IV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
ИССЛЕДОВАНИЕ БАКТЕРИАЛЬНОЙ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ПРЕДМЕТОВ ОБИХОДА И РУК УЧАЩИХСЯ МБОУ СОШ №5
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Распространение инфекций наиболее часто происходит через руки. Именно руки контактируют со слизистыми оболочками ротовой полости, носа и глаз, через которые в организм человека могут попасть возбудители опасных заболеваний. Не соблюдая правил личной гигиены, больной человек грязными руками переносит возбудителей инфекций на предметы обихода, затем происходит загрязнение рук здоровых людей и их инфицирование.
Проблема правильного мытья рук приняла мировые масштабы и актуальна для большинства стран. По данным Всемирной Организации Здравоохранения, такое простое действие как мытье рук с мылом, особенно после посещения туалета и перед едой, позволяет значительно снизить уровень кишечных и респираторных заболеваний [6]. Поэтому необходимо с детства воспитывать у людей привычку правильно и регулярно мыть руки.
Целью данной работы является исследование бактериальной загрязненности предметов, с которыми часто контактируют школьники, и рук школьников в зависимости от качества их мытья, а также изучение отношения учащихся к проблеме гигиенического мытья рук.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1) провести сравнительный анализ бактериальной загрязненности рук учащихся в зависимости от качества гигиенической обработки рук с использованием двух питательных сред для культивирования микроорганизмов - среды промышленного производства и среды, приготовленной нами из доступных компонентов.
2) исследовать бактериальную загрязненность предметов, с которыми часто контактируют школьники, до и после санитарной обработки
3) провести анкетирование и социальный опрос учащихся, а также наблюдение за ними в школьной столовой
Объектом исследования являются учащиеся лицея и предметы обихода.
Предметом исследования является бактериальная загрязненность рук учащихся и предметов обихода.
Методы, используемые в работе:
1)микробиологические методы приготовления питательных сред для культивирования микроорганизмов, стерилизации питательных сред и стеклянной посуды, культивирования микроорганизмов
2) социологический опрос, анкетирование и наблюдение
Глава 1. Обзор научной литературы
1.1. Гигиена рук
Всем нам с детства знакомы слова «Мойте руки перед едой!». Сегодня призыв «мыть руки» звучит в более глобальном масштабе. Детский фонд ООН официально объявил 15 октября Всемирным днем мытья рук (Global Handwashing Day) [3]. Цель масштабных акций, организуемых при поддержке ООН 15 октября во всем мире (особое внимание уделяется странам Азии, Африки и Южной Америки), - привлечь внимание общественности к необходимости этой важной гигиенической процедуры.
Болезни «грязных рук» являются одной из причин высокой детской смертности в Азии и Африке. Например, от диареи, по данным ВОЗ, ежедневно умирают 5 тысяч детей (90% составляют дети до 5 лет). Каждый год острые респираторные инфекции и кишечные заболевания уносят жизни более 3,5 миллионов детей до 5 лет [6].
В 2012 году в Московской области зарегистрировано 18 025 случаев острых кишечных инфекций. В 1,5 раза с прошлого года выросла частота заболеваемости вирусным гепатитом А: с 2,18 до 3,25 случаев на 100 тысяч человек населения. Причем среди детей до 14 лет рост составил 2,3 раза: с 2,67 до 6,19 на 100 тысяч человек населения [4]. Одна из причин резкого увеличения случаев заболевания кишечными инфекциями – это покупка продуктов быстрого питания на улицах. Заражение может произойти, когда продавец и покупатель обмениваются деньгами, которые считаются одним из самых зараженных патогенными бактериями предметов, а также в результате приготовления еды сомнительного качества нечистоплотными продавцами.
Детский сад и школа – это источники повышенного риска для распространения заболеваний, возникновение которых очень часто связано с недостаточным соблюдением правил личной гигиены детьми. Больной ребенок, пришедший в детский сад или в школу, представляет опасность для всего коллектива. Инфекции могут передаваться через дверные ручки, предметы общего пользования, во время совместных игр. Следует отметить, что некоторые вирусы и бактерии могут жить от 20 минут до нескольких суток на поверхностях различных предметов, а это увеличивает вероятность заражения детей инфекционными заболеваниями [6].
Особое внимание врачи уделяют профилактике распространения инфекционных заболеваний в детских садах и школах. Изучение динамики эпидемий гриппа показало, что с каждым годом среди больных увеличивается удельный вес детей школьного возраста, и они являются наиболее активным источником инфекции [4].
Изучение микробной загрязненности рук показало, что обычное мытье рук не гарантирует одинаковой чистоты всей поверхности руки [5]. Большие пальцы, кончики пальцев, межпальцевые промежутки остаются недостаточно вымытыми (рис.1). Необходимо тщательно мыть все участки кожи рук.
1.2. Приготовление питательных сред для культивирования микроорганизмов
Питательные среды для культивирования микроорганизмов должны содержать все элементы, необходимые для их роста, в определенных концентрациях, определенной химической форме и в том количественном соотношении, в каком они находятся в клетках. Как следует из химического состава бактерий, важнейшими элементами являются: углерод, кислород, водород, азот, фосфор, сера, на долю которых приходится до 95% от веса сухих клеток. Кроме того, следует отметить особую роль воды, которая является важнейшим компонентом всех питательных сред [1].
Вода составляет 80 – 90% от клеточной массы микроорганизмов и играет важнейшую роль в их физиологических функциях. Она входит в состав структурных элементов клетки, служит средой для биохимических реакций, источником кислорода в процессах метаболизма, непосредственно участвует в химических реакциях, например, в реакциях гидролиза. Являясь хорошим растворителем, вода обеспечивает поступление питательных веществ в клетку [1].
Основными компонентами любой питательной среды для культивирования микроорганизмов являются соединения углерода и азота. Для большинства микроорганизмов источниками углерода являются готовые органические вещества, многие из которых одновременно являются и источниками азота (белки, аминокислоты).
Основными источниками углерода и азота с повышенной питательной ценностью являются различные продукты специальной обработки мяса животных, главным образом, крупного рогатого скота, а также казеина (основного белка молока), дрожжевой биомассы, соевых бобов и др. [2].
Основными продуктами, получаемыми из мяса животных и используемыми для изготовления питательных сред, являются - мясная вода и мясной экстракт. Важнейшим компонентом многих питательных сред являются пептоны – продукты ферментативного гидролиза белков мяса, представляющие собой смесь небольших молекул белков, аминокислот, органических азотных оснований и микроэлементов. В микробиологической практике в основном применяются пептоны, получаемые при разложении белков мяса с помощью ферментов - пепсина, панкреатина, трипсина [1].
В качестве питательных компонентов многих сред могут быть использованы не только продукты распада мяса, но и других белковых субстратов – казеина, рыбных продуктов, дрожжей, растительных белков [2].
С целью уплотнения питательных сред обычно применяют агар-агар, который получают из некоторых морских водорослей и выпускают в виде пластин или порошка [2].
1.3. Классификация питательных сред.
По составу питательные среды для культивирования микроорганизмов делятся на три группы - натуральные, синтетические и полусинтетические (рис.2.). Для практических исследований широко используют натуральные (естественные)среды, которые состоят из продуктов животного или растительного происхождения и имеют неопределенный химический состав. К таким средам относятся овощные или фруктовые соки, животные ткани, кровь, молоко, яйца, желчь, сыворотка крови, а также отвары и экстракты, полученные из различных природных субстратов –– мяса, различных частей растений, почвы. На натуральных средах хорошо развиваются многие микроорганизмы, так как в таких средах имеются, как правило, все компоненты, необходимые для их роста и развития. Однако эти среды имеют сложный непостоянный химический состав и мало пригодны для изучения физиологии, обмена веществ микроорганизмов, так как в значительной степени не позволяют учесть потребление компонентов среды и образование продуктов обмена по ходу развития. Натуральные среды используются, главным образом, для поддержания культур микроорганизмов, накопления их биомассы и диагностических целей. Примерами натуральных сред неопределенного состава, которые широко применяются в лабораторной практике, служат мясо-пептонный бульон (МПБ) и мясо-пептонный агар (МПА), неохмеленное пивное сусло, дрожжевая и картофельные среды, почвенный экстракт [1].
Питательные среды, содержащие только химически чистые соединения в точно указанных концентрациях, являются синтетическими. Достоинством таких сред являются стандартность и воспроизводимость с довольно высокой степенью точности. Эти среды наиболее удобны для исследования обмена веществ микроорганизмов [1].
Главными компонентами полусинтетических сред являются соединения известного химического состава – углеводы, соли аммония или нитраты, фосфаты и т.д. Однако в их состав всегда включаются вещества неопределенного состава, такие как дрожжевой автолизат, почвенный экстракт или гидролизат казеина. Эти среды находят широкое применение в промышленной микробиологии для получения аминокислот, витаминов, антибиотиков и других важных продуктов жизнедеятельности микроорганизмов [1].
По назначению различают питательные среды общего назначения (универсальные) и специальные питательные среды. Питательные среды общегоназначения пригодны для выращивания многих видов микроорганизмов и могут применяться в качестве основы для приготовления специальных питательных сред. К ним относятся, например, мясо-пептонный бульон, мясо-пептонный агар, бульон Хоттингера, агар Хоттингера, сусло жидкое, сусло-агар и др. Специальные питательные среды предназначены для избирательного культивирования определенных видов микроорганизмов, изучения их свойств и хранения [2].
Глава 2. Экспериментальная часть
2.1. Приготовление питательных сред для культивирования микроорганизмов
В нашем эксперименте по изучению бактериальной загрязненности мы использовали две питательные среды для выращивания микроорганизмов (1 - среда промышленного производства, 2 - среда, приготовленная нами из доступных компонентов) (рис.6,7).
1) питательная среда промышленного производства
Мы использовали универсальную среду следующего состава (г/л): пептон из казеина 5,0; дрожжевой экстракт 2,5; глюкоза 1,0; желатин 14,0.
Способ приготовления: В 1 л дистиллированной воды растворили 22,5 г среды, установили рН 7-7,5 с помощью 10%-ного р-ра NaOH. Готовую среду стерилизовали методом дробной стерилизации, нагревая при температуре 100оС по 30 мин 3 раза через каждые 24 ч. Между нагреваниями среду выдерживали при температуре 30 оС для прорастания жизнеспособных спор.
2) питательная среда, приготовленная из доступных компонентов
Изучив литературу по основам приготовления питательных сред [1,2], мы подобрали оптимальный состав среды для культивирования большинства микроорганизмов и приготовили такую среду из доступных нам компонентов. Мясо-пептонный агар принадлежит к числу наиболее применяемых питательных сред при работе с микроорганизмами [2]. Для его приготовления нам были необходимы следующие компоненты: мясная вода, пептон, хлорид натрия и желатин.
Способ приготовления мясной воды: 500 г говяжьего фарша залили 1 л водопроводной воды. Оставили на сутки в прохладном месте. Мясную пасту отжали через марлю, прокипятили в течение 5 мин. Для свертывания белков дали остыть. Затем профильтровали через ватный фильтр.
Процесс приготовления пептона основан на расщеплении белков мяса с помощью ферментов свиного желудка, содержащихся в его слизи (рис.3,5).
Способ приготовление пептона (пептон Мартена): Свиные желудки, не промывая внутренней части, пропустили через мясорубку. Фарш поместили в бутылки, залили теплой водой (на 200 г фарша прибавили 1 л воды), добавили 10 мл концентрированной соляной кислоты. Бутылки выдерживали при температуре 50° С в сушилке для овощей и фруктов. К концу вторых суток жидкость окрасилась в желтоватый цвет, и вместо крупного фарша на дне бутылок образовалось небольшое количество осадка (рис.4). Надосадочный слой осторожно слили, прогрели при температуре 80оC в течение 10 мин для прекращения действия ферментов.
Для приготовления бульона пептон смешали с равным объемом мясной воды, установили рН 7-7,5, прокипятили 30 мин. и профильтровали. В бульон добавили желатин (25 г на 1 л) и натрия хлорид (5 г на 1 л) и довели до кипения для растворения желатина. Желатин профильтровали через ватно-марлевый фильтр и простерилизовали методом дробной стерилизации.
2.2. Исследование бактериальной загрязненности рук школьников и предметов обихода
Питательные среды разлили в чашки Петри и выдерживали их 3 дня при температуре 35оС. Затем проверили их на наличие колоний (проверка чистоты среды). Загрязненность рук учащихся мы исследовали в зависимости от качества их мытья. Учащийся ставил на поверхность агара отпечатки грязных пальцев руки, затем мыл руки водой, не используя мыло, и ставил в другой чашке Петри отпечатки тех же пальцев той же руки. Затем ученик мыл руки с мылом и ставил отпечатки тех же пальцев той же руки в другой чашке Петри. Так же получены отпечатки пальцев руки после ее обработки антибактериальными салфетками. Затем чашки Петри выдерживали 3 дня при температуре 35о С и проводили анализ посевов. Эксперимент проведен на обеих питательных средах в трех повторностях (рис.8-13).
Мы получили смывы с дверных ручек туалета и классов, перил, денег до и после санитарной обработки дезинфицирующим средством. Для получения смывов использовали стерильные ватные палочки, смоченные в физ.растворе. Затем чашки Петри выдерживали 3 дня при температуре 35о С и проводили анализ посевов. Эксперимент проведен на обеих питательных средах в течении трех раз (рис.14,15).
2.3. Изучение отношения учащихся к проблеме гигиенического мытья рук
Анкетирование:
Мы провели анкетирование учащихся 6-7 классов, в котором участвовало 60 чел. Анкета включала в себя следующие вопросы:
1. Моете ли Вы руки перед посещением школьной столовой?
2. Моете ли Вы руки после посещения туалета?
3. Моете ли вы руки, приходя домой, после посещения общественных мест: магазинов, транспорта, кинотеатров?
4. Как Вы моете руки?
Наблюдение.
Мы провели наблюдение в школьной столовой, чтобы выяснить, какое количество учащихся моет руки перед приемом пищи. Было подсчитано общее количество учащихся, посетивших столовую во время обеда, а также количество учащихся, которые вымыли руки перед едой.
Социальный опрос.
Мы провели социальный опрос среди наших одноклассников. Количество опрошенных составило 25 человек. Во время беседы мы задавали следующие вопросы:
а) Моете ли Вы руки перед посещением столовой? Если нет, укажите причину, по которой Вы этого не делаете.
б) Моете ли Вы руки после посещения туалета? Если нет, укажите причину, по которой Вы этого не делаете.
в) Моете ли Вы руки, когда возвращаетесь домой из школы, а также после прогулок, посещения общественных мест?
г) Мыли бы Вы руки перед приемом пищи и после посещения туалета, если бы Ваши одноклассники соблюдали эти правила личной гигиены?
Глава 3. Результаты исследования и их обсуждение
1) По результатам анкетирования оказалось, что 83 % школьников моет руки перед приемом пищи, иногда моют руки перед едой - 17% (рис.16). При мытье рук всегда используют мыло 61 % учащихся, просто ополаскивают руки водой - 14%, 25% -мыло используют иногда. Однако результаты, полученные при наблюдении за школьниками в столовой, не совпали с результатами анкетирования. Из 86 человек, посетивших столовую во время перемены, только 7 человек помыли руки перед едой (рис.17). Ни один из школьников, принимавших участие в анкетировании, руки перед приемом пищи не помыл.
Социальный опрос среди наших одноклассников проходил в форме беседы. Оказалось, что из 25 опрошенных человек ни один не моет руки перед приемом пищи в школьной столовой. Были названы разные причины такого пренебрежительного отношения к мытью рук: страх не успеть поесть за перемену и опоздать на урок, отсутствие мыла у раковин, неудобное расположение электрических сушилок для рук, влияние одноклассников, непонимание важности мытья рук (рис.18). Хотя все 25 учеников заявили, что мыли бы руки, если бы это делали их одноклассники.
25 учащихся также признали, что не моют руки после посещения туалета. 21% вообще старается избегать посещения школьного туалета в течение дня. 18% учащихся жалуются на отсутствие мыла, остальные – даже не задумываются о последствиях такого халатного отношения к своему здоровью и здоровью окружающих его людей. Возвращаясь домой из школы, магазина или после прогулки, 20 учеников из 25 опрошенных моют руки с мылом. Основная причина, по которой они это делают – желание смыть грязь, накопившуюся на руках за время отсутствия дома.
2) На обеих средах наблюдался хороший рост колоний микроорганизмов. Отметим, что выросли колонии бактерий, отличающиеся по морфологии, и плесневые грибы, что говорит об универсальности обеих сред (рис. 8-13). Сравнение роста микроорганизмов на обеих средах показало, что среда, приготовленная нами из доступных компонентов, по качеству не уступает среде промышленного производства. Наблюдается сходство результатов, полученных в экспериментах на обеих питательных средах, что подтверждает достоверность этих данных.
Результаты исследования показали, что мытье рук без мыла неэффективно для удаления микробов (рис.8-13). На чашках Петри выросло много колоний различной морфологии. Использование мыла значительно снижает загрязненность рук. На чашках Петри наблюдается незначительный рост сходных по морфологии колоний. Возможно, что это колонии естественной микрофлоры рук.
Использование антибактериальных салфеток практически полностью дезинфицирует руки. Наблюдается единичный рост колоний микроорганизмов, и это полностью подтверждает мнение врачей, что использование антибактериальных средств для мытья рук не должно быть частым, поскольку они удаляют с рук не только вредные, но и полезные микроорганизмы - естественный защитный слой, ограждающий от инфекций.
Исследование предметов обихода выявило их высокую бактериальную загрязненность до проведения санитарной обработки (рис.14). На чашках Петри обнаружен рост большого количества колоний микроорганизмов. Микробная загрязненность значительно снижается после санитарной обработки предметов (рис.15).
В данной работе мы не ставили перед собой цель идентифицировать микробные колонии и количественно определить степень микробной загрязненности предметов обихода. Мы считаем, что визуальной оценки результатов будет достаточно для понимания важности соблюдения правил личной гигиены.
Глава4. Заключение
Полученные результаты позволяют нам сделать следующие выводы:
1. Бактериальная загрязненность рук учащихся зависит от качества гигиенической обработки рук: мытье рук с мылом значительно снижает их микробное загрязнение.
2. Микробиологическое исследование предметов обихода показало их высокую бактериальную загрязненность, но значительно снижающуюся после проведения санитарной обработки предметов.
3. Изучение отношения учащихся к проблеме гигиенического мытья рук установило, что они очень часто пренебрегают мытьем рук перед приемом пищи и после посещения туалета.
Мы считаем, что постоянное привлечение нашего внимания к данной проблеме будет способствовать формированию здоровых привычек и культуры гигиены. Активное участие школьников в акции ООН «День чистых рук», которая проходит каждый год 15 октября, также будет напоминать о важности и необходимости регулярного мытья рук.
Результаты нашего исследования, презентация о проведенной работе и памятки о том, как правильно мыть руки, могут быть использованы для проведения классных часов, различных просветительских мероприятий для учащихся, учителей и родителей, чтобы привлечь внимание к данной проблеме и показать, как простое мытье рук водой с мылом помогает эффективно бороться с опасными инфекционными заболеваниями.
Глава 5. Список использованной литературы
1. Лабинская А.С. Микробиология с техникой микробиологических исследований / А.С.Лабинская. - M.: Медицина, 1978. — 394 c.
2. Руководство к практическим занятиям по микробиологии: учебное пособие/ М.Н. Пименова, Н.Н.Гречушкина, Л.Г. Азова [и др.] / под ред. Н.С.Егорова. – 3-изд., перераб. и доп. – М.: Изд-во МГУ, 1995. – 204 с.
3. Детский фонд Организации Объединенных Наций (ЮНИСЕФ). – Режим доступа: http://www.unicef.ru/
4. Управление Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Московской области - Режим доступа: http://50.rospotrebnadzor.ru/epidemiologic_situation
5. Taylor L.J. An evaluation of handwashing techniques – 2 / L.J.Taylor //Nursing Times. – 1978. - № 74. – P.108–110.
6. WHO guidelines on hand hygiene in health care. G.: WHO, 2009. - 263 с.
Глава 6. ПРИЛОЖЕНИЕ
Рис.1. Различная степень бактериальной загрязненности рук.
Рис.2. Классификация микробиологических питательных сред по составу.
Рис.3. Свиной желудок Рис.4. Пептон
Рис.5. Получение пептона.
Рис.6. Приготовление питательной среды промышленного производства
Рис.7. Приготовление натуральной питательной среды из доступных компонентов.
Рис.8. Бактериальная загрязненность рук учащихся в зависимости от качества мытья рук (1- отпечатки грязных пальцев рук, 2- отпечатки пальцев рук, вымытых водой без мыла, 3- отпечатки пальцев рук, вымытых водой с мылом, 4 – отпечатки пальцев рук, обработанных антибактериальными салфетками).
Эксперимент выполнен на среде промышленного производства.
Рис.9. Бактериальная загрязненность рук учащихся в зависимости от качества мытья рук (1- отпечатки грязных пальцев рук, 2- отпечатки пальцев рук, вымытых водой без мыла, 3- отпечатки пальцев рук, вымытых водой с мылом, 4 – отпечатки пальцев рук, обработанных антибактериальными салфетками).
Эксперимент выполнен на среде промышленного производства.
Рис.10. Бактериальная загрязненность рук учащихся в зависимости от качества мытья рук (1- отпечатки грязных пальцев рук, 2- отпечатки пальцев рук, вымытых водой без мыла, 3- отпечатки пальцев рук, вымытых водой с мылом, 4 – отпечатки пальцев рук, обработанных антибактериальными салфетками).
Эксперимент выполнен на среде промышленного производства.
Рис.11. Бактериальная загрязненность рук учащихся в зависимости от качества мытья рук (1- отпечатки грязных пальцев рук, 2- отпечатки пальцев рук, вымытых водой без мыла, 3- отпечатки пальцев рук, вымытых водой с мылом, 4 – отпечатки пальцев рук, обработанных антибактериальными салфетками).
Эксперимент выполнен на среде, приготовленной из доступных компонентов.
Рис.12. Бактериальная загрязненность рук учащихся в зависимости от качества мытья рук (1- отпечатки грязных пальцев рук, 2- отпечатки пальцев рук, вымытых водой без мыла, 3- отпечатки пальцев рук, вымытых водой с мылом, 4 – отпечатки пальцев рук, обработанных антибактериальными салфетками).
Эксперимент выполнен на среде, приготовленной из доступных компонентов.
Рис.13. Бактериальная загрязненность рук учащихся в зависимости от качества мытья рук (1- отпечатки грязных пальцев рук, 2- отпечатки пальцев рук, вымытых водой без мыла, 3- отпечатки пальцев рук, вымытых водой с мылом, 4 – отпечатки пальцев рук, обработанных антибактериальными салфетками).
Эксперимент выполнен на среде, приготовленной из доступных компонентов.
Рис.14. Бактериальная загрязненность предметов обихода (1- дверная ручка,
2- денежные монеты, 3- бумажные деньги, 4- перила) до проведения санитарной обработки.
Рис.15. Бактериальная загрязненность предметов обихода (1- дверная ручка,
2- перила) после проведения санитарной обработки.
Рис.16. Результаты анкетирования. Рис.17. Результаты наблюдения.
Рис.18. Результаты социального опроса.