Исследование микробной контаминации воздуха учебных помещений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство общего и профессионального образования Свердловской области

Управление образованием Качканарского городского округа

МОУ «Лицей №6»

Тема:

Исследование микробной контаминации воздуха учебных помещений

Исполнитель:

учащаяся 11Б класса

Черепанова Евгения Сергеевна

г. Екатеринбург 2017 год

Содержание

Введение

1. Биозагрязнение воздуха

1.1 Аэропланктон

1.1.1 Особенности микроорганизмов в воздухе

2. Классификация микроорганизмов; болезни, вызываемые ими

2.1 Бактерии

2.2 Грибы

3. Метод исследования микроорганизмов

4. Практическая работа. Определение контаминации воздуха помещений школы

Заключение

Библиография

Приложение

Введение

В настоящее время подвергается загрязненности не только воздух, которым мы дышим на городских улицах, но и в помещениях -- у нас дома, в учебных учреждениях, где нам следовало бы чувствовать себя в безопасности. Бактериальная контаминация (обсемененность) жилых помещений выше плотности бактерий в атмосферном воздухе, в том числе и патогенными видами, попадающими в воздух от больных людей и животных. Наибольшая проблема заключается в том, что мы даже не знаем о возможности и последствиях инфицирования присутствующими в воздухе микроорганизмами.

Микроорганизмы относятся к биологическим загрязнителям атмосферы. Оставаясь невидимыми, они могут оказывать отрицательное влияние на жизнь людей: например, они могут вызывать порчу продуктов, разрушать книги, мебель, строения, становиться источниками болезней человека.

На сегодняшний день тема загрязненности воздуха помещений микроорганизмами актуальна, ибо большинство людей основную часть своего времени проводят в помещениях, возможно, подвергаясь опасности инфицирования. Эта тема, в том числе, важна и для нас, - учеников, родителей и работников школы: необходимо знать, о том, каково санитарное состояние воздуха классных помещений, являющееся одним из условий здоровья школьников и, одновременно, показателем соблюдения норм учебной нагрузки на классное помещение, режима его уборки и проветривания.

Мы решили провести исследования проб воздуха микробиологическими методами и определить степень его загрязнённости бактериями и грибами.

Гипотеза: количество микроорганизмов в воздухе помещений в течение дня увеличивается. Требуется принятие особого ряда мероприятий, направленных на сокращение численности микроорганизмов, например, сквозные проветривания.

Цель работы - Исследовать степень загрязненности воздуха помещений лицея микроорганизмами и оценить возможные последствия этого загрязнения.

Задачи:

· Провести литературный обзор;

· Ознакомиться с методикой работы по выявлению микроорганизмов в воздухе;

· Провести анализ воздуха помещений Лицея на наличие плесневых грибов, стафилококка и других микроорганизмов и определить степень контаминации воздуха микроорганизмами;

· Оценить возможные последствия загрязнения воздуха микроорганизмами и сделать выводы;

· Ознакомить администрацию Лицея с результатами, полученными в ходе исследовательской работы, и предложить рекомендации по устранению причин загрязненности воздуха в помещениях школы.

Объект исследования - МОУ «Лицей №6» г. Качканар.

Предмет исследования - воздух в помещениях Лицея.

Методы: визуальной оценки, седиментационный метод (для выявления микрофлоры), расчетный, приборный метод, метод сравнения.

1. Биозагрязнение воздуха

Биозагрязнение воздуха - это загрязнение газов или воздуха жизнеспособными частицами. Как таковое, биологическое загрязнение носит характер микробной природы. Чаще всего, причиной такого загрязнения становится аэропланктон и продукты его жизнедеятельности.

1.1 Аэропланктон

Биологические объекты, находящиеся в воздухе во взвешенном состоянии, объединяются общим понятием "аэропланктон". В его состав входят бактерии, вирусы, споры плесневых грибов, дрожжевые грибы, цисты простейших, споры мхов и др. При этом необходимо отметить, что воздух не является благоприятной средой для размножения микроорганизмов.

Микробиота воздуха формируется в основном за счет почвенных микроорганизмов, которые вместе с пылью поднимаются в воздух. Установлено, что 1 г почвы содержит до миллиарда микроорганизмов. Находясь во взвешенном состоянии, они подчиняются тем же физическим законам, что и любая частица аэрозоля такого же размера. Особенно много микробов в нижних слоях воздуха. Воздух помещений, особенно плохо вентилируемых, подвальных квартир, мест скопления большого числа людей постоянно содержит значительное количество микробов. В воздух эти микробы попадают капельным путем в составе аэрозоля, образующегося при разговоре, кашле, чихании, со слущивающимся эпителием кожных и шерстных покровов, с пылью загрязненного постельного белья и зараженной почвы. Источниками спор плесневых грибов в помещениях могут быть: наружный воздух, строительные, отделочные материалы, протечки, цветочные горшки с землей, пищевые продукты, пыль и так далее.

Содержание микроорганизмов в воздухе подвержено значительным колебаниям, как в течение суток, так и в различные сезоны года. В холодный период года воздух менее загрязнен микроорганизмами, а летом наблюдается более высокое их содержание, что связано с высыханием верхних слоев почвы и усиленным поступлением ее частичек в воздух.

Для многих инфекционных болезней воздух является основным путем передачи возбудителей. Этому способствуют вертикальные и горизонтальные конвекционные токи воздуха.

Отдельные микроорганизмы, поступающие с воздухом в дыхательные пути, обладают способностью сенсибилизировать организм человека. При этом надо учитывать, что даже погибшие микроорганизмы могут представлять опасность для человека как аллерген. Так, описаны случаи развития аллергических реакций при поступлении бактерий сапрофитов, в частности Bact. prodegiosum, грибов Cladosporium, Mucor, Penicillium. [9]

1.1.1 Особенности микроорганизмов в воздухе

К особенностям микробиоты воздуха можно отнести:

1) Большое количество спорообразующих форм.

2) Наличие пигментированных бактерий (пигменты каротиноиды - защита от ультрафиолетового излучения) Например: сарцины, стафилококки, розовые дрожжи, чудесная палочка, сенная палочка и другие.

3) В воздухе наиболее часто обнаруживаются всевозможные кокки, особенно сарцины, споры различных палочек, плесени, актиномицеты.

4) Микроорганизмы, в том числе патогенные, по воздуху могут переноситься на большие расстояния.

5) Микроорганизмы недолго сохраняются в воздухе, так как на них оказывают вредное воздействие всевозможные факторы -- высыхание, солнечный свет, колебания температуры, недостаточное количество питательных веществ. [1]

2. Классификация микроорганизмов; болезни, вызываемые ими

2.1 Бактерии

Наиболее часто в воздухе встречаются бактерии рода

· Bacillus B. cereus -- возбудитель пищевых токсикоинфекций человека, септицемии, эндокардита, поражения центральной нервной системы.

· Sarcina Сарцины являются в основном сапрофитами, заболеваний у человека не вызывают.

· Staphylococcus Основные проявления стафилококковой инфекции - гнойные заболевания кожи и подкожной клетчатки, стафилококковый сепсис, синдром токсического шока, пневмонии, ангины, энтероколит, отравление стафилококковым энтеротоксином и поражение центральной нервной системы.

· Micrococcus Чаще всего микрококки не вызывают каких-либо заболеваний, однако они могут быть причиной оппортунистических инфекций. [3]

2.2 Грибы

Основными контаминантами жилых помещений являются грибы рода

· Penicillium Представители этого рода (P. crustaceum Fries, P. notatum Westling и другие) вызывают заболевание пенициллиоз, при котором наблюдаются поражения слизистых оболочек, кожи, ногтей, наружного слухового прохода и внутренних органов.

Некоторые из представителей - одна из главных причин возникновения бронхиальной астмы (прежде всего у детей), ринита, атопического дерматита.

· Aspergillus Аспергиллёз - заболевание вызываемое представителями видов A. niger, A. Flavus и других. Аспергиллы могут поражать любые органы и ткани, но чаще протекает с преимущественным поражением легких. Также аспергиллы выступают в роли сильных аллергенов.

· Cladosporium Споры таких грибов попадают в дыхательные пути, что приводит к развитию аллергических заболеваний ринита, бронхиальной астмы и пневмонита.

Реже можно встретить представителей рода:

· Alternaria (Сильные аллергены, становятся причиной атопического дерматита и бронхиальной астмы);

· Mucor (вызывают заболевания кожи и дыхательных путей, М. pusillum поражает центральную нервную систему, органы слуха человека);

· Candida (вызывают заболевания: молочница, негонорейный уретрит, пневмония у новорождённых, гнойные заболевания, стоматит, кандидоз). [2]

3. Метод исследования микроорганизмов

Для изучения микроорганизмов в микробиологии разработан метод искусственного выращивания их на специальных средах. Микроорганизмы в природных условиях обычно находятся в виде сообществ различных видов. Точное изучение отдельных видов возможно только при выделении их в чистых культурах, то есть в культурах, содержащих лишь один вид микробов. В настоящее время пользуются естественными и искусственными средами, жидкими и плотными. К естественным средам относятся: обезжиренное молоко, неохмеленное сусло, отвары гороха, кусочки картофеля и другие.

Искусственных сред очень много. Для гетеротрофных бактерий пользуются средами с пептоном. Пептон - продукт неполного расщепления животных белков. Такова пептонная вода (1г пептона, 0,5 поваренной соли на 100 мл воды). В мясопептонном бульоне тоже количество пептона и соли прибавляется к мясному бульону, из которого осаждены белковые вещества. Эти жидкие среды можно сделать плотными, если прибавить к ним 1-3% пищевого агара. Агар - это вещество, добываемое из морских водорослей. Ценность его в том, что агаровая среда застывает в виде прозрачного студня и не разжижается, если нагревать его не до кипения. Среда должна иметь определенную реакцию (рН), должна быть стерильной. Посевы выращиваются при определенной температуре.

Мясо-пептонный агар очень широко применяется в микробиологии, так как практически все виды микроорганизмов растут на этом субстрате, и поэтому, он применим для первичной идентификации бактерий воздуха. При исследовании воздуха закрытых помещений большое значение имеет способ выделения микроорганизмов из воздуха.

Агар Сабуро с хлорамфениколом рекомендуют для селективного культивирования дрожжевых и плесневых грибов, а Агар Сабуро с глюкозой используют также для культивирования кислотолюбивых бактерий.

Желточно-соляной агар используется для выявления стафилококков в воздухе помещений.[8]

микробиота воздух контаминация стафилококк

4. Практическая работа. Определение контаминации воздуха помещений школы

Цель: Определить контаминацию воздуха помещений школы микроорганизмами.

Задачи:

· Сделать посевы микробов в разных помещениях Лицея на чашки Петри с готовыми питательными средами;

· Выдержать чашки Петри в термостате при температуре +37° С несколько дней;

· Подсчитать количество КОЕ и, произведя расчет по правилу Омелянского, определить контаминацию воздуха помещений школы;

· Сделать выводы.

Методы: седиментационный метод (для посевов), метод визуальной оценки, расчетный метод, приборный метод.

Оборудование: чашки Петри с питательными средами (Агар Сабуро, МПА, ЖСА), приготовленные специалистами санэпидстанции, термостат, дневник исследователя.

Ход работы:

1. Подготовка к отбору проб воздуха для бактериального исследования

Нами были взяты чашки Петри с питательными средами (Агар Сабуро, МПА, ЖСА) в местной СЭС.

Затем были определены несколько наиболее посещаемых мест нашей школы для взятия проб: фойе, рекреации, столовая, кабинет химии, кабинет начальных классов, кабинет биологии.

2. Отбор проб для бактериального исследования в помещениях Лицея

Для того чтобы проследить предполагаемое увеличение микроорганизмов в воздухе, выбранных раннее помещений, брались группы проб 3 раза в течение одного учебного дня. Первая группа была взята в 7:30, пока в школе отсутствовали учащиеся и учителя. Вторая группа - в 12:00 дня (конце учебного дня для младших классов, середине учебного дня для старших классов). Третья проба - в 15:30 - после окончания всех основных занятий в школе.

Для каждой пробы одного помещения потребовались три чашки Петри с различными средами:

· Агар Сабуро - для селективного культивирования дрожжевых и плесневых грибов, а также кислотолюбивых бактерий;

· Мясо-пептонный агар (МПА) - для первичной идентификации бактерий воздуха;

· Желточно-соляной агар (ЖСА)- для определения в воздухе стафилококков.

Чашки оставлялись открытыми на ровной поверхности в течение 15 минут для МПА; 30 минут - для ЖСА и агара Сабуро.

Для того чтобы определить, как изменяется количество микроорганизмов в воздухе до и после проветривания помещения в течение дня в одном из исследуемых нами кабинетов во время каждой перемены проводились проветривания.

З. Выращивание микроорганизмов

Готовые посевы были отнесены в микробиологическую лабораторию санэпидстанции и выдерживались в термостате при температуре +37°С 1 день для чашек с МПА, 3 дня - ЖСА, 4 дня - агар Сабуро (Приложение 1).

4. Осмотр культивированных посевов, подсчет КОЕ

По окончании культивации был произведен осмотр чашек Петри. В некоторых наблюдались достаточно крупные колонии бактерий. Эти колонии были правильной формы с ровными краями, чаще -- окрашенные или молочно-белые. (Приложение 2) Колонии грибов разрастались в густую, пушистую, бархатистую или мучнистую массу. Был произведен подсчет КОЕ. Результаты подсчета были занесены в таблицу 1:

4. Определение микробного числа по правилу Омелянского

Табл.1 Результаты подсчета КОЕ в чашках Петри с ЖСА и Сабуро

Место исследования	Кол-во КОЕ в МПА	Кол-во КОЕ в Сабуро
	7:30	12:00	15:30	12:00
Столовая	1	8	13	1
Фойе Лицея	8	25	44	2
Рекреация	3	11	21	3
Кабинет химии	5	6	12	1
Кабинет начальных классов	10	16	15	4
Кабинет биологии	8	10	9	-
Школьный туалет	5	9	6	-

После этого было определено количество микроорганизмов в 1 м³ по правилу В.Л. Омелянского: на поверхность площадью 100 см ² за 5 мин оседает такое количество микробов, которое содержится в 10 л воздуха. [8]

Х = А х 100 х 100 / 75 см ²

Х - количество микробов в 1 м ³;

А - количество колоний на агаре в чашке Петри.

По результатам составлена таблица 2 и 3:

Табл.2 Результаты расчетов КОЕ/м³. Бактерии

Место исследования	07.30	12.00	15.30
Столовая	133	1067	1734
Фойе Лицея	1067	3334	5867
Рекреации	400	1467	2800
Кабинет химии	667	800	1600
Кабинет начальных классов	1334	2134	2000
Кабинет биологии	1067	1334	1200
Школьный туалет	400	667	800

Табл.3 Результаты расчетов КОЕ/м³. Грибы

Место исследования	12.00
Столовая	133
Фойе Лицея	267
Рекреации	400
Кабинет химии	133
Кабинет начальных классов	534
Кабинет биологии	-
Школьный туалет	-

5.Выявление в воздухе бактерий рода Staphylococcus

Для выявления в воздухе стафилококков были сделаны посевы на желточно-соляной агар (ЖСА). По окончании культивации бактерии рода Staphylococcus не обнаружены.

6. Анализ полученных результатов о загрязненности воздуха помещений Лицея микроорганизмами

Как видно из таблицы 2, контаминация воздуха зависит от нагрузки на помещение. До занятий в воздухе микроорганизмов немного - от 130 до 1300 КОЕ/м³. После четвертого урока первой смены количество микроорганизмов возрастает по сравнению с первоначальным в 1,5-3 раза и достигает от 800 до 3350 КОЕ/м³ воздуха. Существенное увеличение общего микробного числа и наличие спор в воздухе помещений объясняется постоянным присутствием людей, их активными действиями во время уроков и на переменах, отсутствием проветривания кабинетов.

После 7-го урока первой смены количество микроорганизмов в воздухе в фойе Лицея возросло по сравнению с дневным значением в 1,5 раза - 5867 КОЕ/м³. Согласно критериям оценки чистоты воздуха по бактериологическим показателям воздуха помещений в разные периоды года (по А.И. Шафиру) (табл.4) [9] воздух в помещениях Лицея можно считать чистым, лишь к концу дня в фойе образовательного учреждения он умеренно загрязнен.

В кабинете биологии, где на каждой перемене проводились сквозные проветривания, численность микробов в течение дня возрастала незначительно, а к концу уроков даже снизилась. В непроветриваемых помещениях ОМЧ увеличивалось.

По результатам таблицы 3 видно, что наибольшее загрязнение воздуха спорами грибов обнаруживается в кабинете начальных классов. На наш взгляд одной из причин этого может быть наличие пластиковых окон и, как результат, отсутствие щелевого проветривания.

По мнению подавляющего большинства людей, воздух в туалетных комнатах является самым грязным в связи с предназначением данного помещения. В результате наших исследований это предположение не подтвердилось. Напротив, воздух в туалете самый чистый. Такие результаты можно объяснить повышенным содержанием аммиака в нем. Воздух и в целом неблагоприятная среда для обитания микроорганизмов, тем более насыщенный аммиачными парами.

Табл.4 Оценка чистоты воздуха по бактериологическим показателям воздуха помещений в разные периоды года (по А.И. Шафиру)

Оценка чистого воздуха	Содержание микроорганизмов в 1м3
	Летний период (апрель-сентябрь)	Зимний период (октябрь - март)
	Всего микроорганизмов	Всего микроорганизмов
Чистый	<3500	<4500
Умеренно загрязненный	3500-5000	4500-7000
Загрязненный	>5000	>7000

Выводы:

На основании полученных результатов можно сделать следующие выводы:

1) Для исследования контаминации воздуха были отобраны пробы до занятий, после 4-го урока и после 7-го урока.

2) Контаминация воздуха зависит от учебной нагрузки: после 7-го урока количество бактерий в воздухе возросло по сравнению с первоначальным значением от 3 до 6 раз.

3) В пробах воздуха отмечены споры плесневых грибов. Наиболее загрязнен ими воздух в кабинете начальных классов.

4) В посевах проб воздуха бактерии рода Staphylococcus не обнаружены.

5) Воздух в Лицее относится к категории «чистый», а в фойе, в конце учебного дня к категории «умеренно загрязненный».

Заключение

В ходе исследовательской работы по данному вопросу был сделан литературный обзор и получены некоторые данные по микроорганизмам, обитающим в воздухе. В дальнейшем эта информация использовалась при написании работы.

Для исследовательской работы нами были взяты посевы в разных местах Лицея. Затем посевы были культивированы в термостате. После выращивания мы подсчитали количество микробов в 1 м³ помещения.

Согласно оценке чистоты воздуха по бактериологическим показателям воздуха помещений мы пришли к выводу, что число микроорганизмов в воздухе в основном соответствует категории «чистый», даже после полного учебного дня.

В настоящее время чистота в школе поддерживается благодаря работе технического персонала: проводятся влажные уборки помещений, их дезинфекция. На сегодняшний день этих мер достаточно для того, чтобы поддерживать низкий уровень загрязненности. Мы считаем, что необходимо продолжать осуществлять следующие меры по снижению количества микроорганизмов в воздухе помещений Лицея:

· Обязательно проводить влажную уборку кабинетов и других помещений Лицея с использованием моющих дезинфицирующих средств, регулярно очищать мусорные корзины для предотвращения гниения в них отходов.

· В отсутствии учеников в фойе включать лампы ультрафиолетового излучения для обеззараживания воздуха.

· Чаще проветривать кабинеты сквозным способом, где это не возможно - установить вентиляторы.

· Принимать пищу только в специально отведенном для этого месте. Не допускать выноса еды из столовой.

· При ремонтных работах в здании использовать только экологически чистые материалы.

· Поддерживать защитную полосу зеленых насаждений вокруг школы.

Возможно, выполняя эти указания, удастся предотвратить увеличение численности микробов в воздухе. [5]

Данная работа рассматривает только один из аспектов проблемы - контаминацию. Исследования в этом направлении могут быть продолжены. Возможно изучение не только количественного загрязнения воздуха учебных помещений микроорганизмами, но и их качественный состав.

Библиография

1. Батуев А.С., Гуленкова М.А., Еленевский А.Г. Справочник по биологии; Москва, Издательство Дрофа, 2000 год;

2. Бельская Н.А., Богоявленская Л.Б., Черкес Ф.К. Микробиология; Москва, Издательство Медицина, 1986 год;

3. Быков А.С., Воробьев А.А., Кривошеин Ю.С. Основы микробиологии, вирусологии, иммунологии; Москва, Издательство Мастерство, 2001 год;

4. Викторов Д.П., Иванова В.А., Лакомкина О.А. Биология; Москва, Издательство Высшая школа, 1981 год;

5. Горелов А.А Экология: учебное пособие; Москва, Издательство Центр, 1998 год;

6. Колотилова Н.Н. Программа элективного курса «Микробиология»; Биология. Программы элективных курсов, профильное обучение 10-11 классы. Москва, Издательство Дрофа, 2006 год;

7. Ткаченко К.В. Микробиология; Москва, Издательство Эксмо, 2006 год

Приложение 1

Выдерживание посевов в термостате при температуре +37°С

Фото 1

Фото 2

Приложение 2

1. Чашки Петри (МПА) с посевами из проветренного кабинета биологии (количество КОЕ - небольшое).

Фото 3. Фрагмент посева в 7:30

Фото 4. Фрагмент посева в 15:30

2. Чашки Петри (МПА) с посевами из непроветренных помещений (большое количество КОЕ).

Фото 5. Фрагмент посева в кабинете начальных классов в 7:30

Фото 6. Фрагмент посева в кабинете начальных классов в 12:00

Фото 7. Посев в фойе в 12:00



Фото 8. Посев в кабинете химии 15:30

3. Чашки Петри (Сабуро) с посевами из непроветренных помещений.

Фото 9. Посев в рекреации

Фото 10. Посев в кабинете химии



Фото 11. Посев фойе Лицея

Фото 12. Посев в кабинете начальных классов

Размещено на Allbest.ru