Исследовательская работа Исследование микробной загрязненности воздуха школьных помещений

МБОУ« Средняя общеобразовательная школа № 3 г. Нарьян- Мара»
Исследование микробной загрязненности воздуха школьных помещений
Автор : Безумова Алина Георгиевна,
ученица 9а класса МБОУ« Средняя общеобразовательная
школа № 3 г. Нарьян- Мара»
Руководитель: Воронина Ирина Васильевна,
зам. директора по УВР МБОУ « Средняя
общеобразовательная школа № 3 г. Нарьян- Мара».
г. Нарьян-Мар,
2013.
Оглавление
стр .
Введение
Глава 1. Обзор источников информации по теме исследования 3
Воздух - среда обитания микроорганизмов 4
Распространение болезнетворных микробов через воздух 4
Глава 2. Методика проведения исследования 5 Глава 3. Результаты исследования 8
Список использованных источников информации. 10

Введение. Фраза « Это нужно нам как воздух!» выражает особую потребность организма в этом веществе. Еще древнегреческий ученый Анаксимен, наблюдая за дыханием животных и человека, считал воздух главным условием и первопричиной жизни. Без воздуха человек гибнет через несколько минут, так как в организме нет запаса кислорода, и он должен постоянно поступать через органы дыхания - воздушные ворота. Как много в жизни и состоянии человека связано с дыханием - и состав крови, и движения, и чувства, и мыслительная деятельность…Дыхание- начало общения, мелодии и речи. Даже простой вздох бессознательно выражает душевное состояние человека. [1]
Неоспоримо, что только здоровый человек, с хорошим самочувствием, способен активно жить, хорошо учиться, успешно преодолевать трудности. Состояние нашего здоровья зависит от ряда факторов, в том числе и от качества окружающей нас воздушной среды.
В связи с этим, проблема сохранения чистоты воздуха школьных помещений, в которых мы проводим по 6-7 часов в день, является для нас актуальной.
Цель работы: определение микробной загрязненности школьных помещений методом осаждения.
Для реализации поставленной цели нам необходимо решить ряд задач:
Изучить различные источники информации по рассматриваемой проблеме, требования к санитарно-гигиеническому состоянию воздуха учебных помещений.
Овладеть приемами работы с лабораторным оборудованием, взять пробы воздуха для определения его чистоты.
Провести наблюдение за процессом роста бактериальных колоний, выполнить расчеты по результатам эксперимента.
Разработать предложения по улучшению состояния воздушной среды в школе.
Методы исследования:
- теоретический;
- экспериментальный - опыты, наблюдения, сравнения;
- математический - проведение расчетов.
Оборудование: одноразовые пластиковые чашки Петри с плотной питательной средой ( 2 % простой агар), термометр, лупа, линейка, фотоаппарат.
Объект исследования: воздушная среда школьных помещений.
Предмет исследования: микрофлора воздушной среды.
Гипотеза: мы предполагаем, что воздух учебных помещений в течение дня подвергается загрязнению, в том числе и микробному, причем со временем количество микроорганизмов в воздухе увеличивается.
Глава 1. Обзор источников информации по теме исследования
1.1. Воздух- среда обитания микробов.
Воздух как среда обитания для микроорганизмов менее благоприятен, чем почва и вода, так как в нем не содержатся или содержится очень мало питательных веществ, необходимых для размножения микроорганизмов. Кроме того, на них сильнее действуют такие неблагоприятные факторы, как высушивание и ультрафиолетовые лучи солнечного света. Тем не менее, попадая в воздух, многие микроорганизмы могут сохраняться в нем более или менее длительное время. Количество микробов в воздухе варьирует в больших диапазонах — от нескольких бактерий до десятков тысяч их в 1 кубометре. Больше всего микробов в атмосфере содержится летом, меньше всего — зимой. [6]
В воздухе в естественных условиях обнаруживаются сотни видов сапрофитных микроорганизмов, представленных кокками, споровыми бактериями и грибами. Воздух открытых пространств относительно чист, благодаря осадкам, инсоляции, температурным воздействиям и другим факторам, а в закрытых помещений механизмы самоочищения действуют слабее, поэтому и загрязненность может быть значительно больше.  Микрофлора воздуха закрытых помещений более однообразна и относительно стабильна. Среди микроорганизмов доминируют обитатели носоглотки человека. Уровень микробного загрязнения зависит главным образом от плотности заселения, активности движения людей, санитарного состояния помещения, 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. Самоочищения воздуха закрытых помещений не происходит. [5]
1.2. Распространение болезнетворных микроорганизмов через воздух.
Патогенные микроорганизмы попадают в воздух из мокроты и слюны при кашле, разговоре и чихании. Даже здоровый человек при каждом акте чихания выбрасывает множество капелек жидкости, внутри которых содержатся микроорганизмы, выделяет до 10 000-20 000 микробных тел, а больной — иногда во много раз больше, Особенно важно, что эти мельчайшие капельки могут часами удерживаться в воздухе во взвешенном состоянии, т. е. образуют стойкие аэрозоли. В этих капельках за счет влаги микроорганизмы выживают дольше. Таким воздушно-капельным способом происходит заражение многими острыми респираторными заболеваниями, в том числе гриппом и корью.
Помимо капельного способа, распространение патогенных микробов через воздух может осуществляться «пылевым» путем. Находясь в помещениях или на открытом воздухе, мы всегда окружены невидимым облаком пыли, а именно пылевая частица, как правило, является благоприятной средой для жизнедеятельности микроорганизмов и их колоний. Находящиеся в выделениях больных (мокроте, слизи и т. п.) микроорганизмы окружены белковым субстратом, поэтому они более устойчивы к высыханию и другим факторам. Когда такие капли высыхают, они превращаются в своеобразную бактериальную пыль (внутри белкового субстрата сохраняются и выживают многие патогенные бактерии). Скорость переноса бактериальной пыли зависит от интенсивности перемещения воздуха. Пылевой путь играет особенно важную роль в эпидемиологии туберкулеза.[6]
Глава 2. Методика проведения эксперимента.
Для исследования микрофлоры воздуха используют различные методы: осаждения (седиментационный метод Коха), фильтрационный (воздух продувают через воду) и методы, основанные на принципе ударного действия воздушной струи с использованием специальных приборов. Санитарно- гигиеническое состояние воздуха оценивают по микробному числу- общему содержанию микроорганизмов в 1 кубическом метре.
Для проведения своего исследования мы выбрали следующие помещения: спортивный зал, библиотека, кабинет географии, коридор первого этажа, для сравнения взяли также пробы воздуха на улице возле школы. Изучив литературные и интернет-источники, мы узнали, что микробы имеют свойство размножаться при попадании в питательную среду, причем из одного микроорганизма, при определенных условиях, вырастает одна колония, в которой могут быть многие тысячи микробов. Такая колония хорошо видна невооруженным глазом. Процесс роста колонии микроорганизмов называется инкубацией.
Ход работы:1. Маркируем чашки Петри с помощью цветных стикеров в следующем порядке:
№ 1- улица,
№ 2- библиотека до начала уроков;
№ 3 – библиотека после окончания уроков;
№ 4- коридор 1 этажа до начала уроков;
№ 5- коридор 1 этажа после окончания уроков;
№ 6- спортивный зал до начала уроков;
№ 7- спортивный зал после окончания уроков;
№ 8 – учебный кабинет № 8 до начала уроков;
№ 9 - учебный кабинет № 8 после окончания уроков;
№10 – контроль.
2. Чашки Петри оставляем открытыми в разных помещениях на 5 минут в начале и после занятий, после чего закрываем их крышками. Измеряем температуру воздуха в помещениях.
3. Для инкубации микроорганизмов чашки Петри с пробами помещаем в лабораторию биологии и храним при температуре + 32 градуса.
4. Наблюдаем за ростом микроорганизмов в течении пяти суток, по их окончании подсчитываем количество колоний.
5. Определяем площадь дна (S, кв. см) чашка Петри, в которой находится питательная среда, по формуле:
S=πr2,
где π =3,14;
r –радиус чашки, см.S = 3,14*4,32=58 см2
При этом имеем в виду следующие данные: на площадь в 100 см2 в течение 5 минут осаждается примерно столько бактерий и спор, сколько находится в 10 дм3 воздуха.
Таблица 1. Результаты инкубации микроорганизмов
Помещение Количество колоний
до занятий Количество колоний
после занятий Температура,
в градусах
белые желтые всего белые желтые всего Улица 1 3 4 -26
Библиотека 5 8 13 9 19 28 +24
Коридор 3 9 12 7 11 18 +18
Спортивный зал 3 11 14 10 36 46 +22
Кабинет №8 3 5 8 8 9 17 +25
6. Затем, зная площадь чашки Петри, рассчитываем число микробов в 100 кубических см (10 литрах) воздуха, исходя из количества колоний, по формуле:
X= 100*N/ 58 (единиц/ куб.дм)
где N- количество выросших колоний.
Соответственно, в одном кубическом метре воздуха их будет в 100 раз больше. [2]
Таблица 2. Определение количества микроорганизмов в воздухе.
Помещение
До занятий После занятий
В 10 литрах воздуха В 1 кубическом метре В 10 литрах воздуха В 1 кубическом метре
Улица 6,9 609 Библиотека 22,41 2241 48, 27 4827
Коридор 20,69 2069 31,03 3103
Спортивный зал 24,13 2413 79,31 7931
Кабинет №8 13,8 1380 29,3 2930
Глава 3. Результаты исследования.
Полученные экспериментальные данные показали, что:
Самый чистый воздух в коридоре, а наиболее загрязненный в спортивном зале.
В течение дня количество микроорганизмов в воздухе значительно увеличилось: в библиотеке в 2,15 раза, в коридоре в 1,5 раза, в кабинете № 8 в 2,1 раза, в спортивном зале в 3,3 раза.
Меньшая загрязненность воздуха в утреннее время объясняется тем, что вечером, после уроков в школе производится влажная уборка и проветривание помещений.
Количество микроорганизмов зависит от температуры воздуха - при более низких температурах воздуха уровень микробной загрязненности меньше.
Критерии оценки санитарно- гигиенического состояния воздушной среды учебных помещений не разработаны, поэтому мы взяли для сравнения нормы микробной загрязненности воздуха для жилых помещений:
Таблица 3. Микробиологические критерии чистоты воздуха (по Я.С. Шапиро). [2]
Качество воздуха Всего микроорганизмов в 1 кубическом метре воздуха
летом зимой
Чистый 1500 4500
Загрязненный 2500 7000
и определили, что по количеству микроорганизмов воздушная среда исследуемых объектов характеризуется как чистая, за исключением спортивного зала.
Выводы:
В ходе выполнения работы мы узнали, что воздух является малоблагоприятной средой для жизнедеятельности микроорганизмов, но сохраняться в нем микробы могут достаточно длительное время. Попадая в благоприятные условия на слизистые оболочки верхних дыхательных путей, они могут вызывать острые респираторные или аллергические заболевания. Состав микрофлоры воздуха многообразен, он определяется степенью запыленности, температурой, влажностью, скоростью перемещения воздушных масс и другими факторами. Выдвинутую гипотезу об увеличении уровня микробной загрязненности воздуха в течение дня подтвердили результаты инкубации микроорганизмов: их количество в школьных помещениях после занятий возросло в 1,5- 3,3 раза.
Для улучшения состояния воздушной среды необходимо:
1. Проводить тщательную влажную уборку, проветривание учебных помещений согласно требований пункта 6.6.  СанПиН 2.4.2.2821-10 :
Таблица 4. Рекомендуемая продолжительность сквозного проветривания учебных помещений в зависимости от температуры наружного воздуха
Наружная температура, °СДлительность проветривания помещения, мин.
в малые перемены в большие перемены и между сменами
От +10 до +6 4-10 25-35
От +5 до 0 3-7 20-30
От 0 до -5 2-5 15-25
От -5 до -10 1-3 10-15
Ниже -10 1-1,5 5-10
До начала занятий и после их окончания необходимо осуществлять сквозное проветривание учебных помещений. [3].
2. Использовать для озеленения школы определенные виды растений, обладающие выраженными антимикробными свойствами, такие как хлорофитум, диффенбахия, фикус, монстера, лимон, пеларгония. Летучие вещества растений, которые они выделяют в процессе своей жизнедеятельности изменяют воздух и могут улучшать самочувствие людей, служат фильтром вредных веществ, действуя как "зеленая печень", обладают фитонцидными свойствами, т.е. способностью подавлять жизнедеятельность микроорганизмов. Фитонциды не позволяют микроорганизмам создавать собственные механизмы защиты, при этом генетический аппарат микроорганизмов не изменяется, то есть фитонциды не обладают мутагенными свойствами и не способствуют формированию видоизмененных, устойчивых форм бактерий. [4]
В дальнейшем мы планируем продолжить нашу работу в направлении изучения эффективности использования фитонцидоносных растений для оздоровления воздушной среды закрытых помещений.
Список использованных источников информации.
1. Зверев И.Д. Книга для чтения по анатомии, физиологии и гигиене человека.-
М.: Просвещение,1989.- 240 с.
2. Федорос Е. И., Нечаева Г.А. Экология в экспериментах: учебное пособие для учащихся 10- 11 классов общеобразовательных учреждений.- М.: Вентана- Граф, 2007.- 384 с.
3. СанПиН 2.4.2.2821-10 "Санитарно-эпидемиологические требования к условиям и организации обучения в общеобразовательных учреждениях"
Интернет – ресурсы:
4. Еленевская У.В. Использование фитонцидов растений для оздоровления воздуха.- rusbiolog.ru > ispolzovanie rasteniy. html.
Микрофлора воздуха.- medicalbrain. ru. > microbiologia / ecologiya…html.
Экология микроорганизмов.- meduniver com> Медицинская микробиология > 107. html.