Аэробная и факультативно анаэробная бактериальная флора

Аэробные и анаэробные нагрузки – что это такое? В чем их различия? На этот вопрос сможет ответить не каждый, особенно, если далек от спорта. Также можно запутаться в этих терминах. Постараемся разобраться.

Как «работают» аэробные и анаэробные бактерии в септиках?

Главной функцией бактерий в септиках является природная очистка бытовых стоков, в частности, именно они отвечают за разложение твердых отходов органического происхождения на простые компоненты. В зависимости от типа септика в нем используются аэробные или анаэробные бактерии.

Сам термин «аэробы» с греческого переводится как «воздух» и «жизнь». К аэробным бактериям для септика относят группу микроорганизмов, которым для осуществления процессов жизнедеятельности необходим кислород. Для этого в септике устанавливается специальный компрессор, который подает воздух. Этот вид бактерий отвечает за очищение вод и разложение органических взвесей. При этом процессе пузырьки воздуха смешиваются со сточными водами. А для того чтобы аэробные бактерии не смыло потоком воды, их закрепляют на специальных щитах, которые выполнены из ткани с небольшими ворсинками.

Аэробные бактерии позволяют добиться высокой степени биохимического разложения в бытовых стоках и при этом образуют небольшое количество твердого осадка (активного ила), которое можно удалить собственными силами (без вызова ассенизационной машины).

Интересно, что видов аэробных бактерий насчитывается большое количество, причем многие из них еще даже не описаны учеными. В процессе деятельности бактерии производят углекислый газ и выделяют тепло, но не выделяют неприятный запах.

Комбинация аэробных и анаэробных бактерий поможет очистить сточные воды до 98%

Анаэробные бактерии не нуждаются в поступлении кислорода. Поэтому в камере анаэробного септика происходит брожение (говоря проще, гниение) органических веществ. При этом процессе часть отходов опускается на дно, где они разлагаются и перегнивают, а в это время «работа» бактерий направлена на осветление и очистку сточных вод.

В результате анаэробного процесса в септике образуется больше твердого осадка, поэтому нужно будет периодически пользоваться услугами ассенизаторов. Сам же осадок запрещено использовать в виде удобрения, поскольку в нем находятся возбудители различных заболеваний.

После анаэробной очистки сточные воды, перед тем как они поступят в дренаж или грунт, должны пройти процедуру доочистки.

Анаэробных видов микроорганизмов несколько меньше, чем их «коллег». Они также в процессе жизнедеятельности выделяют тепло, правда в значительно меньшем объеме. А также при разложении биомассы они выделяют метан (из-за чего может возникнуть неприятный запах).

Объединяет оба вида бактерий то, что микроорганизмы, из которых они состоят, – это действительно живые существа (хоть и не заметные для глаза человека). И поэтому им необходимо обеспечивать условия для жизни. И хотя аэробные и анаэробные бактерии неприхотливы, их может погубить ряд химических веществ, которые повсеместно используются в различных чистящих бытовых средствах. Для бактерий опасен хлор, формальдегид и некоторые другие агрессивные вещества, поэтому при очистке сантехники придется отказаться от использования этих средств.

Аэробное и анаэробное дыхание

Цель дыхательной системы заключается в том, чтобы вырабатывать специальные молекулы, называемые накопителями энергии. При выполнении физических нагрузок им отводится важная роль.

Существует два вида дыхания, которые могут применяться при спортивных тренировках – аэробное и анаэробное.

При аэробных упражнениях используется кислород в качестве важного элемента, позволяющего интенсивно растрачивать энергию. Этот газ необходим для процесса окисления углеводов и липидов. Легкие активно участвуют в дыхании, что позволяет насытить организм большим количеством кислорода. Методика аэробного дыхания широко применяется для уменьшения массы тела, укрепления легких.

В методике анаэробного дыхания подключается совсем иная система, для работы которой не нужен кислород извне. Роль окислителя возлагается на кислород неорганических веществ (нитраты, сульфаты и пр.). Такой вид дыхания еще можно назвать клеточным. Для его организации потребуется больше времени, так как клеточное дыхание – более медленный процесс.

Чтобы активизировать анаэробное дыхание, силовые тренировки выполняются быстро и кратковременными подходами.

Кардионагрузка

Кардионагрузка – это физическая активность, которая приводит к учащению пульса и увеличению показателя частоты сердечных сокращений. Основная польза такой нагрузки в том, что она способствует укреплению сердечной мышцы и стабилизации ее работы.

Как работает кардионагрузка и в чем заключается ее благотворный эффект?

Все легко объяснимо с физиологической точки зрения. От состояния работы сердца зависит общее самочувствие человека. Если есть какие-то проблемы в работе этого органа, то это непременно скажется на ухудшении здоровья.

При кардионагрузке, сопровождаемой учащением пульса, происходит оздоровление всего организма. Однако, нельзя нагружать сердце слишком интенсивно. Основной ориентир в таких тренировках – это индивидуальное состояние здоровья. Каждому требуется разная программа. В противном случае, если организм получит слишком высокую для себя нагрузку, это может окончиться серьезными последствиями.

Выбирая уровень кардионагрузки, стоит в первую очередь обратить внимание на тренированность, так как пульс в процессе выполнения упражнения может учащаться как незначительно, так и экстремально. Человек, который регулярно занимается спортом, хорошо переносит постепенное увеличение нагрузки. А вот пожилым людям и тем, у кого слабое здоровье, лучше отдавать предпочтение легким упражнениям.

Читайте также:  Как не подхватить чесотку и как её лечить

Есть разные вида кардионагрузок и во многом они пересекаются с аэробными, то есть, все теми же аэробными нагрузками:

  • Ходьба. Этот вид кардионагрузки – отличная тренировка для новичков в спорте, так как лучше начинать именно с неинтенсивной ходьбы. Постепенно можно наращивать темп, делая его очень ускоренным. Быстрой ходьбой можно считать ходьбу со скоростью более 110 шагов в минуту. Тому, кто спортивно не подготовлен, будет очень тяжело и опасно сразу начинать с такого темпа. Если же некоторый опыт есть, можно пробовать чередовать 5 минут ходьбы в легком темпе с 5 минутами ускоренной ходьбы. Постепенно, с каждой тренировкой увеличивая темп, нужно дойти до быстрой ходьбы. Она должна быть такой, словно человек куда-то сильно опаздывает.
  • Бег – еще один очень популярный вид кардионагрузки. Из-за того, что во время бега нагружается большинство мышц, для таких тренировок может быть ряд ограничений. Например, если имеются болезни суставов или позвоночника, серьезные проблемы с сердцем, то лучше проконсультироваться с врачом. Возможно, доктор даст рекомендации, которые помогут не отказываться полностью от занятий бегом.
  • Танцы. Да, их также можно смело отнести к кардионагрузкам. Эффект от них достигается такой же, как и после обычной тренировки в спортивном зале. Во время танцев происходит интенсивное учащение пульса, что полезно для сердца, мышц и всего организма. Помимо того, что тело становится стройным и подтянутым, человек, занимающийся танцами, приобретает пластичность, грациозность, изящество.
  • Велопрогулки. Они помогают укрепить сердце, разные группы мышц (в особенности, ног), похудеть. Отличная альтернатива таким нагрузкам – тренировки на велотренажере в спортивном зале или дома.

Кардионагрузки являются прекрасным способом улучшить состояние здоровья, стать значительно стройнее и подтянутее. Однако, для того, чтобы был должный эффект, необходимо заниматься регулярно, 4-5 раз в неделю.

Кардионагрузки на велотренажере

Классификация анаэробов [ править | править код ]

Согласно устоявшейся в микробиологии классификации, различают:

  • Факультативные анаэробы
  • Капнеистические анаэробы и микроаэрофилы
  • Аэротолерантные анаэробы
  • Умеренно-строгие анаэробы
  • Облигатные анаэробы

Если организм способен переключаться с одного метаболического пути на другой (например, с анаэробного дыхания на аэробное и обратно), то его условно относят к факультативным анаэробам [3] .

До 1991 года в микробиологии выделяли класс капнеистических анаэробов, требовавших пониженной концентрации кислорода и повышенной концентрации углекислоты (Бруцеллы бычьего типа — B. abortus) [2] .

Умеренно-строгий анаэробный организм выживает в среде с молекулярным O2, однако не размножается. Микроаэрофилы способны выживать и размножаться в среде с низким парциальным давлением O2.

Если организм не способен «переключиться» с анаэробного типа дыхания на аэробный, но не гибнет в присутствии молекулярного кислорода, то он относится к группе аэротолерантных анаэробов. Например, молочнокислые и многие маслянокислые бактерии.

Облигатные анаэробы в присутствии молекулярного кислорода O2 гибнут — например, представители рода бактерий и архей: Bacteroides, Fusobacterium, Butyrivibrio, Methanobacterium). Такие анаэробы постоянно живут в лишённой кислорода среде. К облигатным анаэробам относятся некоторые бактерии, дрожжи, жгутиковые и инфузории.

Особенности анаэробов для септика

В анаэробных септиках используются микроорганизмы, которые способны производить переработку стоков без доступа кислорода. Как правило, в отсеке, где находятся анаэробы, значительно ускоряются процессы гниения сточных вод. В результате этого процесса твёрдые соединения выпадают на дно в виде осадка. При этом жидкая составляющая стоков качественно очищается от различных органических включений.

Во время жизнедеятельности этих бактерий образуется большое количество твёрдых соединений. Все они оседают на дне локального очистного сооружения, поэтому оно нуждается в регулярной очистке. Если очистку производить не своевременно, то эффективная и слаженная работа очистной установки может быть полностью нарушена и выведена из строя.

Рекомендуем к прочтению:Классификация очистных сооружений для сточных вод

Внимание: осадок, добытый после очистки септика, не стоит использовать в качестве удобрения, поскольку в нём содержатся вредные микроорганизмы, способные нанести вред окружающей среде.

Поскольку анаэробные представители бактерий в процесс своей жизнедеятельности вырабатывают метан, очистные сооружения, которые работают с использованием этих организмов, должны укомплектовываться эффективной системой вентиляции. В противном случае неприятный запах способен испортить окружающий воздух.

Важно: эффективность очистки стоков с использованием анаэробов составляет только 60-70 %.

Разница между Аэробными и Анаэробными микроорганизмами

Ключевым различием между Аэробными и Анаэробными микроорганизмами является потребность в кислороде для выживания Аэробных микроорганизмов, в то время как для Анаэробных микроорганизмов он не требуется. То есть Аэробные микроорганизмы используют кислород в процессе энергетического обмена, в то время как Анаэробные микроорганизмы в нём не нуждаются.

Классификации микроорганизмов на Аэробные и Анаэробные производится на основании реакции на кислород. Из-за разницы в этой реакции Аэробные и Анаэробные микроорганизмы обладают различными характеристиками для выполнения своих функций во время клеточного дыхания. Таким образом, Аэробные микроорганизмы осуществляют аэробное дыхание, а анаэробные осуществляют анаэробное дыхание.

  1. Обзор и основные отличия
  2. Что такое Аэробные микроорганизмы
  3. Что такое Анаэробные микроорганизмы
  4. Сходство между Аэробными и Анаэробными микроорганизмами
  5. В чем разница между Аэробными и Анаэробными микроорганизмами
  6. Заключение

Что такое Аэробные микроорганизмы?

Аэробные микроорганизмы — это группа микроорганизмов, которые нуждаются в кислороде для своего основного выживания, роста и процесса размножения. Они окисляют моносахариды, такие как глюкоза в присутствии кислорода.

Читайте также:  Профилактика столбняка: полная информация

Аэробные микроорганизмы

Основными процессами, генерирующими энергию в аэробах, являются гликолиз, после которого следует цикл Кребса и цепь переноса электронов.

Поскольку уровень кислорода не токсичен для этих микроорганизмов, они хорошо растут в насыщенных кислородом средах. И таким образом, они являются облигатными аэробами.

Примерами аэробных микроорганизмов являются Бациллы и Нокардии.

Классификация

Облигатные аэробы и микроаэрофилы являются двумя видами аэробов. Основой данной классификации является уровень токсичности кислорода для этих микроорганизмов.

  • Облигатные аэробные микроорганизмы, их ещё называют аэрофилы — это микроорганизмы, которым требуется кислород для их клеточного дыхания. Кроме этого они используют кислород для окисления органических соединений, таких сахары и жиры, т.е. для получения энергии. Примером данного микроорганизма является Nocardia, Mycobacterium tuberculosis и Vibrio cholerae.
  • Микроаэрофильные микроорганизмы — выживают при низких концентрациях  кислорода (около 10%). Примером данного микроорганизма является бактерия Хеликобактер пилори.

Аэробные микроорганизмы это те виды бактерий, которые нуждаются в кислороде для своего основного выживания, роста и процесса размножения. Очень легко выделить эти бактерии путем культивирования массы бактериальных штаммов в некоторой жидкой среде. Поскольку они нуждаются в кислороде для выживания, они, как правило, выходят на поверхность в попытке получить максимум доступного кислорода.

Идентификация Аэробных и Анаэробных бактерий по концентрации кислорода

Что такое Анаэробные микроорганизмы?

Анаэробные микроорганизмы являются обязательными анаэробами. Они не используют кислород в процессе энергетического обмена (в качестве своего конечного акцептора электронов). Вместо этого они используют такие субстраты, как азот, метан, железо, марганец, кобальт или серу.

К этой категории относятся такие организмы, как «Клостридиум спорогенес». Анаэробы подвергаются ферментации для выработки энергии. Существует два основных типа анаэробных процессов брожения: брожение молочной кислоты и брожение этанола.

 Благодаря этим процессам анаэробы производят энергию (АТФ), которая необходима для их выживания.

Классификация

К анаэробным микроорганизмам относятся факультативные анаэробы, аэротолерантные анаэробы и облигатные анаэробы. Основой данной классификации, также и у аэробов, является уровень токсичности кислорода для этих микроорганизмов.

  • Аэротолерантные анаэробы — им не требуется кислород для выживания. Присутствие кислорода не вредит этим микроорганизмам. Примером данного микроорганизма является бактерии Лактобациллы.
  • Облигатные анаэробы — это микроорганизмы, которые живут и растут только при отсутствии кислорода в окружающей среде, так как он губителен для них. Примером данного микроорганизма является Клостридии (Clostridium butyricum) и Метаносарцины (Methanosarcina barkeri).
  • Факультативныеанаэробы — эти микробы могут выживать как в присутствии, так и в отсутствии кислорода. Примером данного микроорганизма является бактероид Кишечная палочка.

Примером анаэробных бактерий является Кишечная палочка

Анаэробные микроорганизмы не выживают в богатой кислородом окружающей среде, так как кислород токсичен для облигатных анаэробов. Напротив, избыток кислорода не вредит факультативным анаэробам.

Лечение анаэробной инфекции

При анаэробной инфекции комплексный подход к лечению предполагает проведение радикальной хирургической обработки гнойного очага, интенсивной дезинтоксикационной и антибактериальной терапии. Хирургический этап должен быть выполнен как можно раньше – от этого зависит жизнь больного.

Как правило, он заключается в широком рассечении очага поражения с удалением некротизированных тканей, декомпрессии окружающих тканей, открытом дренировании с промыванием полостей и ран растворами антисептиков. Особенности течения анаэробной инфекции нередко требуют проведения повторных некрэктомий, раскрытия гнойных карманов, обработки ран ультразвуком и лазером, озонотерапии и т. д. При обширной деструкции тканей может быть показана ампутация или экзартикуляция конечности.

Важнейшими составляющими лечения анаэробной инфекции являются интенсивная инфузионная терапия и антибиотикотерапия препаратами широкого спектра действия, высокотропными к анаэробам. В рамках комплексного лечения анаэробной инфекции находят свое применение гипербарическая оксигенация, УФОК, экстракорпоральная гемокоррекция (гемосорбция, плазмаферез и др.). При необходимости пациенту вводится антитоксическая противогангренозная сыворотка.

Разница между Аэробными и Анаэробными микроорганизмами

Ключевым различием между Аэробными и Анаэробными микроорганизмами является потребность в кислороде для выживания Аэробных микроорганизмов, в то время как для Анаэробных микроорганизмов он не требуется. То есть Аэробные микроорганизмы используют кислород в процессе энергетического обмена, в то время как Анаэробные микроорганизмы в нём не нуждаются.

Классификации микроорганизмов на Аэробные и Анаэробные производится на основании реакции на кислород. Из-за разницы в этой реакции Аэробные и Анаэробные микроорганизмы обладают различными характеристиками для выполнения своих функций во время клеточного дыхания. Таким образом, Аэробные микроорганизмы осуществляют аэробное дыхание, а анаэробные осуществляют анаэробное дыхание.

  1. Обзор и основные отличия
  2. Что такое Аэробные микроорганизмы
  3. Что такое Анаэробные микроорганизмы
  4. Сходство между Аэробными и Анаэробными микроорганизмами
  5. В чем разница между Аэробными и Анаэробными микроорганизмами
  6. Заключение

Что такое Аэробные микроорганизмы?

Аэробные микроорганизмы — это группа микроорганизмов, которые нуждаются в кислороде для своего основного выживания, роста и процесса размножения. Они окисляют моносахариды, такие как глюкоза в присутствии кислорода.

Аэробные микроорганизмы

Основными процессами, генерирующими энергию в аэробах, являются гликолиз, после которого следует цикл Кребса и цепь переноса электронов.

Поскольку уровень кислорода не токсичен для этих микроорганизмов, они хорошо растут в насыщенных кислородом средах. И таким образом, они являются облигатными аэробами.

Примерами аэробных микроорганизмов являются Бациллы и Нокардии.

Классификация

Облигатные аэробы и микроаэрофилы являются двумя видами аэробов. Основой данной классификации является уровень токсичности кислорода для этих микроорганизмов.

  • Облигатные аэробные микроорганизмы, их ещё называют аэрофилы — это микроорганизмы, которым требуется кислород для их клеточного дыхания. Кроме этого они используют кислород для окисления органических соединений, таких сахары и жиры, т.е. для получения энергии. Примером данного микроорганизма является Nocardia, Mycobacterium tuberculosis и Vibrio cholerae.
  • Микроаэрофильные микроорганизмы — выживают при низких концентрациях  кислорода (около 10%). Примером данного микроорганизма является бактерия Хеликобактер пилори.
Разница между Аэробными и Анаэробными микроорганизмами

Аэробные микроорганизмы это те виды бактерий, которые нуждаются в кислороде для своего основного выживания, роста и процесса размножения. Очень легко выделить эти бактерии путем культивирования массы бактериальных штаммов в некоторой жидкой среде. Поскольку они нуждаются в кислороде для выживания, они, как правило, выходят на поверхность в попытке получить максимум доступного кислорода.

Читайте также:  Использование подстилки для свиней с бактериями

Идентификация Аэробных и Анаэробных бактерий по концентрации кислорода

Что такое Анаэробные микроорганизмы?

Анаэробные микроорганизмы являются обязательными анаэробами. Они не используют кислород в процессе энергетического обмена (в качестве своего конечного акцептора электронов). Вместо этого они используют такие субстраты, как азот, метан, железо, марганец, кобальт или серу.

К этой категории относятся такие организмы, как «Клостридиум спорогенес». Анаэробы подвергаются ферментации для выработки энергии. Существует два основных типа анаэробных процессов брожения: брожение молочной кислоты и брожение этанола.

 Благодаря этим процессам анаэробы производят энергию (АТФ), которая необходима для их выживания.

Классификация

К анаэробным микроорганизмам относятся факультативные анаэробы, аэротолерантные анаэробы и облигатные анаэробы. Основой данной классификации, также и у аэробов, является уровень токсичности кислорода для этих микроорганизмов.

  • Аэротолерантные анаэробы — им не требуется кислород для выживания. Присутствие кислорода не вредит этим микроорганизмам. Примером данного микроорганизма является бактерии Лактобациллы.
  • Облигатные анаэробы — это микроорганизмы, которые живут и растут только при отсутствии кислорода в окружающей среде, так как он губителен для них. Примером данного микроорганизма является Клостридии (Clostridium butyricum) и Метаносарцины (Methanosarcina barkeri).
  • Факультативныеанаэробы — эти микробы могут выживать как в присутствии, так и в отсутствии кислорода. Примером данного микроорганизма является бактероид Кишечная палочка.

Примером анаэробных бактерий является Кишечная палочка

Анаэробные микроорганизмы не выживают в богатой кислородом окружающей среде, так как кислород токсичен для облигатных анаэробов. Напротив, избыток кислорода не вредит факультативным анаэробам.

Септик аэробного типа: принцип действия и схема устройства ↑

В задачу любой системы санитарной очистки стоков входит их переработка и дренирование в землю. Сначала стоки осветляются в отстойнике, в процессе чего крупные взвеси осаживаются. Затем очищенная вода дренируется или используется в хозяйственных нуждах, а осадок в виде ила выкачивается.

Септик с доочисткой стоков аэробами

Однако нередко в эту схему добавляются самые разнообразные элементы обеззараживания и фильтрации. Попадая в стандартную по конструкции локальную очистную систему (ЛОС), стоки канализации проходят три стадииутилизации:

  1. Первичная фильтрация, осветление вод с осаживанием тяжелых фракций на дно резервуара.
  2. Брожение с частичным разложением органики.
  3. Дренаж в грунт или откачка ассенизаторской техникой.

В выгребной яме все эти процессы происходят в одной емкости. Однако такой вариант приемлем только для небольших объемов сточных вод, иначе из-за переполнения отходами «выгреб» перестает выполнять свои функции.

Многочисленные виды типовых септиков подвергают отходы частичной переработке до 60–70% от объема. Помогают им в этом анаэробные, не требующие кислорода, бактерии. Они присутствуют в той же выгребной яме, обеспечивая в ней непрерывное брожение и гниение органических отходов. Однако они “медлительные”, для ускорения их работы в септик приходится постоянно добавлять биоактиватор.

Общая схема септика с бактериями-аэробами

Более продуктивны аэробы – микроорганизмы, которым для жизнедеятельности требуется постоянная кислородная подпитка. Поэтому, чтобы обеспечить их необходимым кислородом, аэробные септики снабжается аэраторами и воздушными компрессорами.

Схема ЛОС глубокой биологической очистки

Активный септик аэробного типа состоит из нескольких камер:

  1. Отстойник для осветления.
  2. Резервуар с аэратором (их может быть несколько).
  3. Сборный колодец с очищенной до технического качества водой.

Для работы такой очистной системы необходимы не только микроорганизмы, но и электричество. Если бактерии питаются отходами, то насосам и компрессорам нужен электроток.

В первичном отстойнике ЛОС всегда присутствуют анаэробные бактерии. Брожение сточных вод в нем проходит в две стадии: кислотную и щелочную. Первая происходит в самом начале после запуска, когда септик только получает первый объем нечистот. В ее ходе образуется большой объем газов с неприятными запахами, которые вытесняют из резервуара кислород.

Из-за кислородного голодания в емкости очистки начинается быстрое увеличение числа анаэробных микроорганизмов – это уже щелочное брожение. Ил на дне приобретает темный окрас и уже не издает зловонных запахов. Но именно в нем “живут” анаэробы.

Схема процесса очистки стоков

Далее осветленная в отстойнике вода попадает на доочистку в аэробную камеру септика. Здесь уже начинают действовать бактерии-аэробы. И чем больше они получают кислорода, тем лучше и быстрее производят разложение и окисление органики.

Доочистка стоков в аэробном септике осуществляется не природными микроорганизмами-аэробами, а специально выведенными и прикрепленными к фильтрам бактериями. Они очищают стоки на 99%, что позволяет использовать очищенную воду повторно для технических нужд.

Чтобы аэробы работали эффективно, вода в резервуаре продувается воздухом – аэрируется. Для этого используются компрессоры. Отстоявшиеся стоки при попадании в камеру доочистки перемешиваются с активным илом, который поднимется со дна благодаря воздействию сжатого воздуха.

Аэробные бактерии начинают перерабатывать органику и размножаться. В результате образуется дополнительный ил в небольшом количестве, оседающий на дне. Объем септика рассчитывается так, чтобы осадок из него приходилось выгружать не чаще 1 раза в год.