Vi sinh vật ngoài những nhóm tham gia vào các chu trình chuyển hóa vật chất có lợi cho môi trường sinh thái còn có những nhóm gây bệnh cho con người, động vật và thực vật. 

Những nhóm vi sinh vật gây bệnh đặc biệt là nhóm gây bệnh cho con người khi tồn tại quá nhiều trong môi trường sống sẽ là nguồn lây bệnh nguy hiểm. Môi trường có tồn tại nhiều vi sinh vật gây bệnh gọi là môi trường bị ô nhiễm vi sinh.

Con người sống trong môi trường ô nhiễm vi sinh sẽ có khả năng bị các bệnh truyền nhiễm như các bệnh đường hô hấp (lao, viêm phế quản…), các bệnh đường ruột (tả, lỵ, thương hàn)…

Nguyên nhân của sự ô nhiễm vi sinh phải kể đến 2 nguồn gây ô nhiễm quan trọng. Đó là chất thải của các bệnh viện và chất thải sinh hoạt.

1. Vấn đề chất thải bệnh viện

Bệnh viện là nơi tập trung các loại vi sinh vật gây bệnh do các bệnh nhân mang vào. Trong quá trình điều trị, những vi sinh vật gây bệnh này không chỉ nằm trong cơ thể bệnh nhân mà còn được nhân lên trong các phòng xét nghiệm vi trùng. Sau mỗi lần xét nghiệm vi trùng tuy có tiến hành khử trùng toàn bộ dụng cụ thí nghiệm song việc tồn tại các vi sinh vật gây bệnh trong chất thải bệnh viện là không thể tránh khỏi.

Những chất thải này được đưa ra môi trường và đó là một trong những nguồn ô nhiễm vi sinh cho môi trường xung quanh. Kết quả thí nghiệm về việc xác định thành phần vi sinh vật trong môi trường xung quanh các bệnh viện có xử lý chất thải và không xử lý chất thải có sự khác nhau rõ rệt.

Ở những bệnh viện chất thải được đưa thẳng ra môi trường không qua xử lý vi sinh vật gây bệnh chiếm một tỉ lệ cao. Tuy một số vi sinh vật gây bệnh cho cơ thể con người không thể tồn tại lâu trong môi trường ngoài cơ thể nhưng sự phát thải liên tục vào môi trường khiến cho môi trường xung quanh bệnh viện lúc nào cũng phát hiện thấy những nhóm vi sinh vật đó.

Bên cạnh đó có những nhóm vi khuẩn có bào tử như vi khuẩn lao có thể tồn tại rất lâu trong môi trường trước khi nhiễm vào cơ thể con người.

2. Vấn đề chất thải sinh hoạt và vệ sinh đô thị

Chất thải sinh hoạt bao gồm rác rưởi hàng ngày con người thải ra trong những hoạt động sống như thức ăn thừa, giấy vụn, bao bì đựng thức ăn…

Bên cạnh đó còn một nguồn chất thải sinh hoạt quan trọng nữa là phân và nước tiểu.

Khu hệ vi sinh vật đường ruột của con người vô cùng phong phú, trong đó có rất nhiều vi sinh vật gây bệnh. Toàn bộ những vi sinh vật đó được thải ra ngoài theo phân. Phân và nước tiểu trước khi đưa vào nguồn nước thải chung của thành phố chỉ được xử lý bằng phương pháp cơ học tức là lọc qua các bể lọc chứa sỏi và cát. Bởi vậy trong nguồn nước thải sinh hoạt chứa rất nhiều vi sinh vật gây bệnh. Đó chính là nguồn gây ô nhiễm vi sinh cho môi trường sống.

Bên cạnh đó rác sinh hoạt hàng ngày do con người thải ra như thức ăn thừa, giấy vụn, bao bì chứa thức ăn… Bản thân nó vừa là nguồn vi sinh vật gây bệnh, vừa là nguồn dinh dưỡng cho vi sinh vật từ không khí và các môi trường khác rơi vào sinh sống, phát triển, trong đó có những vi sinh vật gây bệnh.

Đặc biệt những đống rác tồn tại thường xuyên tại các điểm dân cư hoặc các chợ không được thu dọn hết là những ổ vi sinh nghiêm trọng. Các thí nghiệm nghiên cứu thành phần vi sinh vật trong những đống rác đã phát hiện thấy có rất nhiều các nhóm gây bệnh cho người và động vật.

3. Một số vi sinh vật gây bệnh chính

Vi sinh vật gây bệnh cho người phân bố rất rộng rãi trong thiên nhiên. Trong đất, trong nước, trong không khí đều phát hiện thấy những nhóm vi sinh vật gây bệnh, đặc biệt là những môi trường bị ô nhiễm vi sinh, những nơi rác rưởi tồn đọng, những khu vực xung quanh bệnh viện…

Hầu hết những vi sinh vật gây bệnh không tồn tại được lâu ở môi trường ngoài cơ thể vì chúng thuộc nhóm kí sinh.

Tuy nhiên các nguồn vi sinh vật gây bệnh thường xuyên phát tán ra môi trường xung quanh, nhất là những nơi vệ sinh môi trường không tốt và nguồn gây bệnh không được xử lý trước khi thải ra môi trường. Đặc biệt là những nhóm vi sinh vật có khả năng hình thành bào tử, chúng có thể sống tiềm sinh trong bào tử một thời gian rất lâu trước khi xâm nhập vào cơ thể.

Dưới đây giới thiệu một số nhóm vi sinh vật gây bệnh chính thường thấy xuất hiện trong những môi trường bị ô nhiễm vi sinh.

Nhóm vi khuẩn gây bệnh đường ruột hầu hết có dạng hình que nên còn gọi là trực khuẩn đường ruột, thuộc họ Enterobacteriaceae, có một số đặc điểm chung như sau:

– Không có khả năng hình thành bào tử.

– Nhuộm gram âm.

– Có khả năng khử nitrat thành nitrit.

– Sử dụng glucoza và một số đường khác theo cơ chế lên men.

– Thường sống ở ruột người và một số động vật, khi sống trong ruột chúng có thể ở trạng thái gây bệnh hoặc không gây bệnh.

Có nhiều giống khác nhau song quan trọng nhất là 3 giống: Escherichia, Salmonella và Shigella.

3.1. Trực khuẩn đại tràng Escherichia coli

Escherichia coli là một loại trực khuẩn sống thường xuyên trong ruột người và một số động vật được Eschrich phát hiện ra từ năm 1885. Chúng chiếm tới 80% vi khuẩn hiếu khí sống ở ruột. Bình thường chúng không gây bệnh, khi cơ thể suy yếu một số chủng có khả năng gây bệnh.

Ở trong ruột chúng sống đối kháng với một số vi khuẩn khác như Salmonella và Shigella (thương hàn và lỵ) nhờ có khả năng tạo ra một loại chất ức chế có tên là Colixin. Chúng còn có khả năng tổng hợp một số vitamin thuộc nhóm B, E và K.

Vì thế khi không gây bệnh chúng có lợi cho đường ruột nhờ hạn chế được một số vi khuẩn gây bệnh khác, giữ thế cân bằng sinh thái trong ruột và sinh tổng hợp một số vitamin. E.coli được thải ra môi trường theo phân, do chiếm tới 80% vi khuẩn hiếu khí trong ruột và luôn giữ thế cân bằng sinh thái nên E.coli được chọn làm vi sinh vật nên chỉ thị ô nhiễm.

Có nghĩa là ở đâu có E.coli chứng tỏ có ô nhiễm phân và có ô nhiễm các loại vi sinh vật gây bệnh khác. Nếu phân không được xử lý tốt, môi trường xung quanh như đất, nước, thực phẩm sẽ bị ô nhiễm. Để đánh giá mức độ ô nhiễm vi sinh người ta tiến hành kiểm nghiệm các mẫu đất, nước, thực phẩm…

Căn cứ vào kết quả của chỉ số coli, tức là số lượng E.coli trong một lít nước hay 1gram chất rắn để đánh giá mức độ ô nhiễm. Theo tiêu chuẩn quốc tế thì nước được gọi là nước sạch, không ô nhiễm khi chỉ số coli là 0 – 5.

E.coli dễ bị tiêu diệt bởi các thuốc sát trùng thông thường, sức đề kháng yếu. E.coli thường bị tiêu diệt ở nhiệt độ 600C trong 30 phút. Dễ bị tiêu diệt bởi các thuốc sát trùng thông thường.

3.2. Trực khuẩn lỵ (Shigella)

Shigella là một nhóm vi khuẩn gây bệnh đường ruột được phát hiện do Grigoriep năm 1891 bao gồm rất nhiều loài khác nhau. Shigella sống trong đường ruột của người và một số động vật. Số lượng của chúng ít hơn E.coli rất nhiều và thường xuyên bị ức chế bởi E.coli. Nếu cân bằng sinh thái trong ruột được giữ vững với thành phần Shigella chiếm tỉ lệ thấp thì cơ thể vô hại.

Nhưng ở một điều kiện nào đó cân bằng sinh thái bị phá vỡ, số lượng Shigella trở nên nhiều thì cơ thể sẽ bị bệnh do Shigella trở nên nhiều thì cơ thể sẽ bị bệnh do Shigella gây ra.

Shigella có sức đề kháng yếu, bị tiêu diệt dưới ánh sáng mặt trời trong vòng 30 phút, nhiệt độ 60% trong 10 – 30 phút. Bị chết ngay khi nồng độ Phenol 5%.

Shigella dễ bị tiêu diệt do cạnh tranh với các vi sinh vật khác trong môi trường tự nhiên, tuy nhiên có thể sống được trong nước không có nhiều tạp khuẩn khoảng 6 tháng, chịu được nhiệt độ thấp. Ở quần áo người bệnh, vi khuẩn lỵ sống được khoảng 1 tuần, ở trong sữa sống được khá lâu. Bởi vậy khi uống sữa tươi không khử trùng rất dễ bị nhiễm Shigella.

3.3. Trực khuẩn thương hàn Salmonella

Salmonella thuộc nhóm vi khuẩn gây bệnh đường ruột được phát hiện từ năm 1885 do Salmon tại Mỹ. Salmonella thường xuyên phát sinh sống trong đường ruột của người và một số động vật. Chúng bị cạnh tranh bởi E.coli sẽ hạn chế tác dụng gây bệnh của Salmonella. Ở một số điều kiện nào đó, thế cân bằng sinh thái trong ruột bị phá vỡ, số lượng E.coli suy giảm, lúc đó Salmonella sẽ phát triển và gây bệnh.

Salmonella có sức đề kháng tốt, có thể sống ở môi trường ngoài cơ thể trong thời gian lâu. Trong đất hoặc nước có thể sống được 2 – 3 tháng. Có thể tồn tại được ở nhiệt độ 1000C trong 5 phút mới bị tiêu diệt, ở 600C sống được 10 – 20 phút. Bị diệt bởi phenol 5%, Cloramin 1% và Clorua thủy ngân 0.2% trong 5 phút.