W powietrzu pomieszczeń zawsze obecne są mikroorganizmy, jeśli ich liczba gwałtownie nie wzrasta i nie ma wśród nich organizmów patogennych są one normalnym zjawiskiem. Jeśli nastąpi wzrost liczby mikroorganizmów przypadający na jednostkę objętości powietrza, kilkakrotny w stosunku do dopuszczalnego poziomu, można liczyć się wtedy z następstwami zarówno ze strony zdrowia użytkowników pomieszczenia, jak i korozji mikrobiologicznej materiałów występujących w nim. Szczególnie istotne znaczenie mają obecne w powietrzu pleśnie, które stanowią 700/0 całkowitej mikroflory powietrza.
Reprezentowane są przez liczne gatunki, w środowisku mieszkaniowym tj. w powietrzu, na ścianach, w kurzu wyizolowano do tej pory 132 gatunki pleśni (Zyska, 2000). Szacuje się, iż około 30% problemów zdrowotnych związanych z jakością powietrza wewnętrznego wiąże się z narażeniem na grzyby pleśniowe (Jarosińska,1998). Skutki zdrowotne narażenia na grzyby pleśniowe mają różnorodny charakter. Wytwarzane przez grzyby olbrzymie ilości zarodników uwalnianych do powietrza, skażają je, przedostają się w czasie oddychania do układu oddechowego, osiadają na powierzchni skóry, przyczyniając się do wielu groŹnych chorób. Grzyby mogą przyczyniać się do wielu schorzeń takich jak zespół SB S (sick-building syndrom), dermatozy skórne i głębokie, alergie, schorzenia układu oddechowego, choroby nowotworowe, mykotoksykozy, zatrucia związkami lotnymi (Aleksandrowicz, 1983; Kosińska 1998, Lipiec 1997, F1annigan 1989, 1991). W Kanadzie 30-69% urzędników ma objawy charakterystyczne dla SBS, takie objawy występują w Polsce okresowo i obejmują ponad 200/0 użytkowników pomieszczeń (Butala 1997, Zyska 1999). Odsetek uczuleń na grzyby pleśniowe u chorych na astmę atopową waha się w przedziale 20-800/0, nadwrażliwość dotyczy najczęściej takich grzybów jak: PeniciLlium notatum, aspergillus Jumigatus, Cladosporium herbarum. W powietrzu obecne są również mikotoksyny unoszone na zarodnikach i fragmentach strzępek (Flannigan, 1987). Mimo tak dużego zagrożenia dla zdrowia użytkowników nadal. w Polsce nie ma odpowiednich aktów prawnych w kategoryzacji jakości mikrobiologicznej powietrza wewnątrz pomieszczeń. W analizie ilościowej mikrobiolodzy opierają się na zaleceniach literaturowych (Krzysztofik 1986, Doleżał 1989) oraz norm dla innych krajów europejskich.Głównym Źródłem pleśni w powietrzu pomieszczeń są materiały gromadzone w budynkach oraz powietrze przenikające z zewnątrz, przez systemy wentylacyjno klimatyzacyjne, albo powietrze atmosferyczne. Czynnikiem, który ma korzystny wpływ na rozwój grzybów pleśniowych w mieszkaniach jest głównie podwyższona wilgotność otoczenia, powyżej 60% wilgotności względnej powietrza. Jednakże wśród pleśni istnieje wiele gatunków kserofilnych adoptujących się do niskich poziomów wilgotności 30-40% (Gutarowska 2000). Wobec zagrożeń jakie niesie obecność grzybów w pomieszczeniach użytkowych, a w szczególności w pomieszczeniach, w których pracuje młodzież, istotna staje się regularna kontrola stopnia zanieczyszczenia pleśniami powietrza i w przypadku jego skażenia skuteczna dezynfekcja. 2. Cel badań Celem badań była ocena stopnia zanieczyszczenia pleśniami powietrza w pomieszczeniach na uczelni oraz określenie ich składu gatunkowego. Zakres badań obejmował ocenę ilości pleśni w powietrzu 2 metodami sedymentacyjną Kocha i zderzeniową z zastosowaniem próbnika z uwzględnieniem 2 poziomów poboru prób powietrza - górnego (1,5 m) i dolnego (przy podłodze). 3. Materiały i Metody 3.1. Opis miejsc pobrania prób Analizę zanieczyszczenia powietrza grzybami strzępkowymi wykonano w różnych pomieszczeniach na Uczelni-Politechnice łódzkiej na Wydziale Chemii Spożywczej i Biotechnologii: - w auli wykładowej (S-9) na 250 osób, z systemem wentylacyjnym; badania wykonano popołudniu po zajęciach, wilgotność pomieszczenia kształtowała się na poziomie 75% WWP, temp. powietrza 22°C. - w sali laboratoryjnej (238) na 30 osób, z systemem wentylacyjnym, na sali odbywają się ćwiczenia z mikrobiologii, badania wykonano w przerwie między zajęciami, wilgotność względna powietrza - 85%, temp. powietrza 23°C. - w pokoju wykładowcy (233), w której pracują 3 osoby, wentylacja grawitacyjna, wilgotność względna powietrza 90 %, temp. powietrza 21°C. - w dziekanacie, w miejscu przyjmowania studentów, dziennie około 100-200 osób, na stałe pracuje 9 osób, pomieszczenie z systemem wentylacyjnym, wilgotność względna powietrza 85 %, temp. powietrza 22°C. - na korytarzu przed salami wykładowymi, wentylacja grawitacyjna, wilgotność względna powietrza 95 %, temp. 20°C. - w sekretariacie Instytutu Technologii Fermentacji i Mikrobiologii, stała obecność 5 osób, przechodzi dziennie około 20-30 osób, wentylacja grawitacyjna, wilgotność względna powietrza 85%, temp. 22°C. - przed wejściem do budynku Wydziału pobrano próbę powietrza atmosferycznego, wilgotność powietrza 90%, temp. 20°C. Wszystkie próby pobierano jesienią (paŹdziernik 2000), z dwóch poziomów -dolnego (podłogi, chodnika) i górnego (na wysokości 1,5 m od podłogi, chodnika) w 5 powtórzeniach. 3.2. Pobieranie prób powietrza Próbki powietrza pobierano metodą sedymentacyjną Kocha z wykorzystaniem płytek Petriego oraz metodą zderzeniową stosując próbnik MicroBio (firmy deVille). 3.3. Analiza mikrobiologiczna Mikrobiologiczną analizę ilości pleśni wykonano na podłożu brzeczka zestalona agarem (7°Blg). Ilość pleśni określano po 5 dniach inkubacji w temp. 27°C. Identyfikację grzybów do gatunku wykonywano na podstawie oceny cech morfologicznych wzrostu na podłożu Czapka (5 dni, 27°C) oraz obserwacji mikroskopowych w oparciu o klucze do oznaczania. gatunków pleśni (Samson 1996, Pitt 1988, Fassatiova 1983). 4. Omówienie wyników Poziom zanieczyszczenia grzybami strzępkowymi w badanych pomieszczeniach na uczelni oraz w powietrzu atmosferycznym przedstawiono w tabeli 1. Porównano wyniki z dwóch stosowanych metod - tradycyjnej oraz nowoczesnej metody zderzeniowej. W tabeli uwzględniono 2 poziomy poboru prób Tabela l. Poziom zanieczyszczenia pleśniami powietrza pomieszczeń na uczelni oraz powietrza atmosferycznego mierzony na różnym poziomie poboru prób
| Miejsce poboru prób | Liczba pleśni (jtk/m3 powietrza), Metoda Kocha | Liczba pleśni (jtk/m3), Metoda zderzeniowa | | Aula wykładowa, poziom górny | 376; 450; (411) | 450; 520; (493) | | Aula wykładowa, poziom dolny | 302;410;(363) | 385;483;(436) | | Sala laboratoryjna, pozom górny | 276; 398; (355) | 435; 480; (450) | | Sala laboratoryjna, poziom dolny | 260; 338; (307) | 358; 421; (389) | | Pokój wykładowcy, poziom górny | 298; 340; (324) | 324; 357; (333) | | Pokój wykładowcy, poziom dolny | 240; 356; (296) | 297; 387; (338) | | Dziekanat, poziom górny | 340;495;(426) | 420;587;(520) | | Dziekanat, poziom dolny | 298;458;(380) | 505;713;(589) | | Korytarz, poziom górny | 640;740;(696) | 698;2100;(1415) | | Korytarz, poziom dolny | 570;650;(608) | 890; 1238;(1069) | | Sekretariat, poziom górny | 298;387;(343) | 264;323;(301) | | Sekretariat, poziom dolny | 220;350;(282) | 258;317;(272) | | Powietrze atmosferyczne, poziom górny | 1500;2400;(1920) | 2030;2567;(2261) | | Powietrze atmosferyczne, poziom dolny | 2100;2650;(2346) | 2380;2598;(2441) |
Brak jest norm na dopuszczalny poziom grzybów w pomieszczeniach użytkowych, w literaturze tematu można znaleŹć tylko pewne wskazówki i propozycje. Istnieje tylko norma dotycząca zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego. Dopuszczalny poziom zanieczyszczenia grzybami strzępkowymi w pomieszczeniach szkolnych według Krzysztofika w salach wykładowych i laboratoryjnych wynosi 200 jtk/m3 powietrza, w salach gimnastycznych 300 jtk/m3. Poziom ten według Doleżał nie może przekraczać 500 jtk/m3 powietrza w pomieszczeniach użytkowych. Poziom zanieczyszczenia grzybami strzępkowymi powietrza atmosferycznego według Polskiej Normy PN-89/Z-04111 wykraczający ponad 100 jtk/m3 wskazuje na silne zanieczyszczenie pleśniami. Analizując zanieczyszczenie pleśniami badanych pomieszczeń na uczelni i powietrza atmosferycznego stwierdzono, iż najbardziej zanieczyszczone było powietrze na zewnątrz budynku, na poziomie 1500-2650 jtk pleśni/m3 powietrza, co 15-26 -krotnieprzekracza dopuszczalną normę. Eksperyment był prowadzony w miesiącu paŹdzierniku, wiadomo jest, iż jest to pora roku w której notuje się najwyższe w roku stężenia zarodników pleśni. Zatem warunki panujące na zewnątrz budynku były sprzyjające rozwojowi pleśni, może mieć to wpływ na poziom zanieczyszczenia wewnątrz budynku. Ilość pleśni w powietrzu pomieszczeń na uczelni kształtowała się w granicach 220 - 2100 jtk/m 3. średnią ilość jednostek tworzących kolonie pleśni w powietrzu badanych pomieszczeń i powietrzu atmosferycznym przedstawiono na rys. l. Najbardziej zanieczyszczone pleśniami powietrze występowało na korytarzu - średnio 1415 jtkJm3 i w Dziekanacie - 589 jtk/m3. Najniższe zapleśnienie zanotowano w pokoju wykładowcy - 296 jtk/m3 i w sekretariacie Instytutu - 272 jtk/m3. Poziom zanieczyszczenia powietrza grzybami pleśniowymi auli wykładowej i sali laboratoryjnej był na poziomie 307 - 493 jtk/m3. Na tej podstawie stwierdzono, iż ilość pleśni w pomieszczeniu zależy bardziej od ilości przechodzących osób i związanego z tym ruchu powietrza niż od ilości osób przebywających statycznie w tym pomieszczeniu. Porównując dane z zaleceniami literaturowymi (Krzysztofik, Doleżał) stwierdzono, iż stan zapleśnienia powietrza pomieszczeń na uczelni przekracza we wszystkich przypadkach poziom uznawany przez Krzysztofika, ale przekroczenie norm Doleżał zanotowano tylko w Dziekanacie i na korytarzu. Normy fińskie dopuszczają w mieszkaniach użytkowych poziom 500 jtk pleśni/m3 powietrza, wydaje się być to uzasadnione, wobec tych norm tylko w dziekanacie i na korytarzu został przekroczony dopuszczalny poziom zanieczyszczenia pleśniami. Na rysunkach l i 2 porównano ilość pleśni obecną na dwóch poziomach poboru prób w badanych pomieszczeniach i powietrzu atmosferycznym. Stwierdzono, iż od 6 jtk/m3 do 426 jtk/m3 średnio o około 40 jtk/m3 więcej jednostek tworzących kolonie pleśni jest obecnych na poziomie górnym, niż na poziomie dolnym. świadczy to o zwiększonej ilości zarodników pleśniowych na wysokości 1,5 metra, w której głównie przebywają i pracują studenci i pracownicy uczelni. Spośród dwóch metod analizy zanieczyszczenia powietrza - sedymentacyjnej Kocha i zderzeniowej, druga metoda daje w większości wypadków wyższe wyniki o l - 30 % (średnio 15%). W tabeli 2 przedstawiono gatunki pleśni obecne w powietrzu badanych pomieszczeń i powietrzu atmosferycznym, z zaznaczeniem cechy toksynotwórczości oraz do jakiej klasy zagrożenia dla zdrowia człowieka i zwierząt zalicza się wyizolowany gatunek. Tabela 2. Skład gatunkowy aerozolu grzybowego powietrza pomieszczeń na uczelni i powietrza atmosferycznego
Aula wykładowa poziom górny - Penicillium chrysogenum (* l)
- Rhizopus nigricans (*0)
- Aspergillus niger (*1)
- Aspergillus fumigatus (*2)
Aula wykładowa poziom dolny - Cladosporium herbarum (*1)
- Alternaria tenuis: (*1)
Sala laboratoryjna poziom górny - Penicillium chrysogenum (*1)
- Penicillium cyclopium (*1)
- Rhizopus nigricans (*0)
Sala laboratoryjna poziom dolny - Penicillium chrysogenum (*1)
- Aspergillus niger (*1)
Pokój wykładowcy poziom górny - Rhizopus nigricans (*O)
- Penicillium expansum (*l)
Pokój wykładowcy poziom dolny - Penicillium expansum (*1)
- Alternaria alternata (*1)
Dziekanat poziom górny - Aspergillusjlavus(*2)
- Penicillium glabrum (*1)
- Penicillium cyclopillln
Dziekanat poziom dolny - Aspergillus terreus (*2)
- Penicillium cyclopium (*l)
Korytarz poziom górny - Penicillium notatum (*l)
- Penicillium chrysogenum (*l)
- Aspergillus niger (*l)
- Rhizopus nigricans (*0)
- Mucor racemosus (*1)
Korytarz poziom dolny - Altemaria altemata (*1)
- Cladosporium herbarum (*1)
- Penicillium chrysogenum (*1)
Sekretariat poziom górny - Penicillium chrysogenum (*1)
- Aspergillus Fumigatus (*2)
- Penicillium expansum (*1)
Sekretariat poziom dolny - Penicillium chrysogenum (*1)
Powietrze atmosferyczne poziom górny - Penicillium viridicatum (*1)
- Penicillium notatum (*1)
- Aspergillus fumigatus (*2)
- Acremonium charticola (*1)
- Acremonium strictum (*1)
Powietrze atmosferyczne poziom dolny - Alternaria alternata (*1)
- Acremonium strictum (*1)
- Cladosporium cladosporoides (*1)
*-gatunek toksynotwórczy (na podstawie literatury) 0;1;2;3 - kryteria BSL- wskaŹnik zagrożenia względem ludzi i zwierząt wg. Europen Confederation of Medical Mycology (1996) BSL 0- dany gatunek nie jest umieszczony na liście BSL 1- saprofit, jeśli dochodzi do zakażenia są powierzchowne i łagodne BSL 2- wykazuje dużą zdolność do przeżycia w tkankach, u pacjentów z ciężkimi zaburzeniami odporności mogą wywołać głębokie, oportunistyczne zakażenia, tu zalicza się patogeny powodujące pow. zakażenia BSL 3- patogeny potencjalnie zdolne do wywołania ciężkich, głębokich zakażeń grzybiczych u ogólnie zdrowych osób.
Na podstawie analizy składu gatunkowego wyizolowanych pleśni z powietrza badanych pomieszczeń i powietrza atmosferycznego stwierdzono, iż najbardziej bogatym w różne gatunki pleśni jest powietrze atmosferyczne, gdzie zanotowano aż 7 różnych gatunków tych mikroorganizmów. Ponadto można zauważyć, że każde pomieszczenie ma własny skład gatunkowy. Ogółem wyizolowano 39 gatunków pleśni z powietrza analizowanych pomieszczeń na uczelni. Wśród tych gatunków najwięcej gatunków zanotowano w obrębie rodzajów Penicillium (P.chrysogenum, P.expansum, P.cyclopium, P.notatum, P. viridicatum, P.glabrum) oraz Aspergillus (A.niger, A.fumigatus, A.flavus, A.terreus).
Dominującymi rodzajami w powietrzu tego środowiska okazały się rodzaj Penicillium i Aspergillus, które stanowią odpowiednio 44 % i 24% wszystkich wyizolowanych gatunków. Często występowały również rodzaje Alternaria i Rhizopus (po 12%). Sporadycznie w powietrzu pomieszczeń na uczelni pojawiają się rodzaje Cladosporium (5%) i Mucor (3%). Większość obecnych w powietrzu badanych pomieszczeń pleśni zaliczana jest według Europen Confederation of Medical Mycology do klasy BSL l, trzy spośród wyizolowanych gatunków grzybów zaliczone zostały do poziomu BSL 2, to znaczy mogą stanowić poważne zagrożenie zdrowotne dla osób przebywających w tych pomieszczeniach. Wszystkie wyizolowane z badanego powietrza pleśnie są zdolne do tworzenia mikotoksyn w sprzyjających do tego warunkach. Stwierdzono, iż na poziomie górnym poboru prób występowała inna mikroflora grzybowa, niż na poziomie dolnym. Rodzaj Penicillium był dominujący zarówno na poziomie górnym jak i dolnym (45-47%). Rodzaj Aspergillus częściej dominował na poziomie górnym (27 %), ale był obecny również na poziomie dolnym (9 %). Na poziomie 1,5 metra występowały charakterystyczne gatunki Rhizopus i Mucor, natomiast tuż przy podłodze zanotowano obecność rodzajów Cladosporium i Altemaria. Stwierdzono, iż częstsze występowanie rodzajów Alternaria Cladosporium na poziomie dolnym ma związek z dużą wielkością i ciężarem zarodników tych rodzajów. 5. Podsumowanie Szkoła ze względu na dużą ilość osób tam przebywających i ciągły ruch powietrza jest środowiskiem sprzyjającym dużej ilości mikroorganizmów w powietrzu. Spośród mikroorganizmów obecnych w powietrzu szczególnie niebezpieczne dla zdrowia przebywających w nim osób są grzyby strzępkowe (pleśnie). Analiza zanieczyszczenia powietrza pleśniami w pomieszczeniach na uczelni wykazała przekroczenie dopuszczalnych zaleceń w ilości tych mikroorganizmów. Szczególnie zanieczyszczone były miejsca, w których odbywa się duży ruch studentów tj. korytarz przed salami wykładowymi i dziekanat. Stwierdzono również, iż mi poziomie 1,5 m od podłogi zanieczyszczenie pleśniami jest największe, jest to poziom w którym przebywają i pracują uczniowie i nauczyciele. W pomieszczeniach na uczelni ,wyizolowano 39 gatunków pleśni, w większości były to niegroŹne dla zdrowego człowieka saprofity, jednak z potencjalną możliwością do tworzenia mikotoksyn. Wszystkie wyizolowane gatunki według literatury są klasyfikowane jako toksynotwórcze. Nie oznacza to, iż gatunki te mogą w warunkach uczelnianych tworzyć toksyny. Istnieje tylko potencjalne niebezpieczeństwo uaktywnienia cechy toksynotwórczości. Flannigan (1987) wskazuje na obecność mikotoksyn w zarodnikach pleśni, a co z tego wynika w powietrzu pomieszczeń. Zaobserwowano ponadto, iż mikotoksyny mogą być wytwarzane przez toksynotwórcze pleśnie na licznych materiałach budowlanych i wykończeniowych stosowanych w pomieszczeniach użytkowych (Hunter, 1988). Badania ze szczepami pochodzącymi z powietrza pomieszczeń uczelnianych będą kontynuowane. Spośród wyizolowanych szczepów trzy gatunki należą wg Europen Confederation of Medical Mycology do klasy BSL 2, to znaczy mogą stanowić zagrożenie zdrowotne dla osób przebywających w tych pomieszczeniach. Gatunki te były obecne w dziekanacie, w auli wykładowej i sekretariacie, jednak ilość tych gatunków w l m3 powietrzu badanego pomieszczenia nie budziła niepokoju, gdyż była w granicach od 10 jtk do 25 jtk/m3. Według kanadyjskich i fińskich norm liczba pojedynczego gatunku nie powinna przekraczać 50 jtk/m3 powietrza (Yang, 1993). Normy te jednak nie dopuszczają obecności Aspergillus Jumigatus w powietrzu pomieszczeń. Gatunek ten wyizolowano w sekretariacie i w auli wykładowej. W literaturze odnotowano już fakt obecności tego gatunku w pomieszczeniach szkoły podstawowej w Anglii (Bartlett, 2000) Udział pleśni w powietrzu szkolnym był typowy dla pomieszczeń, obecne były pleśnie z rodzajów Penicillium, Aspergillus, Rhizopus. Mucor, Altemaria, Cladosporium. Podobny udział rodzajów w powietrzu wewnątrz pomieszczeń zanotowali inni autorzy. Można jedynie dodać, iż każde analizowane pomieszczenie miało charakterystyczny, różny skład gatunkowy. W badaniach stwierdzono ponadto zasiedlanie nisz ekologicznych przez odpowiednie gatunki, np. inne gatunki wyizolowana z poziomu górnego, inne tuż przy podłodze. Fakt ten przemawia za koniecznością wykonywania pełnej analizy pomieszczenia z uwzględnieniem różnych poziomów pobierania prób. Ze względu na bezpieczeństwo uczniów i personelu pracującego w szkole monitorowanie zanieczyszczenia powietrza, szczególnie ilości pleśni, w pomieszczeniach szkolnych powinno odbywać się według zaostrzonych zasad jakie panują w zakładach przemysłu spożywczego. Analiza zanieczyszczenia powietrza powinna być prowadzona w sposób regularny, metodą zderzeniową z zastosowaniem nowoczesnych aparatów pomiarowych, w kilku powtórzeniach i z uwzględnieniem różnych poziomów poboru prób. Beata Gutarowska, Agnieszka Jakubowska Instytut Technologii Fermentacji i Mikrobiologii Politechnika łódzka ul.Wólczańska 171/173, 90-924 łódŹ
|