• Библиотека
  • Биология
  • Проектная работа по теме "Исследование степени загрязненности воздуха школьных помещений методом оседания Коха"

Проектная работа по теме "Исследование степени загрязненности воздуха школьных помещений методом оседания Коха"

Воздух – это среда, содержащая огромное количество микроорганизмов, которые могут с воздухом переноситься на значительные расстояния. В воздухе микроорганизмы сохраняются лишь некоторое время, после чего гибнут из-за воздействия ряда факторов: солнечной радиации, перепада температуры, отсутствия необходимых питательных веществ. Наиболее устойчивые микроорганизмы могут долго сохраняться в воздухе. К такой постоянной микрофлоре воздуха относятся споры грибов и бактерий, сарцины и др.

В воздухе закрытых помещений могут содержаться загрязнения бактериальной и химической природы. Они являются следствием физиологических обменных процессов человека, бытовых действий (напр., приготовления пищи). В воздух помещений может поступать также комплекс продуктов деструкции полимерных отделочных материалов и т. д. Наконец, газовый состав воздух закрытых помещений определяется газовым составом приточного атмосферного воздуха и химическими веществами-загрязнителями, выделяемыми внутри помещений.

В воздухе закрытых помещений обнаруживаются микроорганизмы, постоянно обитающие в больших количествах на слизистых оболочках верхних дыхательных путей человека. Они выделяются в окружающую среду при чиханье, кашле, смехе и разговоре с мельчайшими частицами слюны  и носоглоточной слизи.

Основная причина загрязнения воздуха помещений жилых и общественных зданий – накопление углекислого газа, аммиака, сероводорода, летучих жирных кислот и др. В воздухе закрытых помещений находится много бактерий, так как в большинстве таких помещений неизбежно массовое хождение, сопровождающееся поднятием в воздух пыли.

Цель работы: исследование степени загрязнённости воздуха школьных помещений    методом оседания Коха.

Задачи:

  • овладеть методом количественного учёта микроорганизмов воздуха методом оседания Коха;
  • оценить степень загрязнённости воздуха выбранных школьных помещений;
  • изучить динамику содержания микроорганизмов в воздухе данных помещений в течение учебного дня (в начале и в конце дня).

Материалы и оборудование:стерильные чашки Петри (5 шт.), алюминиевая фольга, колбы с МПА (мясо-пептонный агар), лупа, термостат.

ХОД РАБОТЫ

Основной этап работы включает проведение опыта. Опыт проводится 2 раза: первый раз –  в конце учебного дня (после 5-го или 6-го урока), второй раз – через 2 в начале учебного дня (перед 1-м уроком). После проведения основной части каждого опыта (поверхностный посев), чашки Петри помещаются в термостат при t = +37°C на неделю, после чего регистрируются результаты исследования.

Заключительный этап работы включает подсчёт колоний микроорганизмов и количественный учёт микробов в 1 м3 воздуха каждого исследуемого помещения, составление выводов по работе, обсуждение итогов исследования, подготовку фотоотчёта и презентации.

Культивирование бактерий

Культивирование (выращивание) микробов, в частности, бактерий проводится на питательных средах.

Виды питательных сред.

Питательные среды могут быть натуральными и синтетическими. Натуральные среды имеют неопределённый химический состав. Синтетические среды состоят из химически чистых соединений, взятых в определённой концентрации.

Существуют полусинтетические питательные среды. Они тоже имеют неопределённый состав, например, мясопептонная – мясной бульон, пептон, глюкоза, сахароза, хлорид натрия.

По физическим состояниям питательные среды разделяются на: жидкие, плотные и сыпучие. Жидкие используются для накопления массы микроорганизмов или продуктов их обмена. Плотные среды готовят из жидких, добавляя 1,5-2,5 % агар-агара или 10-15% желатина. Плотные питательные среды используют для выделения чистых культур и количественного учёта микроорганизмов, в диагностических целях и т. д. Сыпучие среды – разваренное пшено или отруби, пропитанные питательным раствором. Используются в промышленной микробиологии.

Выросшие на поверхности плотных сред изолированные макроскопические скопления биомасс, являющиеся продуктом размножения одной-единственной клетки, называются колониями.

При проведении опыта использовался метод поверхностного посева в чашки Петри с твёрдой питательной средой МПА (мясо-пептонный агар).

Агар-агар (от малайского агар-агар — водоросли) — продукт (смесь полисахаридов агарозы и агаропектина), получаемый путем экстрагирования из красных (филофора) и бурых водорослей (Gracilaria, Gelidium, Ceramium и др.), произрастающих в Белом море и Тихом океане, и образующий в водных растворах плотный студень.

Приготовление питательной среды

Готовим 2%-ный раствор МПА: 2 г сухого агар-агара на 100 мл дистиллированной воды. На одну чашку Петри нужно примерно 10 мл раствора.

Агар-агар заливается 100 мл дистиллированной (кипячёной) холодной воды, настаивается 5-10 мин для набухания, затем добавляется 1/2 бульонного кубика, который предварительно надо растолочь до порошкообразного состояния. После этого смесь ставится на плиту и пи постоянном перемешивании доводится до кипения (чтобы раствор не пригорел, лучше сделать водяную баню) для получения однородной массы. Затем в пластиковую (стеклянную) воронку вставляется кусочек ваты или марли, и смесь процеживается в чистую колбу.

Приготовленные 5 чашек Петри предварительно должны быть стерильны, для этого их заворачивают в фольгу и прокаливают 1,5 часа в термостате при t 150°С.

Равномерно распределяем МПА по дну чашки и ждём, пока агар застынет.

Методика проведения исследования

Метод заключается в том, что чашку Петри с МПА оставляют на некоторое время открытой (поверхностный посев), а затем закрывают крышкой и ставят в термостат при t = 37°C. О степени загрязнённости воздуха судят по количеству выросших колоний. Метод даёт приблизительные результаты количества микроорганизмов в единице объёма воздуха.
Чашки Петри с агаром ставим в разные школьные помещения. Открываем на 5 минут, а затем закрываем. На крышке отмечаем место, где был проведён анализ. Чашки помещаем в термостат при + 37°С. Выдерживаем не более недели.

Подсчитывает под лупой число колоний, выросших на МПА. Определяем площадь дна чашки Петри. Зная число колоний, рассчитываем количество бактерий в 1 м3 воздуха.
На поверхности питательной среды в 100 см3 в течение 5 минут при спокойном состоянии оседает количество микроорганизмов, содержащихся в 100 л воздуха. Например, в чашке Петри диаметром 10 см выросло 25 колоний. Площадь питательной среды в чашке Петри равна 78,5 см2. Вычисляем количество колоний на 100 см2:

25 колоний – 78,5 см2
Х колоний – 100 см2
Х = 32 колонии

Вычисляем количество бактерий в 1м3 воздуха (1000 л):

32 – 10 л
Х – 1000 л
Х = 3200 спор

Следовательно, в 1м3 воздуха содержится 3200 спор клеток микроорганизмов.

Критерии для оценки загрязнённости помещений по числу микроорганизмов в 1 м3 воздуха.

Оценка воздуха

Летний режим

Зимний режим

  Количество микроорганизмов Количество микроорганизмов
Чистый 1500 4500
Грязный 2500 7000

Результаты работы (как образец)

В ходе исследования для микробиологической оценки воздуха каждого помещения использовалось по 1 чашке Петри. На основании подсчёта колоний, выросших в чашках Петри, была проведена оценка содержания микроорганизмов в 1 м3 воздуха помещения.
Количество колоний (в чашке Петри) и количество микроорганизмов, содержащиеся в 1 м3 воздуха школьных помещений в начале учебного дня.

Помещение Количество колоний Количество микроорганизмов в 1 м3 воздуха
Кабинет 32 4080
Спортзал 45 5730
Раздевалка (1 этаж) 60 7640
Рекреация 78 9940
Туалет 72 9180

Количество колоний (в чашке Петри) и количество микроорганизмов, содержащиеся в 1 м3 воздуха школьных помещений в конце учебного дня.

Помещение Количество колоний Количество микроорганизмов в 1 м3 воздуха
Кабинет 37 4710
Спортзал 50 6340
Раздевалка (1 этаж) 65 8280
Рекреация 100 12740
Туалет 90 11450

Среди рассмотренных помещений рекреация может рассматриваться в качестве «относительно» грязного. По-видимому, это объясняется тем, что активное движение, беготня, подвижные игры на переменах приводят к поднятию пыли, а, следовательно, и микроорганизмов, находящихся в ней.

Самым чистым помещением оказался кабинет. Это можно объяснить тем, что, несмотря на то, что в нём на каждом уроке находится около 30 человек, на переменах учащиеся выходят в коридор (рекреацию), могут находиться в кабинете только при необходимости, и не весь класс. Кроме того, каждую перемену кабинет проветривается.

Динамика содержания микроорганизмов в воздухе связана с постепенным загрязнением воздуха школьных помещений в течение учебного дня из-за постепенного увеличения количества людей, а также с интенсивностью передвижения людей. После уроков, когда все классы начали собираться домой, интенсивность движения, по сравнению, с обычными 15-минутными переменами, резко возросла. Исходя из этого, увеличение количества микроорганизмов после уроков может объясняться увеличением загрязнения воздуха к концу учебного дня, так и интенсивностью движения людей.

Выводы (как образец)

При исследовании степени загрязнённости воздуха школьных помещений методом оседания Коха нами были сделаны следующие выводы:

  • Наибольшее количество микроорганизмов как в начале, так и в конце учебного дня,  выявлено в воздухе рекреации, а наименьшее – в воздухе кабинета.
  • Наблюдается тенденция увеличения количества микроорганизмов в воздухе школьных помещений к концу учебного дня, что связано с увеличением количества людей и интенсивностью передвижения людей.

12.06.2011