Мікробіологічне дослідження повітря

Теоретичне обґрунтування. повітря, з санітарно-мікробіологічної точки зору, є середовищем несприятливим для розмноження мікроорганізмів, що потрапляють в нього з ґрунту, води, а також виділень людини і тварин. Це пов'язано з відсутністю в повітрі живильних речовин і недостатністю вологи. Життєздатність мікроорганізмів у повітрі забезпечується знаходженням у ньому частинок води, слизу, пилу.

Повітря закритих приміщень і атмосфери значно різняться за кількісним і якісним складом мікрофлори.

Умовно, мікрофлору повітря можна розділити на постійну, тобто ту що більш часто знаходиться в повітрі, і змінну, яка знаходиться в повітрі не завжди і менш стійку до дії різних чинників навколишнього середовища.

До постійної мікрофлори, що формується за рахунок мікроорганізмів ґрунту, відносяться коки, які здатні утворювати пігменти, бактерії, бацили, актиноміцети, гриби, дріжджоподібні гриби і ін. Найчастіше з повітря виділяються такі мікроорганізми: Мiсrососсus rоseus, М. flavus, М. candicans, Sarcina flava, S. аlba, S. rоsеа, Васillus subtilis, В. mycoides, В. mesentericus, Асtinomyces sр., плісеневі гриби та ін. Пігментоутворюючі мікроорганізми завдяки вмісту каротиноїдів більш стійкі до дії сонячного проміння, що забезпечує їх здатність зберігатися в повітрі і, за даними деяких дослідників, навіть розмножуватися.

основним джерелом забруднення атмосферного повітря мікроорганізмами є ґрунт (пил з ґрунтового покриву), тому найбільша кількість мікробів міститься в приземних шарах атмосфери. Мікроби потрапляють в повітря і з поверхні водоймищ – в крапельках бризок. На мікроорганізми, що знаходяться в атмосферному повітрі, діють сонячні промені, коливання температури, швидкість вітру, атмосферні опади. Через це мікрофлора повітря дуже динамічна і піддається безперервному оновленню. У міру віддалення від ґрунту повітря стає більш чистим. Чисте повітря є в зоні зелених насаджень, оскільки поверхнею листя затримується пил, а з ним і мікроорганізми, що потім змиваються з листя дощем. Поряд з цим багато дерев володіють здатністю виділяти фітонциди.

Атмосферні осади (дощ і сніг) сприяють осіданню завислих частинок пилу і мікроорганізмів, очищаючи тим самим повітряне середовище, тоді як вітер, піднімаючи пил в повітря, сприяє обсіюванню його мікроорганізмами. Тому в атмосферному повітрі мікробів більше влітку (особливо в суху погоду) і менше – взимку.

Бактерійне обсіювання житлових приміщень завжди перевищує обсіювання атмосферного повітря, у тому числі і патогенними мікроорганізмами, що потрапляють в повітря від хворих людей, тварин і бактеріоносіїв. В закритих приміщеннях мікрофлора більш рясна взимку, менше – влітку.

З усіх методів, які існують для визначення обсіювання повітря мікроорганізмами найчастіше використовують седиментаційний і аспіраційний методи.

Метод седиментації (за Кохом) – осідання мікробів на поверхню твердого живильного середовища під дією сили тяжіння. Для дослідження повітря приміщень чашки Петрі з середовищем відкривають на 5-10 хв. (для визначення загального обсіювання повітря) і на 40 хв. (для обліку кокової флори). Мікроби, що осіли з повітря, підрощують в термостаті (24 год. при температурі 37 ºС) і потім при кімнатній температурі (24 год.). Про ступінь забруднення по­вітря судять за кількістю колоній, що виросли на живильному середовищі, потім визначають кількість мікробів в 1 м³ повітря з розрахунку, що на площу 100 см² протягом 5 хв. осідають мікроби, що містяться в 10 л повітря.

Аспіраційний метод (за допомогою апарата Кротова) більш точний порівняно з попереднім і використовується для дослідження як повітря приміщень, так і атмосферного повітря. Схема конструкції апарату показана на мал. 3.

Апарат Кротова. В даний час цей прилад широко застосовується при дослідженні повітря закритих приміщень і є в лабораторіях ветеринарної медицини.. Принцип роботи апарату Кротова заснований на тому, що повітря, яке просмоктується через клиноподібну щілину в кришці апарату, ударяється об поверхню живильного сере­довища, при цьому частинки пилу і аерозолю прилипають до середовища, а разом з ними і мікроорганізми, що знаходяться в повітрі. Чашку Петрі з тонким шаром середовища закріплюють на столику апарату, що обертається, чим забезпечується рівномірний розподіл бактерій на її поверхні. Працює апарат від електромережі. Після відбору проби з певною експозицією чашку виймають, закривають кришкою і поміщають на 48 год. в термостат. Як правило відбір проб проводять із швидкістю 20-25 л/хв. протягом 5 хв. Таким чином, визначається мікрофлора в 100 л повітря. При виявленні санітарно-показових мікроорганізмів об'єм досліджуваного повітря збільшують до 250 л.

В практиці санітарної служби використовуються, крім апарату Кротова, бактеріовловлювач Речменського, прилад для відбору проб повітря (ПОВ-1), пробовідбірник аерозольний бактеріологічний (ПАБ-1), бактерійно-вірусний електропреципітатор (БВЕП-1), прилади Кіктенко, Андерсена, Дьяконова, МБ та ін.

Рис. 3. Апарат Кротова (схема конструкції).

1 – циліндричний корпус; 2 – підставка корпусу; 3 – електромотор; 4 – відцен-тровий вентилятор; 5 – восьмилопатевий гвинт; 6 – диск; 7 – пружини; 8 - чашка Петрі; 9 – кришка приладу; 10 – накидні замки; 11 – диски з плек-сигласу; 12 – клино-подібна щілина; 13 – роз-різне кільце; 14 – штуцер з діафрагмою; 15 – вивід-на труба.

Бактеріовловлювач Речменського. Це порожнистий скляний циліндр, усередині якого впаяна скляна лійка з капіляром, що сполучається з приймачем (рис. 4). Приймач перед забором проби повітря заповнюється 3-5 мл вловлюючої рідини (водою, м’ясопептонним бульйоном, ізотонічним розчином натрію хлориду). Прилад Речменського працює за принципом пульверизатора: при проходженні повітря через вузький отвір лійки рідина з приймача через капіляр у вигляді крапельок підіймається в циліндр. Краплі рідини ще більше дробляться, ударяючись об скляну лопатку і стінки судини, створюючи хмарку з дрібних крапельок, на яких і адсорбуються мікроорганізми, що знаходяться в повітрі. Насичені бактеріями краплі рідини стікають в приймач, а потім знову диспергуються, що забезпечує максимальне вловлювання бактерій з повітря.

При роботі прилад поміщають під кутом 15-25°, що забезпечує стікання вловлюючої рідини в приймач. Швидкість відбору проб повітря через апарат Речменського – 10-20 л/хв. Після закінчення роботи рідину з приймача забирають стерильною піпеткою і засівають (по 0,2 мл) на поверхню щільних живильних середовищ. Перевагою бактеріовловлювача Речменського є можливість виготовлення його в будь-якій склодувній майстерні і висока ефективність вловлювання бактерійних аерозолів. Недоліки приладу полягають в трудності його виготовлення, нестандартності одержуваних апаратів, їх великої крихкості і порівняльно низькій продуктивності.

Рис. 4. Бактеріовловлювач приладу Речменського.

Прилад ПОВ-1 (прилад для відбору проб повітря). Відбір проб повітря за допомогою приладу ПОВ-1 заснований на тому ж принципі, що і в бактеріовловлювача Речменського. Великою перевагою є серійний випуск цього приладу, його портативність, більш висока продуктивність (20-25 л/хв.). Колба приладу, в яку вноситься вловлююча рідина, виготовляється з термостійкого плексигласу, капіляр з нержавіючої сталі. В колбу вмонтований пульверизатор, що викликає диспергування вловлюючої рідини при просмоктуванні повітря. Такий пристрій дає можливість легко очищати і стерилізувати колбу з диспергуючим пристроєм простим кип'ятінням протягом 30 хв. (автоклавування недопустиме, оскільки воно викликає деформацію циліндра). Перед забором проб повітря в колбу вносять 5-10 мл вловлюючої рідини (частіше всього м’ясопептонний бульйон, але можна ізотонічний розчин натрію хлориду або воду) і встановлюють її під кутом 10°, що забезпечує природне стікання рідини після диспергування. Повітря, проходячи через колбу і пульверизатор, викликає утворення дрібних крапельок вловлюючої рідини, на яких осідають мікроорганізми. Прилад ПОВ-1 застосовується для дослідження повітря закритих приміщень на загальне мікробне обсіювання, для виявлення патогенних бактерій (наприклад, мікобактерій туберкульозу) і респіраторних вірусів.

Пробовідбірник аерозольний бактеріологічний (ПАБ-1). Механізм дії ПАБ-1 заснований на принципі електростатичного осадження частинок аерозолю (а отже, і мікроорганізмів) з повітря при проходженні його через прилад, в якому ці частинки одержують електричний заряд і осідають на електродах з протилежним знаком (рис. 5). На електродах для вловлювання аерозолів поміщають в горизонтальному положенні металеві піддони з твердими середовищами в чашках Петрі або рідким живильним середовищем (15-20 мл). Прилад переносний з великою продуктивністю – 150-250 л/хв., тобто за 1 год. можна відібрати 5-6 м³ повітря. Його рекомендують застосовувати для дослідження великих об'ємів повітря при виявленні умовно-патогенних і патогенних мікроорганізмів, наприклад, клебсіел, Pseudomonas aeruginosa та ін., визначенні сальмонел і ешерихій в атмосферному повітрі, в місцях дощування при зрошуванні полів стічними водами.

Рис. 5. Прилад для відбору проб повітря (ПОВ-1).

бактерійно-вірусний електропреципітатор (БВЕП-1). Прилад заснований на аспіраційно-іонізаційному принципі дії. БВЕП-1 (рис. 6) складається з осаджуючої камери, в яку вмонтовані електроди: негативний у вигляді трубки, через яку поступає повітря, що приводить до набуття частинками аерозолю негативного заряду, і позитивний, на якому осідають бактерії. Прилад є металевою чашею з вловлюючою рідиною. Як вловлююче середовище використовують м’ясопептонний бульйон, 0,5% м’ясопептонний агар, а при мінусових температурах – суміш 66,7% гліцерину з 33,3% м’ясопептонного бульйону. Прилад переносний, працює від електромережі і володіє значно більшою ефективністю порівняно з апаратом Кротова.

Мал.6. Бактерійно-вірусний електропреципітатор (БВЕП)

Робота 12. Визначення загального мікробного обсіювання повітря

Обладнання, реактиви та унаочнення. дві чашки Петрі з м’ясопептонним агаром, дві чашки Петрі з 3-5% кров'яним агаром, дві чашки Петрі з молочно-жовтково-сольовим середовищем, стерильна чашка Петрі, середовище Вільсона-Блера, апарат Кротова, термостат.

Проведення роботи. Для визначення загального бактерійного обсіювання повітря закритих приміщень використовують дві чашки Петрі з м’ясопептонним агаром і пропускають через апарат по 100 л повітря. Після підрощування посівів протягом 48 год. при температурі 37 °С підраховують кількість колоній, що виросли, на обох чашках, обчислюють середнє арифметичне і роблять перерахунок на кількість мікробів в 1 м³ повітря.

При визначенні санітарно-показових бактерій використовують дві чашки Петрі з 3-5% кров'яним агаром (визначення α- і β-гемолітичних стрептококів), а також дві чашки Петрі з молочно-жовтково-сольовим середовищем (виявлення золотистих стафілококів). При цьому через апарат пропускають по 250 л повітря. Через добу підрощування в термостаті і ще одну добу витримування при кімнатній температурі проводять макро- і мікроскопічне дослідження колоній, визначають патогенність бактерій за загальноприйнятими тестами.

Для визначення кількості плісеневих грибів і дріжджів у повітрі використовують середовище Сабуро, яке витримують 3 дні при температурі 25–30°С або 5 днів при температурі 18–20°С.

Склад мікрофлори повітря оцінюють з врахуванням анаеробів, які утворюють спори. З цією метою посів повітря в об'ємі 200-300 л проводять на чашку із залізо-сульфітним середовищем (середовище Вільсона-Блера) і заливають її 15 мл розплавленого і охолодженого до 45°С МПА для створення анаеробних умов. Після доби підрощування в термостаті підраховують кількість чорних колоній і роблять перерахунок на 1 м³ досліджуваного повітря.

Результати досліду______________________________________

____________________________________________________________

____________________________________________________________

____________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Висновки______________________________________________

____________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Контрольні питання

1.Для чого проводять мікробіологічне дослідження об’єктів довкілля?

2.Які санітарно-показові мікроорганізми води, повітря, грунту ви знаєте?

3.Для чого проводять мікробіологічне дослідження води?

4.Як здійснюють відбір проб води і за допомогою яких приладів?

5.Чим нейтралізують хлоровану воду перед дослідженням?

6.Як визначають загальну кількість бактерій у воді?

7.На що вказує наявність кишкової палички у воді?

8.Що таке колі-титр і колі-індекс води?

9.Якими методами користуються для визначення колі-титру води?

10.У чому суть бродильної проби?

11.У чому суть методу мембранних фільтрів?

12.З яких об’єктів попадають мікроорганізми у повітря?

13.Що таке санітарна оцінка повітря?

14.В чому заключається седиментаційний метод Коха?

15.В чому заключається фільтраційний метод дослідження повітря?

16.В чому заключається мембранний метод дослідження повітря?

17.В чому заключається аспіраційний метод дослідження повітря?

18.Які чинники спонукають до мікробіологічного дослідження ґрунту?

19.Для чого досліджують санітарно-показові мікроорганізми ґрунтів?

20.Як проводять відбір проб ґрунту?

21.Як проводять підготовку проб ґрунту для мікробіологічних досліджень?

22.Як визначають загальне мікробне число ґрунту?

23.Як визначають колі-титр ґрунту?

24.Як визначають перфрінгенс-титр ґрунту?

25.Як проводять дослідження патогенних мікробів у пробах ґрунту?