Как растительные, так и животные микро- и макроорганизмы, населяющие водоемы, называются биоценозом. Кроме рыб, речных и морских животных, относящихся к так называемому нектону, все водные организмы разделяются на планктон и бентос. Организмы, которые, находясь во взвешенном состоянии, самостоятельно или пассивно перемещаются в воде, называются планктоном, а организмы, связанные с дном водоема и с поверхностью различных подводных предметов (камней, свай и пр.), называются бентосом. По населяющим воду видам организмов можно судить о санитарных свойствах воды. В зависимости от качества водной среды в ней живут определенные, более или менее типичные (индикаторные) представители зоопланктона и фитопланктона.
Всех водных организмов по степени приспособленности их к загрязнению воды делят на полисапробов, мезосапробов, олигосапробов и катаробов.
Полисапробная группа организмов развивается в коде, сильно загрязненной органическими веществами, и не нуждается в свободном кислороде. Представители этой группы: бесцветные жгутиковые, инфузории и огромное количество бактерий, особенно анаэробов и серных.
Альфа-мезосапробная группа организмов обитает в воде, загрязненной органическими веществами, в которой уже идут окислительные процессы и присутствует кислород. Количество микроорганизмов в 1 мл поды составляет сотни тысяч. Это бактерии, грибы, простейшие и водоросли (диатомовые и сине-зеленые).
Бета-мезосапробная группа организмов обитает в водах, в которых протекают окислительные процессы; эти организмы питаются минеральными веществами и нуждаются в свободном кислороде. Количество микроорганизмов в 1 мл такой воды исчисляется десятками тысяч. Эту группу составляют бактерии, инфузории, жгутиковые, водоросли различных видов, ракообразные, коловратки и рыбы.
Олигосапробная группа организмов характерна для чистой воды, пригодной для водоснабжения, свободной от загрязнения и богатой кислородом. Количество микроорганизмов исчисляется тысячами в 1 мл вода. Представители данной группы: водоросли зеленые, диатомовые, коловратки, губки, ракообразные, рыбы и водяные цветковые растения.
Катаробкая группа организмов — показатель совершенно чистой воды.
Таким образом, представители планктона и бентоса, очищая водоемы от органических веществ, являются в то же время показателями степени загрязнения воды. Определенные заключения могут быть сделаны и по выживаемости в водоеме некоторых пород рыб, из которых особенно чувствительны к загрязнению форель, стерлядь и др., а наиболее выносливые — тука, окунь, плотва, линь, карась и карп.
Во всех природных водах, за исключением глубоких подземных, имеется большое количество микроорганизмов как свойственных воде (водных), так и случайных, пребывающих в ней временно. В незагрязненной органическими веществами воде содержится много кислорода, а потому населяют ее аэробные микроорганизмы. В воде, загрязненной органическими веществами, бедной кислородом, находятся анаэробные микроорганизмы. Однако количество микроорганизмов имеет общеориентирующее значение для характеристики качества воды. Согласно ГОСТ, в 1 мл хорошей воды допустимо не более 100-1000 бактерий.
При загрязнении водоемов отбросами животного происхождения (навозом, мочой, сточными водами промышленных предприятий, перерабатывающих животное сырье) не исключена возможность заражения воды патогенными микроорганизмами и яйцами гельминтов. В этих случаях вода может явиться источником заражения животных инфекционными и инвазионными болезнями.
К таким инфекциям в первую очередь можно отнести сибирскую язву, паратиф, туберкулез, бруцеллез, туляремию, рожу, листереллез, инфекционную анемию, инфекционный гепатит утят и некоторые другие.
Известно также, что через воду могут передаваться холера, брюшной тиф, паратиф, дизентерия, лептоспироз, туляремия, полиомиелит и некоторые другие инфекционные болезни человека (Л. В. Громашевский).
Данные разных исследований о сроках возможного выживания патогенных бактерий в воде довольно противоречивы. Так, в экспериментальных условиях возбудители разных инфекционных болезней могут проявлять жизнеспособность и вирулентность в течение недель, нескольких месяцев и больше (П. А. Муханцев, В. И. Полтев, И. А. Каркалиновская, П. Ф. Милявская и др.). В естественных условиях поступающие в водоемы патогенные бактерии подвергаются большому разведению, противоставляются огромному числу их антагонистов — сапрофитов и скоро погибают. Последнее, однако, не снимает опасности воды в возникновении инфекционных заболеваний животных в результате постоянного или значительного инфицирования водоисточников.
При бактериологическом исследовании воды наиболее важным было бы непосредственное определение в ней наличия патогенных микробов. Однако выявить в воде патогенные микроорганизмы весьма трудно. Иногда заведомо в инфицированной воде их не удается обнаружить, поэтому при бактериологическом контроле за качеством воды обычно пользуются косвенным методом, при котором определяют показатели фекального загрязнения. Основным показателем фекального загрязнения воды служит кишечная палочка (В. coli) — постоянный обитатель кишечника животных и человека. Чем больше вода загрязнена кишечной палочкой, тем больше вероятности встретить патогенных микроорганизмов и зародышей гельминтов, так как путь их попадания в воду один и тот же. При сильных загрязнениях воды отбросами животного происхождения кишечная палочка обнаруживается в небольших объемах ее, а в чистой воде кишечную палочку удается найти лишь в большом объеме воды.
Поэтому по степени загрязненности воды и пригодности ее для поения животных судят также по коли-титру (титру кишечной палочки) и коли-индексу.
Коли-титром называется тот наименьший объем исследуемой воды в миллилитрах, в котором обнаруживается кишечная палочка. Хорошая питьевая вода по стандарту должна иметь коли-титр не ниже 200—300 мл.
Коли-индексом называется число кишечных палочек, содержащихся в 1 л исследуемой воды.