III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ОБНАРУЖЕНИЕ НАЛИЧИЯ В ВОЗДУХЕ МИКРООРГАНИЗМОВ В ПРЕДЕЛАХ МБОУ «СОШ №30»
Гимазова М.А., Сатдарова З.И.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF



Введение

Воздушная среда малопригодна для размножения микробов из-за отсутствия в ней питательных веществ, наличия губительных для многих бактерий солнечных лучей и т.п. Поэтому загрязненность микроорганизмами воздушной среды обычно относительно невелика. Однако воздух городских зон и мест скопления людей, особенно промышленных центров, характеризуется повышенной запыленностью. Именно пылевая частица, как правило, является благоприятной средой для жизнедеятельности микроорганизмов и их колоний. В атмосферном воздухе обнаруживается до 383 видов бактерий и 28 родов микроскопических грибов, что обусловлено многообразием источников воздушного загрязнения, которыми являются человек, дикие и домашние животные, растительные организмы, почвенный покров. Далеко не все микроорганизмы являются патогенными.

Школа является одним из мест большого скопления людей. На протяжении дня в пределах школы скапливается большое количество пылевых частиц, что служит благоприятной средой для размножения организмов. Во время уроков мы вдыхаем эти частицы, а, следовательно, и микроорганизмы тоже. Нам стало интересно, где в нашей школе наибольшее скопление микроорганизмов, поэтому изучение данной темы для нас актуально.

Перед началом исследования, мы выдвинули гипотезу: наибольшее количество микроорганизмов будет наблюдаться в местах большего скопления учащихся: учебных кабинетах, раздевалках и туалетах.

Цель работы: обнаружить в воздухе микроорганизмы.

Для достижения поставленной цели мы определили следующие задачи:

  1. познакомиться с литературой по данной теме;

  2. выяснить, какие зоны в помещении школы являются самыми часто посещаемыми, а, следовательно, самыми запылёнными;

  3. выявить наличие микроорганизмов в воздухе разных помещений школы.

Объект исследования: воздух разных помещений школы №30.

Предмет исследования: наличие микроорганизмов, содержащихся в воздухе в пределах школы.

При написании работы нами были использованы следующие методы:

- чтение литературы;

- наблюдение;

- эксперимент.

  1. Глава 1. Теоретическая часть.

    1. Обзор литературы.

Начало микробиологическому анализу воздуха было положено в середине прошлого века великим французским ученым Луи Пастером [2], который в своих экспериментах доказал наличие микроорганизмов в воздухе. Контакт человека с микроорганизмами в воздухе наблюдается на протяжении всей жизни, и оснований для повышенного внимания данному вопросу предостаточно. Многочисленные бактериологические анализы воздуха установили нахождение микроорганизмов, как в атмосферном воздухе, так и в воздухе закрытых помещений. Микрофлора обнаруженных организмов очень разнообразна, а воздух является для них естественным путем распространения. Учитывая этот факт, влиянию микроорганизмов мы подвергаемся на улице, дома и на рабочих местах, а взаимосвязь между чистотой воздуха и здоровьем населения очевидна. Микробиологический анализ воздуха проводят с целью изучения условий воздушной среды и разработки комплекса гигиенических мероприятий, которые направлены на создание оптимальных условий по предупреждению воздушно-капельных инфекций.

  1.  
    1. Характеристика микроорганизмов

Большая часть микробов относится к группе бактерий. Эта группа широко распространена в природе, наиболее хорошо изучена, поэтому изучение микробов обычно начинается с бактерий [4].

Бактерии по форме своих клеток разделяются: на шаровидные – кокки, палочковидные или цилиндрические – собственно бактерии – и извитые – вибрионы и спириллы. Кроме того, имеются еще нитевидные бактерии и миксобактерии.

Палочковидные бактерии составляют наиболее обширные группы. К этой группе относятся много возбудителей инфекционных заболеваний: сибирской язвы, бруцеллеза, столбняка, кишечных инфекций.

Но среди бактерий этой группы много и полезных микробов, например интрификаторы, и бактерии, усваивающие азот из воздуха.

Извитые бактерии называются спириллами, если имеют вид спирали с несколькими завитками, и вибрионами, если имеют один завиток, не превышающий ¼ оборота спирали. Типичными представителями вибрионов являются возбудитель холеры и водные вибрионы, очень похожие на холерного вибриона, но не болезнетворные, обычные обитатели пресных водоемов, также как спириллы.

Нитчатые бактерии представляют собой длинные нити из соединенных вместе клеток. Это главным образом водные микроорганизмы [1].

Миксобактерии (слизистые бактерии) являются наиболее высокоорганизованными бактериями. Большинство видов имею хорошо оформленное ядро.

Внутреннее строение бактерий остается еще недостаточно изученным в связи с техническими трудностями в методике исследования.

  1.  
    1. Микрофлора воздуха

Микрофлору воздуха можно условно разделить на постоянную, часто встречающуюся, и переменную, представители которой, попадая в воздух из свойственных им мест обитания, недолго сохраняют жизнеспособность. Постоянно в воздухе обнаруживаются пигментообразующие кокки, палочки, дрожжи, грибы, актиномицеты, спороносные бациллы и клостридии и др., т. е. микроорганизмы, устойчивые к свету, высыханию. В воздухе крупных городов количество микроорганизмов больше, чем в сельской местности.

Состав микрофлоры и количество микроорганизмов, обнаруживаемых в 1 м3 воздуха (микробное число воздуха), зависят от санитарно-гигиенического режима, числа находящихся в помещении людей, состояния их здоровья и других условий. В воздух могут попадать и патогенные микроорганизмы от животных, людей (больных и носителей).

Пылевые частицы служат благоприятной средой для жизнедеятельности различных микроорганизмов. В воздухе учеными обнаружено 383 вида бактерий и 28 родов микроскопических грибов. Источниками загрязнения воздуха являются почва, вода, растения, животные, человек и продукты жизнедеятельности живых организмов.

Микрофлора воздуха зависит от микрофлоры почвы или воды, над которыми расположены слои воздуха. В почве и воде микробы могут размножаться, в воздухе же они не размножаются, а только некоторое время сохраняются. Поднятые в воздух пылью они или оседают с каплями обратно на поверхность земли, или погибают в воздухе от недостатка питания и от действия ультрафиолетовых лучей. Поэтому микрофлора воздуха менее обильна, чем микрофлора воды и почвы [5]

Очень богат микробами воздух в закрытых помещениях, особенно в кинотеатрах, вокзалах, школах, в животноводческих помещениях и других. Вместе с безвредными сапрофитами в воздухе, особенно закрытых помещений, могут находиться и болезнетворные микробы: туберкулезная палочка, стрептококки, стафилококки, возбудители гриппа, коклюша и так далее. Гриппом, корью, коклюшем заражаются исключительно капельно-воздушным путем. При кашле, чихании выбрасываются в воздух мельчайшие капельки-аэрозоли, содержащие возбудителей заболеваний, которые вдыхают другие люди и, заразившись, заболевают. Микробиологический анализ воздуха на патогенную флору производят только по эпидемическим показаниям. Чем чище воздух в общественных местах, вокруг человеческого жилья и в комнатах, тем меньше люди болеют.

Микробы приносят вред не только здоровью человека. По воздуху распространяются также и возбудители болезней животных и растений. Микроорганизмы вместе с пылью оседают на пищевые продукты, вызывают их скисание, гнилостное разложение [2]

  1.  
    1. Выводы по 1 главе

Микробиологический анализ воздуха начал проводится очень давно. Исследования доказали, что воздух закрытых помещений очень богат микроорганизмами. Пылевые частицы, находящиеся в закрытых помещениях служат благоприятной средой для жизнедеятельности различных микроорганизмов. Состав микрофлоры и количество микроорганизмов, обнаруживаемых в 1 м3 воздуха (микробное число воздуха), зависят от санитарно-гигиенического режима, числа находящихся в помещении людей, состояния их здоровья и других условий.

  1. Глава 2. Практическая часть

    1. Приготовление питательной среды

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.

Питательную среду для посева микроорганизмов мы готовили следующим образом: В колбе объемом 750–1000 мл заварили 2 ст. ложки крахмала водорастворимого в 1 стакане воды. Образовавшийся раствор нагрели до кипения в закрытой посуде и кипятили 10 мин, не допуская сильного кипения. Полученный густой гель разлили в чашки Петри (предварительно простерилизованные в медицинском кабинете под кварцевой лампой – приложение 1), закрыли крышкой и остудили [3].

  1.  
    1. Посев микроорганизмов

Посев микроорганизмов из воздуха мы делали следующим образом:

  1. Пронумеровали чашки Петри

  2. Чашку №1 оставили контрольной (она не открывалась на протяжении всего периода посева и инкубации)

  3. Чашку № 2 – 11 открыли и оставили открытой на 5 минут в исследуемых кабинетах, после чего закрыли их крышками.

  4. Наблюдали за числом и ростом колоний микроорганизмов в чашках Петри в течение 3–7 дней инкубации. Наблюдения фиксировали в таблице №1

  5. Подсчитали и описали число колоний, выросших на питательной среде в каждой чашке Петри. (Эксперимент можно считать выполненным правильно, если в чашке № 1 (контрольной) после 7 суток наблюдений выросло не более 3 колоний)[3]

Таблица №1. Кабинеты, пределах которых проводилось исследование.

№ чашки Петри

Название кабинета (№)

1

Контрольная

2

Кабинет начальных классов

3

Спортзал

4

Гардероб (старшие классы)

5

Гардероб (младшие классы)

6

Туалет девочек

7

Коридор (холл 3 этажа)

8

Кабинет технологии (для девочек)

9

Кабинет географии (318)

10

Кабинет информатики

11

Библиотека

  1.  
    1. Подсчет и описание колоний

Описание колоний микробов, выросших на питательной среде, проводили по следующим показателям: форма (округлая, неправильная); поверхность (гладкая, блестящая, шероховатая, сухая, складчатая); край (ровный, волнистый, бородчатый); цвет; размер (диаметр).

В течении 14 дней мы наблюдали за ростом колоний. На 14 день у нас получились следующие результаты (таблица №2), рисунок №1.

таблица 2.

Описание колоний

Название кабинета

Описание колоний

Контрольная чашка

Контрольная чашка Петри на протяжении 14 дней оставалась закрытой. В ней мы не обнаружили ни одной колонии, содержимое чашки не изменилось. Цвет, состав и форма питательной среды остались неизменными.

Кабинет начальных классов

Питательная среда в чашки Петри практически не изменилась, кое где наблюдаются белые вкрапления гладкой формы в количестве 3 штук.

Спортзал

На питательной среде четко видна одна колония светло сиреневого цвета, площадью примерно 2 кв.см. По краям начинает образовываться колония светло коричневого цвета. Колонии имеют гладкую округлую форму с ровными краями.

Гардероб (старшие классы)

На питательной среде четко видно две выросшие колонии светло – желтого цвета небольших размеров. Края колоний волнистые, поверхность гладкая.

Гардероб (младшие классы)

На питательной среде четко видно большое количество колоний темно – коричневого цвета, маленького размера. Колонии по внешнему виду напоминают черный молотый перец. Часть колоний осела на края чашки Петри.

Туалет для девочек

На питательной среде хорошо видны 29 колоний, имеющих светло бежевый цвет. Основная часть колоний располагается в центральной части чашки Петри.

Коридор (холл 3 этажа)

На чашке Петри практически ничего не изменилось. Особенностью является то, что питательная среда оказалась сильно высушенной, на ней ничего не проросло.

Кабинет технологии (для девочек)

На питательной среде четко видно 92 колонии белого цвета. Особенностью является то, что колонии располагаются по кругу, концентрированными кольцами.

Кабинет географии (№318)

На питательной среде хорошо видны 4 колонии светло оранжевого цвета, практически полностью покрывающие чашку Петри. Особенностью является то, что питательная среда стала более жидкой.

Кабинет информатики

На питательной среде хорошо видны колонии фиолетового, белого и светло бежевого цвета. Особенностью является то, что колония белого цвета имеет пористую структуру.

Библиотека

На питательной среде хорошо видно 92 колонии, белого цвета, имеющих небольшие размеры. Колонии располагаются близко друг к другу, напоминают вкрапления. Поверх точечных колоний начинает появляться колония светло – коричневого цвета.

Рисунок 1. Количество колоний, выросших в кабинетах.

Основная часть колоний имела гладкую форму и ровные края. В кабинете информатики одна колония имела пористую структуру, а в гардеробе младших классов колонии были представлены точками (приложение 1)

Как видно из рисунка, большее количество колоний выросло в следующих кабинетах: гардероб (младшие классы), кабинет технологии (для девочек) и в библиотеке. Главная причина – в данных кабинетах на протяжении дня присутствует большое количество учащихся, а гардеробе младших классов учащиеся бывают в течении двух смен.

Совсем не выросло колоний в контрольной чашке. Причина – она не открывалась после стерилизации на протяжении всего посева. Также колонии отсутствовали в чашке, посев которой производился в коридоре. Мы предполагаем, это произошло потому, что посев проводился сразу после мытья полов и на протяжении всего дня в коридоре несколько раз проводится влажная уборка.

Как видно из таблицы, выросшие колонии имели разные цвета, размеры, форму и края. Подробное описание их и определение видового состава мы хотим сделать в дальнейшем, используя цифровой микроскоп.

  1.  
    1. Выводы по 2 главе

Используя питательную среду можно вырастить колонии микроорганизмов в пределах школы. Выросшие колонии отличаются друг от друга количеством, формой, размерами, характером краев.

  1. Заключение.

В результате проведенного исследования, мы пришли к следующим выводам:

  1. Воздух закрытого помещения очень богат разнообразными микроорганизмами, которые можно обнаружить во время посева на питательной среде;

  2. Отсутствие колоний в контрольной чашке Петри, говорит о правильности выполнения посева.

  3. Максимальное количество колоний микроорганизмов характерно для кабинетов, где в течении дня наблюдается максимальное количество учащихся: гардероб, библиотека, кабинет технологии.

  4. Влажная уборка и проветривание заметно снижает количество микроорганизмов в воздухе, о чем свидетельствует отсутствие колоний в коридорах.

На основании полученных данных, можно говорить о том, что наша гипотеза полностью подтвердилась.

Дальнейшее направление работы:

- сделать посев в остальных кабинетах;

- подсчитать количество микроорганизмов на 1 кв. м воздуха;

- определить видовое разнообразие выросших колоний с помощью цифрового микроскопа;

- донести до учащихся школы информацию о том, как важно проветривание и влажная уборка для улучшения качества воздуха в помещении.

5. Литература.

1. Аникеев В.В., Лукомская К.А. Руководство к практическим занятиям по микробиологии.- М.: “Просвещение”, 1983.

2. Гусев М. В., Минеева Л. А.. Микробиология. Третье издание. – М.: Рыбари, 2004

3. Муравьев А.Г., Пугал Н.А., Лаврова В.Н.Экологический практикум: Учебное пособие с комплектом карт-инструкций / Под ред. к.х.н. А.Г. Муравьева. – 2-е изд., испр. – СПб.: Крисмас+, 2012. – 176 с.: ил.

Интернет ресурсы:

4.http://www.ebio.ru/gri06.html

5.http://www.webmedinfo.ru/library/mikrobiologija.php

Приложения

приложение 1.

Стерилизация чашек Петри в медицинском кабинете

приложение 2.

Выросшие колонии

  1. Контрольная чашка

  1. Кабинет начальных классов

  1. Спортзал

  1. Гардероб (старшие классы)

  1. Гардероб (младшие классы)

  1. Туалет девочек

  1. Коридор (холл 3 этажа)

  1. кабинет технологии (девочки)

  1. Кабинет географии

  1. Кабинет информатики

  1. Библиотека