Jakość mikrobiologiczna powietrza w pomieszczeniach uczelni wyższej – badania
- Szczegóły
Obserwowany w ostatnich latach wzrost zainteresowania mikrobiologiczną jakością powietrza niewątpliwie spowodowany jest pogorszeniem się warunków wewnątrz budynków użytkowych i mieszkalnych. Stwierdzono, że 80-90% czasu człowiek w ciągu swojego życia spędza w pomieszczeniach zamkniętych, dlatego zagadnienie jakości powietrza wewnętrznego staje się coraz bardziej istotne, szczególnie w budynkach użyteczności publicznej.
W ostatnich latach obserwuje się wzrost wśród ludzi schorzeń alergicznych wynikających z uczulenia na alergeny zarodników grzybów. Dużą grupę alergików stanowią osoby młode, w tym studenci, a objawy choroby występują najczęściej przez cały rok, ze zwiększonym nasileniem w miesiącach letnich i jesiennych.
Jakość mikrobiologiczna powietrza zewnątrzdomowego wywiera również wpływ na powietrze wewnątrz pomieszczeń. Od pewnego czasu obserwuje się coraz większe zainteresowanie występowaniem zanieczyszczeń mikrobiologicznych, szczególnie grzybów, w powietrzu wewnątrz pomieszczeń. Mikrobiologiczna jakość powietrza wewnątrzdomowego wpływa znacząco na samopoczucie i zdrowie użytkowników pomieszczeń, odgrywa też wiodącą rolę w produkcji, zwłaszcza w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym czy kosmetycznym.
W Polsce nie ustanowiono dotąd norm dotyczących mikrobiologicznej czystości powietrza wewnątrz mieszkań i pomieszczeń użyteczności publicznej. Wobec luki w polskich regulacjach prawnych dotyczącej tych zagadnień, powszechne jest odwoływanie się do zaleceń literaturowych (szczególnie Krzysztofika, który opracował propozycje standardów czystości mikrobiologicznej powietrza wewnątrz różnego rodzaju pomieszczeń) oraz norm innych krajów europejskich.
Cel i metodyka badań
Celem pracy była ocena zanieczyszczenia mikrobiologicznego powietrza wybranych pomieszczeń w budynkach Collegium Medicum im. L. Rydygiera w Bydgoszczy Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu (CM UMK). Badania jakości mikrobiologicznej powietrza przeprowadzono w wybranych pomieszczeniach budynków CM UMK, zlokalizowanych w kompleksie obiektów Szpitala Uniwersyteckiego nr l w Bydgoszczy przy ul. M. Skłodowskiej-Curie 9 (budynek I) oraz w kompleksie budynków przy ul. Jagiellońska 13-15 (budynek II).
Przeczytaj także: Rola Inspekcji w ochronie powietrza
Ocenę czystości mikrobiologicznej powietrza przeprowadzono metodą sedymentacyjną Kocha, stosując czas ekspozycji wynoszący 20 minut. Podczas sedymentacji dokonywano pomiaru temperatury i wilgotności względnej powietrza.
Badania mikrobiologiczne obejmowały oznaczenie ogólnej liczby bakterii i grzybów, liczby gronkowców mannitolo-dodatnich (w tym S. aureus) i mannitolo-ujemnych, pałeczek laktozo-dodatnich i laktozo-ujemnych oraz promieniowców wyrażonej w j.t.k.xm-3 powietrza.
Badania prowadzono od kwietnia do października 2002 r. w dwóch punktach P1 i P2, zlokalizowanych na terenie miasta akademickiego, na dwóch wysokościach. Próbki powietrza atmosferycznego pobierano w centrum miasta na dachu budynku uczelni (80 m) i na wysokości 1 m przed budynkiem (pkt P1) oraz 3 km od centrum na dachu domu studenckiego (50 m) i na wysokości 1 m przed tym domem.
Próby powietrza wewnątrzdomowego zostały pobrane w wybranych salach dydaktycznych (z zamontowanym systemem wentylacyjno-klimatyzacyjnym i bez tego systemu), w laboratoriach, pomieszczeniach biblioteki, stołówki, na korytarzu i w sanitariatach. Próby pobierano rano przed rozpoczęciem zajęć i pod koniec dnia po zajęciach.
Powietrze do badań pobierano metodą sedymentacyjną Kocha z wykorzystaniem płytek Petriego (czas ekspozycji 10 min). Liczbę miejsc pobierania prób w każdym z badanych pomieszczeń zamieszczono w tab. 1.
Przeczytaj także: Analiza jakości powietrza w Serocku
- - podłoże Sabourauda + 2% glukozy (Merck) - hodowla grzybów.
W celu określenia liczby bakterii płytki inkubowano przez 24-48 godz. w temp. 370C oraz w temp. 250C w czasie do 10 dni dla stwierdzenia obecności grzybów. Bakterie identyfikowano na podstawie oceny makroskopowej, następnie przeprowadzano ocenę mikroskopową (barwienie metodą Grama i Schaeffera-Fultona) oraz badania biochemiczne metodami klasycznymi. Diagnostykę grzybów strzępkowych prowadzono na podstawie klucza Fassiatiova.
Wyniki badań
Ogólna liczba bakterii w obu budynkach kształtowała się na poziomie 102-103 j.t.k.xm-3, a grzybów - 101 - 102 j.t.k.xm-3. Liczba promieniowców w powietrzu pomieszczeń, w których stwierdzono te drobnoustroje, mieściła się w granicach 101-102 j.t.k.xm-3. W badanym powietrzu wykazano także obecność gronkowców, w tym S. aureus, a w toaletach -pałeczek laktozo-dodatnich i laktozo-ujemnych.
Poziom skażenia powietrza bakteriami kształtował się od 1,3 x 102 jtk/m3 w laboratorium do 2,3 x 103 jtk/m3 w sanitariatach. Liczba grzybów w powietrzu tych pomieszczeń kształtowała się odpowiednio na poziomie 1,3 x 102 jtk/m3 do 1,0 x 103 jtk/m3 w sanitariatach.
Porównując wyniki badania powietrza pomieszczeń dydaktycznych z wartościami zaproponowanymi przez Krzysztofika łatwo zauważyć, że ilość mikroflory bakteryjnej powietrza tych pomieszczeń znajduje się w granicach najwyższego poziomu. Zanieczyszczenie powietrza grzybami w pomieszczeniach dydaktycznych prawie we wszystkich przypadkach przekraczało poziom 2,0 x 102 jtk/m3, proponowany w literaturze jako najwyższy dopuszczalny.
Po zakończeniu zajęć obserwowano wyższy stopień skażenia powietrza niż przed zajęciami. Dotyczyło to szczególnie mikroflory grzybowej. Wyjątek stanowiła klimatyzowana sala wykładowa, w której przed rozpoczęciem zajęć liczba grzybów była zdecydowanie wyższa niż pod koniec zajęć, kiedy to obserwowano obniżenie liczby grzybów w powietrzu.
Przeczytaj także: Pomiary zanieczyszczeń w Stacji Czernica
Dominującą mikroflorą w pomieszczeniach dydaktycznych były grzyby, a w sanitariatach, na korytarzach i stołówce przeważały bakterie, których liczba w godzinach popołudniowych wzrastała znacząco, w szczególności w sanitariatach.
Charakterystyka jakościowa grzybów strzępkowych, izolowanych z powietrza pozwoliła wskazać na dominujący udział rodzajów Cladosporium oraz Penicillium w ogólnej florze grzybowej, w tym silnie alergizujące gatunki Cladosporium herbarum i Penicillium notatum. Z sal wykładowych w godzinach popołudniowych oraz w stołówce izolowano również pleśnie z rodzaju Alternaria.
Wyniki badania mikrobiologicznego powietrza atmosferycznego w pobliżu budynków dydaktycznych uczelni i domu studenckiego oraz ogólny podział mikroflory powietrza atmosferycznego w badanych punktach przedstawiono na ryc. 1. i 2. Jak wynika z przedstawionych danych (ryc. 1.) najwyższy udział, bez względu na rejon pobierania prób powietrza, przypadał grzybom strzępkowym - średnio 52% mikroflory wyodrębnionej z powietrza. Udział bakterii natomiast wynosił średnio 38%, a drożdży 10%. Jak wynika z danych przedstawionych na ryc.2. średnie miesięczne skażenie powietrza było zróżnicowane i wynosiło w przypadku bakterii od 6,5 x 102 jtk/m3 w październiku do 1,3 x 104 jtk/m3 w sierpniu, a pleśni od 5,2 x 102 jtk/m3 do 1,6 x 104 jtk/m3.
Przez cały okres badania liczba grzybów strzępkowych w punkcie P2 utrzymywała się na nieco wyższym poziomie niż w punkcie P1. W porównaniu z wynikami badań jakości mikrobiologicznej powietrza w innych miastach, powietrze badane przez nas jest bardziej zanieczyszczone. W punkcie P1 kulminacyjne stężenie mikroorganizmów przypadało na lipiec, natomiast w punkcie P2 stężenie maksymalne stwierdzono na przełomie lipca i sierpnia. Podobną sytuację obserwowali badacze w innych regionach kraju.
Porównując uzyskane wyniki z dopuszczalnym najwyższym zanieczyszczeniem powietrza zewnętrznego, zaobserwowano czasami przekroczenie tego poziomu nawet o 60% w przypadku stężenia grzybów strzępkowych (koniec lipca, punkt P2), natomiast stężenie bakterii w tym samym okresie przekroczyło poziom dopuszczalny 4,5-krotnie. W punkcie P1 przez większą część okresu badawczego powietrze było średnio zanieczyszczone bakteriami, w przeciwieństwie do powietrza w punkcie P2, gdzie niemal przez cały okres badania, tj. od kwietnia do września powietrze było silnie zanieczyszczone.
Pod względem stężenia pleśni w punkcie P1, z wyjątkiem miesięcy letnich, powietrze można uznać za przeciętnie czyste, a ogólna zawartość grzybów nigdy nie przekroczyła norm powietrza silnie zanieczyszczonego. Wyższą zawartość grzybów stwierdzono w powietrzu w rejonie punktu P2, gdzie w lipcu i sierpniu liczba pleśni przekroczyła najwyższe dopuszczalne stężenie tych mikroorganizmów.
Najliczniejszą pod względem procentowym grupę stanowiły pleśnie z rodzaju Cladosporium (ok. 49%), w tym Cladosporium herbarum i Cladosporium cladosporoides, następnie z rodzaju Mucor sp. (4,5-66,7%), Alternaria (0-60%) w tym Alternaria alternata. W mniejszej ilości identyfikowano pleśnie z rodzaju Penicillium w tym Penicillium glaucum, Penicilliumnotatum, Penicillium albicans, Aspergillus w tym Aspergillus glaucus, Aspergillus versicolor, Aspergillus niger, Epicoccum sp., Paecilomyces sp. Dla każdego obszaru badawczego najczęściej występującym rodzajem pleśni, szczególnie w miesiącach letnich był rodzaj Cladosporium.
Wyniki obserwacji prowadzonych przez nasz ośrodek zbliżone są do obserwacji prowadzonych w ostatnich latach na terenie Polski, jak i Europy. Również inni autorzy, analizując jakościowy skład mikroflory powietrza potwierdzają najwyższe stężenie tych grzybów w m3 powietrza. I tak, np. w Sztokholmie obecność spor tych pleśni w powietrzu w miesiącach letnich przekraczała 80%, a w Sofii 56,6%. Cladosporium w powietrzu.
Analizując wyniki skażenia powietrza drobnoustrojami, w zależności od wysokości pobrania próby zaobserwowano różnice w ilości grzybów strzępkowych. Na poziomie 1 m oznaczono średnio 2-16% więcej pleśni niż na wysokości 80, czy 40 m. Ilość drożdży i bakterii pozostawała na zbliżonym poziomie, niezależnie od wysokości. Stwierdzono, że na wysokości 1 m od podłoża występowała inna mikroflora, zwłaszcza w odniesieniu do grzybów strzępkowych, niż na wyższych wysokościach.
Wraz ze spadkiem wysokości zaobserwowano wzrost stężenia grzybów strzępkowych z rodzaju Cladosporium sp., Mucor sp. i Alternaria sp. oraz zmniejszenie ilości rodzajów Aspergillus sp. i Penicillium sp. Obecność zwiększonej liczby rodzajów tych alergogennych pleśni na poziomie, na którym przebywają i pracują ludzie może wpływać ujemnie na ich stan zdrowotny, powodując różnego rodzaju objawy alergii powietrznopochodnej, np. schorzenia układu oddechowego lub skóry.
Z mikroflory bakteryjnej na niższym poziomie stwierdzano głównie obecność laseczek z rodzaju Bacillus sp., ziarniaków Micrococcus sp. i w mniejszej ilości paciorkowców z rodzaju Streptococcus sp. oraz pałeczek Serratia sp. i Pseudomonas sp.
W tab. 4. przedstawiono rodzaje mikroflory występującej w powietrzu w pomieszczeniach uczelni. European Confederation of Medical Mycology klasyfikuje gatunki grzybów do czterech grup. Podstawę klasyfikacji stanowi stopień zagrożenia zdrowotnego dla organizmu ludzkiego. Zidentyfikowane w powietrzu pleśnie w zdecydowanej większości należały do klasy pierwszej, która obejmuje organizmy saprofityczne, mogące wywołać jedynie łagodne powierzchowne zakażenia.
Stwierdzono jednak, szczególnie w godzinach popołudniowych, dużą ilość mikroflory złożonej z grzybów, potencjalnie alergogennych, której obecność w powietrzu wewnętrznym pomieszczeń może być przyczyną licznych chorób układu oddechowego, skóry i spojówek. Również mikotoksyny wytwarzane przez pleśnie mogą wnikać do organizmu wraz z wdychanym powietrzem, poprzez skórę i błony śluzowe.
Podsumowanie
Na podstawie przeprowadzonych badań czystości powietrza zewnątrzdomowego można stwierdzić, że stopień skażenia mikrobiologicznego powietrza atmosferycznego w okolicy uczelni i domów studenckich jest wysoki, szczególnie w miesiącach letnich. Dominującą mikroflorę stanowiły ziarniaki z rodzaju Micrococcus i laseczki rodzaju Bacillus. Grzyby strzępkowe reprezentowane były przez takie rodzaje, jak Cladosporium, Penicillium, Alternaria, Mucor i Aspergillus, a więc i grzyby powodujące objawy alergii powietrznopochodnej u ludzi.
W miesiącach letnich obecność zarodników pleśni wytwarzających silne alergeny w 1 m3 powietrza zewnętrznego przekraczała stężenie progowe, odpowiedzialne za występowanie objawów chorobowych u ludzi uczulonych. W pomieszczeniach dydaktycznych uczelni ogólna liczba drobnoustrojów obecna w 1 m3 zbadanego powietrza znacznie przekraczała proponowane maksymalne stężenie 5,0 x 102 jtk/m3.
Oznacza to, że mikrobiologiczna czystość powietrza wewnętrznego uczelni nie spełnia europejskich standardów. Natomiast stopień zanieczyszczenia powietrza florą grzybową znacznie przekraczał poziom 2,0 x 102 jtk/m3. Oznacza to, że powietrze badanych pomieszczeń charakteryzuje się silnym skażeniem grzybami strzępkowymi. Wśród bakterii dominowały gramododatnie ziarniaki z rodzajów Micrococcus, Staphylococcus i Sarcina oraz tlenowe laseczki przetrwalnikujące z rodzaju Bacillus, a w powietrzu sanitariatów również pałeczki Gram-ujemne np. z rodzaju Escherichia.
Zaobserwowano, że ilość mikroflory, jak i jej skład jakościowy zależą od stanu mikrobiologicznego powietrza zewnątrzdomowego, liczby studentów uczestniczących w zajęciach i częstotliwości ich przemieszczania się oraz obecności systemu wentylacyjno-klimatyzacyjnego w pomieszczeniu. Obserwowano zmiany w układzie jakościowym mikroflory, szczególnie złożonej z grzybów.
Liczba zarodników poszczególnych pleśni w powietrzu wewnątrz pomieszczeń nigdy nie przekroczyła stężenia progowego, ale suma grzybów strzępkowych często przekraczała proponowaną w literaturze dopuszczalną ilość pleśni w 1 m3 powietrza, co może mieć wpływ na zdrowie i samopoczucie studentów oraz wykładowców, przebywających w tych pomieszczeniach.
Tabela 1. Liczba miejsc pobierania prób w badanych pomieszczeniach
| Rodzaj pomieszczenia | Liczba miejsc pobierania prób |
|---|---|
| Sale dydaktyczne | 3-5 |
| Laboratoria | 3 |
| Pomieszczenia biblioteki | 3 |
| Stołówka | 5 |
| Korytarze | 4 |
| Sanitariaty | 2 |
tags: #jakość #mikrobiologiczna #powietrza #w #pomieszczeniach #uczelni
