Незамкнутая экосистема среды обитания школьников МБОУ Видновской СОШ № 7 Ленинского района

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Подолян У.А. 1Качанова М.В. 1

---

1МБОУ видновская СОШ №7

Бурмистрова И.Е. 1Степочкина Н.В. 1

---

1МБОУ Видновская СОШ №7

Работа в формате PDF

1.9 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

Введение

Экосистема- совокупность организмов и неорганических компонентов, в которой может поддерживаться круговорот веществ, движимый однонаправленным потоком энергии. Школа - это наш второй дом, мы там проводим  здесь большую часть дня. И поэтому мы хотим, чтобы там было уютно и комфортно, как и в родном нашем доме. Темой нашего проекта мы выбрали именно санитарно-экологическое состояние школы. Нам важно, чтобы по конкретным критериям она соответствовала нормам. Все ли показатели школьных помещений соответствуют нормам? Это и является темой нашего исследования.

В начале исследования была выдвинута гипотеза: экологические показатели школьных помещений соответствуют санитарным нормам.
Цель: Исследование экологических показателей школьных помещений, смывов с предметов частого использования школьниками на наличие бактериальной среды и установление их соответствия санитарным нормам.
Задачи:

-узнать мнение обучающихся о некоторых вопросах экологии школы;

-установить соответствие экологического состояния школьных помещений санитарным нормам для образовательных учреждений (температурный режим, влажность, КИО, вентиляционный режим, площадь, приходящаяся на одного обучающегося)

-провести смывы с предметов, провести лабораторные исследования по выявлению бактерий и провести анализ полученных данных.

Объект исследования: 

учебные помещения МБОУ Видновская СОШ №7

штаммы бактерий кишечной палочки (Escherichia. coli), сальмонеллы (Salmonella), стафилококка (Staphylococcus)

Предмет исследования:  

1.экологическое состояние учебных помещений  школы:
- кабинет № 33 (кабинет физики) – з этаж;
- кабинет № 41 (кабинет биологии) - 4 этаж;

- кабинет №18 (кабинет географии) - 2 этаж;

Уличная обувь

Смыв с подоконников (2 этаж школы: кабинет географии)

Смыв с парты (3 этаж школы: кабинет физики)

Смыв со спинки стула (4 этаж школы: кабинет биологии)

Смыв с рук ученицы

Методы исследования: наблюдения, бакпосев в чашке Петри, сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) , анализ литературы, прямые измерения температуры, влажности, косвенные измерения КИО, КА, СК.

Актуальность темы: Охрана и укрепление здоровья – важнейшего из жизненного приоритетов – является одним из насущных проблем нашего общества. Официальная статистика отмечает ухудшение состояние здоровья школьников. Причины снижения уровня здоровья многообразны: это отягощенная наследственность, экологические проблемы, социальный и экономический кризисы. Однако влияние школы, где учащиеся проводят большую часть своего времени, на растущий и развивающийся организм выражено особенно сильно. Поэтому исследование школьной среды с экологической точки зрения, решение проблемы создания здоровой среды для школьников в настоящее время являются актуальными.

Теоретическая часть

Бактерии — самая древняя группа организмов из ныне существующих на Земле. Первые бактерии появились, вероятно, более 3,5 млрд. лет назад и на протяжении почти миллиарда лет были единственными живыми существами на нашей планете.

По форме и особенностям объединения клеток: различают несколько морфологических групп бактерий: шаровидные (кокки), прямые палочковидные (бациллы), изогнутые (вибрионы), спирально изогнутые (спириллы) и др. Кокки, сцепленные попарно, получили название диплококки, соединенные в виде цепочки — стрептококки, в виде гроздей —стафилококки.

Стафилококки

Подавляющее большинство гнойно - воспалительных заболеваний вызывают кокки, т.е. имеющие сферическую (шаровидную) форму микроорганизмы. Их делят на две большие группы - грамположительные и грамотрицательные. Внутри этих групп выделяют аэробные и факультативно - анаэробные кокки и анаэробные кокки.

Морфология. Грамположительные кокки, для которых характерно взаиморасположение скоплениями в виде гроздей винограда, т.к. они делятся во взаимоперпендикулярных плоскостях. Имеют микрокапсулу, спор не образуют, жгутиков не имеют.

Особые свойства возбудителя

1. Способность поражать практически любую ткань и орган.

2.Очень высокая устойчивость среди неспорообразующих бактерий к факторам внешней среды.

3. Постоянное пребывание на кожных покровах и сообщающихся с внешней средой слизистых оболочках.

Эпидемиологические особенности. Стафилококковые инфекции могут носить характер эндогенной инфекции (повреждение органов и тканей с проникновением возбудителя) или экзогенный характер, обусловленный различными путями заражения - алиментарным (при стафилококковых отравлениях), контактно - бытовым, воздушно - капельным и воздушно - пылевым.

Существенное значение имеет носительство патогенных стафилококков, чаще всего - на слизистой носа и зева, на втором месте - кожа.

Сальмонеллы

Морфология.Все сальмонеллы – грамотрицательные подвижные палочки имеют множественные пили и жгутики (перитрихи), спор не образуют, могут иметь полисахаридную капсулу^.

Характеристика заболеваний. Сальмонеллами вызываются 3 группы поражений: брюшной тиф и паратифы, сальмонеллезныегастроэнтериты и септицемии. Развитие их зависит от вирулентности возбудителя, его инфицирующей дозы и состояния иммунитета макроорганизма.

Кишечная палочка

Этот род представлен только одним видом бактерий -Escherichiacoli (Е. coli), но объединяет множество вариантов.

Кишечная палочка впервые выделена в 1888 г. Эшерихом из испражнений человека и названа по его имени. Естественным местом обитания E. coli является кишечник человека. Кишечная палочка - представитель нормальной микрофлоры кишечника.

Кроме того, эти бактерии проявляют антагонистическое действие в отношении патогенных микроорганизмов, таких как возбудители Дизентерии, брюшного тифа, токсикоинфекций. Отсутствие кишечной палочки в толстом кишечнике ведет к тяжелому заболеванию - дисбактериозу. При этом нарушается нормальный состав микрофлоры кишечника, развиваются протей, кокковая флора, грибы и т. п.

Существуют разновидности бактерий E.coli, способные вызывать у человека острые кишечные заболевания. В настоящее время выделяют более 150 типов патогенных (так называемых "энтеровирулентных") палочек E.coli, объединенных в четыре класса: энтеропатогенные (ЭПЭК), энтеротоксигенные (ЭТЭК), энтероинвазивные (ЭИЭК) и энтерогемморагические (ЭГЭК).

Методики исследования

1. Бакпосев (Посе́в)— один из стационарных методов культивирования микроорганизмов на питательных средах, применяемый для культуральной диагностики в медицинской микробиологии, а также для исследования биохимических и биологических свойств в различных биотехнологических целях. В зависимости от содержания исследуемых бактерий в образце, проводят посев на плотные питательные среды (для получения изолированных колоний и определения чистоты культуры).

Основные этапы методики бакпосева подразделяются на следующие:

1.1. Подготовка смывов.

Для культивирования бактерий необходимо получить образцы смывов с различных поверхностей и пересадить их для выращивания в специальные питательные среды. Смывы получают используя стрильные ватные палочки, проводя их по исследуемым поверхностям.

1.2. Подготовкаагаризированной питательной среды.

Агар – это желеобразная субстанция, используемая для выращивания культур бактерий. Делается агар из красных и бурых водорослей и представляет собой идеальную среду для многих разных видов микроорганизмов. Для разных штаммов бактерий применяются различные питательные среды.

1.3.Подготовка и заполнение чашки Петри.

Чашки Петри – небольшие плоские чашки из стекла или прозрачного пластика. У чашек Петри есть две части, верхняя и нижняя, они вставляются друг в друга, что служит для защиты культуры микроорганизмов от воздуха и прочих потенциальных источников заражения, а также сдерживает газы, выделяемые микроорганизмами в ходе фазы роста.

Чашки Петри должны быть стерильны, перед началом эксперимента находиться в герметично запакованной упаковке (такие чашки предварительно простерилизованы холодным методом). Заполнение чашек Петри питательной средой необходимо проводить достаточно быстро (для исключения попадания бактерий из воздуха), слой питательной среды должен быть тонким (5-6мм).

1.4. Выращивание бактерий. Выдержка в термостате.

Так как для роста и развития микробов нужна постоянная оптимальная для каждого вида определенная температура, то для выращивания микробных культур в лаборатории необходимо иметь специальные термостаты (от греческого therme - тепло, жар, statos - постоянный, неменяющийся). Термостаты - приборы, в которых непрерывно автоматически поддерживается заданная (высокая или низкая) температура.

Культивируемы бактерии в питательных средах выдерживаются в термостате при температуре 37С от 24 до 72 часов, в зависимости от вида штамма.

1.5. Утилизация микроорганизмов

Большие колонии бактерий могут представлять собой определенную угрозу, поэтому необходимо утилизировать среды используя ,например, хлорные жидкости.

2. Метод сканирующей электронной микроскопии

Метод сканирующей электронной микроскопии (СЭМ)позволяет получать изображения с бОльшими, чем оптическая микроскопия увеличениями, и основан на сканировании образца пучком электронов и детектировании различными детекторами электронов, провзаимодействовавших с этой поверхностью. Результатом метода СЭМ является изображение высокого качества.

Для получения изображения образцов в СЭМ собираются пробы колоний микроорганизмов путем помещения их на проводящий углеродный скотч, предварительно нанесенный на алюминиевый столик.

Вследствие того, что ожидаемый размер бактерий составляем порядка 1 микрометра, колонии микроорганизмов исследуются под электронным пучком при увеличении до 50000 крат.

Питательные среды для выращивания бактерий

1. Среда на стафилококк (Желточно-солевой агар, стафилококагар)

Стафилококкагар предназначен для выделения стафилококков из исследуе­мого материала при проведении бактериологических исследований в клинической и санитарной микробиологии. Питательная среда представляет собой мелкодисперс­ный, гигроскопичный, светочувствительный порошок светло-желтого цвета.Ингибирующие свойства среды основаны на высокой концентрации хлоридов, не препятствующих росту стафилококков.

Учет результатов проводят визуально через (48±2) ч инкубации посевов при температуре (37±1)°С.

Колонии стафилококков - белые или светло-желтые, выпуклые, круглые, не­прозрачные, блестящие с ровными краями, диаметром 1,5-4,0 мм.

2. Среда на кишечную палочку (питательная среда сухая агар"Эндо")

«Агар Эндо» предназначен для выделения энтеробактерий из исследуемого материала и их дифференциации по признаку ферментации лактозы.

Выделение энтеробактерий осуществляется микробиологическим методом.

Принцип метода - визуальное обнаружение бактерий, выросших на питательной среде при посеве исследуемых образцов.

АНАЛИТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Специфическая активность (показатели чувствительности, скорости роста и стабильности основных биологических свойств микроорганизмов).

3. Среда на сальмонеллу (Питательная среда сухая "Висмут-сульфнт-агар")

Набор реагентов питательная среда для выделения сальмонелл сухая (Висмут-сульфит агар) » предназначен для выделения сальмонелл из исследуемого материала.

Принцип метода - визуальное обнаружение сальмонелл, выросших на питательной среде при посеве исследуемых образцов.

Состав набора.Набор реагентов ««Питательная среда для выделения сальмонелл сухая (Висмут-сульфит агар)» представляет собой смесь сухих компонентов из расчета г/л:

SparatyphiА 225 образует зеленые круглые с темным центром колонии диаметром 1,0-2.5 мм; Sgallinarum665 - зеленые круглые колонии диаметром 0.8-1.2 мм; S. typhi “bismuth” - полиморфные черные колонии диаметром 1,0-2,0 мм с окрашиванием среды под ними в черный цвет.

Тест-штамм Е. coli3912/41 (055:К59) образует зеленовато-коричневые колонии диаметром 0,5-1,5 мм без окрашивания среды в отличие от черных колоний S.typhimurium79 с блестящей зоной вокруг них и окрашиванием среды под колониями в черный цвет.

Экспериментальная часть №1

Подготовка эксперимента

Для проведения эксперимента отобраны пробы с различных поверхностей в школе № 7 г. Видное. Пробы 2-4 отобраны с различных поверхностей (подоконник, парта, спинка стула). А пробы 1 и 5, с уличной обуви и рук ученицы. Пробы отбирались путем проведения стерильными ватными палочками по поверхности исследованных объектов (рис.1).

Каждая палочка помещалась в стерильную пробирку, где и находилось до помещения в питательную среду (рис.2).

Дальнейшее исследование по выращиванию бактерий проводили совместно с Центром Гигиены и Эпидемиологии г. Видное. Центром для исследования предоставлены стерильная лабораторная посуда, питательные среды, термосумка для переноски образцов и термостат для бакпосева (рис.3).

Каждый из 5 смывов образцов был помещен в 3 различные питательные среды (рис.4):

1. Среда на стафилококк (желточно-солевой агар, стаффилококагар),

2. Среда на кишечную палочку (питательная среда сухая агар "Эндо")

3. Среда на сальмонеллу («Питательная среда сухая» (Висмут-сульфнт-агар)

Экспериментальная часть №2.

1. Результаты бакпосева

Среда на кишечную палочку.

Результатыоценили визуально через 24ч. После выдержкив термостате в течении данного времени, колонии красного цвета характеризующие присутствие колонии E.coli, обнаружены только в образце № 1(рис. 5). Дальнейшая выдержка образцов в течении недели при комнатной температуре, привела к росту колоний во всех образцах (рис.6).

Среда на сальмонеллу.

Результаты оценили визуально через 48ч. После выдержкив термостате в течении данного времени, обнаружены колонии в образце № 1(рис. 7). При этом питательная среда поменяла цвет. Дальнейшая выдержка образцов в течении недели выявила отсутствие бактерий в образцах № 3-5. В образце № 2 также зафиксированы незначительные колонии сальмонелл (рис.8). Но это можно объяснить тем, что образец находится в той же чашке Петри, бактерии попали туда при неправильном обращении.

Среда на стафилококк.

Результаты оценили визуально через 48ч. После выдержкив термостате в течении данного времени, обнаруженынезначительные колонии в образце № 2(смыв с подоконника) и №5 (смыв с рук) (рис. 9).Дальнейшая выдержка образцов в течении недели выявила незначительные колонии бактерий в остальных образцах (рис. 10). Так как питательный субстрат содержит большое количество хлоридов, наблюдаем кристаллизацию среды (рис.11).

В результате полученных данных можно сделать вывод, что в смыве № 1 (уличной обуви) оказались бактерии кишечной палочки и сальмонеллы. Этот факт подтверждает требования САНПИНа о необходимости использования сменной обуви в школе. Или использование в помещениях бахил.

Бахилы – это одноразовы ПХВ-чехлы, которые необходимы для надевания на обувь при входе в помещение. Они могут использоваться повсеместно, где имеются серьезные требования к порядку и чистоте. Отлично предохраняют от излишней влаги, пыли, грязи и разных инфекций.

2. Результаты сканирующей электронной микроскопии

Методом сканирующей электронной микроскопии исследованы все три среды с колониями микроорганизмов. Изображения колоний стафилококков и кишечной палочки представлены на рисунке 12. Как и следует из названия, морфология стафилококков представлена гроздями организмов шарообразной формы, а вид бактерий кишечной палочки имеет вытянутую форму. Отметим характерные размеры организмов, которые составляют 1мкм и 3мкм для стафилококков и кишечной палочки соответственно.

К сожалению, СЭМ -изображения колоний сальмонеллы получить не удалось. Возможно это связано с деградацией образца в условиях вакуума, при которых возможно разрушение объектов, содержащий воду.

Экспериментальная часть №3.

Озеленение школьных кабинетов

В воздухе школьных помещений по разным причинам накапливаются вредные вещества: их выделяют отделочные материалы, из которых сделана школьная мебель и окна из ПВХ, моющие средства, водопроводная вода, воздух, попадающий с улицы, далеко не всегда бывает чистым и безопасным, электромагнитное излучение от компьютеров, бактерии и высушенный воздух. Обязательным    компонентом     школьного кабинета являются комнатные растения .                                                                                                         

Самая чистая и хорошо оборудованная классная комната покажется малопривлекательной, если в ней не будет живых цветов. Они украшают помещение и создают уют. Растения улучшают воздушную среду обитания. Подобно фильтру, они очищают воздух от пыли, образуют кислород. 

Фитонцидные растения поглощают ядовитые вещества, которые в избытке выделяют ковровые покрытия, мебель из ДСП, ламинат, краски, лаки. Фитонциды - вещества, выделяемые растениями, способны губительно действовать на болезнетворные микроорганизмы и вирусы.

Проведена паспортизация кабинетов ( географии, физики, биологии), в ходе которой было выяснено:

- 1 группа растений, летучие выделения которых обладают выраженной антивирусной, антибактериальной, противогрибковой активностью в отношении воздушной микрофлоры (фитоцидные растения):,пеперомия, сансевьера, бегония, колеус.

-2 группа растений - фитофильтров, поглощающих из воздуха вредные газы: хлорофитум, фикус Бенджамина, спатифиллум

-Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что комнатные растения в кабинетах физики и биологии в общеобразовательном учреждении размещены в соответствии с их свойствами

- Кабинет географии нуждается в озеленении помещения

Рис. 13. Озеленение кабинета физики

Экспериментальная часть №4.

Температурный режим в кабинетах (⁰С)

Рис. 14. График измерения температурного режима

(сентябрь 2018-февраль 2019)

Экспериментальная часть №5

Определяя относительную влажность с помощью гигрометра, получили следующую диаграмму.

Рис. 15. График измерения влажности воздуха в кабинета

(сентябрь 2018-февраль 2019)

Экспериментальная часть №6

Рис. 16. Измерение площади окон в кабинетах

а) кабинет биологии б) кабинет географии

Изучили вентиляционный режим помещений. Проверили все фрамуги. Определили общую площадь вентиляционных отверстий и рассчитали коэффициент аэрации (проветривание).

Для этого необходимо измерить площадь фрамуг, осмотреть работают они или нет и рассчитать коэффициент аэрации (проветривания) по формуле

КА=П/h,

где П - площадь вентиляционных отверстий;

h – площадь пола;

Экспериментальная часть №7

Измеряли площадь классных помещений и рассчитали площадь приходящуюся на одного учащегося

Экспериментальная часть №8

Величину коэффициента искусственного освещения (КИО) мы определили по формуле

КИО=МН/h,

М- мощность лампы;

Н- количество ламп;

h- площадь пола;

Величину естественного освещения мы определили по формуле

СК=h(окон.)/h,

где СК - световой коэффициент;

h(окон.)-площадь окон;

h- площадь пола.

Сводная таблица расчетных результатов

Коэффициент аэрации (проветривание) должен быть не менее 1/50площади пола, при условии, что вентиляционные отверстия должны открываться не реже, чем 1 раз в час на 10-15 минут. Этот показатель в нашей школе в экспериментальных кабинетах соблюдается.

Световой коэффициент должен составлять не менее ¼ - 1/6 площади пола. Эти параметры также соблюдены.

Коэффициент искусственного освещения должен быть не менее 40 ВТ/м². площади. При люминесцентном освещении в кабинете площадью 50 м². должно быть не менее 12 действующих ламп. Этот стандарт у нас в школе выполняется.

Выводы

Главными учебными помещениями являются учебные кабинеты, в которых обучающиеся проводят по 6 час ежедневно. Поэтому от их экологического состояния зависит здоровье, работоспособность, рост и развитие учащегося.

Проанализировав полученные результаты, можно сделать вывод, что наибольшее количество бактерий (кишечная палочка и сальмонелла) было обнаружено в образце № 1(смыв с поверхности подошвы обуви).

Это можно объяснить тем, что поверхность постоянно находится в контакте с землей, которая является средой, содержащей большое количество разнообразных микроорганизмов.

Этот факт подтверждает требования СанПина о необходимости использования сменной обуви в школе.

В остальных образцах наблюдается незначительноесодержание штаммов стафилококка.

В образце смыва взятого с подоконника, наличие бактерий можно объяснить тем, что при проветривании помещения бактерии оседают на поверхности. В образце № 5 (поверхность рук), можно объяснить их присутствием в нормальных условиях на коже, в носоглотке и ротоглотке, не вызывая заболеваний.Распространение бактерий возможно при непосредственном контакте с предметами и воздушно-капельным путем от человека.
Изучив физические факторы можно сказать, что В МБОУ Видновской СОШ №7 в исследуемых кабинетахэкологическая обстановка соответствует нормам:

площадь на 1 обучающегося – 3,4м2.

температурный режим - 18 -24 С⁰

световой коэффициент- 0,23

Вентиляционный режим в экспериментальных кабинетах выполняется

Влажность воздуха в кабинетах соответствует нормам СанПин.

Из анализа растений в кабинетах можно сделать вывод:

- 1 группа растений, летучие выделения которых обладают выраженной антивирусной, антибактериальной, противогрибковой активностью в отношении воздушной микрофлоры (фитоцидные растения):,пеперомия, сансевьера, бегония, колеус.

-2 группа растений - фитофильтров, поглощающих из воздуха вредные газы: хлорофитум, фикус Бенджамина, спатифиллум

-Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что комнатные растения в кабинетах физики и биологии в общеобразовательном учреждении размещены в соответствии с их свойствами

- Кабинет географии нуждается в озеленении помещения

При определении полезной площади помещений выяснилось, что санитарно-гигиеническим нормам не соответствует кабинет географии, т.к. там площадь на одного человека меньше, чем полагается.

Внутренняя отделка помещений соответствует всем стандартам.

Вентиляционный режим в экспериментальных кабинетах чуть ниже нормы, следовательно, требуется проводить регулярные проветривания (во время урока, перемен).

Естественная освещённость класса и комнаты соответствуют требованиям. Значит, количество света обеспечивает нормальную жизнедеятельность организма, а также определённый жизненный тонус и ритм.

Мы ознакомили с результатами исследования директора школы, завуча, зам. директора по хозяйственной части с целью устранения имеющихся недостатков.

В дальнейшем решили продолжить исследования по изучению качества водопроводной воды, питания, школьной территории, определение бактериального загрязнения воздуха в классах.

Используемая литература

Алексеев С.В., Груздева И.В., Муравьёв А.Г, Гущина Э.В. «Практикум по экологии». Москва, АО MDS, 1996.

Попов С.В., «Валеология в школе и дома». Санкт-Петербург, «Союз», 1997.

https://base.garant.ru/12183577/