Воздух – это среда, содержащая огромное количество микроорганизмов, которые могут с воздухом переноситься на значительные расстояния. В воздухе микроорганизмы сохраняются лишь некоторое время, после чего гибнут из-за воздействия ряда факторов: солнечной радиации, перепада температуры, отсутствия необходимых питательных веществ. Наиболее устойчивые микроорганизмы могут долго сохраняться в воздухе. К такой постоянной микрофлоре воздуха относятся споры грибов и бактерий, сарцины и др.
В воздухе закрытых помещений могут содержаться загрязнения бактериальной и химической природы. Они являются следствием физиологических обменных процессов человека, бытовых действий (напр., приготовления пищи). В воздух помещений может поступать также комплекс продуктов деструкции полимерных отделочных материалов и т. д. Наконец, газовый состав воздух закрытых помещений определяется газовым составом приточного атмосферного воздуха и химическими веществами-загрязнителями, выделяемыми внутри помещений.
В воздухе закрытых помещений обнаруживаются микроорганизмы, постоянно обитающие в больших количествах на слизистых оболочках верхних дыхательных путей человека. Они выделяются в окружающую среду при чиханье, кашле, смехе и разговоре с мельчайшими частицами слюны и носоглоточной слизи.
Основная причина загрязнения воздуха помещений жилых и общественных зданий – накопление углекислого газа, аммиака, сероводорода, летучих жирных кислот и др. В воздухе закрытых помещений находится много бактерий, так как в большинстве таких помещений неизбежно массовое хождение, сопровождающееся поднятием в воздух пыли.
Цель работы: исследование степени загрязнённости воздуха школьных помещений методом оседания Коха.
Задачи:
- овладеть методом количественного учёта микроорганизмов воздуха методом оседания Коха;
- оценить степень загрязнённости воздуха выбранных школьных помещений;
- изучить динамику содержания микроорганизмов в воздухе данных помещений в течение учебного дня (в начале и в конце дня).
Материалы и оборудование:стерильные чашки Петри (5 шт.), алюминиевая фольга, колбы с МПА (мясо-пептонный агар), лупа, термостат.
ХОД РАБОТЫ
Основной этап работы включает проведение опыта. Опыт проводится 2 раза: первый раз – в конце учебного дня (после 5-го или 6-го урока), второй раз – через 2 в начале учебного дня (перед 1-м уроком). После проведения основной части каждого опыта (поверхностный посев), чашки Петри помещаются в термостат при t = +37°C на неделю, после чего регистрируются результаты исследования.
Заключительный этап работы включает подсчёт колоний микроорганизмов и количественный учёт микробов в 1 м3 воздуха каждого исследуемого помещения, составление выводов по работе, обсуждение итогов исследования, подготовку фотоотчёта и презентации.
Культивирование бактерий
Культивирование (выращивание) микробов, в частности, бактерий проводится на питательных средах.
Виды питательных сред.
Питательные среды могут быть натуральными и синтетическими. Натуральные среды имеют неопределённый химический состав. Синтетические среды состоят из химически чистых соединений, взятых в определённой концентрации.
Существуют полусинтетические питательные среды. Они тоже имеют неопределённый состав, например, мясопептонная – мясной бульон, пептон, глюкоза, сахароза, хлорид натрия.
По физическим состояниям питательные среды разделяются на: жидкие, плотные и сыпучие. Жидкие используются для накопления массы микроорганизмов или продуктов их обмена. Плотные среды готовят из жидких, добавляя 1,5-2,5 % агар-агара или 10-15% желатина. Плотные питательные среды используют для выделения чистых культур и количественного учёта микроорганизмов, в диагностических целях и т. д. Сыпучие среды – разваренное пшено или отруби, пропитанные питательным раствором. Используются в промышленной микробиологии.
Выросшие на поверхности плотных сред изолированные макроскопические скопления биомасс, являющиеся продуктом размножения одной-единственной клетки, называются колониями.
При проведении опыта использовался метод поверхностного посева в чашки Петри с твёрдой питательной средой МПА (мясо-пептонный агар).
Агар-агар (от малайского агар-агар — водоросли) — продукт (смесь полисахаридов агарозы и агаропектина), получаемый путем экстрагирования из красных (филофора) и бурых водорослей (Gracilaria, Gelidium, Ceramium и др.), произрастающих в Белом море и Тихом океане, и образующий в водных растворах плотный студень.
Приготовление питательной среды
Готовим 2%-ный раствор МПА: 2 г сухого агар-агара на 100 мл дистиллированной воды. На одну чашку Петри нужно примерно 10 мл раствора.
Агар-агар заливается 100 мл дистиллированной (кипячёной) холодной воды, настаивается 5-10 мин для набухания, затем добавляется 1/2 бульонного кубика, который предварительно надо растолочь до порошкообразного состояния. После этого смесь ставится на плиту и пи постоянном перемешивании доводится до кипения (чтобы раствор не пригорел, лучше сделать водяную баню) для получения однородной массы. Затем в пластиковую (стеклянную) воронку вставляется кусочек ваты или марли, и смесь процеживается в чистую колбу.
Приготовленные 5 чашек Петри предварительно должны быть стерильны, для этого их заворачивают в фольгу и прокаливают 1,5 часа в термостате при t 150°С.
Равномерно распределяем МПА по дну чашки и ждём, пока агар застынет.
Методика проведения исследования
Метод заключается в том, что чашку Петри с МПА
оставляют на некоторое время открытой
(поверхностный посев), а затем закрывают крышкой
и ставят в термостат при t = 37°C. О степени
загрязнённости воздуха судят по количеству
выросших колоний. Метод даёт приблизительные
результаты количества микроорганизмов в единице
объёма воздуха.
Чашки Петри с агаром ставим в разные школьные
помещения. Открываем на 5 минут, а затем
закрываем. На крышке отмечаем место, где был
проведён анализ. Чашки помещаем в термостат при +
37°С. Выдерживаем не более недели.
Подсчитывает под лупой число колоний, выросших
на МПА. Определяем площадь дна чашки Петри. Зная
число колоний, рассчитываем количество бактерий
в 1 м3 воздуха.
На поверхности питательной среды в 100 см3 в
течение 5 минут при спокойном состоянии оседает
количество микроорганизмов, содержащихся в 100 л
воздуха. Например, в чашке Петри диаметром 10 см
выросло 25 колоний. Площадь питательной среды в
чашке Петри равна 78,5 см2. Вычисляем
количество колоний на 100 см2:
25 колоний – 78,5 см2
Х колоний – 100 см2
Х = 32 колонии
Вычисляем количество бактерий в 1м3 воздуха (1000 л):
32 – 10 л
Х – 1000 л
Х = 3200 спор
Следовательно, в 1м3 воздуха содержится 3200 спор клеток микроорганизмов.
Критерии для оценки загрязнённости помещений по числу микроорганизмов в 1 м3 воздуха.
Оценка воздуха |
Летний режим |
Зимний режим |
| Количество микроорганизмов | Количество микроорганизмов | |
| Чистый | 1500 | 4500 |
| Грязный | 2500 | 7000 |
Результаты работы (как образец)
В ходе исследования для микробиологической
оценки воздуха каждого помещения использовалось
по 1 чашке Петри. На основании подсчёта колоний,
выросших в чашках Петри, была проведена оценка
содержания микроорганизмов в 1 м3 воздуха
помещения.
Количество колоний (в чашке Петри) и количество
микроорганизмов, содержащиеся в 1 м3
воздуха школьных помещений в начале учебного
дня.
| Помещение | Количество колоний | Количество микроорганизмов в 1 м3 воздуха |
| Кабинет | 32 | 4080 |
| Спортзал | 45 | 5730 |
| Раздевалка (1 этаж) | 60 | 7640 |
| Рекреация | 78 | 9940 |
| Туалет | 72 | 9180 |
Количество колоний (в чашке Петри) и количество микроорганизмов, содержащиеся в 1 м3 воздуха школьных помещений в конце учебного дня.
| Помещение | Количество колоний | Количество микроорганизмов в 1 м3 воздуха |
| Кабинет | 37 | 4710 |
| Спортзал | 50 | 6340 |
| Раздевалка (1 этаж) | 65 | 8280 |
| Рекреация | 100 | 12740 |
| Туалет | 90 | 11450 |
Среди рассмотренных помещений рекреация может рассматриваться в качестве «относительно» грязного. По-видимому, это объясняется тем, что активное движение, беготня, подвижные игры на переменах приводят к поднятию пыли, а, следовательно, и микроорганизмов, находящихся в ней.
Самым чистым помещением оказался кабинет. Это можно объяснить тем, что, несмотря на то, что в нём на каждом уроке находится около 30 человек, на переменах учащиеся выходят в коридор (рекреацию), могут находиться в кабинете только при необходимости, и не весь класс. Кроме того, каждую перемену кабинет проветривается.
Динамика содержания микроорганизмов в воздухе связана с постепенным загрязнением воздуха школьных помещений в течение учебного дня из-за постепенного увеличения количества людей, а также с интенсивностью передвижения людей. После уроков, когда все классы начали собираться домой, интенсивность движения, по сравнению, с обычными 15-минутными переменами, резко возросла. Исходя из этого, увеличение количества микроорганизмов после уроков может объясняться увеличением загрязнения воздуха к концу учебного дня, так и интенсивностью движения людей.
Выводы (как образец)
При исследовании степени загрязнённости воздуха школьных помещений методом оседания Коха нами были сделаны следующие выводы:
- Наибольшее количество микроорганизмов как в начале, так и в конце учебного дня, выявлено в воздухе рекреации, а наименьшее – в воздухе кабинета.
- Наблюдается тенденция увеличения количества микроорганизмов в воздухе школьных помещений к концу учебного дня, что связано с увеличением количества людей и интенсивностью передвижения людей.