VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ОЦЕНКА МИКРОБНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА ШКОЛЬНЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Селянский А.М. 1

---

1МБОУ "Гимназия №36" г. Ростова-на-Дону

Похилько Л.О. 1

---

1МБОУ «Гимназия №36» г. Ростова-на-Дону

Работа в формате PDF

0.9 MB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

ВВЕДЕНИЕ

Человек не может жить без воздуха. Наше здоровье зависит от того, каким воздухом мы дышим. Пыль, разнообразные химические вещества, микроорганизмы могут загрязнять воздух и негативно сказываться на здоровье людей.  Микроорганизмы, находящиеся в воздухе, способны вызвать воздушно-капельные инфекции и даже целые эпидемии. Мы, школьники, несколько часов в день проводим в школе, поэтому проблема качества воздушной среды в учебном учреждении является очень актуальной.     

Цель: исследование и сравнительная характеристика микрофлоры воздуха в различных помещениях школы и разработка комплексагигиенических мероприятий, которые направлены на создание оптимальных условий по предупреждению воздушно-капельных инфекций.

Задачи:

1. Изучить литературу по данному вопросу;

2. Определитьколичество микроорганизмов в воздухе различных помещений внутри здания школы;

3. Оценить факторы, которые могут влиять на содержание микробов в воздухе помещений;

4. Предложить рекомендации по устранению микробного загрязнения воздуха.

          Объект исследования: воздух помещений школы.

Предмет: микробиологический состав воздуха путем культивирования на питательных средах

Гипотеза: содержание микроорганизмов в атмосферном воздухеи в воздухев помещениях различается и зависит от количества людей в помещении, качества уборок и проветривания, наличия комнатных растений.

ГЛАВА I. МИКРОФЛОРА ВОЗДУХА

Бактерии окружают нас повсюду. Они обитают в почве, воде. Источниками микробов могут быть растения, животные, человек и продукты жизнедеятельности живых организмов. Воздух как среда обитания для микроорганизмов менее благоприятен, чем почва и вода, так как в нем содержится очень мало или не содержится совсем питательных веществ для размножения микроорганизмов, а УФ-излучение Солнца зачастую приводит к гибели бактерий. Тем не менее, попадая в воздух, многие микроорганизмы могут сохраняться в нем более или менее долго.

Эталоном чистоты атмосферного воздуха считают показатель бактериальной обсемененности в зеленой зоне (около 350 микробов в 1 м³).

В атмосферном воздухе постоянно происходят процессы самоочищения. Этот процесс происходит благодаря осадкам, инсоляции, температурным воздействиям и другим факторам. В свою очередь атмосферный воздух сам по себе — фактор очищения воздуха жилых помещений.

В основном в атмосферном воздухе встречается три группы организмов: 1)  патогенные формы; 2)  почвенные спороносные аммонифицирующие и гнилостные микроорганизмы; 3) плесневые грибы и дрожжи. В воздухе закрытых помещений микробов значительно больше, чем в открытых воздушных бассейнах, особенно зимой, при недостаточном проветривании. Микроорганизмы попадают в воздух с поверхности тела (с чешуйками кожи) и через верхние дыхательные пути при разговоре, кашле, чихании. Среди микроорганизмов доминируют обитатели носоглотки человека, в том числе патогенные виды, основным источником которых являются бактерионосители. Уровень микробного загрязнения зависит главным образом от плотности заселения, активности движения людей, состояния их здоровья, объёма помещения, санитарного состояния, в том числе пылевой загрязнённости, вентиляции, частоты проветривания, способа уборки, степени освещённости и других условий. Так, регулярные проветривания и влажная уборка помещений снижает обсеменённость воздуха в 30 раз (по сравнению с контрольными помещениями). Известно также, что многие комнатные растения обладают фитонцидными свойствами и тоже могут снижать численность микроорганизмов в воздухе Самоочищения воздуха закрытых помещений не происходит [1].

Наличие в воздушной среде возбудителей инфекционных заболеваний увеличивает риск заражения отдельного человека, а также возникновения эпидемии, когда заражению подвергается значительная группа людей.

Бактерии могут передаваться как с сухими частицами по воздуху, так и при кашле и чихании с капельками мокроты, слизи, внутри которых содержатся микроорганизмы. Эти капельки могут часами удерживаться в воздухе во взвешенном состоянии, т.е. образуют стойкие аэрозоли. За счет влаги микроорганизмы в капельках живут дольше. Таким воздушно-капельным путем происходит заражение многими острыми респираторными заболеваниями (грипп, корь, дифтерия, легочная чума и др.).

В закрытом помещении большое значение на уровень обсемененности пространства бактериями оказывают следующие факторы:

специфика использования помещения – это может быть спальня, рабочая зона, столовая и т.д.;

проведение проветриваний;

соблюдение санитарно-гигиенических норм в помещении;

плановое проведение мероприятий по очистке воздуха помещения от бактерий.

Бактериальная обсемененность в местах, связанных с длительным пребыванием больших масс людей, таких как вокзалы, станции и вагоны метро, больницы, детские сады и т.д., характеризуется наиболее высокими показателями [2].

Для воздуха в закрытых помещениях санитарно-показательными микроорганизмами принято считать зеленящие стрептококки и стафилококки, а наличие в пробе гемолитических стрептококков указывает на угрозу возникновения эпидемии. Чистоту воздуха закрытых помещений оценивают по определяемому в объеме воздуха количеству микроорганизмов, чаще всего проба привязывается к 1 м³ исследуемого воздуха.

Количественный и качественный бактериологический состав воздушных масс как под открытым небом, так и в закрытых помещениях (квартирах, рабочих зонах и др.) не является статической величиной, а изменяется в зависимости от времени года, с минимальными значениями зимой и максимальными показателями летом [3].

В воздухе замкнутого помещения могут присутствовать плесневые грибки. Их споры попадают в помещения из внешней среды с атмосферным воздухом, заносятся человеком на одежде и обуви. Грибы в процессе своей жизнедеятельности могут использовать в качестве пищи самые различные и неожиданные субстраты: ткани, древесину, обои, штукатурку, цемент, развиваться на мебели, стенах, потолке, оконных рамах, трубах отопления, одежде и обуви. Рост и развитие грибов напрямую зави­сят от уровня влажности и темпера­туры в помещении. Плесневые грибы, находящиеся в воздухе помещений, оказывают разнообразное воздействие на здоровье человека. Плесневые грибы (их споры и фрагменты мицелия) помимо инфекционного и токсического действия на организм человека, могут провоцировать развитие аллергических реакций. Пороговой концентрацией в воздухе помещений предложено считать более 4 колоний плесневых грибов, выросших на питательной среде в чашках Петри (d=9 см) при экспозиции 1 час.

В помещениях, где обнаруживаются плесневые грибы, следует ликвидировать причины, которые привели к повышению влажности воздуха. Кроме того, для борьбы с плесневыми грибами используют фунгицидные препараты.

ГЛАВА II. САНИТАРНО-БАКТЕРИОЛОГИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗДУХА

Для повседневной санитарно-гигиенической оценки воздуха определяют:

1. общее количество микробов, находящихся в 1 м³ воздуха;

2. количество в том же объеме воздуха санитарно-показательных микробов.

По концентрации этих микробов определяют степень загрязнения воздушной среды. Обнаружение в воздухе закрытых помещений данных микробов, обладающих признаками патогенности, является показателем эпидемического неблагополучия объекта.

Согласно санитарно-гигиеническим нормам для закрытых помещений воздух в них считается чистым, если в 1 м³ в летние месяцы содержится менее 1500 бактериальных клеток, в зимние – 4500 (табл. 1) [4].

Таблица 1.

Критерии для оценки загрязненности помещений по числу микроорганизмов в 1м³ воздуха

Методы микробиологических исследований состава бактерий в воздухе делятся на седиментационные и аспирационные [5].

1. Седиментационный метод Коха - наиболее простой метод. Он используется только для ориентировочного анализа воздуха закрытых помещений. Посев воздуха делают так: чашку Петри с плотной питательной средой оставляют открытой в течение определённого времени и микробы оседают из воздуха на поверхность среды. Затем чашки Петри с посевом инкубируют в термостате при 37⁰С на 24 ч, а затем при комнатной температуре выдерживают еще сутки и подсчитывают число колоний, зная, что 1 колония – 1 клетка.

Микробное число воздуха или количество санитарно-показательных микробов подсчитывают, пользуясь правилом Омелянского: на поверхность питательной среды площадью 100 см2 за 5 мин оседает столько микробов, сколько их содержится в 10 л воздуха. На основании этого правила им выведена формула для расчета количества микроорганизмов в 1 м³ воздуха:

(1)

X – количество микроорганизмов в 1 м³ воздуха

А – число колоний, выросших на чашке Петри при анализе

100 – число для пересчета на 1 м³ с 10 дм³

5 – коэффициент времени Омелянского

100 – площадь чашки Петри Омелянского (см²)

В – площадь чашки Петри, взятой для анализа (см²)

t –продолжительность времени (мин) открытия чашки.

2. Аспирационный метод Кротова - более точный количественный метод. Посев воздуха осуществляется с помощью аппарата Кротова, который прокачивает определенный объем воздуха, оседающего на чашки Петри с различными питательными средами. После инкубации подсчитывают число выросших колоний и по соотношению числа колоний и объема исследованного воздуха определяют количество микроорганизмов в 1 м³ . 

ГЛАВА III. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для определения наличия в воздухе микроорганизмов мы использовали седиментационный метод Коха, производя посев непосредственно на питательную среду.

Готовые Чашки Петри со стерильной питательной средой мясо-пептонным агаром (МПА) нам предоставили в лаборатории ФБУЗ Центр гигиены и эпидимиологии Роспотребнадзора в Ростовской области.

Сначала определили кабинеты для исследования. Мы выбрали кабинеты с разными характеристиками, а именно: наличие либо отсутствие цветов, количество людей и их подвижность.

Объектом исследования выбраны следующие помещения школы:

Кабинеты с цветами: №№ 33, 44

Кабинеты без цветов: №№ 31, 39, 42

Туалет мужской (1 этаж)

Туалет женский (2 этаж)

Раздевалка

Столовая

Коридор 1 этажа

Коридор 2 этажа

Коридор 3 этажа

Актовый зал

Малый спортивный зал

Библиотека

Контроль

Маркером пронумеровали все чашки и записали в тетрадь, где будет производиться посев. Затем на полу в центре каждого помещения в один и тот же день после 6 урока первой смены разместили по одной чашке Петри, открыв крышку на 20 мин. Чашку контрольного варианта не открывали вовсе.

Микроорганизмы и споры, содержащиеся в воздухе, постепенно осаждались на открытой поверхности агара. Через 20 мин чашки закрыли, завернули чашки в бумагу и поместили в теплое место (не менее 20 °С) вверх дном для инкубации на 7 дней.

Через 7 дней подсчитали количество колоний бактерий и грибов в чашках, полагая, что каждая колония выросла из одной осевшей микробной клетки. Число колоний было сравнительно небольшим, поэтому мы считали их на всей поверхности агара, повернув чашку вверх дном. При большом количестве колоний чашку Петри кладут на лист бумаги, разделенный на 4—6 секторов, и считают количество колоний в каждом секторе. При очень большом числе выросших колоний пользуются специальной счетной камерой Вольфгюгеля. Если колонии мелкие, то их рассматривают с помощью лупы.

Помимо подсчёта колоний, мы также описывали каждую колонию по форме, консистенции, цвету и размеру, используя данные приложений 1, 2.

Полученные результаты представлены на рисунке 1 и в таблице 2.

Рисунок 1. Колонии микроорганизмов, выросших на чашках Петри в различных помещениях.

№1 – раздевалка; №2 – кабинет №31 без цветов;

№4 – коридор 3 этаж; №7 – кабинет №44 с цветами;

№15 – малый спортивный зал.

Следует отметить, что мы наблюдали рост колоний в 5 пробах из 16. На 11 чашках, в том числе в контроле, рост микробов отсутствовал (рис.2).

.

Рисунок 2. Контрольная чашка Петри.

Всего выросло 117 колоний микроорганизмов. Большинство из них были правильной круглой формы, выпуклые с гладкими краями, желтоватого или грязно-белого цвета, диаметром от 1 до 4 мм. Такие колонии характерны для бактерий, представителей рода сарцина, стафилококк и стрептококк. 28 колоний (около 25 %) по морфологическим признакам оказались похожи на колонии плесневых грибов. В пробе № 1 (раздевалка), № 7 (кабинет № 44) и № 15 (малый спортивный зал) они были мелкие, размером 2-3 мм, круглые, ватоподобные, белого цвета; в пробе № 2 (кабинет № 31) – более крупная размером 4 мм одиночная белая колония с мучнистоподобным центром и гладкими краями; а в пробе № 4 (коридор 3 этаж) очень крупная пушистая, темно-серая колония, распространившаяся по поверхности агара на 4 см (рис. 1, табл. 2).

Таблица 2.

Количество и характеристика колоний, выросших на чашках Петри в разных помещениях

На основании подсчета колоний, выросших в чашках Петри, нами было рассчитано количество микробов в 1м³ воздуха по формуле Омелянского и проведена оценка содержания микроорганизмов в воздухе различных помещений в сравнении с критериями для санитарной оценки воздуха жилых помещений (табл. 3).

Таблица 3.

Количество микроорганизмов, содержащееся в 1 м³ воздуха

школьных помещений

Расчёт количества микробов в 1м³ воздуха в различных помещениях проводили по формуле Омелянского (1).

Диаметр чашки Петри – 9 см, следовательно площадь питательной среды равна: 3.14 х R²=3,14х4,5х4,5=63,6 см²

Поскольку время, в течение которого открывались чашки у нас равнялось 20 минутам, то по формуле Омелянского получаем: Х=Ах50000/63,6/20=Ах39

В раздевалке выросло 50 колоний. Тогда в 1 м³ воздуха содержится

50х39=1950 микроорганизмов, что меньше 4500 и по критериям для оценки загрязненности воздуха в помещений в зимний период означает, что воздух чистый.

В кабинете №31 и в коридоре 3 этажа выросло по 3 колонии. По формуле Омелянского получаем: 3х39=117 микроорганизмов в 1 м³ воздуха (чистый).

В кабинете №44 выросло 24 колонии. Значит 24х39=936 микроорганизмов в 1 м³ воздуха (чистый).

В малом спортивном зале выросло 37 колоний. 37х39=1443 микроорганизма в 1 м³ воздуха (чистый).

Для зимнего режима, когда и проводилось исследование, чистым считается воздух, в котором обнаруживается не более 4500 микробных единиц на 1 м³, грязным — 7000 и выше.

Наглядно результаты таблицы №3 представлены на рисунке 2.

Рисунок 2. Количество микроорганизмов, содержащееся в 1 м³ воздуха школьных помещений

Следует отметить, что метод подсчета колоний в чашках Петри с посевом из воздуха дает лишь приблизительные данные. Учитываются лишь микробы быстро оседающей пыли, кроме того, на твердой поверхности агара прорастут только аэробные формы.

Из таблицы 3 и рисунка 2 видно, что наибольшее количество микроорганизмов (1950) было выявлено в раздевалке и спортивном зале (1443). По-видимому, это объясняется тем, в раздевалке происходит смена обуви и одежды, на которых много благоприятной среды для обитания бактерий и грибов. В спортивном зале ребята, занимаясь спортом, выделяют большое количество тепла и пота, что также способствует размножению бактерий и грибов. В кабинете №44 количество микроорганизмов в 1 м³ воздуха составило 936. В этом кабинете ведутся занятия по биологии. Несмотря на обилие комнатных растений и хорошее гигиеническое состояние кабинета, здесь хранятся муляжи, чучела животных и насекомых, различные влажные препараты, которые способствуют развитию грибов и бактерий.

В нашем исследовании количество микробов в 1 куб. метре не превышало допустимую норму (4500) для зимнего времени года, т.е. воздух всех помещениях школы является чистым.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенный бактериологический анализ воздуха установил наличие бактерий и грибов в воздухе закрытых помещений школы. В нашем исследовании количество микроорганизмов на 1м³ не превышает 4500, что свидетельствует о том, что воздух чистый, однако наличие спор грибов является неблагоприятным фактором. Наибольшее количество микроорганизмов было выявлено в раздевалке и спортивном зале, где наблюдается наличие верхней одежды, большое количество людей и их подвижность, что способствует поднятию пыли, следовательно, и микроорганизмов, находящихся в ней.

Выводы:

Результаты проведенного исследования в целом подтверждают мою гипотезу.

1. Воздух закрытых помещений действительно содержит бактерии.

2. Уровень микробной загрязненности в помещениях МБОУ «Школа №67» г. Ростова-на-Дону не превышает норматива. 

3.Наибольшее количество микроорганизмов выяв­лено в воздухе раздевалки и спортзала.

4. При нахождении большого количества людей в помещении количество микроорганизмов в воздухе возрастает.

Практические рекомендации [6]:

1. Обязать дежурных на большой перемене открывать форточки.
2. Обязательно переобувать сменную обувь.
3. При входе в школу разложить коврики, снимающие механическую грязь с обуви.

4. Целесообразно ежемесячно проводить санитарно-гигиеническую оценку чистоты воздуха в школьных помещениях.

5. При обнаружении высокого процента болезнетворных бактерий в воздухе помещений необходимо проводить дезинфекцию кварцевыми бактерицидными лампами, а также влажную уборку с хлосодержащими препаратами.

6. Школьники с воздушно-капельной инфекцией должны носить марлевые повязки или же медицинские маски, а при тяжелых формах заболевания освобождаться от занятий.

7. Необходимо ежедневное проветривание помещения.

8. Установка рециркулятора (обеззараживатель воздуха)

Наше исследование выполнено на сравнительно небольшом материале, поэтому полученные результаты являются предварительным, требующим дальнейшего уточнения. Мы предполагаем в дальнейшем продолжать исследования по обнаружению раз­личных микроорганизмов. Вместе с педагогом мы планируем продолжить наше исследование в теплое время года и сравнить полученные результаты с данными этой работы.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Павлович С.А., Пяткин К.Д. Медицинская микробиология. – Минск: Высшая школа, 1993. – 200 с.

2. Шлегель Г.Х. Общая микробиология.– М.: Мир, 1987.– 566 с.

3. Аверчикова О.Е. Биология. Элективные курсы. – М.:Айрис-пресс, 2007.

4. Основы микробиологии. Азаров В.Н. – Волгоград: Учитель, 2007.

5. Васильева З.В. Кириллова Г.А. Лабораторные работы по микробиологии

Москва «Просвещение», 1999

6. Куриненко А. Б., Маргулис А. Б. Микробиологический анализ воздуха в школьном помещении // Юный ученый. — 2018. — №4. — С. 75-80. URL: http://yun.moluch.ru/archive/18/1264/ (дата обращения: 04.02.2019).

Приложение 1

Форма колоний микробов

Приложение 2

Профиль, край и структура колоний