Микроорганизмы тропосферы

Атмосферный воздух не является благоприятной средой для развития микроорганизмов из-за недостатка в нем питательных веществ, влаги, а также действия УФ-излучения солнечного спектра. Если в воде и почве микроорганизмы могут активно размножаться, то в воздухе они лишь временно сохраняют свою жизнеспособность. Благодаря этому количество микроорганизмов в атмосферном воздухе сравнительно невелико.

Наибольшее количество микроорганизмов находится в прилегающем к земле слое воздуха, высотой около 1 м. В воздух они попадают из почвы, с растений и животных, разносятся ветром и осадками.

Количество микроорганизмов в 1 м³ воздуха может составлять от нескольких единиц до десятков тысяч и зависит от климатической зоны, времени года, степени освоения и урбанизации земель. Например, в воздухе крупных городов количество микроорганизмов больше, чем в сельской местности, мало микроорганизмов воздухе над лесами и морями – единицы на м³. Осадки в виде дождя и снега способствуют очищению воздуха от микробов.

В воздухе закрытых помещений микробов значительно больше, чем в открытых пространствах, особенно в зимнее время при недостаточном проветривании. Состав и количество микроорганизмов в воздухе помещений зависят от санитарно-гигиенического режима помещения, числа находящихся в нем людей, состояния их здоровья и других условий.

Постоянно в атмосферном воздухе обнаруживаются пигментообразующие кокки, палочковидные бактерии, актиномицеты, мицелиальные грибы, дрожжи. Патогенные бактерии в открытом воздухе практически отсутствуют и встречаются только в воздухе закрытых помещений. В воздух патогенные микроорганизмы попадают от больных людей и носителей инфекций, а так же от больных животных.

Для микробиологического исследования воздуха пользуются методами, в основу которых положены явления седиментации и аспирации. При помощи седиментационных методов можно получить общее представление о встречающихся в воздухе микроорганизмах. Аспирационные методы дают возможность определить не только качественное, но и количественное содержание микробных клеток в определенном объеме воздуха.

Для санитарно-гигиенической оценки воздуха закрытых помещений, в том числе и производственных, используют два показателя:

- КМАФАнМ (ОМЧ) определяет количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов в 1 м³ воздуха; обычно воздух производственных цехов пищевых предприятий считается чистым, если в нём содержится не более 500 КОЕ в 1м³. В особых случаях допустимое содержание микроорганизмов в воздухе указывается в отраслевых нормативных документах.

- присутствие санитарно-показательных микроорганизмов определяет содержание в 1м³ воздуха гемолитических стрептококков и стафилококков; обнаружение их в воздухе производственных помещений указывает на санитарное неблагополучие данного объекта и возможность возникновения у персонала инфекционных заболеваний, вызываемых микроорганизмами дыхательных путей, которые передаются через воздух (ангины, гриппа, коклюша, дифтерии, туберкулеза и др.). Такой воздух может стать источником контаминации пищевых продуктов и, следовательно, представлять потенциальную опасность для здоровья людей.

В последнее время больше внимания уделяется обнаружению в воздухе и других условно-патогенных и патогенных микроорганизмов – бактерий, плесневых грибов, дрожжей, вирусов.

Определение в воздухе санитарно-показательных, условно-патогенных и патогенных микроорганизмов проводится только по эпидемиологическим показаниям работниками санитарно-эпидемиологических станций.

Как уже отмечалось, при помощи седиментационных методов можно получить общее представление о встречающихся в воздухе микроорганизмах. Эти методы основаны на оседании под влиянием силы тяжести частичек пыли, капель, бактериальных частиц на поверхность агаризованной среды в открытой чашке Петри. Чашки с мясопептонным агаром экспонируют 5-10-15 мин в зависимости от предполагаемого микробного загрязнения. Существенным недостатком в этом случае является недостаточное улавливание тонкодисперсных фракций. Поэтому применяемый пересчет количества выросших на чашках колоний на содержание микробных клеток в 1 м³ воздуха (расчет по правилу Омелянского, согласно которого на поверхность питательной среды, площадью в 100 см² за 5 мин оседает такое количество микроорганизмов, которое содержится в 10 литрах воздуха) малопригоден для количественного учета микробиоты воздуха помещений и абсолютно непригоден для атмосферного воздуха, где имеют место большие колебания в скорости его движения. Тем не менее, метод оседания может быть использован в тех случаях, когда отсутствуют более совершенные приборы и методы.

Аспирационные методы дают возможность определить не только качественное, но и количественное содержание микроорганизмов в определенном объеме воздуха. Методы основаны на улавливании микробов в жидкости или на ударно-прибивном действии струи воздуха о влажную поверхность плотной питательной среды. В результате удара находящиеся в воздухе аэрозоли, пылевые частицы и капли, содержащие клетки микроорганизмов, прибиваются к поверхности питательной среды. При микробиологическом исследовании воздуха следует стремиться к тому, чтобы при равномерном посеве на чашку Петри число выросших колоний не превышало 200-300, так как при большем числе колоний трудно провести их детальную характеристику. Регулирование числа колоний на чашке достигается посевом на плотные среды различных объемов воздуха. При отборе проб воздуха в жидкие улавливающие среды количество выросших на чашке колоний может регулироваться как пропусканием различных объемов воздуха, так и различными объемами внесенной в чашки Петри улавливающей жидкости. В случае использования большого объема улавливающей жидкости всю ее или ее часть профильтровывают через мембранные фильтры с последующим посевом фильтров на поверхность плотной питательной среды.

Среди приборов для исследования воздуха закрытых помещении, основанных на ударно-прибивном действии струи, самым распространенным является прибор Кротова и его различные модификации. Прибор характеризуется эффективностью улавливания в пылевой фазе аэрозоля, дает четкие сопоставимые результаты, прост в работе, позволяет за короткое время произвести отбор проб воздуха непосредственно на чашки Петри со средой.

При незначительном содержании микроорганизмов в воздухе можно применять для его анализа метод мембранного фильтрования.

Выявление патогенных и условно-патогенных микроорганизмов в воздухе проводится аспирационным методом с применением специальных диагностических и дифференциальных сред.

Контрольные вопросы к теме 4.

1. Какова роль микроорганизмов в круговороте веществ?

2. Какие из природных биотопов являются естественной средой обитания микроорганизмов? Почему?

3. На какой глубине в почве содержится наибольшее количество микроорганизмов? Почему?

4. От чего зависит качественный и количественный состав микроорганизмов в почве?

5. Какие показатели определяют при кратком санитарно-микробиологическом анализе почвы?

6. Дайте краткую характеристику природных водных источников.

7. Источники загрязнения водоемов патогенными микроорганизмами.

8. Какие водные источники содержат самые чистые природные воды?

9. Качественный и количественный состав микроорганизмов атмосферного воздуха.

10. Методы определения микробиологической загрязненности воздуха и их сравнительная оценка.

11. Как изменяется микробный состав атмосферы с высотой?

13. Каким методом можно определять микробную загрязненность атмосферного воздуха?

Содержание лабораторных занятий по темам 3 и 4.

Лабораторные работы по темам 3 и 4 объединены в один цикл. Цикл содержит 3 работы: № 6, № 7 и № 8. Работа № 6 рассчитана на 2 занятия и посвящена проведению подготовительных работ для проведения культивирования и посеву экспериментального материала в жидкие селективные среды. Работа № 7 включает анализ накопительной культуры и выполнение микробиологического анализа воздуха седиментационным способом. На лабораторной работе № 8 завершают анализ культуры на диагностической среде, проводят количественный учет микроорганизмов в воздухе по Омелянскому и проводят ориентировочную идентификацию выросших на МПА колоний с описанием культуральных и основных морфологических признаков микроорганизмов.