Исследовательская работа "Влияние внешних факторов на содержание микроорганизмов в атмосферном воздухе города Нефтеюганска и воздухе помещений"

Авторы: Часовских Юлия Владимировна, 11 класс    Название доклада:   Влияние внешних факторов  на  содержание микроорганизмов в атмосферном  воздухе   города Нефтеюганска и воздухе помещений  Научный  руководитель: Часовских Елена Анатольевна, учитель биологии   Россия,  ХМАО – Югра, Нефтеюганск,  Муниципальное бюджетное  общеобразовательное               учреждение  «Средняя общеобразовательная  школа №3» 2 План исследования  I.  Введение         1.1 Гипотеза и задачи исследования                                                                              II.  Реферативная                                                                                                            2.1  Качественное состояние воздуха и здоровье человека.        2.2   Микробное загрязнение воздуха помещений           3. 1 Объект исследования и методы                                                                              3. 2 Результаты исследований                                                                                        IV. Выводы                                                                                                                      V. Заключение                                                                                                                 VI. Рекомендации                                                                                                            VII. Список использованной литературы                                                                     VIII. Приложения                                                                                                            4 4­5 5 5 6 7 8 10 10 11 12 13 3 Глава I. Введение Проблемы экологического состояния окружающей среды стоят сейчас особенно остро, в том числе и состояние атмосферы.  Микрофлора воздуха зависит от микрофлоры почвы и воды, откуда они вместе с пылью и капельками влаги увлекаются в атмосферу. Состав микробов воздуха весьма разнообразен. В воздухе часто встречаются сапрофитные бактерии, споровые, палочки, актиномицеты, плесневые, дрожжевые грибы и др. Наряду с сапрофитами в воздухе встречаются условно­патогенные микроорганизмы. Наибольшее   количество   микроорганизмов   содержит   воздух   крупных промышленных   городов.   Воздух   же   полей,   лесов,   лугов,   а   также   над   водными пространствами, в удалении от населенных пунктов отличается сравнительной чистотой. Значительные изменения претерпевает микрофлора воздуха в зависимости от времени года.   Максимальное   количество   микробов   обнаруживают   в   июне   –   августе,   а минимальное – в декабре – январе. Содержание микроорганизмов в 1 м3  воздуха может колебаться от нескольких клеток   до   десятков   тысяч.   В   воздухе   могут   находиться   возбудители   самых разнообразных   заболеваний,   опасных   для   здоровья   и   жизни   человека   возбудители скарлатины, газовой гангрены, коклюша и т.д. [2] Возросла   в   настоящее   время   загрязнённость   микроорганизмами   различных помещений. Это связано с остротой как социальных, так и экологических факторов. В воздухе закрытых помещений также немало возбудителей различных заболеваний. И это 4 особенно   опасно,   так   как   воздух   закрытых   помещений   меньше   вентилируется, проветривается, чем воздух атмосферы. Большие требования должны предъявляться к воздуху мест массовых скоплений людей: школ, детских садов, кинотеатров, лечебных учреждений. Всё   вышеизложенное   показывает,   что   проведённые   исследования   являются актуальными, хотя в работе не проводился анализ видового состава микроорганизмов. В   своей   работе   мы   выдвинули     следующую  гипотезу:  зная,   какие   факторы влияют на количество микроорганизмов в атмосферном воздухе и воздухе помещений, можно   регулировать   численность   микроорганизмов,   способствуя   профилактике желудочно­кишечных, воздушно­капельных  и пылевых инфекций. Цель работы: провести количественный учёт микроорганизмов  в воздухе атмосферы и школьного помещения. На основании этого выявить факторы, влияющие на содержание микроорганизмов. Задачи исследования: 1.   Определить   количество   микроорганизмов   в   воздухе   атмосферы   в   городе Нефтеюганске, в зависимости от сезона года, места посева.  2.   Исследовать   общее   микробное   число   в   воздухе   школьного   кабинета   в зависимости от сезона года, режима проветривания. 3. Организовать просветительскую работу для детей начальной школы с целью предупреждения заболеваний различной этиологии. Глава II.Реферативная 2.1 Качественное состояние воздуха и здоровье человека. Воздух – это одна из важнейших сред обитания живых организмов.  В процессе длительного   взаимодействия   организма   человека   с   воздушной   средой   появились приспособительные   механизмы,   изменение   которых     может   привести   к     развитию патологических состояний в виде нарушений здоровья и снижения работоспособности.   Загрязненный   атмосферный   воздух   обладает   способностью   к   самоочищению различными   естественными   способами:   разбавлением,   осаждением,   химическими реакциями,   вымыванием   атмосферными   осадками   и   поглощением   зелеными насаждениями. [3]  5 Микроорганизмов, постоянно живущих в атмосфере, не существует. Микробы, обнаруживаемые в воздухе, попадают туда из почвы или из воды. В сухую погоду в воздухе содержится больше живых микробов, чем сразу после дождя, потому что дождь увлекает их из воздуха, осаждая частицы пыли, содержащие микробы.  Виды   микроорганизмов,   чувствительные   к   действию   высокой   или   низкой температуры, к недостатку или избытку влаги, к действию солнечного света, не могут долгое   время   оставаться   живыми   в   воздухе.   Результат   бактериологического   анализа воздуха во многом зависит от места забора пробы, от погоды, от скорости и направления ветра, а также от плотности населения. Следует   различать   чистый   атмосферный   воздух,   атмосферный   воздух промышленных регионов, воздух помещений жилых и общественных зданий и воздух помещений промышленных предприятий.  Поскольку эти виды воздуха отличаются друг от друга по составу и свойствам, значит, и по влиянию на организм человека, поэтому для оздоровления требуются различные гигиенические мероприятия. [7] Из огромного количества бактерий, обнаруженных в природе, лишь небольшое число видов являются патогенными, т. е. способными вызвать инфекционный процесс. Бактериями   вызываются   такие   заболевания   человека,   как   чума,   холера,   столбняк, туберкулез и другие.  Многие бактерии безопасны для человека и могут быть обычными обитателями его кожи или кишечника, но при нарушениях иммунитета или при общем ослаблении организма   могут   выступать   в   качестве   патогенов.   Болезнетворность   бактерий определяется их способностью преодолевать защитные барьеры организма, внедряться в его ткани и выделять токсические вещества. 2.2 Микробное загрязнение воздуха помещений В   воздухе   закрытых,   плохо   проветриваемых   и   перенаселенных   людьми помещений содержится значительное количество микробов, среди которых могут быть и патогенные. П.Н. Лащенков установил, что существуют два пути передачи инфекции через воздух:  воздушно­капельный и воздушно­пылевой. 6 При   воздушно­капельном   пути   передачи,   заражение   происходит   в   результате вдыхания   мельчайших   капелек   слюны,   мокроты,   слизи,   выделяемых   больным   или носителем   микробов   во   время   кашля,   чихания   и   даже   разговора.   Известно,   что мельчайшие капельки могут разбрызгиваться на расстояние от 1 до 1,5 м, перемещаясь дальше   с   воздушными   течениями   на   несколько   метров,   сохраняясь   во   взвешенном состоянии до 1 ч. Все это делает воздушно­капельный путь передачи инфекций более опасным   в   эпидемиологическом   отношении.   Действительно,   все   эпидемические инфекции распространяются этим путем.[3] При   воздушно­пылевом   пути   передачи   инфекции   заражение   происходит   через взвешенную   в   воздухе   пыль,   содержащую   патогенные   микроорганизмы.   Пылевые частицы с осевшими на них микробами могут держаться в виде бактериального аэрозоля от   нескольких   минут   до   2­4   ч.   Между   содержанием   в   воздухе   помещений   пыли   и количеством микробов существует прямая зависимость: чем больше пыли, тем обильнее микрофлора. Поэтому борьба с пылью в закрытых помещениях одновременно является и борьбой с бактериальным загрязнением воздуха. Мерами   предупреждения   передачи   инфекций   воздушным   путем   являются элементарные правила поведения при кашле и чихании (закрывать нос и рот носовым платком,   повернувшись   в   сторону   от   рядом   находящихся   людей,   очень   эффективно ношение марлевых масок всеми людьми в период эпидемий); соблюдение чистоты в помещениях путем регулярной влажной их уборки.  3.1 Объект исследования и методы.  III. Исследовательская В   качестве   объектов   исследования   мы   выбрали   атмосферный   воздух   и   воздух школьногокабинета. Этап №1. Определение ОМЧ (общего микробного числа). Цель:  выяснить, какое  количество   микробов  содержится  в одном  кубическом  метре атмосферного воздуха и воздухашкольного кабинета. Проведение опыта. Для   посева   микроорганизмов   мы   использовали   универсальную   среду– питательныйагар   для   культивирования   микроорганизмов.   Питательную   среду   в   виде порошка,     развели   нужным   количеством   дистиллированной   воды,   затем   варили   на водяной бане   в течение 15 минут до полного растворения агара, фильтровали через 7 ватно   –   марлевый   фильтр.   Питательную   среду   тонким   слоем   разлили   в   стерильные чашки   Петри. Как только среда загустела, каждую чашку мы герметично обернули чистой бумагой и подписали варианты проведения исследования.  Отбор   проб   для   определения   общей   обсемененности   воздуха   школьных помещений  проводился  седиментационным  методом  Коха  – простым,  не  требующим специальной   аппаратуры,     основанным   на   механическом   оседании   микроорганизмов. Открытые   чашки   Петри   со   стерильной   плотной   питательной   средой   устанавливали горизонтально   и оставляли на 10 –15 минут. Затем чашки закрывали, переворачивали вверх дном и выдерживали 24 часа при температуре 25 – 30  0С.Посев производили в трехкратной последовательности, затем находили среднее арифметическое значение. Определение   общей   обсемененности.   На   2   –   3   день   культивирования подсчитывали   число   выросших   колоний   а   чашке   Петри,   затем   устанавливали   их количество в 1м 3 воздуха,  используя формулу: А= (x×1000):  (0,8×15), где  X – число выросших колоний; 0,8 – площадь чашки Петри; 15 – время экспозиции.  Для   установления   соответствия   санитарным   нормам,   пользовались   показателями   по Лукомской.  Таблица 1. Санитарно­гигиенические показатели воздуха (Лукомская) Пробы воздуха Сезон года Микробное число в 1 м3 воздуха Число гемолитических стрептококков   в 1 м3 воздуха Жилое вентилируемое помещение а) чистый б) загрязнённый а) чистый б) загрязнённый летом зимой до 1300 более 2500 до 4500 более 7000 до 16 более 36 до 36 более 124 3.2 Результаты исследований. Таблица 2. Количественный состав микроорганизмов из воздуха школьного кабинета № Варианты Количество Число № 208 (2016 ­2017г.) 8 микроорганизмов   в чашке Петри (среднее значение)   микроорганизмо в  в 1 м3 воздуха Зима (Nдо 4500) До проветривания  После проветривания  Весна (N до 1300) До проветривания После проветривания Лето (Nдо 1300) До проветривания После проветривания Осень (Nдо 4500) До проветривания После проветривания 1 2 1 2 1 2 1 2 42 9 54 17 89 28 37 16 3500 750 4500 1416 7416 2333 3083 1333 Исследовалось содержание микроорганизмов в кабинете № 208  в зависимости от сезона года   и режима проветривания.  Напомним, что если воздух чистый, количество микроорганизмов   должно составлять менее 4500 шт/м3  воздуха, а если грязный более 7000 шт/м3.  В ходе исследования было определено: 1.Наибольшее количество микроорганизмов в воздухе школьного кабинета высеялось летом до проветривания помещения. 2.Наименьшее количество ­    зимой после проветривания.  3.После   проветривания   помещений   количество   микроорганизмов   в   воздухе   классной комнаты снижается в 2­4 раза. Таблица3. Количественный состав микроорганизмов из атмосферного воздуха города Нефтеюганска, 2016 ­2017г. № Варианты Температура воздуха   Количество микроорганизмов   в чашке Петри (среднее значение)   Число микроорганизмов в 1 м3 воздуха Зима 9 1 2 1 2 1 2 1 2 в жилой зоне вблизи магистрали   в жилой зоне вблизи   магистрали. в жилой зоне вблизи   магистрали в жилой зоне вблизи   магистрали ­270 транспортной Весна ­160 транспортной Лето +220 транспортной Осень +110 транспортной 15 7 34 21 126 57 42 37 1250 583 2833 1750 10500 4750 3500 3083 Исследование атмосферного воздуха  проводилось 4 раза в год (зима, весна, лето, осень) вблизи транспортной магистрали и в жилой зоне.  В ходе исследования мы установили: 1. Наибольшее количество микроорганизмов в атмосферном воздухе   обнаружено летом в жилой зоне. 2. Наименьшее   количество   микроорганизмов   обнаружено   зимой,   вблизи транспортной магистрали. 3. Количество микроорганизмов вблизи транспортной магистрали в 1,5 – 2,5 раза меньше, чем в жилой зоне.  IV. Выводы. 1. Внешние   факторы,   такие   как   низкая   температура   воздуха,   автомобильные выбросы,  снижают количество микроорганизмов в атмосферном воздухе.   2. Обследование   воздуха   школьного   кабинета   установило,   что   наибольшее содержание микроорганизмов обнаружено летом до проветривания помещения.  3. Проветривание помещения помогает снизить количество микроорганизмов в  2 – 4 раза. V.  Заключение. 10 Я   считаю,   что   наша   работа   имеет   большое   практическое   значение,   так   как, изучив   влияние   внешних   факторов   на   содержание   микроорганизмов   в   атмосферном воздухе и  воздухе  закрытых  помещений,  мы  сможем  проводить  простые  санитарные мероприятия, для того, чтобы дышать чистым воздухом, а значит быть здоровыми.  Я  считаю, что моя  работа  по мониторингу   чистоты  воздуха  очень  важна  для сохранения   здоровья   школьников   и   для   меня   лично,   так   как   своевременные   меры   по дезинфекции,  способны предупредить не  только развитие локальных вспышек инфекции, но и оказывать благоприятное влияние на работоспособность учащихся.  VI. Рекомендации Для того, воздух в помещениях был «здоровым», а в период эпидемий не заболеть, нужно соблюдать следующие правила: 1. Соблюдайте режим проветривания в помещениях. 2. Регулярно проводите  влажную уборку. 3. Используйте для озеленения комнатные растения. 4. При кашле и чихании закрывайте рот и нос носовым платком. 5. В период эпидемий инфекционных заболеваний носите марлевую повязку. Мы,     школьники,   можем   способствовать   улучшению   воздушной   среды   в помещениях.   Результаты   нашей   исследовательской   работы   помогли   нам   подготовить классный час «Воздух, которым мы дышим» для учащихся начальной школы. Все советы мы оформили в виде памяток, и вручили детям. Мы надеемся, что наши советы им пригодятся, ведь именно в раннем возрасте формируется бережное отношение к своему здоровью.  11 VII. Литература: 1.  Зайцев Г. К. Зайцев А. Г. Твое здоровье, «Детство  ­ Пресс», Санкт – Петербург 2002 2. Ассонов Н.Р. Практикум по микробиологии. – М.: Агропромиздат, 1998 3. Данилов С.В. Гигиенические опыты и самонаблюдения. Биология в школе №2, 2000 4.  Медников Б.М. Биология: формы и уровни жизни. – М.: Просвещение, 1994.  5.   Пасечник В.В. Биология. Бактерии, грибы, растения. – М.: Дрофа, 1999.  6. Федорова М.З. Кучменко В. С. Воронина Г. А. Экология человека. – Издательский центр «Вентана­Граф», 2003 12 VIII. Приложение Приложение 1 Полезные советы Для того,  воздух в помещениях был «здоровым», а  в период эпидемий не заболеть, нужно соблюдать следующие правила: 1. Соблюдайте режим проветривания в помещениях. 2. Регулярно проводите  влажную уборку. 3. Используйте для озеленения комнатные растения. 4. При кашле и чихании закрывайте рот и нос носовым платком. 5. В период эпидемий инфекционных заболеваний носите марлевую  повязку. Памятка для учащихся начальной школы: Приложение 2 13 Посев микроорганизмов из воздуха классного кабинета  летом до проветривания Посев микроорганизмов из воздуха   классного   кабинета   летом   после проветривания 14