằng bể cát lọc chậm hay keo tụ - xác định bằng máy đo độ đục, thang màu kao lin hay trepen (nước uống, TCVN 2653-78) Tính chất vật lý & cảm quan của nước * 4. Mùi - do các sản phẩm của quá trình phân giải/ lên men các chất hữu cơ từ phân, xác, hay sản phẩm động thực vật; các chất thải công nghiệp; nước chảy qua các mỏ quặng FeS - gây cảm giác khó chịu, làm giảm sự uống nước - xác định bằng pp cảm quan, ở 20 oC &ø 60 oC (TCVN 2653-78) 5. Vị - do các chất hoà tan trong nước tạo thành - gây cảm giác khó chịu, làm giảm sự uống nước - xác định bằng phương pháp cảm quan, ở 20 oC (mặn, chua, ngọt, đắng & vị lạ, TCVN 2653-78) Tính chất vật lý & cảm quan của nước * pH: nồng độ ion H+ trong nước pH của nước thiên nhiên dao động ở khoảng 5,5 – 9,5 pH của nước thiên nhiên bị ảnh hưởng lớn bởi nồng độ CO2, sinh ra từ sự phân giải các chất hữu cơ, chất mùn, từ quá trình quang hợp các muối sắt, nhôm hay các sulfide kim loại làm giảm pH của nước pH của nước sử dụng trong chăn nuôi nên có pH ở khoảng 5 - 8 Tính chất hóa học của nước * Các phản ứng làm giảm pH của nước do sự hiện diện 1 số muối: muối FeS: FeS + 2 O2 FeSO4 12 FeSO4 + 3 O2 + 6 H2O 4 Fe2(SO4)3 + 4 Fe(OH)3 Fe2(SO4)3 + 3 H2O Fe2O3 + 3 H2SO4 muối nhôm: AlCl3 + 3 H2O Al(OH)3 + 3 HCl Al2(SO4)3 + 3 H2O 2 Al(OH)3 + 3 H2SO4 Khoáng (Total Dissolved Solids) Khoáng (salts): carbonate, bicarbonates, sulfates, nitrates, chlorides, phosphates, & fluorides. Thông thường, hàm lượng các khoáng cao trong nước không có hại đến sức khoẻ. Sulfate: >1000 ppm có thể gây tiêu chảy Giảm hấp thu đồng (reduce copper availability in the diet) NaCl: thay đổi cân bằng diện giải & tăng áp suất trong tế bào -> gây 1 trạng thái mất nước (dehydration) -> tăng áp lực ở thận * Khoáng (Total Dissolved Solids) Hàm lượng khoáng cao: Thường không gây độc cho cơ thể Nhưng, ảnh hưởng đến việc uống nước: Gia súc có thể không uống nước có khoáng cao trong vài ngày Sau đó, chúng uống rất nhiều nước -> shock -> chết Khả năng chịu hàm lượng muối cao tuỳ thuộc: Nhu cầu về nước Loài, tuổi, trạng thái cơ thể Mùa trong năm Lượng muối/khoáng trong khẩu phần Động vật có khả năng thích nghi dần với nước có khoáng/muối cao -> cần tránh sự thay đổi đột ngột (thấp -> cao: có thể gây hại cho sức khoẻ). -> có thể chuyển/ thay đổi từ từ * * Recommendations for livestock water use based on Total Dissolved Solids (TDS) County Commissions, North Dakota State University and U.S. Department of Agriculture cooperating * Sắt & Man-gan thường có trong nước ngầm Không phải là những chất độc hại; tuy nhiên, gây khó chịu: Bị ô-xy không khí ô-xy hoá - > kết tủa -> đóng cục, gây nghẽn ống dẫn nước, hệ thống thu sữa Sắt là nguồn năng lựợng cho vi khuẩn sắt -> vi khuẩn phát triển - > gây tắt nghẽn ống - Tạo mùi, vị khó chịu trong nước Fe nhuận trường tạm thời, > 700 ppm -> gây nhuận trường mãn tính. Trên heo con cai sữa: 3000 ppm có thể gây tiêu chảy hay phân mềm. Khơng dùng nước cĩ sulfate cao cho: Động vật mới nhập về & Động vật cai sữa Bê: 800 mg/L: tương tác với Cu, Zn, Fe, Mn, molybdenum -> ảnh hưởng đến hấp thu -> gây thiếu các vi khoáng -> ảnh hưởng đến tăng trưởng, gây vô sinh, giảm đáp ứng miễn dịch > 1000 mg/L, có thể gây thiếu Vit B1 Có thể gây polioencephelomalacia (PEM) (Nhũn nảo) ở bò Sulfate (SO42-) - Agriculture and Agri-Food Canada, modified 2010 - County Commissions, North Dakota State University and U.S. Department of Agriculture cooperating downloaded 08/2011 * Nước tự nhiên & nước thải: P hiện diện ở 1 dạng duy nhất là phosphates orthophosphate, các hợp chất đa phân tử phosphates như mega-, pyro-, các dạng polyphosphates các phosphate gắn trong các chất hữu cơ Nguồn gốc: từ sự phân giải xác/ chất thải động thực vật, từ phân bón nông nghiệp Phosphate là nguồn dinh dưỡng cho các sinh vật quang hợp (growth-limiting nutrient), gây hiện tượng phú dưỡng Là 1 chỉ tiêu quan trọng cầm kiểm soát trong xử lý nước thải Phosphorus * Trong nước & nước thải, các hợp chất của ni tơ được chú ý nhiều nhất là: nitrate nitrite ammonia nitrogen hữu cơ (theo thứ tự tính ô xy hoá giảm dần) Cùng với N2, cáchợp chất này có thể chuyển hoá lẫn nhau trong chu trình ni-tơ trong tự nhiên Ni tơ hữu cơ: protein, peptides, nucleic acid, urea, các chất hữu cơ tổng hợp Tổng số ni tơ hữu cơ & ammonia được gọi chung là “kjeldahl nitrogen” Tổng số ni tơ ở dạng khử gồm có nitrite & nitrate Nitrogen * * - Nước bề mặt: hàm lượng thấp; Nước ngầm: hàm lượng khá cao bị nhiễm từ phân bón, phân động vật &ø người, &ø chất thải công nghiệp Nitrate hoà tan nhanh &ø di chuyển theo nước ngầm lọc qua đất -- nước giếng có thể chứa hàm lượng NO3- cao - Giếng cạn có thể có nồng độ NO3- cao hơn giếng sâu (dễ ô nhiễm hơn) - Giếng sâu không được xây dựng &ø bảo vệ tốt - có thể bị ô nhiễm do mạch ngang hay nước bề mặt - Trong nước thải tươi, hàm lượng nitrate khá thấp - Trong nước thải lâu ngày hay đã qua xử lý, hàm lượng khá cao do quá trình phân huỷ sinh học các hợp chất chứa ni-tơ - là nguồn dinh dưỡng chính cho các sinh vật quang hợp (growth-limiting nutrient) -> gây hiện tượng phú dưỡng Nitrate (NO3-) * Algal bloom Red algal bloom at Leigh, near Cape Rodney * Algal bloom * Diệt tảo: CuSO4, nồng độ 0.2 to 0.4 ppm * - Sản phẩm trung gian của các quá trình chuyển hoá các hợp chất chứa ni tơ, của quá trình ô xy hoá ammonia, hay của quá trình khử nitrite - Các quá trình này xảy ra trong nước tự nhiên, trong hệ thống cung cấp nước & nước thải Gây methaemoglobinemia - Trong máu: nitrite kết hợp với hemoglobin - khử Fe2+ thành Fe3+ - ngăn cản sự vận chuyển ô xy - Triệu chứng: ngạt thở, thở hổn hển, mõm tái xanh, long trắng mắt có màu hơi xanh, run rẩy, vận động thiếu phối hợp, không đứng được, chết. Nitrous acid, dạng acid của nitrite trong môi trường acid kết hợp các amines bậc 2 (RR’-NH) tạo thành các nitrosamines (RR’-N-NO), là các chất gây ung thư (carcinigens) Nitrite (NO2-) * - Bản thân nitrate không phải là chất rất độc, nhưng nitrite là chất rất độc. - Trong dạ cỏ thú nhai lại, vi sinh vật dạ cỏ: chuyển nitrate thành nitrite - nhanh chuyển nitrite thành gốc amin - chậm Do đó, nếu thức ăn, nước uống cĩ hàm lượng NO3- cao trong dạ cỏ, nitrite có thể tích luỹ &ø được hấp thu vào máu – ngộ độc - Heo và vật nuôi dạ đơn, quá trình lên men các chất xơ kh6ng mạnh nên NO3- đi qua đường tiêu hoá hầu như không thay đổi, được hấp thu & thải qua thận 1 lượng nhỏ nitrate chuyển thành nitrite ở ruột, nhưng không đáng kể. - Ngựa là thú dạ đơn, nhưng có manh tràng lớn hoạt động giống như dạ cỏ trên thú nhai lại, do đó ngựa cũng dễ bị ngộ độc nitrate. Nitrate & nitrite * Nitrate & methaemoglobin ở trẻ con và thú non acid dạ dày thấp hệ vi sinh vật đường ruột có nhiều vi khuẩn khử nitrate haemoglobin trẻ sơ sinh hay thú sơ sinh dễ bị ô-xy hóa hệ thống methemoglobin reductase chưa trưởng thành * Giới hạn: - Gia súc gia cầm có thể chịu đựng nitrate là 300 ppm nitrite là 100 ppm Tuy nhiên, trong nước uống cho vật nuôi: - nitrate không nên quá 100 ppm - nitrite không quá 10 ppm - Người, nước sinh hoạt: - không chứa quá 10 mg NO3-N/L (hay 40 mg NO3/L) (TCVN) - không được có nitrite; TCVN: ≤ 1 mg NO2-N/L Xử lý: Dùng phương pháp trau đổi ion, hay chưng cất. Tuy nhiên những phương pháp này rất tốn kém. Tốt nhất là loại bỏ nguồn nước bị ô nhiễm, và đào giếng hợp vệ sinh. Nitrate & nitrite * Safe levels of potentially toxic nutrients & contaminants in water for livestocks North Dakota State University ;Adapted from Shirley et al. (1974) * Dissolved oxygen - DO - Thay đổi theo nhiệt độ & áp suất nước - Tuỳ thuộc vào các hoạt tính lý, hoá & sinh hoá của nguồn nước - Là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá ô nhiễm nguồn nước & kiểm soát quá trình xử lý nước thải - Nước tinh khiết, ở 1 atm, 35 oC, DO = 14,6 mg O/L - Nước ngầm, nước thải, nước ô nhiễm có DO thấp - Nước có nhiều sinh vật quang hợp, có DO cao Ô xy hòa tan (DO) * Chemical oxygen demand - COD Lượng chất ô xy hoá (được biểu diễn dưới dạng ô-xy) cần để phản ứng với các chất hữu cơ trong nước COD dùng để đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ trong nước & nước thải Phản ứng ô xy hoá xảy ra cho cả chất vô cơ & hữu cơ KMnO4 K2Cr2O7 Nhu cầu ô xy hóa học (COD) * The basis for the COD test is that nearly all organic compounds can be fully oxidized to carbon dioxide with a strong oxidizing agent under acidic conditions. The amount of oxygen required to oxidize an organic compound to carbon dioxide, ammonia, and water is given by: CnHaObNc + xO2 = nCO2 + yH2O + cNH3 This expression does not include the oxygen demand caused by the oxidation of ammonia into nitrate. The process of ammonia being converted into nitrate is referred to as nitrification. The following is the correct equation for the oxidation of ammonia into nitrate. NH3 + 2O2 = NO3- + H3O+ (Wikipedia) Nhu cầu ô xy hóa học (COD) * Biological oxygen demand = Biochemical oxygen demand = BOD Lượng ô xy vi sinh vật sử dụng để ơ xy hĩa các chất trong nước trong 1 khoảng thời gian xác định các chất hữu cơ, các chất vô cơ như sắt &ø lưu huỳnh, có thể các dạng khử của các hợp chất ni tơ (nếu chất ức chế không được thêm vào) , BOD được dùng rộng rãi trong đánh giá mức độ ô nhiễm nước & nước thải; cũng như đánh giá hiệu quả các công trình xử lý nước thải Nhu cầu ô xy sinh hóa (BOD) * BOD5 Ủ 5 ngày, trong tối, ở 20 oC, pH 6.5-7.5 BOD can be calculated by: Undiluted: Initial DO - Final DO = BOD Diluted: ((Initial DO - Final DO)- BOD of Seed) x Dilution Factor (Wikipedia) * Both the BOD & COD tests are a measure of the relative oxygen-depletion effect of a waste contaminant. Both have been widely adopted as a measure of pollution effect. - The BOD test measures the oxygen demand of biodegradable pollutants. - Whereas the COD test measures the oxygen demand of biogradable pollutants plus the oxygen demand of non-biodegradable oxidizable pollutants. (Wikipedia) COD & BOD * - Nhiễm vào nước từ các nguồn nước chảy qua vùng dùng thuốc, nước mưa, nước thải, hoặc từ sự rò rỉ các dụng cụ tồn trữ. - Vật nuôi uống nước nhiễm thuốc diệt côn trùng: - nhanh chóng bị phá huỷ &ø loại khỏi cơ thể, - không để lại hậu quả rõ ràng nào - nhưng: có thể bài tiết các chất này vào sữa và thịt - Cá nhạy cảm với thuốc diệt côn trùng hơn gia súc và gia cầm. - Việc kiểm tra các chất này trong nước thường khó khăn &ø tốn kém. Do đó, phòng ngừa sự ô nhiễm là cách giải quyết tốt nhất. Các giếng nước hay hồ chứa cần được bảo vệ tốt tránh ô nhiễm nước chảy tràn. Thuốc diệt côn trùng * TCVN 5944:1995 – Chất lượng nước ngầm * TCVN 5944:1995 – Chất lượng nước ngầm * Vi sinh vật nước - Hệ vi sinh vật nước rất đa dạng, tuỳ theo nguồn nước - Các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần hệ vsv nước: hàm lượng muối pH, độ đục, nhiệt độ hàm lượng chất hữu cơ các nguồn nhiễm khuẩn - Vi sinh vật nhiễm vào nước: từ các nguồn đất chảy qua, từ chất thải, từ không khí có thể phát tiển tốt sau khi vào nước có thể chỉ tồn tại trong thời gian ngắn, ví dụ vk gây bệnh * Vi sinh vật nước Thành phần vi sinh vật nước Ña soá laø caùc vi khuẩn dò döôõng C, caàn chaát dinh döôõng höõu cô phaàn lôùn laø vi khuẩn hoaïi sinh phaân huyû xaùc ñoäng thöïc vaät vi khuẩn quang töï döôõng (laáy E töø aùnh saùng) vi khuẩn hoaù töï döôõng (laáy E töø chaát voâ cô: vk nitrate hoaù, vk löu huyønh, vi khuaån Fe) - Vi khuẩn gây bệnh cơ hội & vi khuẩn gây bệnh Trong nöôùc coøn coù caùc loaïi naám (chuû yeáu laø naám men), hoaïi sinh hay kyù sinh treân caùc ñoäng thöïc vaät nöôùc Virus Ký sinh trùng & trứng hay ấu trùng * Sống tự do hay bám vào các chất rắn (hạt phù sa, lớp nhầy của tảo) Vi sinh vật tự nhiên trong nước có khả năng: - sử dụng chất dinh dưỡng những nồng độ rất thấp - phát triển được mơi trường cĩ nhiệt độ thấp - chịu được hay sử dụng năng lượng ánh mặt trời -- cạnh tranh với vi sinh vật nhiễm vào nước (vd, từ chất thải) Đa số vsv nhiễm vào nước chỉ tồn tại thời gian ngắn trong nước 1 số có thể sống lâu, tuỳ nguồn nước & các điều kiện khác Các vi sinh vật nhiễm vào nước có thể sống bám trên biofilm trên thành ống nước hay các bề mặt, hay tồn tại trong các động vật nước - ngộ độc thực phẩm hải sản Sự tồn tại của vi sinh vật trong nước * Vi khuẩn trong nước Khoảng 80 giống vi khuẩn không gây bệnh cư trú tự nhiên trong nước 1 số vk cơ hội có thể gây bệnh, cư trú tự nhiên trong nước: Pseudomonas, Serratia, Acinetobacter, Chromobacter, Achromobacter, Aeromonas, v..v.. 1 số vk cơ hội cư trú trong đất, xác thực vật bị nước cuốn theo: Bacillus, Enterobacter, Klebsiella, Actinomyces, Streptomyces, v..v.. vk cơ hội hay gây bệnh được thải từ con người & động vật: từ nước/chất thải sinh hoạt, bệnh viện, trại chăn nuôi, nhà máy chế biến sản phẩm động vật * - 1 số vk gây bệnh trong nước đáng chú ý là: Salmonella, Shigella, E. coli, Campylobacter jejuni, Vibrio cholerae, Leptospira, Legionella, Yersinia enterocolitica, Aeromonas, Mycobacterium * Virus không phải là cư dân của hệ vsv đường ruột - Được bài tiết từ người & động vật mang bệnh Số lượng bài tiết thường ít hơn số lượng coliforms vài log - Số lượng virus không tăng bên môi ngoài, mà giảm đi nhanh chóng Khả năng truyền bệnh virus trong nước (water-borne virus deseases) tuỳ thuộc vào số lượng tối thiểu virus cĩ thể gây bệnh - Đối với nhiều bệnh chỉ 1 số lượng nhỏ virus cũng có thể gây bệnh vd, tỷ lệ người mắc bệnh do uống nước cĩ poliovirus là 1%, trong khi đối với viêm gan siêu vi A là 97% Virus trong nước * *Các nấm gây bệnh: Candida albicans, Trichophyton * Ký sinh trùng, trứng & ấu trùng * Protozoa: Giardia & Cryptosporidium, gây bệnh cho cả người và động vật * Vi sinh vật chỉ danh ô nhiễm nước VSV chỉ danh ô nhiễm nước là những vsv: - cư trú trong ruột động vật máu nóng & người - trong điều kiện bình thường không gây bệnh - dễ phát hiện - phải hiện diện & có số lượng cao hơn số lượng vsv gây bệnh nếu có Các vsv chỉ danh ô nhiễm nước thơng thường: Nhóm coliforms (tổng số coliforms, fecal coliforms & Escherichia coli) Fecal streptococci / enterococci Clostridium perfringens Aeromonas Pseudomonas * Không 1 chỉ tiêu vsv chỉ danh nào có thể bảo đảm chất lượng nguồn nước - Các vsv gây bệnh Aeromonas, Pseudomona, Plesiomonas, Yersenia, Vibrio, Legionella & Mycobacterium không liên quan với các chỉ số coliforms - Các chỉ tiêu vsv chỉ danh không liên quan tới virus & ký sinh trùng trong các nguồn nước nước ngầm, nước vùng cửa sông hay nước biển Sự chọn lựa chỉ tiêu vsv chỉ danh kiểm tra tuỳ thuộc vào mối liên quan giữa chỉ tiêu này với vsv gây bệnh nghi ngờ. Tuy nhiên các chỉ tiêu vi khuẩn chỉ danh trong phân & E. coli rất hữu dụng vì hiếm khi phân lập được vk gây bệnh trong nguồn nước không bị nhiễm phân * Một số chỉ tiêu khác cũng được kết hợp để đánh giá khả năng & mức độ ô nhiễm vsv gây bệnh, như: Tổng số vk dị dưỡng (heterotrophic plate count): (Tổng số vk hiếu khí) Các chỉ tiêu vật lý hoá học: nhiệt độ, độ đục, pH, ô xy hoà tan, BOD & COD, ammonia, độ mặn * Water contaminants - Microorganisms * Coliforms Gồm 1 vài giống trực khuẩn đường ruột (thuộc họ Enterobacteriaceae) - Gram âm, yếm khí tuỳ nghi, không bào tử, - Lên men đường lactose sinh acid & sinh khí ở 35-37 oC trong 24-48 giờ. - Coliforms gồm các giống: Citrobacter - Enterobacter Escherichia - Hafnia Klebsiella - Serratia Yersinia Environmental Agency; UK, 2002 * Coliforms Fecal coliforms (CF): - cư trú trong ruột người & động vật máu nóng, - phát triển tốt & lên men lactose sinh acid & sinh khí ở 45.5 oC Non-fecal coliforms: - hoại sinh trong đất & nước, - ưa lạnh, không phát triển & khơng lên men lactose sinh acid & sinh khí ở 45.5 oC * Xác định tổng số coliforms - Màng lọc (filter membrane): pore size 0.45 um * * * * * * * Tổng số coliforms Pha loãng (10, 100, 1000, ...) với NaCl 0.085 % hay PBS pH 7.2 Nước sạch: không pha loãng Lauryl tryptose broth (hay lactose broth) ủ, 35-37 oC, 24 – 48 giờ - dương tính: môi trường đục & có khí (trong ống sinh hơi) BGBB (brilliant green bile lactose broth) ủ, 35-37 oC, 24 – 48 giờ - dương tính: môi trường đục & có khí (trong ống sinh hơi) Pha loãng tới hạn (MPN) * Tổng số fecal coliforms EC (Enrichment coli broth) ủ, 44,5 oC, 24 – 48 giờ - dương tính: môi trường đục & có khí (trong ống sinh hơi) Tổng số E. coli EMB (eosin methylene blue) ủ, 35-37 oC, 24 giờ - dương tính: khuẩn lạc tím đen có (hay không có) ánh kim Thử IMViC - dương tính: Indol ±; MR +; VP -; SC - * MPN – Most probable numbers * * Fecal streptococci/ enterococci Gồm 1 số loài Streptococcus, thuộc nhóm D phân loại Landcefield’s: S. feacalis S. faecalis subsp. liquefaciens, S. faecalis subsp. Zymogenes S. faecium S. avium S. bovis S. equinus S. gallinarum; S. avium đôi khi cho phản ứng dương tính với kháng huyết thanh nhóm Q Cư trú trong ruột người & động vật máu nóng 1 loài nào đó thường chiếm ưu thế trong một loài vật chủ nhất định (Tuy nhiên, chúng không phải chỉ hiện diện trong 1 loài vật chủ duy nhất) * Fecal enterococci - Thuộc nhóm FS, gồm S. faecalis, S. faecium, S. gallinarum, & S. avium - Phân biệt với những streptococci khác: phát triển ở 6.5% NaCl, pH 9.6, ở 10 oC & 45 oC - Là nhóm chỉ danh quan trọng nhất cho việc đánh giá mức độ ô nhiễm các nguồn nước hồ bơi, bãi tắm hay các khu giải trí nước