1583_Афанасьев_Оценка состояния воздуха

2015
Афанасьев Роман
Александрович
11 «А» класс
Руководитель проекта:
Мартыненко Ольга
Юрьевна
e-mail автора работы: romastid@bk.ru ,
olgamart29-05@mail.ru
e-mail образовательного
учреждения:1583@edu.mos.ru
Особая благодарность:
Бичучер Анна
Мироновна
[ПРОЕКТНАЯ РАБОТА ПО БИОЛОГИИ НА ТЕМУ
МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ВОЗДУХА]
Проектная работа на тему: «Микробиологическая оценка состояния воздуха» Автор:
Афанасьев Роман Александрович. Образовательное учреждение: ГБОУ Гимназия 1583
Проектная работа по биологии
тема «Микробиологическая оценка состояния воздуха»
Оглавление
1. Введение
Актуальность
Цель работы
Задачи проекта
2. Ход эксперимента
Заборы роб воздуха
Заборы проб воды
3. Теоретическая часть
Стафилококки
Стрептококки
Клебсиелла
Одноклеточные грибы
Кокки
Диплококки
Сарцины
Клостридии
4. Вывод
5. Список литературы
1
Проектная работа на тему: «Микробиологическая оценка состояния воздуха» Автор:
Афанасьев Роман Александрович. Образовательное учреждение: ГБОУ Гимназия 1583
Актуальность
Актуальность проекта очень велика в связи со значимостью темы. Сегодня все
чаще встает вопрос о микробиологической безопасности помещений. Когда
люди впервые стали изучать микроорганизмы, перед нами встала задача
изучить их влияние на организмы животных и человека. В ходе исследований
оказалось, что некоторые виды микроорганизма отрицательно влияют на
состояние организма. В связи с этим изучение воздуха на наличие
микроорганизмов, а, в частности, в той школе, где наш класс проводит почти
половину дня, очень значимый вопрос не только для меня, но и для всей школы.
Цель работы:
Познакомившись с
уникальным микромиром, изучить количество
микроорганизмов в школе, точки их наибольшего сосредоточения, найти
теоретическую информацию, оценить способ борьбы с вредоносными
микроорганизмами, представленный в нашей школе и представить в виде
проекта.
Задачи проекта:
-найти теоретические сведения о микроорганизмах,
-проанализировать их и выделить главное, изложив ее в проекте,
-провести эксперимент в нашей школе, взяв пробы воды и воздуха для дальнейшего
изучения,
-провести посев образцов, полученных в ходе эксперимента, в специальной лаборатории,
-обобщить все полученные данные в одном проекте и сделать выводы.
Ход работы
Оборудование: для нашей работы были использованы чашки Петри
стандартного диаметра, наполненных желеобразным питательным раствором,
для сбора проб воздуха, и небольшие пробирки объемом 10 мл для сбора воды.
Заборы проб воздуха:
В отмеченные места мы поместили чашки Петри, каждую ровно на 10 минут.
Все пробы брались после уроков.
1)После этого, полученные образцы мы направили в лабораторию для анализа и
подсчета количества колоний.
2)Затем мы рассчитали количество бактерий по формуле Омелянского.
2
Проектная работа на тему: «Микробиологическая оценка состояния воздуха» Автор:
Афанасьев Роман Александрович. Образовательное учреждение: ГБОУ Гимназия 1583
Полученные результаты и выводы:
- по нашим подсчетам, самое большое количество бактерий в кубическом метре
воздуха находится в школьной раздевалке, около 700.
-в кабинете начальных классов было обнаружено почти 400 бактерий на
кубический метр воздуха, после уроков.
-в кабинете биологии в одном кубическом метре воздуха находится более 230
бактерий.
- в спортзале и на кухне, в столовой, на один кубический метр воздуха
приходится более 150 бактерий.
- в центре зала столовой в кубическом метре воздуха сосредоточено около 80
бактерий.
- в холле нашей гимназии не было обнаружено колоний, следовательно, по
расчетам ни одной бактерии,
однако, абсолютно чистым от бактерий, воздух не может быть.
3)Доказательство эффективности бактерицидных ламп
Далее мы провели замеры количества колоний в воздухе рядом с
ультрафиолетовыми лампами-облучателями. Принцип их работы прост: они
медленно пропускают через себя воздух, облучая ультрафиолетом, смертельно
опасным для бактерий, тем самым частично обеззараживая воздух.
Мы провели замеры количества бактерий в кубическом метре воздуха до и
после работы бактерицидных ламп в разных местах.
Полученные результаты и выводы:
Ионизирующая лампа
- на первом этаже показала отличные результаты: за два часа работы она
сократила количество бактерий, приходящихся на один кубический метр почти
вдвое: с 1020 бактерий на один кубический метр до 550 бактерий на один
кубический метр.
-на втором этаже из-за меньше плотности бактерий в воздухе она уничтожила
около 20% бактерий, приходящихся на один метр в кубе: 470 бактерий до
работы против менее чем 400 бактерий в одном кубическом метре после
работы.
Из этого эксперимента можно сделать вывод, что бактерицидные лампы —
эффективное средство по борьбе с микроорганизмами.
3
Проектная работа на тему: «Микробиологическая оценка состояния воздуха» Автор:
Афанасьев Роман Александрович. Образовательное учреждение: ГБОУ Гимназия 1583
Расчеты
Проведение расчетов плотности бактерий на один метр кубический в
воздушной среде в работе было проведено по формуле Омелянского[2].
x=(a*5*100*1000)/(b*c*10), где
х — искомое число плотности бактерий в воздухе
а — количество колоний, обнаруженных при анализе
b — площадь чашки (стандарт — 63,5 см2)
с — экспозиция (время, пока чашка находится в открытом состоянии)
Заборы проб воды
Все пробы по количеству бактерий соответствовали нормам СанПина:
50000000 бактерий на кубический метр является максимально допустимым
числом по количеству бактерий, тогда как максимальная плотность бактерий,
обнаруженная нами, не превышала 400000 на метр кубический. Однако,
согласно нормам, в воде недопустимо содержание колиформных бактерий,
однако они обнаружены во всех образцах. Причина может быть в редкой
прочистке кулеров.
Способ нахождения бактерий в воде посредством метода Грама[1].
Как же найти полупрозрачные бактерии в воде?
Тут мы воспользовались методом Грама. Этот метод довольно прост и состоит
из окрашивания бактерий специальной анилиновой краской и фиксируют на
бактериях раствором йода. Затем полученный препарат промывают спиртом.
Результаты:
те
бактерии,
которые
потеряли
свой
цвет,
называют
грамотрицательными, а те бактерии, которые окрасились в темнофиолетовый цвет — грамположительными. Позже выяснилось, что причина
различной реакции на окраску — строение оболочки микроорганизмов.
Грамотрицательные бактерии более опасны для организма человека из-за
его толстой клеточной стенки, содержащей эндотоксический слой, вызывающий
4
Проектная работа на тему: «Микробиологическая оценка состояния воздуха» Автор:
Афанасьев Роман Александрович. Образовательное учреждение: ГБОУ Гимназия 1583
немедленную реакцию иммунной системы. Обычной реакцией на заражение
этими веществами является местное воспаление — патологический процесс,
направленный на компенсацию воздействий повреждающего фактора. Метод
Грама широко используется в систематике бактерий и классификации
заболеваний.
5
Проектная работа на тему: «Микробиологическая оценка состояния воздуха» Автор:
Афанасьев Роман Александрович. Образовательное учреждение: ГБОУ Гимназия 1583
Бактерии и болезни, вызванные ими[5].
Стафилококк
Одним из микроорганизмов, найденных и в воде и в воздухе, является
стафилококк. Обычно, бактерии стафилококка не представляют угрозы для
человека. Стафилококки имеют шаровидную форму, располагаются в виде
неправильных скоплений, напоминающих гроздья винограда. Стафилококки
характеризуются сравнительно высокой устойчивостью к выслушиванию,
замораживанию, действию солнечного света и химических веществ. В
высушенном состоянии они жизнеспособны более 6 месяцев, в пыли - 50 -100
дней. Повторное замораживание в оттаивание не убивает стафилококков. Они
не погибают в течение многих часов от действия прямых солнечных лучей.
Стафилококки могут выдерживать нагревание при температуре 700С более
одного часа. При температуре 800С они погибают через 10-60 минут, от
кипячения - мгновенно; 5% раствор фенола убивает стафилококков в течение
15-30 минут. Стафилококки очень чувствительны к некоторым анилиновым
красителям, особенно к бриллиантовому зеленому, который успешно
применяют при лечении поверхностных гнойных поражений кожи, вызываемых
стафилококками. Стафилококки внедряются в организм через кожные покровы
и слизистые оболочки, распространяются воздушно-капельным и воздушнопылевым путем. Стафилококки играют большую роль при смешанных
инфекциях; их обнаруживают вместе со стрептококками при раневых
инфекциях, дифтерии, туберкулезе, актиномикозе, ангинах, гриппе,
парагриппозных и других острых респираторных заболеваниях. С широким
использованием в практике антибактериальных препаратов и особенно
антибиотиков произошли значительные изменения тяжести и степени
распространенности стафилококковых поражений. Во всех странах мира
отмечается рост частоты встречаемости заболеваний, вызываемых
стафилококком, увеличение носительства среди медицинского персонала.
Повсеместно
установлена
быстрая
адаптация
стафилококков
к
антибиотикам. Стафилококковые инфекции отличаются многообразием
возбудителя. Заражение довольно часто происходит не одним, а двумя и более
разновидностями.
Стрептококки
Streptococcus pyogenes (группа А стрептококка) – это грамположительная,
неподвижный, бесспоровый кокк, который обнаруживают в виде цепей или
6
Проектная работа на тему: «Микробиологическая оценка состояния воздуха» Автор:
Афанасьев Роман Александрович. Образовательное учреждение: ГБОУ Гимназия 1583
парных клеток. Отдельные клетки – это яйцевидно-круглые кокки, 0,6-1,0 мкм в
диаметре. В прошлом веке стрептококки стали причиной смерти многих
людей. Streptococcus pyogenes был самой важной причиной родильной
лихорадки (сепсис новорожденного). Скарлатина была раньше серьезным
осложнением стрептококковой инфекции, но сейчас, благодаря лечению
антибиотиками, это всего лишь стрептококковый фарингит, сопровождаемый
сыпью. Целлюлит, сопровождаемый лихорадкой и системной токсичностью,
менее распространен сегодня. В наши дни болезнетворные стрептококки
вызывают интерес преимущественно из-за редких случаев быстро
прогрессирующей болезни, а также небольшого риска серьезных осложнений
при невылеченных инфекциях. Эти болезни остаются главной международной
медицинской проблемой, а усилия направлены на разъяснение риска и
механизмов этих осложнений и идентификации ревматогенных и нефрогенных
влияний стрептококков. Острая инфекция стрептококка может проявиться в
виде фарингита (острый фарингит), скарлатины (сыпь), импетиго (инфекция
поверхностных слоев кожи) или целлюлит (инфекция глубоких слоев кожи).
Агрессивная, токсигенная инфекция может привести к некротизирующему
фасцииту, миозиту и синдрому стрептококкового токсина шока. У пациентов
после острой стрептококковой инфекции могут также развиться иммуннообусловленные постстрептококковые осложнения, такие как острый ревматизм
и острый гломерулонефрит.
Клебсиелла
Это палочковидный микроорганизм семейства энтеробактерий. В роде
клебсиелл выделяют четыре вида. Чаще всего встречается палочка
Фридлендера, вызывающая воспаление легких и Klebsiella oxytoca —
поражающая желудочно-кишечный тракт — толстый кишечник.
Клебсиелла живет в организме совершенно здоровых людей, являясь одним из
элементов нормальной флоры кишечника. В норме klebsiella может
присутствовать на коже, на слизистой оболочке дыхательных путей
человека и животных. Бактерия может существовать в почве, воде, пище,
пыли. Она является одной из самых распространённых внутрибольничных
инфекций. Клебсиелла попадает в желудочно-кишечный тракт с плохо
вымытых рук, овощей и фруктов, с водой, с почвой. Когда клебсиелла
находится в организме, она имеет палочкообразную форму, но, попав в
окружающую среду, начинает видоизменяться — она округляется и
покрывается специальной оболочкой – капсулой! Благодаря этому
приспособлению, Клебсиелла весьма устойчива к действию факторов
окружающей среды и высоким температурам.
Симптомы и признаки инфекций, вызываемых клебсиеллами, в частности
инфекций мочеполовой системы, желчных путей и и других органов ЖКТ,
7
Проектная работа на тему: «Микробиологическая оценка состояния воздуха» Автор:
Афанасьев Роман Александрович. Образовательное учреждение: ГБОУ Гимназия 1583
сходны с симптоматикой инфекций, обусловленных кишечной палочкой.
Кишечные заболевания, ассоциированные с клебсиеллой, часто вызываются
смешанной флорой. Комплексное лечение заболеваний, вызванных
клебсиеллой, зависит от локализации и выраженности патологического
процесса. Антибиотики назначают в тяжелых случаях по чувствительности, при
легком течении или обнаружении в анализах не применяют.
Одноклеточные грибы
В некоторых пробах, взятых нами были обнаружены одноклеточные грибы. Это
довольно обширное понятие, включающее в себя как и известную нам плесень,
портящую продукты, так и дрожжи — помощники человека. А если более
научно, то одноклеточные грибы (низшие грибы) - состоящие из одной
клетки, например, дрожжи, плесневые грибы, мукор, пеницилл. Одноклеточные
грибы вызывают огромное количество болезней, таких как аспергиллез,
кандидоз, онихомикоз и др. Аспергиллез — болезнь, вызываемая различными
видами плесневых грибов рода Aspergillus. Чаще протекает с
преимущественным поражением легких, улиц с иммунодефицитами принимает
тяжелое септическое (генерализованное) течение. Кандидоз - это заболевание,
вызываемое дрожжеподобными грибами рода Candida. Обычно грибок
поражает слизистые оболочки человека. В случае онихомикоза грибок поражает
ногти. Обычно фызывается грибками-дерматофитами. Различают три вида
онихомикоза (лежат в основе российской классификации):
Нормотрофический — изменяется окраска ногтя, появляются полосы и пятна,
но блеск и толщина ногтя остаются нормальными;
Гипертрофический— изменяется цвет ногтя, он теряет блеск, утолщается и
деформируется. Возможно частичное разруше ние ногтя с краев;
Онихолитический — пораженная часть ногтя атрофируется и отторгается от
ногтевого ложа.
Грибок ногтей лечится с использованием противомикозных таблеток, мазей и
специализированных растворов. Некоторые плесневые грибы, существенно
снижая урожай, могут оказывать неблагоприятное действие на здоровье
сельскохозяйственных животных.
В воде
Г-палочки
Самым известным представителем является кишечная палочка. Кишечная
палочка — палочковидная бактерия, широко встречается в нижней части
кишечника теплокровных организмов. Большинство штаммов E. Coli являются
безвредными, однако один из видов кишечных палочек может вызывать
тяжёлые пищевые отравления у людей. Безвредные штаммы являются частью
8
Проектная работа на тему: «Микробиологическая оценка состояния воздуха» Автор:
Афанасьев Роман Александрович. Образовательное учреждение: ГБОУ Гимназия 1583
нормальной флоры кишечника человека и животных. Кишечная палочка
приносит пользу организму хозяина, например, синтезируя витамин К, а также
предотвращая развитие патогенных микроорганизмов в кишечнике.
Непатогенные бактерии E. coli, в норме в больших количествах населяющие
кишечник, могут, тем не менее, вызвать развитие патологии при попадании в
другие органы или полости человеческого тела. E. Coli в норме заселяет
кишечник новорождённого ребенка в течение 40 часов после рождения,
поступая с пищей или от лиц, контактирующих с ребёнком, и сохраняются на
протяжении жизни на уровне 106—108 КОЕ/г содержимого толстой кишки. В
ЖКТ кишечные палочки прилипают к слизистым оболочкам и являются
основными представителями факультативных анаэробов у человека. Так как
кишечные палочки не имеют бактериофагов, кодирующих факторы
вирулетности, они являются комменслами.
Кокки
Кокки — бактерии шаровидной формы, различают абсолютно шаровидные и
слегка вытянутые кокки. После деления кокки образуют различные структуры:
-Стрептококки
-Диплококки
-Тетракокки
-Сарцины
-Стафилококки
Стрептококки — сложенные в форме цепочки
Диплококки — попарно соединенные кокки
Тетракокки — сложенные вместе 4 клетки
Сарцины — сложенные вместе 8 клеток
Стафилококки — сложенные грудой клетки
Болезни, вызываемые Стрептококками:
Рожистое воспаление
Скарлатина
Гломерулонефрит
Острая ревматическая лихорадка
Острый тонзиллит (Ангина)
Фарингит
Стрептодермия
Пародонтит
Абсцесс
Бронхит
Пневмония
Эндокардит
Лимфаденит
Менингит
Диплококки
9
Проектная работа на тему: «Микробиологическая оценка состояния воздуха» Автор:
Афанасьев Роман Александрович. Образовательное учреждение: ГБОУ Гимназия 1583
Диплококки (от греч. diploos—двойной), кокки, располагающиеся попарно и
иногда (в организме) окруженные капсулой. Важнейшие патогенные Д.:
гонококк (см.), пневмококк, менингококк и др. Пневмококк (Diplococcus
lanceolatus, Diplococcus pneu-moniae Frankel-Weichselbaum'a), являющийся
важнейшим возбудителем крупозной пневмонии, состоит из двух кокков,
уплощенных на стороне, которой они обращены друг к другу; в организме он
имеет капсулу. Гонококк—диплококк, состоящий из двух особей формы
кофейного боба. Менингококк (Diplococcus intracellularis meningiti-dis),
возбудитель эпид. цереброспинального менингита, состоит из особей, имеющих
форму булочек и похожих на гонококк (форма кофейного боба или почки). Как
свойство жить парами, так и форма отдельных диплококков представляют
собой признаки, лишенные абсолютного значения и свойственные Д. гл. обр. в
живом организме. Так, в чистой культуре на искусственных питательных средах
пневмококки могут иметь яйцеобразную или шаровидную форму и иногда
образуют короткие цепочки, утрачивая т. о. форму Д. Гонококки на
искусственных питательных средах так же могут потерять типичную форму,
образуют кучки и т. п. Кроме патогенных нередки также сапрофитич. формы
диплококков.
Стафилококки
Золотистый стафилококк (Staphylococcus aureus), как наиболее патогенный для
человека. Назван по способности образовывать золотистый пигмент. Может
вызывать у человека гнойные воспалительные процессы почти во всех органах
и тканях.
Эпидермальный стафилококк (Staphylococcus epidermidis) — часто
встречается на коже и слизистых оболочках человека, может вызывать сепсис,
эндокардит, конъюнктивит, гнойную инфекцию ран и гнойные инфекции
мочевыводящих путей.
Сапрофитный стафилококк (Staphylococcus saprophyticus) — может вызывать
острый цистит и уретрит.
Гемолитичесуий стафилококк (Staphylococcus haemolyticus)
Тетракокки
Тетракокки — округлые кокки расположенные по четыре и имеющие общую
капсулу. Грамположительные. Наблюдаются при абцессе, гангрене, бронхитах.
Среди тетракокков очень редко встречаются представители, способные вызвать
у человека инфекционное заболевание.
Сарцины
10
Проектная работа на тему: «Микробиологическая оценка состояния воздуха» Автор:
Афанасьев Роман Александрович. Образовательное учреждение: ГБОУ Гимназия 1583
Cарцины, Sarcina (лат.—тюк), группа микрококков, обладающих способностью
делиться в трех взаимно перпендикулярных направлениях, благодаря чему
образуются соединения клеток, напоминающие пакеты. Ведут сапрофитическое
существование, но в определенных условиях становятся паразитами.
Встречаются в воздухе, почве и воде и в организме человека (в испражнениях,
желудке, легких, при нагнениях). В большом количестве находятся в
содержимом желудка. Грамотрицательные. По американской классификации
Сарцины делятся на 11 следующих видов:
1) S. ventriculi Goodsir—оранжево-желтого цвета, находится в содержимом
желудка человека и животных;
2) S. conjunctiva Bergey et al. (S. citrea conjunctivae Verderame)—лимон-ножелтого цвета; встречается на конъюнктиве глаза;
3) S. psychrocarterica Bergey et al. (Uro-sarcina psychrocarterica Rubentschik)—
оранжево-желтого цвета; выделена из сточных вод;
4) S. flava de Вагу—желтого цвета; встречается в воздухе, воде, почве;
5) S. lutea Schroter— желтого цвета; встречается в воздухе, почве, воде, коже;
6) S. subflava Ravenel — желтого цвета; встречается в почве;
7) S. lactea Bergey— оранжевого цвета; встречается в молоке;
8) S. aurantica Fliigge — оранжево-желтого цвета; встречается в воздухе и воде;
9) S. hamaguchiae Saito—беловатого цвета; встречается в соевых бобах;
10) S. citrea (Migula) Bergey et al.— желто-лимонного цвета; встречается в
воздухе;
11) S. urea (Beijerinck) Bergey et al. (Piano-coccus ureae Beijerinck)—желтоватая;
выделена из мочи. Неподвижны, за исключением одного вида Sarcina mobilis.
Растут лучше в присутствии кислорода как при комнатной температуре, так и
при 37°.
Клостридии
Клостридии (Clostridium, Ber) — это род бактерий семейства Bacillaceae,
объединяющий спорообразующие анаэробные палочки, большинство видов
клостридий грамположительны, подвижны; некоторые виды клостридий
патогенны для человека. Известно более 50 видов клостридий. Они встреются в
воде, почве и пище. Не все клостридии патогенны для человека. При
образовании спор клетки вздуваются в центре и приобретают форму веретена.
Сбраживают углеводы, азотистые вещества. Один из самых распространенных
видов клостридий - Clostridium perfringens . Эта клостридия неподвижна, имеет
капсулу и на питательных средах споры образует редко. При кипячении споры
гибнут. Онf вызывают такие заболевания, как ботулизм, газовую гангрену и
пищевое отравление.
11
Проектная работа на тему: «Микробиологическая оценка состояния воздуха» Автор:
Афанасьев Роман Александрович. Образовательное учреждение: ГБОУ Гимназия 1583
Обощенный вывод- заключение.
Общее состояние микробиологической среды школы удовлетворяет
нормам СанПин[3][4]. Как и предполагалось, самые опасные места в
школе — это места с наибольшим сосредоточением людей, однако
специальное оборудование, такое как ультрафиолетовые лампы, успешно
борется с микробами.
Список литературы
1. Метод окраски по Г. К. Граму - 1884 г.
2. «Основы микробиологии» В. Л. Омелянский – 1909
3. СанПиН 2.4.1.1249-03 "Санитарно-эпидемиологические требования к устройству,
содержанию и организации режима работы дошкольных образовательных
учреждений"
4. 97. СанПиН 2.4.5.2409-08 Санитарно-эпидемиологические требования к организации
питания обучающихся в общеобразовательных учреждениях, учреждениях начального
и среднего профессионального образования (утв. постановлением главного
государственного санитарного врача РФ от 23.07.2008 N 45)
5. http://www.medslv.ru/ Онлайн медицинский словарь 2007 г.
12