Проект " Как изучить микрофлору воздуха закрытых помещений?"

24

Тема: Как изучить микрофлору воздуха закрытых помещений?

Содержание 2

Введение 3

Глава 1. Микрофлора воздуха закрытых помещений. 5

1.1. Среда обитания бактерий и их распространение. 5

1.2. Микрофлора воздуха 7

1.3. Методики микробиологических исследований. 8

Глава 2. Исследование чистоты воздуха закрытых помещений. 10

2.1 Что знают о микрофлоре воздуха закрытых помещений учащиеся. 10

2.2. Сравнительное тестирование степени запыленности воздуха. 11

2.3. Сравнительное тестирование микрофлоры воздуха. 14

Заключение 19

Список литературы 21

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 22

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 23

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 25

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 26

ПРИЛОЖЕНИЕ 5 28

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 31

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 32

На протяжении всей жизни человек контактирует с микроорганизмами в воздухе, поэтому исследованиям в этой области знаний на сегодня отводится большое внимание. Наше здоровье зависит от многих факторов, среди которых особое место отводится качеству воздуха, которым мы дышим. Человек проводит значительную часть своей жизни в закрытых помещениях: квартирах, учебных классах, офисах, магазинах. Большую часть своего времени мы проводим в школе, при большом скоплении людей. С одной стороны, искусственная среда защищает человека от неблагоприятных внешних воздействий, с другой – сама является угрозой для здоровья человека. В помещении, построенном из разнообразных материалов (в том числе ненатуральных), создается искусственная экосистема с взаимосвязанными воздушным, водным, органическим компонентами. Безопасное для человека существование в этой экосистеме поддерживается самим человеком. Знание закономерностей существования экосистемы помещения является непременным условием сохранения здоровья, обеспечения комфортности жизни человека. Поэтому важно знать о состоянии воздуха, в тех помещениях, где мы находимся.

Под руководством наших учителей мы начали своё исследование с того, что определили для себя актуальность темы, цели и задачи.

Проблема сохранения чистоты воздуха особенно в закрытых помещениях на наш взгляд актуальна. Мы выдвинули гипотезу: возможно без применения специальных приборов определить, насколько чистым воздухом мы дышим, находясь в школе.

Тема нашего проекта: «Как изучить микрофлору воздуха закрытых помещений»? Цель: выяснение степени загрязненности воздуха закрытых помещений.

Задачи:

1. Изучить источники информации по рассматриваемой проблеме.

2. Провести тестирование степени запыленности и уровень загрязнения микрофлоры воздуха.

3. Оценить качество воздуха по результатам тестирования. На основе опытов сделать выводы.

4. Провести анкетирование среди учащихся школы.

5. Обобщить собранную информацию и познакомить с ней учащихся школы.

6. Подготовить буклет по теме проекта.

Объект исследования: чистота воздуха в закрытых помещениях.

Предмет исследования: уровень загрязнения воздуха.

Методы исследования: анкетирование, сбор информации, изучение литературы, наблюдение, эксперимент, сравнительный анализ.

Практическая значимость работы: данную работу можно использовать на уроках окружающего мира, во внеурочной деятельности.

Глава 1. Микрофлора воздуха закрытых помещений.

1.1. Среда обитания бактерий и их распространение.

Бактерии окружают нас повсюду. Они обитают в почве, в воде. Источниками микробов могут быть растения, животные, человек и продукты жизнедеятельности живых организмов. Воздух как среда обитания для микроорганизмов менее благоприятен, чем почва и вода, так как в нем содержится очень мало или не содержится совсем питательных веществ для размножения микроорганизмов, а ультрафиолетовое излучение Солнца зачастую приводит к гибели бактерий. Тем не менее, попадая в воздух, многие микроорганизмы могут сохраняться в нем достаточно долго.

В атмосферном воздухе постоянно происходят процессы самоочищения. Этот процесс происходит благодаря осадкам, температурным воздействиям и другим факторам. В свою очередь атмосферный воздух сам по себе — фактор очищения воздуха жилых помещений.

В воздухе закрытых помещений микробов значительно больше, чем в открытых воздушных бассейнах. Микроорганизмы попадают в воздух с поверхности тела (с чешуйками кожи) и через верхние дыхательные пути при разговоре, кашле, чихании. Среди микроорганизмов доминируют обитатели носоглотки человека, в том числе патогенные виды, основным источником которых являются бактерионосители. Уровень микробного загрязнения зависит главным образом от плотности заселения, активности движения людей, состояния их здоровья, объёма помещения, санитарного состояния, в том числе пылевой загрязнённости, вентиляции, частоты проветривания, способа уборки. [4]

Бактерии могут передаваться как с сухими частицами по воздуху, так и при кашле и чихании с капельками мокроты, слизи, внутри которых содержатся микроорганизмы. Эти капельки могут часами удерживаться в воздухе во взвешенном состоянии, т.е. образуют стойкие аэрозоли. За счет влаги микроорганизмы в капельках живут дольше. Таким воздушно-капельным путем происходит заражение многими острыми респираторными заболеваниями (ОРВ, грипп, корь, дифтерия и др.).

В воздухе замкнутого помещения могут присутствовать плесневые грибки. Их споры попадают в помещения из внешней среды с атмосферным воздухом, заносятся человеком на одежде и обуви.

Грибы в процессе своей жизнедеятельности могут использовать в качестве пищи самые различные и неожиданные субстраты: ткани, древесину, обои, штукатурку, цемент, развиваться на мебели, стенах, потолке, оконных рамах, трубах отопления, одежде и обуви.

Рост и развитие грибов напрямую зависят от уровня влажности и температуры в помещении. Плесневые грибы, находящиеся в воздухе помещений, оказывают разнообразное воздействие на здоровье человека. Плесневые грибы (их споры и фрагменты мицелия) помимо инфекционного и токсического действия на организм человека, могут провоцировать развитие аллергических реакций [3].

Таким образом, исследование состояния учебного помещения с экологической точки зрения, решение проблемы создания здоровой среды обитания для детей (школьников) в настоящее время являются очень актуальными.

1.2. Микрофлора воздуха

Микроорганизмы, микробы – собирательное название группы живых организмов, которые слишком малы для того, чтобы быть видимыми невооруженным глазом, их размер менее 0,1миллиметра.

Изучение микроорганизмов стало возможным после изобретения микроскопа. Микроорганизмы — это бактерии, вирусы, дрожжи, плесневые грибы, микроскопические водоросли и простейшие. [1]

Большая часть микробов относится к группе бактерий. Многие из них вызывают различные заболевания. При повреждении кожи, при ослаблении иммунитета, эти микроорганизмы вызывают гнойные воспаления кожи, горла, дыхательных путей. Они являются возбудителями многих инфекций и могут вызывать даже заражение крови. Но большинство бактерий безвредно и некоторые даже полезны для человека.

Вирусы еще намного меньше по размерам, чем бактерии. Вирусы вызывают ряд заболеваний: ветрянку, грипп, бешенство и другие.

Плесневые грибы присутствуют абсолютно везде: в воздухе, на суше, в воде. Есть полезные виды плесени, употребляемые в пищу и применяемые в медицине. Есть патогенные виды и, попадая в организм человека, могут вызывать аллергию, бронхиальную астму и даже отравления. [5]

Таким образом, можно сказать, что мы с самого рождения живем в окружении различных микроорганизмов. Одни из них безвредны и даже полезны, другие опасны и могут быть смертельны для человека.

1.3. Методики микробиологических исследований.

Воздух является средой, в которой микроорганизмы не способны размножаться, потому что отсутствуют питательные вещества и недостаточно влаги. Жизнеспособность микроорганизмов в воздухе обеспечивают взвешенные частицы воды, слизи, кусочки почвы, пыли и т.д.

Если сравнивать атмосферный воздух и воздух закрытых помещений, то они значительно различаются по количественному и качественному составу микрофлоры.

Микробная обсемененность закрытых помещений превышает обсемененность атмосферного воздуха, в том числе и патогенными микроорганизмами, которые попадают в воздух от больных людей.

Насыщение воздуха закрытых помещений происходит в основном капельным путем в составе аэрозоля, который образуется при разговоре, кашле, чихании, а также вносится грязной обувью.

При исследовании воздуха закрытых помещений большое значение имеет способ выделения микроорганизмов из воздуха. Для обнаружения микроорганизмов в воздухе предложено большое количество методов и приборов, позволяющих определять, как общее количество, так и состав микрофлоры.

В зависимости от принципа улавливания микроорганизмов, микробиологические методы исследования воздуха разделяют на седиментационные и аспирационные.

В основу методов положены два принципа: оседание (седиментация) и засасывание (аспирация).

Простейший - метод Коха, основанный на оседании микроорганизмов, капелек жидкости и пылинок под влиянием силы тяжести на поверхность с питательной средой открытой чашки Петри. [3]

Метод Кротова основан на ударно-прибивном действии струи исследуемого воздуха, проводится с помощью прибора Кротова. Ни один из предложенных методов не позволяет уловить и подсчитать все микроорганизмы, лучше использовать сочетание нескольких методов.

Таким образом, ознакомившись с методами исследования мы выбрали метод осаждения как самый доступный, так как не требуется специального оборудования и достаточно информативный для определения степени запыленности и заселенности микроорганизмами воздуха закрытых помещений.

Глава 2. Исследование чистоты воздуха закрытых помещений.

2.1 Что знают о микрофлоре воздуха закрытых помещений учащиеся.

По теме «Микрофлора воздуха закрытых помещений» мы провели анкетирование (Приложение 7) среди учащихся 4 «Б» класса и учащихся 2 «А» класса, в количестве 50 человек (Диаграмма 1).

Диаграмма 1.

По итогам анкетирования мы выяснили, что ребята знают о важности чистого воздуха для человека, но мало кто знаком с понятием «микрофлора воздуха». Половина учащихся уверены, что возможно определить степень загрязнённости воздуха в школе и сделать его чище.

2.2. Сравнительное тестирование степени запыленности воздуха.

Пыль состоит из мелких частиц, которые попадают в помещение снаружи или образуются внутри, остаются в воздухе длительное время, и их видно в лучах солнца или при попадании на темные поверхности. Под действием влаги пыль обычно превращается в грязь.

Источником бытовой пыли может служить абсолютно все: частички мебели, ковров, волокна тканей, частички омертвевшей кожи, ногтей и волос, перхоть, пыльца и споры комнатных растений.

Когда человек двигается или воздушный поток попадает в комнату, частички пыли из-за очень малого размера и веса легко возвращаются с поверхностей обратно в воздух.

На одной пылинке, едва заметной невооруженному глазу, может находиться несколько тысяч микроорганизмов. Чистота воздуха, которым мы дышим, очень важна для сохранения здоровья человека.

Наше исследование мы проводили во время второй учебной четверти. Мы решили выяснить в каком помещении, самый чистый воздух. И начали подготовку к проведению исследования. (Приложение 1).

Методика: для определения степени запыленности воздуха, мы приготовили несколько простейших индикаторов – пылевые ловушки.

Ход работы:

1. Из плотной бумаги мы подготовили вырезанные карточки размером 10 на 11 сантиметров и сложили их пополам.

2. На одной половинке вырезали квадрат размером 5 на 5 сантиметров. Отрезали скотч и наклеили так, чтобы он закрывал отверстие полностью. Установили сторону с отверстием горизонтально, липкой стороной вверх. (Фото 1). [3]

Фото 1.

1. Прикрепили пылевые ловушки в нескольких учебных кабинетах (№122, №123, №105), а также в кабинете завуча по воспитательной работе, в спортивном зале, на вахте и в столовой.

Сравнительное описание.

На пылевых ловушках - индикаторах из учебных кабинетов было обнаружено.

1. Мелкие пылевые частицы в небольшом количестве;

2. Несколько более крупных пылевых частичек;

3. Небольшое количество коротких ворсинок и несколько длинных.

Следовательно, можно сделать следующий вывод: степень запыленности воздуха в учебных кабинетах соответствует низкому уровню. На это нам указывает наличие мелких и крупных пылевых частиц на ловушках, которые были установлены нами в учебных кабинетах. (Приложение 2). Лидера по чистоте воздуха среди учебных классов выявить не удалось.

На пылевой ловушке из кабинета завуча по воспитательной работе было обнаружено: мелкие и средние пылевые частицы серого белого цвета в большом количестве. Поверхность ловушки матовая.

Вывод: Степень запыленности воздуха высокая. В основном это частички бумаги, так как ловушка находилась рядом с принтером, который часто применяли по назначению. Такое количество пылевых частиц говорит о том, что в кабинете очень сухой воздух и его влажность ниже нормы.

На пылевой ловушке из спортивного зала было обнаружено: множество мелких пылевых частичек, ворсинок и человеческих волос.

Вывод: Степень запыленности воздуха высокая.

На пылевой ловушке, которая находилась на вахте школы обнаружено: множество очень мелких пылевых частичек, а также мелкие и средние ворсинки, разные по длине.

Вывод: Степень запыленности воздуха высокая.

На пылевой ловушке из столовой обнаружено: небольшое количество среднего размера пылевых частичек и несколько коротких ворсинок.

Вывод: Степень запыленности воздуха соответствует низкому уровню. (Приложение 3, 4).

2.3. Сравнительное тестирование микрофлоры воздуха.

Методика: подготовка питательной среды для микроорганизмов.

Приготовление питательной среды для микроорганизмов.

Мы приготовили искусственную среду для развития бактерий. Для это мы взяли:

1. Столовую ложку желатина залили стаканом холодной кипяченой воды.

2. Для набухания желатина выдержали 40-60 минут при комнатной температуре.

3. Получившуюся массу нагреваем на огне (плите) не доводя до кипения, при этом непрерывно помешиваем.

4. Полученную питательную среду вылили в подготовленную ёмкость, для этого мы выбрали стеклянные баночки с закручивающимися крышками. Баночки предварительно обработали паром (прокипятили).

5. Закрыли баночки крышкой до момента постановки в обследуемом помещении.

6. Установили баночки с питательной средой там же: в учебных кабинетах, а также в кабинете завуча, в спортивном зале, на вахте и в столовой. Сроком на 3 дня.

Сравнительное описание.

В баночках с питательной средой из учебных кабинетов было обнаружено:

2 колонии менее 2 мм темного цвета;

1 колония менее 0,5 см, белесая коричневого цвета;

1 колония 0,8мм, в центре черная по краям светло-коричневого цвета. (Фото 2,3,4).

Фото 2.

Фото 3.

Фото 4.

Вывод: Уровень загрязнения микрофлорой в учебных кабинетах - низкий.

В баночке с питательной средой из кабинета завуча по воспитательной работе обнаружено: 2 колонии белесо-коричневого цвета, размер 1- около 1см, размер 2 -2,3см. (Фото 5).

Фото 5.

Вывод: Уровень загрязнения микрофлорой - средний

В баночке с питательной средой из спортивного зала обнаружено: 3 колонии черно-коричневатого цвета, размер 1- около 4мм, размер 2- более 1см, размер 3 – более 3см. (Фото 6.)

Фото 6.

Вывод: Уровень загрязнения микрофлорой – высокий.

В баночке с питательной средой, которая располагалась на вахте обнаружено: 9 колонии коричневатого цвета, размер от 4мм до 3см, т.е колонии покрывают почти всю поверхность. (Фото 7.)

Фото 7.

Вывод: Уровень загрязнения микрофлорой – очень высокий.

В баночке с питательной средой из столовой обнаружено: 1колония коричневато-черного цвета, размер около 1 мм. (Фото 8.)

Фото 8.

Вывод: Уровень загрязнения микрофлорой – очень низкий.

Общие выводы: Пылевое загрязнение воздуха увеличивает вероятность большей обсемененностью микроорганизмами воздуха закрытых помещений.

Самым загрязненным помещением оказалась зона вахты. Так как в этой зоне наблюдается постоянное движение людей, зона находится непосредственно при входе в школу, все кто входит в школу, находится пока ещё без сменной обуви, это место, где дети снимают верхнюю одежду и переодевают уличную обувь.

На втором месте по пылевому загрязнению оказался спортивный зал. Так как в нём наблюдается высокая двигательная активность учащихся и большая загруженность помещения (учебная и внеурочная деятельность). После всех уроков проводится влажная уборка.

По данным нашего исследования, в столовой, мы выявили очень низкий уровень как по степени запыленности, так и по уровню загрязнения.

Опираясь на результаты нашей работы, мы предлагаем рекомендации по улучшению качества воздуха в закрытых помещениях.

• Установка увлажнителей воздуха и рециркуляторов.

• Ежедневная влажная уборка помещений.

• Проветривание помещений по определенному графику с учетом температуры наружного воздуха (Приложение 5).

• Обязательное ношение сменной обуви.

• Соблюдение правил личной гигиены.

Здоровье человека напрямую зависит от окружающей среды, и в первую очередь от воздуха, которым он дышит. Качество воздуха влияет на жизнедеятельность человеческого организма, его работоспособность и общее самочувствие. Высокая работоспособность учащихся сохраняется длительное время, если учебная деятельность протекает при благоприятных микроклиматических условиях [7].

Особое внимание нужно уделять состоянию воздуха в школе. Повышенная температура и влажность, бактериальная и пылевая загрязненность, способствуют нарастанию утомления и снижению работоспособности учащихся.

Микрофлора организмов очень разнообразна, а воздух является для них естественным путем распространения указать источник. Взаимосвязь между чистотой воздуха и здоровьем людей очевидна. В связи с этим, проблема качества воздуха школьных помещений, в которых мы проводим по 5-6 часов в день, является для нас актуальной.

При исследовании микрофлоры воздуха в школьных помещениях мы использовали простые и доступные методы и средства достижения цели: работа с литературой, наблюдение, эксперимент, фотографирование, для визуального контроля пылевых ловушек использовали режим макросъёмки, сравнительный анализ. Сравнительное тестирование степени запыленности воздуха – простейший индикатор запыленности сделали сами. В сравнительном тестировании микрофлоры воздуха - методе осаждения, тоже использовали очень доступное оборудование.

В результате простого подсчёта пылевых частиц и колоний, мы смогли очень наглядно оценить степень запыленности и уровень загрязнения микрофлорой воздуха. В результате проведенных исследований были получены следующие данные: Самым загрязненным помещением оказалась зона вахты, на втором месте оказался спортивный зал. Высокая загрязненность помещений объясняется большой интенсивностью движения учащихся. Самый низкий уровень как по степени запыленности, так и по уровню загрязнения в столовой.

Таким образом, наша гипотеза подтвердилась: возможно без применения специальных приборов определить, насколько чистым воздухом мы дышим, находясь в школе. Цель работы достигнута, задачи реализованы: мы изучили источники информации по рассматриваемой проблеме, провели тестирование степени запыленности и уровень загрязнения микрофлоры воздуха, оценили качество воздуха по результатам тестирования, на основе опытов сделали выводы, обобщили собранную информацию и познакомили с ней учащихся школы.

Список литературы

1. Мельчаков Ю.Д. Помоги себе сам или советы по оценке и улучшению качества среды.: Учебное пособие. Ч. 1. Екатеринбург, 2001

2. Ожегов С.И. Словарь русского языка. - М., 1988.

3. Пасечник В.В. Школьный практикум. Экология. – М.: Дрофа, 1998.

4. Федорос Е. И., Нечаева Г.А. Экология в экспериментах: учебное пособие для учащихся общеобразовательных учреждений. - М.: Вентана- Граф, 2007.- 384 с.

5. Всемирный день лёгких:// https://2gkb.by/images/data/05-12-2020-48.pdf

6. Большой толковый словарь русского языка. // https://gramota.ru/biblioteka/slovari/bolshoj-tolkovyj-slovar

7. Инфоурок. Изучение микрофлоры воздуха помещений.// https://infourok.ru/proekt-po-ekologii-izuchenie-mikroflory-vozduha-shkolnyh-pomeshenij-5047380.html

8. Пензенский государственный университет. Бакалаврская работа. Исследование микрофлоры школьных помещений как вид научно-исследовательской деятельности по биологии. Электронная библиотека ПГУ: // https://elib.pnzgu.ru/files/eb/doc/bjOiiwIBN32.pdf

9. Хронос. Микрофлора воздуха закрытых помещений и нормы микробного числа.:// https://agsvv.ru/blog/obzory-tovarov/mikroflora-vozdukha-zakrytykh-pomeshcheniy-i-normy-mikrobnogo-chisla/