VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Микрофлора школьных принадлежностей

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Дьяченко И.Д. 1

---

1МБОУ СОШ № 102

Шацких М.А. 1

---

1МБОУ СОШ № 102

Работа в формате PDF

1.5 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

ВВЕДЕНИЕ

В процессе обучения школьники используют различные принадлежности. К наиболее необходимым относятся ручка, карандаш, ластик, линейка. Повседневное использование школьных принадлежностей приводит к скоплению на них большого количества микроорганизмов. При их передаче от одного школьника другому, микроорганизмы попадают на руки обучающегося и могут служить причиной возникновения различных заболеваний. Следует отметить, что на поверхности школьных принадлежностей споры грибов, микробы существуют постоянно и с течением времени их количество увеличивается.

Микроорганизмы представляют собой своеобразную форму организации живой материи. Их отличает многочисленность, удивительная жизнеспособность, пластичность, повсеместное распространение. Микроорганизмы способны вступать с организмом человека в самые разные взаимоотношения – от симбиоза до паразитизма. Количество микроорганизмов на школьных принадлежностях колеблется и зависит от частоты их использования, количества обучающихся, использующих данные предметы.

Состояние здоровья школьника оказывает неоспоримое влияние на обучение. Поскольку ученик проводит в школе 6-7 часов в день, проблема сохранения чистоты принадлежностей, используемых им, является актуальной.

Цель исследования – изучить микрофлору школьных принадлежностей.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- провести анализ источников информации по исследуемой проблеме;

- ознакомиться с лабораторным оборудованием, необходимым для проведения исследования, а также подготовить опытные образцы;

- провести наблюдение за микрофлорой школьных принадлежностей и изучить динамику содержания микроорганизмов на различных опытных образцах;

- сравнить количество микроорганизмов до и после обработки бактерицидными препаратами;

- сделать выводы о загрязнении школьных принадлежностей и разработать предложения по улучшению микрофлоры школьных принадлежностей.

Основными источниками информации при проведении исследования послужили труды отечественных и зарубежных ученых биологов, справочники, в т.ч. М .В. Гусев, Э. Йонг, А.С. Лабинская, В.В. Пасечник, Н.В. Прозоркина, Я. С. Шапиро и др.

Вопросы классификации, структуры и развития микроорганизмов, а также их влияния на человека регулярно исследуются учеными. Интерес к данной тематике во многом связан с появлением новых сообществ микробов, мутации существующих.

Объектом исследования выступили школьные принадлежности обучающегося 6 класса, в т.ч. шариковая ручка, графитовый карандаш, резиновый ластик, пластмассовая линейка, используемые им в течение длительного времени (более 1 месяца).

В ходе исследования был использован теоретический, математический и экспериментальный методы.

Предметом исследования является микрофлора школьных принадлежностей.

Автором была изучена классификация микроорганизмов, проведен анализ микрофлоры различных школьных принадлежностей, в т.ч. после обработки бактерицидными препаратами, сделаны выводы о загрязнении, даны рекомендации по улучшению состояния школьных принадлежностей с целью предотвращения развития микроорганизмов и сохранения здоровья учащегося.

1. Общие сведения о микроорганизмах, их классификация

«Невидимые, они постоянно сопровождают человека, вторгаясь в его жизнь то как друзья, то как враги», — сказал академик В. Л. Омельянский. Действительно, микробы есть везде: в воздухе, в воде и в почве, в организме человека и животных. Они могут быть полезны, и их используют в производстве многих пищевых продуктов. Они могут быть вредны, вызывать заболевания людей, порчу продуктов и др.

Микробы были открыты голландцем А. Левенгуком (1632-1723) в конце XVII в., когда он изготовил первые линзы, дававшие увеличение в 200 и более раз. Увиденный микромир поразил его, Левенгук описал и зарисовал микроорганизмы, обнаруженные им на различных объектах. Он положил начало описательному характеру новой науки [10].

Открытия Луи Пастера (1822-1895) доказали, что микроорганизмы отличаются не только формой и строением, но и особенностями жизнедеятельности. Пастер установил, что дрожжи вызывают спиртовое брожение, а некоторые микробы способны вызывать заразные болезни людей и животных. Пастер вошел в историю как изобретатель метода вакцинации против бешенства и сибирской язвы.

Всемирно известен вклад в микробиологию Р. Коха (1843-1910) — открыл возбудителей туберкулеза и холеры, И. И. Мечникова (1845-1916) — разработал фагоцитарную теорию иммунитета, основоположника вирусологии Д. И. Ивановского (1864-1920), Н. Ф. Гамалея (1859-1940) и многих других ученых.

Обнаружение микробов в самых различных материалах способствовало распространению споров о происхождении живых организмов. Еще с далекой древности люди привыкли к мысли, что живая материя возникает в природе из неживой.

Аристотель считал, что кроме живых существ, рождающихся себе подобных, есть и самозарождающиеся организмы. Животные появляются на свет не только «в результате спаривания, но и из перегнойной почвы или навоза». Черви и различные насекомые, например, самозарождаются из росы, перегнойной почвы, сухой древесины.

Левенгук в одном из писем Королевскому обществу писал: «Я полагаю, что мы уже можем быть достаточно уверены в том, что все животные, как бы малы они ни были, зарождаются не в результате процессов гниения, а только размножением себе подобных». Его современник итальянский ученый Франческо Реди экспериментально доказал, что мухи не зарождаются из гнилого мяса. Он показал, что личинки мух появляются на мясе только в тех случаях, когда живые мухи откладывают на этой питательной среде свои яйца.

После открытия микробов снова возник вопрос, есть ли у этих мельчайших существ родители или они появляются из неживой материи [10].

В течение XIX столетия был накоплен большой материал о различных свойствах микроорганизмов, постепенно увеличивался список видов микробов, и возникла необходимость систематики и их номенклатуры [7].

Микроорганизмы, микро́бы («микроб»  фр. microbe от греч. μικρός — «малый» и греч. βίος — «жизнь») — собирательное название группы живых организмов, которые слишком малы для того, чтобы быть видимыми невооружённым глазом.

Микробы - это преимущественно одноклеточные живые организмы, видимые только в микроскоп. Размер микроорганизмов измеряется в микрометрах — мкм (1/1000 мм) и нанометрах — нм (1/1000 мкм).

Микробы характеризуются огромным разнообразием видов, отличающихся строением, свойствами, способностью существовать в различных условиях среды.

Наука, занимающаяся изучением микробов, называется микробиологией.

В 1923 г. американский ученый Д. Берги выпустил первый международный определитель бактерий, который впоследствии дополнялся и изменялся.

С 1 января 1980 г. для микроорганизмов принята Единая международная классификация, в основе которой лежит система Берги.

Классификация микроорганизмов – это их распределение по сходным или отличительным признакам в упорядоченные группы.

Современная классификация микроорганизмов построена по иерархическому принципу (рис.1).

По сходным признакам

По отличительным признакам

Царство

Отдел

Класс

Порядок

Семейство

Род

Вид

Рис.1. Иерархические уровни классификации микроорганизмов

Основными ступенями всех классификаций являются: царство — отдел - класс — порядок — семейство — род — вид. Главной классификационной категорией является вид — совокупность организмов, имеющих общее происхождение, сходные морфологические, физиологические признаки и обмен веществ [2].

Принято считать, что любой микроорганизм должен последовательно принадлежать ко всем семи категориям.

Микроорганизмы подразделяются на группы:

- основные;

- промежуточные (рис.2).

К основным микроорганизмам относятся вирусы, бактерии, грибы, простейшие и дрожжи.

Группы микроорганизмов

Основные

Промежуточные

Вирусы

Спирохеты

Актиномицеты

Бактерии

Риккетсии

Грибы

Хламидии

Простейшие

Дрожжи

Клеточные

Неклеточные

Рис. 2. Классификация микроорганизмов

В состав промежуточных микроорганизмов входят спирохеты, актиномицеты, риккетсии, хламидии.

Промежуточные микробы, бактерии, грибы, простейшие и дрожжи относятся к клеточным микроорганизмам. Вирусы являются неклеточными по структуре [11].

Все микроорганизмы так же подразделяются на эукариоты и прокариоты. Бактерии относятся к царству прокариотов, представители которых, в отличие от эукариотов, не обладают оформленным ядром. Наследственная информация у прокариотов заключена в молекуле ДНК, располагающейся в цитоплазме клетки.

Размеры и форма бактерий непостоянны и меняются от влияния среды обитания.

Способность микробов изменяться учитывается в лабораторной диагностике инфекционных болезней, при изготовлении биологических препаратов, применяемых для профилактических и лечебных целей [7].

Микроорганизмы широко распространены в почве, воде, воздухе, в организме и на поверхности тела человека и животных, на растениях, различных предметах, в пищевых продуктах. С помощью микробов почвы осуществляются биологический круговорот углерода, азота, фосфора, фиксация молекулярного азота воздуха. Благодаря их жизнедеятельности происходят разложение и минерализация животных и растительных остатков, попадающих в почву, процесс ее самоочищения от нечистот и отбросов. Микроорганизмы, обитающие в воде, участвуют в круговороте серы, железа и других элементов, осуществляют разложение органических веществ животного и растительного происхождения, обеспечивают самоочищение воды в водоемах.

Микрофлора, заселяющая организм человека и животных, играет важную роль в их жизнедеятельности. Многие микроорганизмы используют для получения антибиотиков, иммуномодуляторов, различных пищевых, например, кисломолочных, продуктов. В сельском хозяйстве применяют бактериальные удобрения. С помощью микроорганизмов осуществляют консервирование кормов.

Относительно небольшая часть микробов является опасной для человека и животных. Некоторые микроорганизмы вызывают поражение продуктов, приводят к обеднению почвы азотом, обладают деструктивным действием на объекты окружающей среды, санитарно-технические, производственные и другие сооружения и объекты, вызывают цветение и загрязнение водоемов, накопление ядовитых веществ (сероводорода, нитритов, микробных токсинов). Микроорганизмы отличаются хорошей приспособляемостью к действию факторов внешней среды.

2. Лабораторное оборудование, необходимое для исследования

Исследование микрофлоры школьных принадлежностей производилось с использованием следующего лабораторного оборудования:

- светового микроскопа;

- фолдскопа –бумажного микроскопа с увеличением достаточным для того, чтобы получить изображение отдельных живых клеток, клеточных органнел или увидеть плавание бактерий;

- пластиковые баночки объемом 40 мл;

- покрывные стекла для микроскопа;

- стекла;

- пипетка медицинская;

- канцелярский скотч;

- видеоокуляр.

Так же была использована дистиллированная вода, бактерицидные препараты (влажные антибактериальные салфетки, гель для рук «Dettol»).

Для проведения исследования были отобраны школьные принадлежности, используемые учащимися наиболее часто и длительное время, в т.ч.:

- шариковая ручка;

- графитовый карандаш;

- пластмассовая линейка;

- резиновый ластик.

3. Наблюдение за микрофлорой школьных принадлежностей и изучение динамики содержания микроорганизмов на опытных образцах

При проведении исследований школьные принадлежности поочередно помещались в пластиковые баночки с дистиллированной водой и находились там в течение 10 минут. Образец воды с растворенными в ней микробами с помощью медицинской пипетки наносился на стеклышко, накрывался покрывным стеклом и помещался под микроскоп.

Исследования, проведенные с помощью светового микроскопа, показали, что наибольшее количество микроорганизмов содержится на графитовом карандаше, шариковой ручке и ластике (Таблица 1).

Таблица 1 – Результаты исследования микрофлоры школьных принадлежностей с помощью светового микроскопа

Изображения микроорганизмов школьных принадлежностей, полученные с помощью светового микроскопа приведены в приложении 1.

Также для наблюдения за микрофлорой принадлежностей использовался фолдскоп. Для наблюдения за микрофлорой предмет был проведен по скотчу, который помещали в фолдскоп и направляли на свет лампы дневного накаливания.

Исследования показали, что наибольшее количество микроорганизмов содержится на шариковой ручке и резиновом ластике (Таблица 2).

Таблица 2 - Результаты исследования микрофлоры школьных принадлежностей с помощью фолдскопа

В результате проведенных исследований, можно сделать вывод, что школьные принадлежности обильно заселены микроорганизмами, в т.ч. грибами и бактериями. При этом максимальное их количество сосредоточено на шариковой ручке, графитовом карандаше и резиновом ластике, т.е. предметах, используемых в обучении постоянно.

Использование фолдскопа позволило более точно определить количество микроорганизмов и установить, что на шариковой ручке и резиновом ластике содержится больше микробов, чем при исследованиях, проведенных с помощью светового микроскопа и дистиллированной воды. Следует отметить, что структура предмета влияет на количество, содержащихся на нем микроорганизмов. Так, на резиновом ластике микрофлора прослеживается более четко, чем на других опытных образцах.

4. Наблюдение за микрофлорой школьных принадлежностей после их обработки бактерицидными препаратами

В связи с тем, что наибольшее количество микроорганизмов было обнаружено на шариковой ручке и резиновом ластике, то с данными предметами целесообразно провести дальнейшие исследования. Для изменения условий эксперимента была проведена их обработка влажными антибактериальными салфетками и гелем для рук «Dettol». Обработанные поочередно бактерицидными средствами предметы, был опущены в дистиллированную воду, образцы которой изучены под световым микроскопом.

Проведенные исследования, позволили установить, что после обработки шариковой ручки и резинового ластика влажными антибактериальными салфетками количество микроорганизмов существенно сократилось (Таблица 3).

Таблица 3 – Количество микроорганизмов на шариковой ручке и резиновом ластике после обработки бактерицидными средствами (шт)

Проведенные исследования показали, что использование антибактериальных салфеток позволяет примерно в 7-10 раз сократить количество микроорганизмов, заселяющих шариковую ручку и резиновый ластик.

Обработка предмета бактерицидным гелем для рук «Dettol» позволяет практически на 100 % очистить школьные принадлежности от микробов.

Целесообразно предположить, что наблюдение за микрофлорой опытных образцов после обработки бактерицидными препаратами с помощью фолдскопа, позволит более точно определить количество выживших микробов.

5. Рекомендации по улучшению микрофлоры школьных принадлежностей

Изучение микрофлоры школьных принадлежностей, проведенное с использованием различного лабораторного оборудования и изменением условий эксперимента, позволило сделать вывод о обильном заселении предметов микроорганизмами. Как правило, это грибы и бактерии, которые при попадании на кожу рук ученика могут вызвать различные заболевания.

Распространению микроорганизмов способствует частая передача школьных принадлежностей от одного ученика другому, а также долговременное их использование при обучении.

Использование антибактериальных салфеток позволяет в значительной степени сократить количество микробов. Бактерицидный гель для рук «Dettol» практически на 100 % убивает микрофлору школьных принадлежностей.

В целях исключения возможности заражения учащихся инфекционными кожными заболеваниями, а также предотвращения развития микроорганизмов, в т.ч. болезнетворных бактерий, нами рекомендовано использование бактерицидных средств для дезинфекции школьных принадлежностей, наиболее часто используемых в обучении.

Заключение

Ежедневное использование в процессе обучения школьных принадлежностей приводит к скоплению на них большого количества микроорганизмов. При этом передача предметов от одного ученика другому, может служить причиной возникновения различных кожных заболеваний.

В ходе исследования была достигнута поставленная цель – изучена микрофлора школьных принадлежностей.

Объектом исследования выступили предметы, наиболее часто используемые учениками на уроках (шариковая ручка, графитовый карандаш, пластмассовая линейка, резиновый ластик). Изучение микрофлоры проводилось с помощью специального лабораторного оборудования, в т.ч. светового микроскопа и фолдскопа.

Проведенные исследования показали, что наибольшее количество микроорганизмов сосредоточено на шариковой ручке, графитовом карандаше и резиновом ластике. При этом использование фолдскопа позволило более точно определить количество микробов, чем рассмотрение школьных принадлежностей через световой микроскоп.

При наблюдении за микрофлорой школьных принадлежностей были изменены условия эксперимента, в т.ч. проведена их обработка бактерицидными средствами. В результате, было установлено, что использование влажных антибактериальных салфеток в 7-10 раз сокращает количество микроорганизмов, а бактерицидный гель для рук «Dettol» практически на 100% убивает микрофлору.

Поскольку нормативные документы в области санитарной гигиены не содержат требований к чистоте школьных принадлежностей, то обеспечить безопасное их использование для ученика, может только он сам. Периодическая обработка предметов бактерицидными средствами способствует уничтожению микроорганизмов и сохранению здоровья обучающихся.

Список использованных источников и литературы

1. Аникеев В.В., Лукомская К.А. Руководство к практическим занятиям по микробиологии.- М.: «Просвещение», 1983. – 50 с.

2. Воробьев А.В., Быков А.С., Пашков Е.П., Рыбакова А. М. Микробиология: Учебник. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Медицина,2003. — 336 с.

3. Гусев М. В., Минеева Л. А.. Микробиология. Третье издание. – М.: Рыбари, 2004. – 248 с.

4. Йонг Э. Как микробы управляют нами. Тайные властители жизни на Земле. Москва: АСТ. 2017. – 352 с.

5. Лабинская А. С. Микробиология с техникой микробиологических исследований, М, Медицина, 1978.

6. Пасечник В.В. Биология. Бактерии, грибы, растения. 5 кл. : учебник для общеобразовательных учреждений / В.В. Пасечник. – М : Дрофа, 2012. – 141 с.

7. Прозоркина H. В., Рубашкина П. А. Основы микробиологии, вирусологии и иммунологии. 2011.- 215 с.

8. Справочник. Санитарная микробиология, Министерство здравоохранения ГМА им. Мечникова И.И., С-П, 1998

9. Шапиро Я.С. Микроорганизмы. Вирусы, бактерии, грибы. Учебное пособие. ЭЛБИ-Спб. 2003. – 156 с.

10. Шлегель Г. Общая микробиология: Пер. с нем.М:мир. 1987. 567с.

11. https://gufo.me/dict/medical_encyclopedia/%D0%9C%D0%B8%D0%BA%D1%80%D0%BE%D0%BE%D1%80%D0%B3%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B7%D0%BC%D1%8B

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Микрофлора школьных принадлежностей, исследованная с помощью светового микроскопа

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Микрофлора школьных принадлежностей, исследованная с помощью фолдскопа

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Микрофлора шариковой ручки после обработки бактерицидными средствами