Аэроэкология воздуха внутри помещений со сплит-системами Текст научной статьи по специальности «Прочие социальные науки»

УДК 579.26; 574.2

DOI: 10.24411/1816-1863-2020-12077

АЭРОЭКОЛОГИЯ ВОЗДУХА ВНУТРИ ПОМЕЩЕНИЙ СО СПЛИТ-СИСТЕМАМИ

И. Н. Лыков, д.б.н, профессор, научный руководитель Института естествознания Калужского государственного университета им. К. Э. Циолковского, linprof47@yandex.ru, Калуга, Россия, С. А. Кусачева, к.б.н, доцент кафедры экологии и промышленной безопасности, Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана, Safronova2@mail.ru, Калуга, Россия

Качество воздуха в помещениях становится все более важной проблемой для общественного здравоохранения. Использование для этих целей систем кондиционирования воздуха (сплит-систем) в России неуклонно растет, но системы кондиционирования воздуха могут быть загрязнены м икроорганизмами, которые являются одним из наиболее важных источников загрязнения воздуха внутри помещений и одним из факторов, способствующих «синдрому больного помещения». Биоаэрозоли в воздухе помещений, содержащие грибки, бактерии и вирусы могут вызывать аллергические и инфекционные заболевания. Целью настоящего исследования явилась оценка уровня бактериального и грибкового загрязнения элементов сплит-системы и воздуха кондиционированных помещений. Метод исследования включал количественный учет микроорганизмов на поверхностях фильтров сплит-систем и в воздухе университетских аудиторий. Установлено, что после часовой работы кондиционера количество микроорганизмов в воздухе уменьшилось на 41,4 %. При этом микробный пейзаж изменялся в сторону увеличения процентного соотношения плесневых грибов, среди которых доминировали представители родов Aspergillus (Aspergillus niger, Aspergillus flavus, Aspergillus fumigatus, Aspergillus ochraceus и Aspergillus versicolor), Penicillium (Penicillium aurantiogriseum, Penicillium viridicatum, Penicillium chrysogenum, Penicillium citrinum) и Trichoderma. Характерной особенностью биоаэрозолей воздушной среды учебных аудиторий является присутствие большого количества кокковых микроорганизмов.

Indoor air quality is an increasingly important public health issue. The use for these purposes of air conditioning systems (split systems) in Russia is growing steadily. But air conditioning systems can be contaminated with microorganisms, which are one of the most important sources of indoor air pollution and one of the factors contributing to the "sick room syndrome". Bioaerosols in indoor air containing fungi, bacteria and viruses can cause allergic and infectious diseases. Therefore, the aim of this study was to assess the level of bacterial and fungal contamination of the elements of the split system and air in air-conditioned rooms. The research method included the quantitative accounting of microorganisms on the surfaces of split-system filters and in the air of university classrooms. It was found that after an hour operation of the air conditioner, the number of microorganisms in the air decreased by 41.4 %. At the same time, the microbial landscape changed in the direction of increasing the percentage ratio of molds, among which representatives of the genera Aspergillus (Aspergillus niger, Aspergillus flavus, Aspergillus fumigatus, Aspergillus ochraceus and Aspergillus versicolor), Penicillium (Penicillium aurantiogriseum, Penicillium viridicatum, Penicillium chrysogenum) and Trichoderma. A characteristic feature of bioaerosols in the air of classrooms is the presence of a large number of coccal microorganisms.

Ключевые слова: сплит-системы, воздух, аудитории, микроорганизмы.

Keywords: split systems, air, microorganisms, pollution.

О»

О

О -1 X х

CD

Г)

О

б

а>

ы

О ^

0 Г)

1

о

Г)

Г) -I

тз

о

-I

а>

О-

Г> -I 03

О

О ТЗ О Ш

Г)

О

X

о

ы ш

Г) -I

оз О

Введение

Поскольку люди проводят значительное количество времени на работе или д ома, качество воздуха в помещении играет важную роль в общем состоянии их здоровья. Для многих людей риски для здоровья от воздействия загрязненного воздуха внутри помещений могут быть выше, чем риски, связанные с загрязнением воздуха на открытом воздухе. В частности, плохое качество воздуха внутри помещений может провоцировать появление ри-

нита, бронхита, фарингита, пневмонии, конъюнктивита и кератита. Если у 20 % или более человек присутствуют вышеупомянутые симптомы, это может рассматриваться как «синдром больного помещения». Этот синдром негативно сказывается на самочувствии людей, увеличивает число невыходов на работу по болезни и снижает производительность труда работников [1—3].

Среди факторов, которые влияют на качество воздушной среды внутри помещений, важную роль играет кондицио-

77

о

m

I-

U

IK

m О X

О ^

и a

О ¡^

О

о

m

U

CD

IX

О

I-

и

и о

X

и о

с

о

со ф

vo

О ^

и ш

т s

о Ст)

78

нирование воздуха. Кондиционеры, или сплит-системы широко используются в домах, офисах и производственных помещениях. Целью систем кондиционирования воздуха является обеспечение ч еловека более комфортной обстановкой. В процессе своей работы кондиционер ежедневно пропускает через себя огромное количество неочищенного воздуха, в котором содержится множество мелкодисперсных частиц в виде пыли и биоаэрозолей. Все это постепенно накапливается в фильтре прибора. Накопление пыли в сочетании с влажностью, особенно в нижней части охлаждающего оборудования, приводит к размножению микроорганизмов. Этому способствуют оптимальная температура и повышенная влажность в различных частях сплит-системы [4, 5].

Кондиционер, циркулируя воздух, разносит микроорганизмы по всему рабочему помещению [6]. Присутствие бактерий в воздухе помещений представляет серьезную проблему с точки зрения охраны здоровья и окружающей среды. Повышенная концентрация микроорганизмов в воздухе может вызывать целый спектр заболеваний, особенно дыхательных путей, которые трудно диагностировать и лечить [7—9]. Это определяет актуальность проблемы.

Методы исследования

Количественный учет микроорганизмов (колониеобразующие единицы — КОЕ) на поверхностях фильтров сплит-систем и в воздухе проводили в соответствии с Методическими указаниями МУК 4.2.2942—11 [10]. Ключевыми точками для отбора проб воздуха были университетские аудитории. Пробы воздуха отбирали до включения кондиционера и после часовой работы с помощью аспиратора ПУ-1Б для автоматического отбора проб биологических аэрозолей.

Таксономическую идентификацию плесневых грибов проводили с учетом морфологических характеристик вегетативного мицелия и репродуктивных структур.

Статистическую обработку результатов исследования проводили с использованием классических методов математической статистики и табличного процессора Microsoft Excel.

Результаты и обсуждение

Исследования показали, что воздух в аудиториях университета загрязнен бактериями и плесневыми грибами. Через 30 минут после включения кондиционера общее количество микроорганизмов в воздухе уменьшилось на 34,5 %. В дальнейшем, после часовой работы кондиционера, количество микроорганизмов в воздухе уменьшилось на 41,4 % от исходного (рис. 1). Грамотрицательные и грамполо-жительные бактерии составляли 56,9 и 43,1 % соответственно.

Характерной особенностью микробиологического пейзажа воздушной среды аудиторий университета является присутствие большого количества кокковых микроорганизмов (рис. 2).

Наряду с общим уменьшением количества микроорганизмов в воздухе университетских аудиторий после кондицио-

Исходное

Через 30 мин

Через 60 мин

-■-Без кондиционирования -*-С кондиционированием

Рис. 1. Микробное загрязнение воздушной среды университетских аудиторий

Бациллы Кокки

Плесневые грибы

Рис. 2. Микробиологический пейзаж воздушной среды аудиторий университета

ITT! Бациллы ^ Кокки Щ Плесневые грибы

Рис. 3. Изменение микробного пейзажа атмосферы университетских аудиторий после кондиционирования

нирования наблюдалось изменение микробного пейзажа в сторону увеличения процентного соотношения плесневых грибов и кокковых м икроорганизмов (рис. 3).

Среди плесневых грибов доминировали представители родов Aspergillus (Aspergillus niger, Aspergillus flavus, Aspergillus fu-migatus, Aspergillus ochraceus и Aspergillus versicolor), Penicillium (Penicillium aurantio-griseum, Penicillium viridicatum, Penicillium chrysogenum, Penicillium citrinum) и Tricho-derma.

Источником стрептококков и стафилококков, обнаруженных в кондиционерах, по всей видимости, являются студенты. В пользу этого утверждения свидетельствует присутствие в кондиционированном воздухе представителей рода Veillonella, обитающих в слюне.

Грибы и бактерии широко распространены на поверхности фильтров сплит-систем для кондиционирования воздуха. Этому способствует конденсация воды, уве-

личение относительной влажности и температуры в кондиционере, периодическое включение и выключение кондиционеров в течение д ня. Чаще всего в пылевой фракции фильтров присутствовали плесневые грибы рода Aspergillus (в 59,7 % случаев). Среди них идентифицированы Aspergillus niger, Aspergillus flavus и Aspergillus versicolor. В 47,8 % случаев на поверхности фильтров присутствовали пенициллы (Penicillium aurantiogriseum, Penicillium viridicatum, Penicillium chrysogenum, Penicillium citrinum). Эти плесневые грибы активно размножаются на фильтрах сплит-систем с последующим выбросом в отфильтрованный воздух.

Значительно реже (7,5 %) на поверхности фильтров присутствовали Cladospo-rium, Fusarium и Rhizopus.

Выводы

1. Проведенные исследования свидетельствуют о снижении общего количества микроорганизмов в воздухе учебных аудиторий через 30 минут после включения кондиционера.

2. Биоаэрозоли воздушной среды аудиторий университета характеризуются присутствием большого количества плесневых грибов и кокковых микроорганизмов.

3. Изменение состава биоаэрозолей после кондиционирования за счет увеличения процентного соотношения плесневых грибов и кокковых микроорганизмов свидетельствует о высоком риске загрязнения атмосферы учебных аудиторий условно-патогенной микрофлорой.

4. Для предупреждения загрязнения воздушной среды микрофлорой, колонизирующей сплит-системы, необходима профилактическая очистка кондиционера в сроки, рекомендованные производителем с учетом частоты использования.

О»

О

О -1 X х

CD

Г)

О

б

а>

ы

О ^

0 Г)

1

о

Г)

Г) -I

тз

о

-I

а>

О-

Г> -I 03

О

О ТЗ О Ш

Г)

О

X

о

ы ш

Г) -I

оз О

Библиографический список

2.

Joshi S. M. The sick building syndrome // Indian J. Occup. Environ. Med. 2008. — Vol. 12(2). — P. 61—64, doi:10.4103/0019-5278.43262

Cincinelli A., Martellini T. Indoor Air Quality and Health // Int. J. Environ. Res. Public. Health. — 2017. — Vol. 14(11). — P. 1286—1291, doi:10.3390/ijerph1 4111286

Kurti S. P., Kurti A. N., Emerson S. R. et al. Household Air Pollution Exposure and Influence of Lifestyle on Respiratory Health and Lung Function in Belizean Adults and Children: A Field Study // Int. J. Environ. Res. Public Health. — 2016. — Vol. 13. — P. 643. doi: 10.3390/ijerph13070643. Козуля С. В. Роль сплит-систем в загрязнении воздуха помещений дрожжеподобными и плесневыми грибами // Таврический медико-биологический вестник. — 2013. — 16. — № 3. — Ч. 3 (63). — С. 52—54.

79

1.

5. Акименко В. Я., Харченко С. А., Козуля С. В. Сплит-системы как источник бактериального за-ö грязнения воздуха // Гигиена населенных мест. — 2014. — № 64. — С. 51—55.

¡3 6. Bakker A., Siegel J. A., Mendell M. J., Peccia J. Building and environmental factors that influence bac-

terial and fungal loading on air conditioning cooling coils // Indoor air. — 2018. — 28: 5. — P. 689—696.

g 7. Gide Anas, David Sunday Aligbe, Gide Suleiman et al. Studies on Microorganisms Associated with Air-

X Conditioned Environments // Journal of Environmental Science, Toxicology and Food Technology. —

О 2016. — 10: 7. — P. 16—18, doi: 10.9790/2402-1007011618

О 8. Claudia R., Jose Roberto, Terezinha Inez, Ulisses A., Galdino A. Studies on fungal and bacterial popu-

u lation of airconditioned environments // Braz. Arch. Biol. Technol. — 2004. — V. 47. — C. 827—835.

О 9. Лыков И. Н., Шестакова Г. А. Микроорганизмы: Биология и экология. — Калуга. Изд-во

^ «СерНа». — 2014. — 451 с.

1- 10. Методы санитарно-бактериологических исследований объектов окружающей среды, воздуха и

О m

U

Ф

СТ)

контроля стерильности в лечебных организациях. — Методические указания МУК 4.2.2942-11.

AEROECOLOGY OF THE INDOOR SPACES WITH SPLIT SYSTEMS

References

1. Joshi S. M. The sick building syndrome // Indian J. Occup. Environ. Med. 2008. Vol. 12(2). P. 61—64,

x

^ I. N. Lykov, Ph.D. (Biology) Dr. Habil, Professor, scientific director of the Institute

u of Natural Kaluga State University named after K. E. Tsiolkovsky, linprof47@yandex.ru,

£ Kaluga, Russia,

o S. A. Kusacheva, Ph.D. (Biology), assoc. professor of the Department of Ecology and Industrial

u Safety, Moscow State Technical University named after N. E. Bauman, Safronova2@mail.ru,

c Kaluga, Russia o

m CD VO w D

® doi:10.4103/0019-5278.43262

x 2. Cincinelli A., Martellini T. Indoor Air Quality and Health // Int. J. Environ. Res. Public. Health. 2017.

O Vol. 14(11). P. 1286—1291, doi:10.3390/ijerph1 4111286

O 3. Kurti S. P., Kurti A. N., Emerson S. R. et al. Household Air Pollution Exposure and Influence of Lifestyle

on Respiratory Health and Lung Function in Belizean Adults and Children: A Field Study // Int. J. Environ. Res. Public Health. 2016. Vol. 13. P. 643, doi: 10.3390/ijerph13070643.

4. Kozulya S. V. Rol split-sistem v zagryaznenii vozduha pomeshenij drozhzhepodobnymi i plesnevymi gribami [The role of split systems in indoor air pollution by yeast-like and mold fungi] // Tavricheskij mediko-biologicheskij vestnik. 2013. 16. No. 3. Part 3 (63). P. 52—54 [in Russian].

5. Akimenko V. Ya., Harchenko S. A., Kozulya S. V. Split-sistemy kak istochnik bakterialnogo zagryazneniya vozduha [Split systems as a source of bacterial air pollution] // Gigiena naselennyh mest. 2014. No. 64. P. 51—55 [in Russian].

6. Bakker A., Siegel J. A., Mendell M. J., Peccia J. Building and environmental factors that influence bacterial and fungal loading on air conditioning cooling coils // Indoor air. 2018. V. 28. Iss. 5. P. 689—696.

7. Gide Anas, David Sunday Aligbe, Gide Suleiman et al. Studies on Microorganisms Associated with Air-Conditioned Environments // Journal of Environmental Science, Toxicology and Food Technology. 2016. Vol. 10. Iss. 7. P. 16—18, doi: 10.9790/2402-1007011618

8. Claudia R., Jose Roberto, Terezinha Inez, Ulisses A., Galdino A. Studies on fungal and bacterial population of airconditioned environments // Braz. Arch. Biol. Technol. 2004. Vol. 47. P. 827—835.

9. Lykov I. N., Shestakova G. A. Mikroorganizmy: Biologiya i ekologiya [Microorganisms: Biology and Ecology]. Kaluga. SerNa Publishing House. 2014. 451 p. [in Russian].

10. Metody sanitarno-bakteriologicheskih issledovanij obektov okruzhayushej sredy, vozduha i kontrolya sterilnos-ti v lechebnyh organizaciyah [Methods of sanitary and bacteriological studies of environmental objects, air and sterility control in medical organizations]. Metodicheskie ukazaniya MUK 4.2.2942-11 [in Russian].

80