Характеристики и источники биологического загрязнения воздуха внутри помещений

Хотя в воздухе помещений содержится широкий спектр частиц биологического происхождения (биочастиц), в большинстве рабочих помещений микроорганизмы (микробы) имеют наибольшее значение для здоровья. Помимо микроорганизмов, в том числе вирусов, бактерий, грибков и простейших, воздух в помещении может также содержать пыльцевые зерна, перхоть животных, фрагменты насекомых и клещей и продукты их жизнедеятельности (Wanner et al. 1993). В дополнение к биоаэрозолям этих частиц также могут быть летучие органические соединения, выделяемые живыми организмами, такими как комнатные растения и микроорганизмы.

МАСКИ ОТ АЛЛЕРГИИ

Пыльцевые зерна содержат вещества (аллергены), которые могут вызывать у восприимчивых или атопических людей аллергические реакции, обычно проявляющиеся в виде «сенной лихорадки» или ринита. Такая аллергия связана в первую очередь с внешней средой; в воздухе помещений концентрация пыльцы обычно значительно ниже, чем в воздухе снаружи. Разница в концентрации пыльцы между наружным и внутренним воздухом наибольшая для зданий, в которых системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (ОВКВ) имеют эффективную фильтрацию на входе наружного воздуха. Оконные кондиционеры также дают более низкий уровень пыльцы в помещении, чем в зданиях с естественной вентиляцией. Можно ожидать, что воздух в некоторых рабочих помещениях будет содержать большое количество пыльцы, например, в помещениях, где из эстетических соображений присутствует большое количество цветущих растений, или в коммерческих теплицах.

Перхоть

Перхоть состоит из тонкой кожи и частичек волос/перьев (и связанных с ними засохшей слюны и мочи) и является источником сильнодействующих аллергенов, которые могут вызывать приступы ринита или астмы у восприимчивых людей. Основными источниками перхоти в помещении обычно являются кошки и собаки, но крысы и мыши (будь то домашние животные, экспериментальные животные или вредители), хомяки, песчанки (разновидность пустынных крыс), морские свинки и птицы, содержащиеся в клетках, могут быть дополнительными. источники. Перхоть от них, а также от сельскохозяйственных и рекреационных животных (например, лошадей) может попасть на одежду, но на рабочем месте перхоть чаще всего подвергается воздействию животноводческих помещений и лабораторий или в зданиях, кишащих паразитами.

Насекомые

Эти микроорганизмы и продукты их выделения также могут вызывать респираторные и другие аллергии, но, по-видимому, в большинстве ситуаций они не вносят значительного вклада в переносимую по воздуху бионагрузку. Частицы от тараканов (особенно Блателла германская и Periplaneta Americana) может быть значительным в антисанитарных, жарких и влажных рабочих условиях. Воздействие частиц тараканов и других насекомых, в том числе саранчи, долгоносиков, мучных жуков и плодовых мух, может быть причиной ухудшения здоровья сотрудников в местах выращивания и лабораториях.

Клещи

Эти паукообразные особенно связаны с пылью, но фрагменты этих микроскопических родственников пауков и продукты их выделения (фекалии) могут присутствовать в воздухе помещений. Клещ домашней пыли, Дерматофагоиды птеронисинус, является наиболее важным видом. У его близких родственников это основная причина респираторной аллергии. Это связано в первую очередь с домами, особенно в постельных принадлежностях, но также присутствует в мягкой мебели. Имеются ограниченные данные, указывающие на то, что такая мебель может занимать нишу в офисах. Запасные клещи, связанные с хранящимися пищевыми продуктами и кормами для животных, например, клещ, Глицифаг и Тирофагус, также могут вносить аллергенные фрагменты в воздух в помещении. Хотя они, скорее всего, повлияют на фермеров и рабочих, работающих с сыпучими пищевыми продуктами, такими как Д. птеронисинус, накопительные клещи могут существовать в пыли в зданиях, особенно в теплых и влажных условиях.

Вирусы

Вирусы являются очень важными микроорганизмами с точки зрения общего количества заболеваний, которые они вызывают, но они не могут вести самостоятельное существование вне живых клеток и тканей. Хотя есть данные, указывающие на то, что некоторые из них распространяются в рециркуляционном воздухе систем ОВКВ, основным путем передачи является контакт от человека к человеку. Важно также вдыхание на короткое время аэрозолей, образующихся при кашле или чихании, например, вирусов простуды и гриппа. Поэтому уровень заражения, вероятно, будет выше в многолюдных помещениях. Нет никаких очевидных изменений в конструкции здания или управлении, которые могли бы изменить это положение дел.

Бактерии

Эти микроорганизмы делятся на две основные категории в соответствии с их реакцией окрашивания по Граму. Наиболее распространенные грамположительные типы происходят из полости рта, носа, носоглотки и кожи, а именно: Эпидермальный стафилококк, С. золотистый и виды аэрококк, Микрококк и Стрептококк. Грамотрицательные бактерии обычно немногочисленны, но иногда актинетобактерии, Аэромонас, флавобактерия и особенно Pseudomonas виды могут быть заметными. Причина болезни легионеров Legionella pneumophila, могут присутствовать в системах горячего водоснабжения и увлажнителях кондиционеров, а также в оборудовании для респираторной терапии, джакузи, спа и душевых кабинах. Он распространяется из таких установок в виде водных аэрозолей, но также может проникать в здания с воздухом из близлежащих градирен. Время выживания для Л. пневмофила на воздухе в помещении не превышает 15 минут.

В дополнение к упомянутым выше одноклеточным бактериям существуют также нитчатые типы, образующие споры, рассеянные по воздуху, т. е. актиномицеты. Они связаны с влажными конструкционными материалами и могут издавать характерный землистый запах. Две из этих бактерий, способных расти при 60°C, Фания прямовиргула (ранее Микрополиспора фэни) и расширение Термоактиномицеты обыкновенные, можно найти в увлажнителях и другом оборудовании HVAC.

Грибы

Грибы включают две группы: во-первых, микроскопические дрожжевые и плесневые грибы, известные как микрогрибы, и, во-вторых, гипсовые и деревогниющие грибы, которые называются макрогрибами, поскольку они образуют макроскопические споровые тела, видимые невооруженным глазом. Помимо одноклеточных дрожжей, грибы колонизируют субстрат в виде сети (мицелия) нитей (гиф). Эти нитчатые грибы производят многочисленные споры, рассеянные по воздуху, из микроскопических споровых структур в плесени и из крупных споровых структур в макрогрибах.

В воздухе домов и непромышленных рабочих мест витают споры многих различных плесеней, но наиболее распространенными, вероятно, являются виды Cladosporium, пеницилл, Aspergillus и Евротий. Некоторые виды плесени в воздухе помещений, такие как Cladosporium spp., в изобилии присутствуют на поверхности листьев и других частях растений на открытом воздухе, особенно летом. Однако, несмотря на то, что споры в воздухе помещений могут возникать на открытом воздухе, Cladosporium также способен расти и образовывать споры на влажных поверхностях в помещении и, таким образом, увеличивать бионагрузку воздуха в помещении. Различные виды пеницилл обычно считаются происходящими в помещении, как и Aspergillus и Евротий. Дрожжи обнаруживаются в большинстве проб воздуха внутри помещений и иногда могут присутствовать в больших количествах. Розовые дрожжи Родоторула or спороболомицеты являются заметными в переносимой по воздуху флоре, а также могут быть выделены с поверхностей, пораженных плесенью.

Здания предоставляют широкий спектр ниш, в которых присутствует мертвый органический материал, служащий питательной средой, которая может быть использована большинством грибов и бактерий для роста и производства спор. Питательные вещества присутствуют в таких материалах, как: древесина; бумага, краски и другие поверхностные покрытия; мягкая мебель, такая как ковры и мягкая мебель; почва в горшках с растениями; пыль; кожные чешуйки и выделения человека и других животных; приготовленные продукты и их сырые ингредиенты. Происходит ли какой-либо рост или нет, зависит от наличия влаги. Бактерии могут размножаться только на влажных поверхностях или в воде в дренажных поддонах систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, резервуарах и т.п. Некоторым формам также требуются условия близкого к насыщению, но другие менее требовательны и могут размножаться на материалах, которые являются влажными, а не полностью насыщенными. Пыль может быть хранилищем, а также, если она достаточно влажная, усилителем плесени. Следовательно, это важный источник спор, которые переносятся по воздуху при воздействии пыли.

протозоа

Простейшие, такие как Acanthamoeba и Неглери микроскопические одноклеточные животные, которые питаются бактериями и другими органическими частицами в увлажнителях, резервуарах и дренажных поддонах в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Частицы этих простейших могут попасть в аэрозоль и были названы возможными причинами увлажнительной лихорадки.

Микробные летучие органические соединения

Микробные летучие органические соединения (МЛОС) значительно различаются по химическому составу и запаху. Некоторые из них производятся широким кругом микроорганизмов, а другие связаны с конкретными видами. Так называемый грибной спирт, 1-октен-3-ол (имеющий запах свежих грибов), производится многими различными плесенями. Другие менее распространенные летучие вещества плесени включают 3,5-диметил-1,2,4-тритиолон (описанный как «зловонный»); геосмин, или 1,10-диметил-транс-9-декалол («земляной»); и 6-пентил-α-пирон («кокосовый», «затхлый»). Среди бактерий виды Pseudomonas продуцируют пиразины с запахом «затхлого картофеля». Запах любого отдельного микроорганизма является продуктом сложной смеси МЛОС.

История микробиологических проблем качества воздуха в помещениях

Микробиологические исследования воздуха в домах, школах и других зданиях проводятся уже более века. Ранние исследования иногда касались относительной микробиологической «чистоты» воздуха в различных типах зданий и любой связи, которую она могла иметь со смертностью среди жильцов. В связи с давним интересом к распространению патогенов в больницах разработка современных объемных микробиологических пробоотборников воздуха в 1940-х и 1950-х годах привела к систематическим исследованиям переносимых по воздуху микроорганизмов в больницах, а затем и известных аллергенных плесеней в воздухе домов. и общественных зданий и на открытом воздухе. Другая работа была направлена ​​в 1950-х и 1960-х годах на исследование профессиональных респираторных заболеваний, таких как легкое фермера, легкое солодовника и биссиноз (среди хлопководов). Хотя гриппоподобная лихорадка увлажнителя воздуха у группы рабочих была впервые описана в 1959 году, до появления других случаев прошло еще десять-пятнадцать лет. Однако даже сейчас конкретная причина неизвестна, хотя причастны микроорганизмы. На них также ссылались как на возможную причину «синдрома больного здания», но пока доказательства такой связи очень ограничены.

Хотя аллергические свойства грибов хорошо известны, первые сообщения о плохом самочувствии вследствие вдыхания грибковых токсинов на непромышленном рабочем месте, в больнице Квебека, не появлялись до 1988 г. (Mainville et al., 1988). Симптомы крайней усталости у персонала объяснялись наличием трихотеценовых микотоксинов в спорах Стахиботрис атра и Триходерма вириде, и с тех пор среди преподавателей и других сотрудников колледжа регистрируют «синдром хронической усталости», вызванный воздействием микотоксичной пыли. Первая была причиной заболеваний офисных работников, причем некоторые последствия для здоровья носили аллергический характер, а другие чаще ассоциировались с токсикозом (Johanning et al., 1993). В другом месте эпидемиологические исследования показали, что может быть какой-то неаллергический фактор или факторы, связанные с грибками, влияющими на здоровье органов дыхания. Микотоксины, продуцируемые отдельными видами плесени, могут играть здесь важную роль, но существует также вероятность того, что некоторые более общие свойства вдыхаемых грибов вредны для здоровья дыхательных путей.

Микроорганизмы, связанные с плохим качеством воздуха в помещении, и их воздействие на здоровье

Хотя патогены относительно редко встречаются в воздухе помещений, было много сообщений о связи переносимых по воздуху микроорганизмов с рядом аллергических состояний, включая: (1) атопический аллергический дерматит; (2) ринит; (3) астма; (4) лихорадка увлажнителя; и (5) внешний аллергический альвеолит (EAA), также известный как гиперчувствительный пневмонит (HP).

Считается, что грибы более важны, чем бактерии, как компоненты биоаэрозолей в воздухе помещений. Поскольку они растут на влажных поверхностях в виде явных пятен плесени, грибы часто дают четкое визуальное представление о проблемах с влажностью и потенциальных опасностях для здоровья в здании. Рост плесени способствует как численности, так и видам флоры плесени воздуха в помещении, которая в противном случае не присутствовала бы. Подобно грамотрицательным бактериям и актиномицетам, гидрофильные («влаголюбивые») грибы являются индикаторами чрезвычайно влажных мест амплификации (видимых или скрытых) и, следовательно, плохого качества воздуха в помещении. Они включают Fusarium, Фома, Stachybotrys, Триходермия, Улокладиум, дрожжевые грибки и реже условно-патогенные микроорганизмы аспергилл дымящийся и джинсы ExophialaSelmei. Высокий уровень плесневых грибов, проявляющих различную степень ксерофилии («любви к сухости») при более низкой потребности в воде, может указывать на существование участков амплификации, менее влажных, но, тем не менее, значимых для роста. Плесени также много в домашней пыли, так что их большое количество также может быть признаком запыленности атмосферы. Они варьируются от слегка ксерофильных (способных выдерживать засушливые условия) Cladosporium вид умеренно ксерофильный Aspergillus радужный, пеницилл (например, P. позолоченный и P. хризогенум) и чрезвычайно ксерофильные Аспергилл пенициллоидес, Евротий и Валлемия.

Грибковые возбудители редко присутствуют в воздухе помещений, но A. fumigatus и некоторые другие условно-патогенные аспергиллы, которые могут проникать в ткани человека, могут расти в почве горшечных растений. джинсы ExophialaSelmei способен расти в стоках. Хотя споры этих и других условно-патогенных микроорганизмов, таких как Фузариум солани и Псевдаллешерия мальчика вряд ли будут опасны для здоровых, они могут быть опасны для людей с ослабленным иммунитетом.

Переносимые по воздуху грибы гораздо более важны, чем бактерии, как причины аллергических заболеваний, хотя представляется, что, по крайней мере, в Европе, грибковые аллергены менее важны, чем аллергены пыльцы, клещей домашней пыли и перхоти животных. Доказано, что многие виды грибков являются аллергенами. Некоторые из грибов в воздухе помещений, которые чаще всего называют причинами ринита и астмы, приведены в таблице 1. Виды Евротий и другие чрезвычайно ксерофильные плесени в домашней пыли, вероятно, являются более важными причинами ринита и астмы, чем считалось ранее. Аллергический дерматит, вызванный грибками, встречается гораздо реже, чем ринит/астма. Alternaria, Aspergillus и Cladosporium быть замешанным. Случаи ЭАА, которые относительно редки, связаны с целым рядом различных грибов, от дрожжевых спороболомицеты к деревогниющему макрогрибу Серпула (Таблица 2). Обычно считается, что для развития симптомов ЭАА у человека требуется воздействие по меньшей мере одного миллиона и более, возможно, ста миллионов или около того аллергенсодержащих спор на кубический метр воздуха. Такие уровни загрязнения возможны только при обильном росте грибов в здании.

Таблица 1. Примеры типов грибков в воздухе помещений, которые могут вызывать ринит и/или астму

Таблица 2. Микроорганизмы в воздухе помещений, о которых сообщается, как о причинах внешнего аллергического альвеолита, связанного со зданием

Как указывалось ранее, вдыхание спор токсикогенных видов представляет потенциальную опасность (Sorenson 1989; Miller 1993). Это не только споры Stachybotrys которые содержат высокие концентрации микотоксинов. Хотя споры этой плесени, которая растет на обоях и других целлюлозных подложках во влажных зданиях и также является аллергеном, содержат чрезвычайно сильные микотоксины, другие токсикогенные плесени, которые чаще присутствуют в воздухе помещений, включают Aspergillus (особенно А. лишай) и расширение пеницилл (например, P. позолоченный и P. виридикатум) и расширение Триходермия. Экспериментальные данные указывают на то, что ряд микотоксинов в спорах этих плесеней оказывают иммунодепрессивное действие и сильно ингибируют очистку и другие функции клеток легочных макрофагов, необходимых для здоровья органов дыхания (Sorenson 1989).

Мало что известно о воздействии на здоровье МЛОС, образующихся во время роста и спорообразования плесени, или их бактериальных аналогов. Хотя многие МЛОС, по-видимому, обладают относительно низкой токсичностью (Sorenson 1989), неофициальные данные указывают на то, что они могут вызывать головную боль, дискомфорт и, возможно, острые респираторные реакции у людей.

Бактерии в воздухе помещений, как правило, не представляют опасности для здоровья, поскольку во флоре обычно преобладают грамположительные обитатели кожи и верхних дыхательных путей. Однако высокое количество этих бактерий указывает на перенаселенность и плохую вентиляцию. Наличие большого количества грамотрицательных типов и/или Актиномицеты в воздухе указывают на наличие очень влажных поверхностей или материалов, стоков или особенно увлажнителей в системах HVAC, в которых они размножаются. Было показано, что некоторые грамотрицательные бактерии (или эндотоксин, выделяемый из их стенок) вызывают симптомы лихорадки увлажнения. Иногда рост в увлажнителях был достаточно большим для образования аэрозолей, содержащих достаточное количество аллергенных клеток, вызывающих острые симптомы, подобные пневмонии, при ЕАА (см. Таблицу 15).

В редких случаях патогенные бактерии, такие как Микобактериальный туберкулез в ядрах капель от инфицированных людей могут быть рассеяны системами рециркуляции во все части замкнутого пространства. Хотя возбудитель, Legionella pneumophila, был изолирован от увлажнителей и кондиционеров, большинство вспышек легионеллеза было связано с аэрозолями из градирен или душевых.

Влияние изменений в конструкции здания

За прошедшие годы увеличение размеров зданий одновременно с развитием систем кондиционирования воздуха, кульминацией которых стали современные системы HVAC, привело к количественным и качественным изменениям бионагрузки воздуха в рабочих помещениях внутри помещений. За последние два десятилетия переход к проектированию зданий с минимальным потреблением энергии привел к созданию зданий со значительно сниженной инфильтрацией и эксфильтрацией воздуха, что позволяет накапливать переносимые по воздуху микроорганизмы и другие загрязняющие вещества. В таких «герметичных» зданиях водяной пар, который раньше выбрасывался наружу, конденсируется на прохладных поверхностях, создавая условия для роста микробов. Кроме того, системы HVAC, разработанные только для экономической эффективности, часто способствуют росту микробов и представляют риск для здоровья жителей больших зданий. Например, увлажнители, в которых используется оборотная вода, быстро загрязняются и действуют как генераторы микроорганизмов, распылители воды для увлажнения распыляют микроорганизмы, а размещение фильтров выше по течению, а не ниже по течению от таких зон образования и аэрозолизации микробов обеспечивает дальнейшую передачу микробов. аэрозолей на рабочем месте. Расположение воздухозаборников рядом с градирнями или другими источниками микроорганизмов и затрудненный доступ к системе HVAC для технического обслуживания и очистки/дезинфекции также относятся к дефектам конструкции, эксплуатации и технического обслуживания, которые могут представлять опасность для здоровья. Они делают это, подвергая пассажиров воздействию большого количества определенных микроорганизмов, переносимых по воздуху, а не низкому количеству смеси видов, отражающих внешний воздух, который должен быть нормой.

Методы оценки качества воздуха в помещении

Отбор проб воздуха на микроорганизмы

Например, при исследовании микробной флоры воздуха в здании, чтобы попытаться установить причину плохого здоровья его обитателей, необходимо собрать объективные данные, подробнейшие и достоверные. Поскольку общее мнение состоит в том, что микробиологический статус воздуха в помещении должен отражать микробиологический статус наружного воздуха (ACGIH 1989), необходимо точно идентифицировать микроорганизмы и сравнивать их с теми, что находятся в наружном воздухе в то время.

пробоотборники воздуха

Методы отбора проб, которые позволяют, прямо или косвенно, культивировать жизнеспособные переносимые по воздуху бактерии и грибы на питательном агаровом геле, дают наилучшие шансы на идентификацию видов и поэтому используются чаще всего. Агаровую среду инкубируют до тех пор, пока из захваченных биочастиц не разовьются колонии, которые можно будет подсчитать и идентифицировать, или же их пересевают на другие среды для дальнейшего исследования. Агаровая среда, необходимая для бактерий, отличается от среды для грибов, и некоторые бактерии, например, Legionella pneumophila, могут быть выделены только на специальных селективных средах. Для грибов рекомендуется использовать две среды: среду общего назначения и среду, более селективную для выделения ксерофильных грибов. Идентификация основана на общих характеристиках колоний и/или их микроскопических или биохимических характеристиках и требует значительных навыков и опыта.

Диапазон доступных методов отбора проб был надлежащим образом рассмотрен (например, Фланниган, 1992 г.; Ваннер и др., 1993 г.), и здесь упоминаются только наиболее часто используемые системы. Можно провести приблизительную оценку, пассивно собирая микроорганизмы, тяготеющие из воздуха, в открытые чашки Петри, содержащие агаровую среду. Результаты, полученные с использованием этих пластин для осаждения, не являются объемными, на них сильно влияет атмосферная турбулентность, и они способствуют сбору крупных (тяжелых) спор или скоплений спор/клеток. Поэтому предпочтительнее использовать объемный пробоотборник воздуха. Широко используются пробоотборники, в которых взвешенные в воздухе частицы ударяются о поверхность агара. Воздух всасывается либо через щель над вращающейся пластиной с агаром (пробоотборник щелевого типа), либо через перфорированный диск над пластиной с агаром (пробоотборник ситового типа). Хотя одноступенчатые ситчатые пробоотборники широко используются, некоторые исследователи предпочитают шестиступенчатые пробоотборники Андерсена. По мере того, как воздух последовательно проходит через все более мелкие отверстия в шести сложенных друг на друга алюминиевых секциях, частицы сортируются на разных агаровых пластинах в соответствии с их аэродинамическими размерами. Таким образом, пробоотборник показывает размер частиц, из которых развиваются колонии при последующей инкубации чашек с агаром, и указывает, где в дыхательной системе наиболее вероятно отложение различных организмов. Популярным пробоотборником, работающим по другому принципу, является центробежный пробоотборник Reuter. Центробежное ускорение воздуха, всасываемого крыльчаткой вентилятора, заставляет частицы с высокой скоростью ударяться об агар в пластиковой полоске, выстилающей цилиндр для отбора проб.

Другой подход к отбору проб заключается в сборе микроорганизмов на мембранном фильтре в фильтрующей кассете, соединенной с малообъемным перезаряжаемым насосом. Всю сборку можно закрепить на ремне или привязи и использовать для взятия личной пробы в течение обычного рабочего дня. После отбора проб небольшие порции смывов с фильтра и разведения смывов затем можно распределить на различных агаровых средах, инкубировать и провести подсчет жизнеспособных микроорганизмов. Альтернативой фильтрующему пробоотборнику является жидкостный импинджер, в котором частицы воздуха, всасываемые через капиллярные форсунки, сталкиваются с жидкостью и собираются в ней. Порции собирающей жидкости и приготовленные из нее разведения обрабатывают так же, как и из фильтровальных пробоотборников.

Серьезным недостатком этих «жизнеспособных» методов отбора проб является то, что они оценивают только те организмы, которые действительно пригодны для культивирования, а они могут составлять лишь один или два процента от общего количества спор, находящихся в воздухе. Однако общий подсчет (жизнеспособных и нежизнеспособных) можно провести с помощью импазионных пробоотборников, в которых частицы собираются на липких поверхностях вращающихся стержней (импазионный пробоотборник с вращающимся рычагом) или на пластиковой ленте или предметном стекле микроскопа различных моделей щелевых проб. пробоотборник ударного типа. Подсчеты производятся под микроскопом, но таким способом можно идентифицировать лишь относительно небольшое число грибов, а именно те, которые имеют характерные споры. Фильтрационный отбор проб упоминался в связи с оценкой жизнеспособных микроорганизмов, но он также является средством получения общего количества. Часть тех же смывов, выложенных на агаризованную среду, можно окрасить и подсчитать микроорганизмы под микроскопом. Таким же образом можно провести общий подсчет жидкости, собранной в жидкостных импинджерах.

Выбор пробоотборника воздуха и стратегии отбора проб

Какой пробоотборник использовать, во многом определяется опытом исследователя, но выбор важен как по количественным, так и по качественным причинам. Например, агаровые чашки одноступенчатых импазионных пробоотборников гораздо легче «перегружаются» спорами при отборе проб, чем чашки шестиступенчатых пробоотборников, что приводит к зарастанию инкубационных чашек и серьезным количественным и качественным ошибкам в оценке переносимых по воздуху проб. Население. Принцип работы различных пробоотборников, время их отбора и эффективность, с которой они удаляют частицы разного размера из окружающего воздуха, извлекают их из воздушного потока и собирают на поверхности или в жидкости, — все это значительно различается. Из-за этих различий невозможно провести достоверное сравнение данных, полученных с использованием пробоотборника одного типа в одном исследовании, с данными, полученными при использовании пробоотборника другого типа в другом исследовании.

Стратегия отбора проб, а также выбор пробоотборника очень важны. Нельзя установить общую стратегию выборки; каждый случай требует своего подхода (Wanner et al., 1993). Основная проблема заключается в том, что распределение микроорганизмов в воздухе помещений неравномерно ни в пространстве, ни во времени. На него сильно влияет степень активности в помещении, особенно любая уборка или строительные работы, в результате которых поднимается осевшая пыль. Следовательно, наблюдаются значительные колебания численности за относительно короткие промежутки времени. Помимо фильтрующих пробоотборников и импинжеров для жидкости, которые используются в течение нескольких часов, большинство пробоотборников воздуха используются для получения пробы «отбором» всего за несколько минут. Поэтому пробы следует отбирать при любых условиях работы и использования, включая как время, когда системы HVAC функционируют, так и когда нет. Хотя обширный отбор проб может выявить диапазон концентраций жизнеспособных спор, встречающихся в помещении, невозможно удовлетворительно оценить подверженность людей воздействию микроорганизмов в окружающей среде. Даже пробы, взятые в течение рабочего дня с помощью персонального фильтрующего пробоотборника, не дают адекватной картины, так как дают только среднее значение и не выявляют пиковых экспозиций.

Эпидемиологические исследования показывают, что в дополнение к четко распознаваемым эффектам определенных аллергенов может существовать некоторый неаллергический фактор, связанный с грибками, который влияет на здоровье органов дыхания. Микотоксины, продуцируемые отдельными видами плесени, могут играть важную роль, но также существует вероятность того, что здесь задействован какой-то более общий фактор. Таким образом, в будущем общий подход к исследованию грибковой нагрузки в воздухе помещений, вероятно, будет заключаться в следующем: (1) оценка присутствия аллергенных и токсикогенных видов путем отбора проб на наличие жизнеспособных грибов; и (2) получить меру общего количества грибкового материала, которому люди подвергаются в рабочей среде. Как отмечалось выше, для получения последней информации можно проводить суммарные учеты за рабочий день. Однако в ближайшем будущем методы, недавно разработанные для анализа 1,3-β-глюкана или эргостерола (Miller 1993), могут получить более широкое распространение. Оба вещества являются структурными компонентами грибов и поэтому дают меру количества грибкового материала (т. е. его биомассы). Сообщалось о связи между уровнями 1,3-β-глюкана в воздухе помещений и симптомами синдрома больного здания (Miller 1993).

Стандарты и директивы

Хотя некоторые организации классифицировали уровни загрязнения воздуха внутри помещений и пыли (таблица 3), из-за проблем с отбором проб воздуха было оправданное нежелание устанавливать числовые стандарты или нормативные значения. Было отмечено, что микробная нагрузка в воздухе в зданиях с кондиционированием воздуха должна быть заметно ниже, чем в наружном воздухе, при этом разница между зданиями с естественной вентиляцией и наружным воздухом должна быть меньше. ACGIH (1989) рекомендует использовать ранжирование видов грибов в воздухе помещений и на открытом воздухе при интерпретации данных проб воздуха. Присутствие или преобладание некоторых форм плесени в воздухе внутри помещения, но не на улице, может указывать на проблему внутри здания. Например, обилие в воздухе помещений таких гидрофильных плесеней, как Stachybotrys ATRA почти всегда указывает на очень влажное место усиления внутри здания.

Таблица 3. Наблюдаемые уровни содержания микроорганизмов в воздухе и пыли непроизводственных помещений

^a КОЕ, колониеобразующие единицы.

Источник: адаптировано из Wanner et al. 1993.

Хотя влиятельные органы, такие как Комитет по биоаэрозолям ACGIH, не установили количественные рекомендации, канадское руководство по офисным зданиям (Nathanson 1993), основанное на пятилетнем исследовании около 50 кондиционированных зданий федерального правительства, содержит некоторые рекомендации по цифрам. Среди основных пунктов были отмечены следующие:

1. «Нормальная» воздушная флора должна быть количественно ниже, но качественно подобна флоре наружного воздуха.
2. Присутствие одного или нескольких видов грибков в значительном количестве в образцах, взятых в помещении, но не в пробах на открытом воздухе, свидетельствует об усилителе в помещении.
3. Патогенные грибы, такие как аспергилл дымящийся, Histoplasm и Криптококк не должны присутствовать в значительном количестве.
4. Устойчивость токсикогенных плесеней, таких как Стахиботрис атра и Aspergillus лишай в значительных количествах требует расследования и принятия мер.
5. Более 50 колониеобразующих единиц на кубический метр (КОЕ/м³) может вызывать беспокойство, если присутствует только один вид (кроме некоторых распространенных грибов, населяющих листья на открытом воздухе); до 150 КОЕ/м³ приемлемо, если присутствующие виды отражают флору на открытом воздухе; до 500 КОЕ/м³ допустимо летом, если основными компонентами являются грибы, обитающие на открытом воздухе.

Эти числовые значения основаны на четырехминутных пробах воздуха, собранных с помощью центробежного пробоотборника Reuter. Следует подчеркнуть, что они не могут быть перенесены на другие процедуры отбора проб, другие типы зданий или другие климатические/географические регионы. Что является нормой или приемлемо, может быть основано только на обширных исследованиях ряда зданий в конкретном регионе с использованием четко определенных процедур. Никакие пороговые значения не могут быть установлены для воздействия плесени в целом или для конкретных видов.

Борьба с микроорганизмами в помещении

Ключевым фактором, определяющим микробный рост и производство клеток и спор, которые могут стать аэрозольными в среде помещений, является вода, и контроль должен быть достигнут за счет снижения доступности влаги, а не за счет использования биоцидов. Контроль включает в себя надлежащее техническое обслуживание и ремонт здания, в том числе своевременную сушку и устранение причин утечки/повреждения затоплением (Morey 1993a). Хотя поддержание относительной влажности в помещениях на уровне менее 70% часто называют мерой контроля, она эффективна только в том случае, если температура стен и других поверхностей близка к температуре воздуха. На поверхности плохо изолированных стен температура может быть ниже точки росы, в результате чего образуется конденсат и размножаются гидрофильные грибки и даже бактерии (Flannigan 1993). Аналогичная ситуация может возникнуть во влажном тропическом или субтропическом климате, когда влага из воздуха, проникающего в оболочку кондиционированного здания, конденсируется на более прохладной внутренней поверхности (Morey 1993b). В таких случаях контроль заключается в проектировании и правильном использовании утеплителя и пароизоляции. В сочетании со строгими мерами контроля влажности программы технического обслуживания и очистки должны обеспечивать удаление пыли и другого мусора, который обеспечивает питательные вещества для роста, а также служит резервуаром микроорганизмов.

В системах HVAC (Nathanson 1993) следует предотвращать скопление стоячей воды, например, в дренажных поддонах или под охлаждающими змеевиками. Там, где распылители, фитили или резервуары с подогревом воды являются неотъемлемой частью увлажнения в системах ОВКВ, необходимы регулярная очистка и дезинфекция для ограничения роста микробов. Увлажнение сухим паром, вероятно, значительно снизит риск микробного роста. Поскольку фильтры могут аккумулировать грязь и влагу и, следовательно, создавать места для размножения микробов, их следует регулярно заменять. Микроорганизмы также могут размножаться в пористой звукоизоляции, используемой для облицовки воздуховодов, если она становится влажной. Решение этой проблемы состоит в том, чтобы применить такую ​​изоляцию снаружи, а не внутри; внутренние поверхности должны быть гладкими и не должны создавать среду, способствующую росту. Такие общие меры контроля будут контролировать рост Legionella в системах HVAC, но рекомендуются дополнительные функции, такие как установка высокоэффективного воздушного фильтра для твердых частиц (HEPA) на входе (Feeley 1988). Кроме того, системы водоснабжения должны обеспечивать равномерный нагрев горячей воды до 60°C, отсутствие участков, в которых вода застаивается, и отсутствие в арматуре материалов, способствующих росту Legionella.

В тех случаях, когда меры контроля были неадекватными и происходит рост плесени, необходимы корректирующие действия. Необходимо удалить и выбросить все пористые органические материалы, такие как ковры и другая мягкая мебель, потолочная плитка и изоляция, на которых и в которых есть рост. Гладкие поверхности необходимо промыть гипохлоритом натрия или подходящим дезинфицирующим средством. Биоциды, которые могут распыляться, не должны использоваться в действующих системах HVAC.

Во время восстановления необходимо всегда следить за тем, чтобы микроорганизмы на загрязненных материалах или в них не распылялись. В случаях, когда речь идет о больших площадях роста плесени (десять квадратных метров и более), может возникнуть необходимость локализовать потенциальную опасность, поддерживая отрицательное давление в зоне локализации во время восстановления и предусматривая воздушные шлюзы/зоны обеззараживания между изолированной зоной и остальная часть здания (Morey 1993a, 1993b; Департамент здравоохранения Нью-Йорка, 1993). Пыль, присутствующая до или образовавшаяся во время удаления загрязненного материала в герметичные контейнеры, должна быть собрана с помощью пылесоса с НЕРА-фильтром. Во время операций специалисты по восстановительным работам должны носить полнолицевые средства защиты органов дыхания HEPA и одноразовую защитную одежду, обувь и перчатки (New York City Department of Health, 1993). Там, где имеют дело с небольшими участками роста плесени, после соответствующего обучения может быть нанят штатный обслуживающий персонал. В таких случаях сдерживание не считается необходимым, но персонал должен носить полную защиту органов дыхания и перчатки. Во всех случаях об опасности должны быть проинформированы как обычные жильцы, так и персонал, привлекаемый для восстановительных работ. У последних не должно быть предшествующей астмы, аллергии или иммунодепрессивных расстройств (Департамент здравоохранения Нью-Йорка, 1993).

Назад