CC BY
9
Проф. С. С. РЕЧМЕНСКИЙ
К методике бактериологического исследования воздуха
Из Института обшей и коммунальной гигиены Академии медицинских наук СССР
С очевидностью установлено, что воздух является потенциальным источником как вирусных, так и бактериальных инфекций. В английской армии в течение 1917—1918 гг. зарегистрировано 108 000 случаев смерти, из них 50 000 в результате травмы, а 48 000 в результате аэрогенных инфекций. В ходе истекшей войны в английской же армии 50°/d всех зарегистрированных заболеваний относится к категории аэрогенных. Однако успехи в борьбе с аэрогенными инфекциями по сравнению с аналогичными достижениями в сфере других эпидемических заболеваний носят ограниченный характер. Естественно, что с каждым годом интерес к изучению воздушных инфекций возрастает.
Особое значение эти инфекции приобретают в замкнутых помещениях, в общежитиях, в казармах, в школах и особенно в больничной обстановке (cross-infection), что убедительно доказывается наблюдениями многочисленных исследователей (Cruickshank, Alison и Brown, Garrod, Edward, Wheeller и др.).
Последние годы создана солидная экспериментальная база для изучения аэрогенных инфекций и спроектированы рациональные методы борьбы с ними. Одновременно происходит широкая ревизия приемов индикации бактериального загрязнения воздуха.
Конструктивные особенности приборов для исследования воздуха должны находиться в полном соответствии, с природой бактериального аэропланктона. Гак, бактериальные аэросуспензии («droplet» и бакте риальная пыль) подлежат обнаружению приемами, ^снованными на принципе седиментации. Эффективность этих приемов повышается при использовании также аспирации воздуха, что допускает и количественный учет бактериальной флоры. При обнаружении мелкокапельных фаз (droplet nuclei) предпочтительнее методы, основанные на принципе адсорбции, мельчайшего дробления, или симфоннрования струи воздуха. К категории подобных способов относятся разнообразные фильтры, состоящие из коллоднйных мембран, из шлакового стекла, порошковидных веществ, нитей шелка, ваты и т. п. Для выявления мелкокапельной фазы рационально в ходе анализа использовать максимальные объемы воздуха. Наряду с конструктивными особенностями аппаратов особое значение приобретает и характер питательных сред, как, например, их селективные, ¡ингибиторные свойства, консистенция и т. п.
Имеются предложения установить показатели бактериального загрязнения воздуха 'при использовании его в процессе дыхания. В качестве подобного показателя предложен ((Gordon, Winslow, Nolte) обычный обитатель носоглотки—a-гемолитический стрептококк.■ Наличие его в атмосфере как будто может явиться показателем чрезмерного потребления воздуха в результате акта дыхания. Однако выясняется (Schneiter, Dunn), что 'характерный для этого микроба феномен позеленения кровяной среды не >может служить надежным критерием для его культу-рального распознавания, а также установлено, что а-гемолитический стрептококк весьма нестоек в атмосферных условиях и быстро погибает. Это весьма ограничивает использование a-гемолитического стрептококка для индикации загрязнения воздуха из носоглотки. В больничной обстановке в этом отношении, пожалуй, более показательным является ^-гемолитический стрептококк. Наличие его может служить прямым показателем загрязнения воздуха продуктами из очагов пораже-
ния (гной и пр.). К тому же попутное использование серологического типажа этого микроба дает возможность выявить пути его распространения, очаги его скопления (Miles и др.).
Классический метод Коха основан на принципе механической седиментации бактериальных частиц, происходящей на поверхности питательной среды.
В воздушной центрифуге Уэльса и в ее модификации Шафира струя воздуха под действием центрифужных сил «ударяется» о поверхность среды и в ходе этого процесса происходит обсеменение ее воздушной, флорой. Центрифуга Уэльса дает возможность подвергнуть анализу огромные поддающиеся учету объемы воздуха и таким образом произвести и количественный учет флоры. Эти моменты обусловливают большие преимущества центрифуги перед чашечным способом Коха. Однако в наблюдениях 'Макдональдс эти преимущества оказались не столь зна-
Рис. 1
чительными. Макдональд прибором Уэльса улавливал лишь 759/о микробной флоры, обсеменяющей воздух помещений. Phelps испытал прибор Уэльса в отношении распыленной в боксе 'бактериальной культуры п установил способность прибора улавливать лишь —1/з бактериаль ных капель искусственного аэропланктрна. *
По принципу ударного действия струи воздуха сконструированы приборы Bourdillon, Holländer, Du Buy, Reyniers. В этих аспирацион ных аппаратах можно подвергнуть анализу большие объемы воздуха и учитывать их. В щелевом аппарате Bourdillon, Lidwell, Thomas (рис. 1) струя воздуха проникает в щель, находящуюся в верхней крышке металлического ящика. Под щелью внутри самого ящика на вращающемся диске помещается' открытая чашка Петри с питательной средой. Проекция щели верхней крышки соответствует радиусу чашки, находящейся на диске. В момент изъятия пробы воздуха открытая чашка с питательной средой приходит во вращательное движение. Струя воздуха, аслирируемая через щель (насосом), равномерно обсеменяет вращающуюся поверхность среды содержащейся в ней микрофлорой. Прибор снабжен водяным манометром, дающим возможность измерять объем пропускаемого воздуха. Скорость аспирации воздуха в приборе— 1 куб.
фут в 1 минуту. Авторы испытали этот прибор для улавливания крупных и мелких бактериальных капель в условиях эксперимента и установили большую чувствительность прибора по сравнению с воздушной центрифугой. Оказалось, что при помощи центрифуги по сравнению с щелевым прибором удается обнаружить в воздухе лишь 36—45% мелких бактериальных капель. При выявлении же сверхмельчайших капель (droplet nuclei) этот процент снижается до 5—6. При использовании центрифуги возможно уловить 5% сверхмельчайших бактериальных капель, получаемых авторами в результате искусственного распыления эмульсии В. coli ца дестиллированной воде, и одновременно выявить лишь 36% мелких капель распыленной эмульсии того же микроба в сывороточном бульоне. Процент обнаруженных колоний (пылевой флоры) в воздухе бомбоубежищ и казарм при использовании центрифуги оказался 72—76 по сравнению с показателем 100, характеризующим улавливающую способность щелевого прибора. Наибольшую чувствительность щелевой аппарат обнаружил по сравнению с чашечным способом Коха. Отношение показателей чувствительности при выявле-
Рис. 2
нии капель искусственного аэрозоля из Streptococcus salivarius, характеризующее, с одной стороны, щелевой прибор, а с другой — способ Коха, лежит в пределах от 300 : 1 — 500 : 1 до 1 000 : 1 — 5 000 : 1.
Прибор Holländer, délia Vulla представляет обычную стеклянную воронку, широкое отверстие которой герметически смонтировано над поверхностью агаровой пластинки в чашке Петри. Воздух просасывается (насосом) через узкое отверстие воронки и обсеменяет флорой поверхность питательной среды. По чувствительности этот прибор уступает щелевому аппарату. При использовании прибора Голлендера удается обнаружить лишь 75% бактерий, находящихся в воздухе помещений, 45% крупных бактериальных капель искусственного аэрозоля и лишь 1,5—7% его сверхмельчайших капель.
Du Buy, Crisp сконструировали оригинальный аппарат—сито (рис. 2). Составной его частью служит продырявленная круглая пластинка-сито, имеющая 150 или 300 мелких отверстий. Пластинка-сито смонтирована в цилиндре над чашкой Петри. Струя воздуха аспирируется через мелкие отверстия (насосом) и обсеменяет флорой поверхность питательной среды. Сравнительные показатели улавливающей способности воздушной флоры прибором «сито», с одной стороны, а с другой—аппаратом Голлендера и способом Коха, таковы: в запыленном воздухе помещения обнаружено: по способу Коха—18,8 колонии, по методу Голлендера 70,4 колонии, прибором сито — 82,4 колонии. Данные анализа искусственного аэрозоля, полученного распылением кишечной палочки, таковы: способом Коха (10-минутная экспозиция) обнаружено 7,7 колонии, прибором Голлендера — 40,6 колонии и прибором сито — 50,2 колонии (сито 150 отверстий) и 77,7 колонии (сито с 300 отверстий).
Rayniers, Trexler предложили для исследования воздуха металлическую круглую коробку, над крышкой которой помещается чашка Петри
с питательной средой (рис. 3). Воздух попадает в прибор через отверстия, находящиеся в крышке цилиндрической коробки. Авторы считают, что подобная конструкция вполне может заменить центрифугу Уэльса и имеет перед ней преимущества как более дешевая. •
Действие прибора Wheeller, Foley, Jhons, а также Moulton основано на ином принципе. Воздушная флора улавливается питательной жидкостью (бульон). Через нее пропускается струя воздуха. Обсемененный питательный бульон в дальнейшем засевается на твердые среды. Прибор Уилера представляет бунзеновскую колбу (250 мл) с боковым отверстием, соединенным с насосом. Колба наполняется бульоном и в него погружаются стеклянные бусы (диаметр 5 мм, количество 200 г).
Через пробку до дна колбы пропущена стеклянная трубка с грушевидным расширением на тупом конце и мельчайшими отверстиями в нем. На бульон наслаивается пять капель масла для устранения пены в момент пропускания струи воздуха. Воздух, входящий в прибор через центральную трубку, проникает через ее мельчайшие отверстия (на конце) и подвергается дальнейшему дроблению, преодоле-
to ftow meter ала pump
a torn JЩ cnamier •
BußMing chamKr
Рис. 3
вая сопротивление поверхности бус, погруженных в бульон. Этот момент способствует задержке мельчайших бактериальных частиц (капель), а также гигроскопических пылевых частиц в жидкости прибора. Уилер доказал, что при помощи этого аппарата возможно улавливать из воздуха в 8 раз больше бактерий по сравнению с центрифугой Уэльса.
В приборе Моултона струя воздуха симфонируется над жидкостью (бульон), воспроизводя эффект пульверизации. Этим достигается более тесный контакт воздуха с жидкостью, что повышает задерживающее ее действие в отношении бактериальных частиц. Возникающий в момент пульверизации бульона туман, проходя через трубку В (рис. 4), улавливается в особом приемнике, также наполненном бульоном (Bubbling chamber).
Воздух в приборе входит в отверстие Е (рис. 4) и симфонируется в трубках D и С в атомизирующей секции прибора (Atomizing chamber).
Воздух входит в прибор со скоростью 3.4 куб. фута в 1 минуту в течение 10—15 минут. После окончания опыта бульон средней камеры смешивается с бульоном входной камеры и высевается на кровяном агаре в объемах 0,1, 0,5, 1 мл.
Прибором Моултона можно обнаружить в атмосфере 80э/о бактерий, в то время как центрифуга Уэльса вскрывает лишь 15%. Сравнительные цифровые показатели чувствительности этих приборов при обнаружении бактерий в 1 куб. футе воздуха помещений таковы: для центрифуги 9 300, для аппарата Моултона 160 000. В 1 куб. футе воздуха, искусственно обсемененного суспензией стафилококка или р-гемолити-ческого стрептококка, при использовании прибора Уилера можно выявить 46 800 бактерий, а аппаратом Моултона 53 000.
Повидимому, на основании этих данных можно допустить, .что оба прибора Уилера и Моултона имеют преимущества в чувствительности по сравнению с аппаратами, действующими по принципу «прибивания» струи воздуха к поверхности питательной среды.
Schneiter, Dunn, Cominita всесторонне изучали пригодность различных питательных сред для исследования воздуха. Они пришли к выводу, что среды должны прежде всего проявлять селективно действие в отношении так называемых требовательных (патогенных) микробов, во-вторых, оказывать задерживающий эффект в отношении сапрофитов и, в-третьих, иметь однозначный состав компонентов, обеспечивающий равноценный характер наблюдений в различных лабораториях. Им удалось установить рациональность применения различных сред в зависимости от характера воздушной флоры, а именно микробов требовательных или мало требовательных в отношении питательных субстратов. Авторы изучили многообразные среды, как, например, питательный агар с глюкозой (bacto-tryptosa), гормональный агар, среды Гар-рода и т. д. Им удалось определить оптимальное содержание агара, а именно 1,8%, в тех средах, которые используются в приборах, действующих по принципу «прибивания» струи воздуха, в частности, центрифуги Уэльса.
Для количественного учета обычной воздушной флоры авторы считают целесообразным применять' питательный агар, изготовленный на обычном мясном бульоне. Для обнаружения стрептококков они рекомендуют так называемую «основную» среду, состоящую из следующих компонентов (фирма Difco): протеозный пептон (bacto-Difco № 3)—20,0, мясной экстракт — 3,0, дрожжевой экстракт — 3,0, мальтозный экстракт—3,0, глюкоза—5,0, NaCl—8,5, агар—18,0, вода—1000,0; рН = 6,3.
Выводы
1. Приборы, сконструированные по принципу. прибивающего действия воздуха (аспирация), обладают достаточной чувствительностью для обнаружения как бактериальной пыли, так и крупных бактериальных капель (droplet).
2. Повидимому, более чувствительными и способными улавлйвать все фазы аэропланктона, включая и сверхмельчайшие капли (droplet nuclei), являются аппараты Уилера и Моултона.
3. Качество питательных сред (унификации их) для исследования разнообразной воздушной флоры, как сапрофитной, так и патогенной, приобретает большое и самостоятельное значение.
