Научная статья на тему 'Кинетика бактериального аэрозоля'

Кинетика бактериального аэрозоля Текст научной статьи по специальности «История и археология»

CC BY
64
16
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Гигиена и санитария
Scopus
ВАК
CAS
RSCI
PubMed
Область наук
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Кинетика бактериального аэрозоля»

Весьма важно установление источника инфицирования продукта, послужившего причиной заболевания. Обследование должно быть произведено на предприятии, изготовляющем мясное сырье, на транспорте (сырой и готовой продукции), в хозяйстве, снабдившем пищевое предприя-тие мясным' сырьем от больного животного, и т. д. Каждое предприятие должно быть тщательно обследовано/совместно с обслуживающим медицинским или ветеринарным персоналом в целях выявления источника инфекции и его возможной ликвидации.

В целях использования собранных на месте материалов для изучения этиологии, эпидемиологии и профилактики пищевых салмонеллезов необходимо, чтобы местные санитарные органы после тщательной разработки и систематизации материалов направляли их в соответствующие центральные или местные научно-исследовательские институты для обработки в масштабе отдельных республик и всего Советского Союза. Таковы в основном мероприятия, осуществляемые органами НКЗдрава.

Профилактика и борьба с пищевыми салмонеллезами являются одним из тех участков работы, где теснейшим образом переплетаются функции медицинских и ветеринарных органов. Для успеха борьбы необходим . теснейший контакт в работе между этими органами.

Проф. С. С. РЕЧМЕНСКИЙ

Кинетика бактериального аэрозоля

Из Центрального института усовершенствования врачей НКЗдрава СССР (Москва)

В 1897 г. Flügge наблюдал процесс распространения по воздуху патогенных микробов. Лащенков улавливал иэ воздуха капельки пульвери-зованной мокроты туберкулезного больного, и в этих капельках путем заражения морской свинки он обнаружил1 туберкулезные палочки. Аналогичные наблюдения были произведены Sticher и Reichebach. Gordon наблюдал заражение туберкулезом морских свинок, которых он помещал на расстоянии 0,5 м от туберкулезного больного в момент его кашля. Cornet и Köhlisch опытным путем установили наличие в пыли туберкулезных палочек.

Однако значение воздушного способа рассеивания микробов вскоре было преуменьшено. Neisser, Sim, Flinn и Петров считали, что необходимы слишком энергичные механические воздействия, чтобы превратить мокроту в состояние пыли и создать условия для накопления ее в воздухе. Codeas и Kirstein допускают, что мокроту можно превратить в пыль лишь по истечении 10—12-дневного ее высушивания, т. е. в тот промежуток времени, когда содержащиеся в ней палочки туберкулеза успевают погибнуть.

Sim и Flinn полагают, что капельки, содержащие палочки туберкулеза, быстро оседают и область их распространения весьма ограничена. Согласно данным Neisser, палочки дифтерии могут рассеиваться по воздуху лишь при наличии весьма сильных воздушных течений .(20 м в 1 минуту).

В последние годы для выяснения механизма воздушного рассеивания микробов использованы законы учения об аэрозолях. Основоположником учения о бактериальных аэрозолях является Trillat. Однако наблюдения Уэльса имеют, более широкую экспериментальную основу. Уэльс доказал, что в процессе распыления в- воздухе бактериальных эмульсий возникают. двоякого рода капельки. Этот факт позволяет различать две фазы в кинетике бактериального аэрозоля. В одной иэ них крупные капли

droplet, размером от 0,1 до 1 мм, в силу своей тяжести довольно быстро седиментируют на пол. Длительность пребывания в воздухе droplet зависит, от ряда условий: механизма и формирования, влажности и тем>-пературы атмосферы и т. п. По данным Уэльса, срок нахождения в воздухе droplet измеряется несколькими секундами, а дистанция рассеивания их ограничена немногими футами. Наряду с этим в аэрозоле находятся мелкие капли (droplet nuclei), размером менее 0,1 мм. В силу быстроты испарения они приобретают ничтожную весомость, что и способствует как длительному нахождению их в атмосфере, так и рассеиванию на большое пространство. Wells удалось установить, что droplet и droplet nuclei, включающие в себя стафилококки и стрептококки, могут задерживаться в воздухе до двух суток.

■Капли бактериального аэропланктона, как droplet, так и droplet nuclei, в конечном! итоге оседают на окружающие предметы и тем самым

обсеменяют их микробами. Таким путем происходит образование бактериальных «отложений», которые с некоторым приближением можно отождествить с аэрогелями.

В таком состоянии микробы подвергаются дегидратации. Чем быстрее под--сыхают капельки, тем меньше нарушений претерпевает клетка микроба. На рис. 1 схематично представлены все фазы кинетики аэрозоля.

Если в процессе .диссеминации большинства вирусов принимают участие обе фазы бактериального аэропланктона, то при рассеивании пиогенной флоры наибольшее значение приобретают droplet и бактериальный аэрогель.

Hare остроумным опытом выявил значение именно этих фаз в распространении пиогенной флоры. Оказалось, что стрептококки, извергаемые из полости рта носителем во время кашля, содержатся в крупных каплях слизи, которые довольно скоро седиментируют. Этот же автор сомневается в роли droplet nuclei в процессе рассеивания пиогенной флоры. Он также считает невероятным, чтобы зона рассеивания микробов вблизи носителя в момент ,его разговора или кашля превышала пределы 2—3 футов.

Капельки первой фазы обычно возникают во время физиологических актов — кашля, дыхания, разговора, смеха. При помощи специальной фотосъемки Turner и Marshal удалось непосредственно продемонстрировать процесс извержения подобных капелек из полости рта в момент акта чихания.

Однако droplet в наблюдениях Bourdillon, Lidwell и др. приобретают несколько большее эпидемиологическое значение. Оказалось, что они способны задерживаться в воздухе значительно дольше того срока, который необходим» для кашля и чихания. Еще W. Wells и М. Wells анализировали процесс рассеивания капелек слизи, возникающих вслед за неоднократным актом! чихания. При этом им удалось с помощью электрической центрифуги определить до 220 микробов в 1 кубическом футе воздуха. Bourdillon, Lidwell и др. изучали бактериальное обсеменение воздуха, возникающее при энергичном чихании человека, находящегося в изолированной комнате. Было установлено, что вслед за чиханием в воздух комнаты (16 кубических футов) вносится около 600 000 бактерий, причем^ 4% их остается в суспендированном состоянии в течение 30 минут. К тому же иногда, в зависимости от числа чиханий, в 10 кубиче-

ских футах воздуха комнаты через 42 минуты после чихания могут на-» ходиться до 8 ООО бактерий.

McDonald "при помощи метода Коха и электрической центрифуги Уэльса пытался уловить в воздухе droplet nuclei, состоящие из пиоген-ных микробов. Однако не исключена возможность, что он при этом регистрировал бактериальную пыль. В результате систематических и многочисленных анализов он вычислил среднее число пиогенных микробов в воздухе операционных, причем оказалось, что в 10 кубических футах воздуха находилось до 3 490 стафилококков, до 0,566 а-гемстрепто-кокков и до 0,020 — ß-гемстрептококков. Было установлено, что наибольшая концентрация микробов возникает в момент производства хирургической операции, а также большого скопления людей в операционной.

Наибольшей концентрации бактериальная пылъ достигает вблизи больного, аккумулируясь главным образом на поверхности окружающих его предметов, на полу, в белье, в одежде и т. п.

Это подтверждают наблюдения Alison, Brown, Deichert и White, обнаруживших в пыли палат присутствие стрептококков. Miles и др. зарегистрировали большое количество микробов в воздухе палаты после уборки или оправления находившихся в них коек. При этом число колоний в опытных чашках возрастало до 300—400 и более. D. Colebrook, Е. White и др. использовали серологический метод (Griffith-Lancefield), причем им удалось установить тождество типов стрептококков, находившихся как в очаге пораженной ткани больного, так и в окружающей его обстановке.

По данным Thomas, Vanden Ende и Capetown, после уборки постелей в 1 кубическом футе воздуха палаты обнаруживалось до 2 500 микробов, после же уборки одной палаты, в которой находились 9 больных с тонзиллитами, воздух наводнялся пиогенными стрептококками (до 7 000 в 1 кубическом футе). В одеялах тех же больных находилось от 0,5 до 1 млн. стрептококков. Cruickshank во время уборки постелей выделил на двух чашках из воздуха палаты до 200 колоний пиогенных стрептококков. Е. White установила зависимость процесса обсеменения стрептококками палаты от момента поступления в нее больных и от сроков пребывания последних.

В пыли помещения, белье, одежде высоковирулентные виды пиогенных микробов способны пребывать длительное время. По данным Е. White, срок нахождения жизнеспособных стрептококков в пыли комнаты после удаления из нее больных лежит в пределах 4—5 дней. Тот же автор в течение 10 недель наблюдал жизнеспособность стрептококков внутри шкафа, предварительно обсемененного бульонной культурой этих микробов. Van den Ende, Zush и Edward импрегнировали одеяло (шпрей) бульонной культурой стрептококка и определяли срок жизнеспособности последнего. В этой "обстановке стрептококки 10 дней не теряли вирулентности, и лмшь только к концу четвертой недели это свойство у них ослабело. "

Наши наблюдения касаются первой фазы бактериального аэроплаяк-тона, а также его отложения в виде бактериальной пыли. Культура ß-гемстрептококка атомизировалась в герметизированном боксе объемом 4,2 м3 при температуре 16—17°4i влажности 60—65% с помощью обычного ингалятора. Процесс распыления продолжался несколько секунд. Густота микробной эмульсии соответствовала по стандарту мутности 200 млн. микробных тел в 1 см3. Объем распыляемой эмульсии лежал в пределах 0,3—0,5 см3. В качестве жидкостей для эмульгирования были использованы дестиллированная вода, бульон, кровяная сыворотка и слюна. Анализ контамированного воздуха в боксе производился методами Коха при использовании элективной среды Гарро.

В опыте обычно применялись две чашки, которые ставились на расстоянии 1,5 м (и несколько выше) от уровня выходного отверстия ингалятора. Ингалятор помещался вне бокса, а выходная трубка его сообщалась с боксом через отверстие в последнем. Все манипуляции, связанные с монтированием чашек, периодической заменой их новыми и т. д., осуществлялись через небольшое вкно в боксе, снабженное фрлмугой. Таким образом, внутренность бокса в ходе наблюдений была в достаточной степени изолированной. Интенсивность седиментации частиц аэрозоля определялась средним количеством колоний, выросших на двух чяшках, одновременно экспонированных в течение 15 минут. Число колоний на серии подобных

чашек, последовательно экспонируемых в течение двух часов, давало возможность определить интенсивность седиментации частиц на протяжении этого срока.

Обсеменение чашек в первые lö—ЗО минут после атомизирования бактерий происходило весьма интенсивно, затем оно постепенно снижалось и совсем прекратилось к концу второго часа. Повидимому, высокая концентрация и чрезвычайная молекулярная подвижность частиц аэрозоля в начале его формирования способствуют их интенсивным и частым столкновениям. Этот момент обусловливает слияние (коагуляцию) частиц и последующую их седиментацию. По мере уменьшения концентрации частиц в воздухе процесс коагуляции замедляется и обсеменение чашек микробами почти приостанавливается. Можно допустить, что оставшиеся в замкнутом боксе мельчайшие droplet nuclei при постоянной температуре и влажности могут длительно находиться в воздухе. Присутствие в боксе droplet nuclei действительно удалось'зарегистрировать дважды по истечении 20 часов после атомизирования в нем микробов, но для этого пришлось использовать более чувствительный способ, основанный на принципе аспирации больших объемов воздуха и адсорбции частиц на коллодийных мембранах.

Метод Коха для этих целей оказался непригодным. Особенности жидкостей, послуживших для эмульгирования микробов, повлияли на

характер коагуляционной фазы аэрозоля (рис. 2). Интенсивность обсеменения чашек атомизированной эмульсией микробов,^изготовленной на де-стиллированной воде, оказалась наименьшей. С другой стороны, при распылении микробов, взвешенных в коллоидальных жидкостях (бульон, сыворотка, муцин), была обнаружена наибольшая обсемененность чашек. Повидимому, это объясняется большой весомостью частиц аэрозоля, изготовленного из коллоидальных эмульсий, и более интенсивно протекающим процессом-испарения капелек, сформировавшихся из эмульсии, на дестиллированной воде.

Были проведены опыты, имевшие целью при помощи различных аэрозолей создать более интенсивную коагуляцию первой фазы и тем самым редуцировать ее во времени. Для этого была использована струя пара, аэрозоли иэ Ol. paraffini (3%), скипидара (1%) и мыла. Эти растворы, атомизированные вслед за распылением бактериальной эмульсии, почти не отразились на течении коагуляционной ее фазы.

Частицы бактериального аэропланктона бомбардируют находящиеся в любой позиции поверхности предметов и оседают на них, превращаясь в бактериальные «отложения», а затем подвергаются дегидратации. Быстрота высыхания частиц оказывает влияние не только на жизнеспособность микробов, но и на их биологические свойства. На различных уровнях стеклянной перегородки бокса, обсемененного ß-гемстрептококком, можно было обнаружить их присутствие в жизнеспособном состоянии. Был определен срок жизнеспособности ß-гемстрептококка, атомизированного и отложившегося в виде аэрогеля на стерилизованных стеклянных пластинках. В таком состоянии этот стрептококк сохранял жизнеспособность и вирулентность (для белых мышей) на протяжении 5 дней. Однако в ходе наблюдения колонии стрептококков, получаемые из смывов со стеклянных пластинок, обнаруживали признаки диссоциации, которая выражалась в появлении на чашках мукоидных форм. Наряду с этим иногда на засеянных пластинках вырастали колонии зеленого стрептококка. Возможно, что последний является случайной примесью.

.В воздухе бокса, подвергнутого накануне обсеменению ß-гемстрептококком, его "присутствие при помощи метода Коха обнаружить не удавалоаь. Подобные опыты были многочисленны, но неизменно давали отрицатетьные результаты, несмотря на то, что чашки со средой 1'арро экспонировались длительные сроки (30—60 минут). Но одновременно с этим на стеклянных перегородках бокса можно было констатировать (путем посева) наличие довольно большого количества стрептококков, что позволило допустить прочную фиксацию бактериального аэрогеля на поверхности предметов. Это подтверждается опытами с искусственным

Рис. 2

ветром (электрический вентилятор), воспроизводимым в боксе, накануне обсемененном стрептококком.

После применения искусственного ветра на экспонированных в боксе четырех чашках была зарегистрирована лишь одна колония р-гемст(5ептококка. Аналогичные опыты ставились неоднократно, и каждый раз на чашках отмечались лишь единичные колонии стрептококка. Однако результаты опыта оказались иными, 1 когда искусственный ветер применялся в обсемененном боксе, но процессу обсеменения предшествовало запыление индиферентчым порошком (ликоподиума). Бактериальный аэрогель в таком случае формировался на подвижных пылевьи частицах, покрывавших стены бокса. После применения искусственного ветра в запыленном и последовательно обсемененном боксе на каждый из четырех экспонированных в нем чашках можно было обнаружить от 18 до 23 колоний ß-гемстрептококка. Число колоний на серии чашек, периодически помещаемых в данный бокс, постепенно снижалось и к концу второго часа оно было ничтожным.

Ресуспендирование в воздухе микробов можно было неоднократно регистрировать методом Коха, и возникновение этого процесса всякий раз было связано с движением воздуха в боксе. На рис. 3 представлена схема, характеризующая результат процесса ресуспендирования бактерий после ветровых вихрей.

Опыты с ресуспендированием микробов были проделаны также с куском шерстяной материи, предварительно им-прегнированной бульонной культурой ß-гемстрептококка. Обработанная таким способом ткань в течение ночи подсушивалась при 37°, а затем энергично встряхивалась в «очищенном» боксе. Вслед за этой манипуляцией на чашках, помещаемых в бокс, а затем инкубированных, можно было обнаружить многочисленные колонии ß-гемстрептококка. Повидимому, подвижный характер бактериального аэрогеля обусловлен наличием мельчайших шерстяных ворсинок и случайными пылевыми частицами в куске материи.

Принципы деконтаминации вдздуха сводятся к интенсификации коа-гуляционного процесса частиц аэрозоля, далее — к прочной фиксации их на окружающих предметах и, наконец, к уничтожению самих микробов в частицах.

Наиболее эффективным и универсальным способом, освобождающим воздух от всех фаз бактериального аэропланктона, является вентиляция • помещения. Одновременно для этих целей были использованы другие приемы.

- Bourdillon, Lidwell и Lovebook в течение 3—4 минут инактивировали первую фазу аэрозоля при помощи шпрея из 1% Natr. hypochlorit. в количестве 2,1 м' на 1 ООО кубических футов воздуха. Рационально сконструированные маски блокируют эту же фазу аэрозоля в момент ее возникновения.

Большие затруднения встречаются при обезвреживании воздуха, содержащего устойчивые droplet nuclei. Для этого были использованы световые барьеры из ультрафиолетовых лучей. Эффективность их получила экспериментальную оценку в опытах W. Wells, M.Wells, Mudd и др. Бактерицидными свойствами в отношении dronlet nuclei обладают некоторые химические вещества, применяемые в виде аэрозолей: 5—10°/о гексил-резорцина в пропилен-гликоле, препараты Milton, Aeryl, С2 и др. Во всяком случае методам инактивации в воздухе droplet nuclei посвящены многочисленные работы (Trillat, Wells и Wells, Pulvertaft, Walker, Finn, Powell, Twert, Backer, Shepherd, Finn и Powell).

Меньше затруднений возникает- при устранении из воздуха бактериальной пыли, которая весьма неустойчива и к тому же гигроскопична.

Van den Ende, Lush, 6dward, Van den Ende и Spooner и др. предлагают для этого методы «орошения» воздуха, «прибивания» пыли и ее «приклеивания». Для протирания полов в качестве приклеивающего вещества они применяют веретенное мас-

Гигйена и санитария, № 1—2 —^—

Рис. 3

ло, известное в нашей промышленности под названием «велосита». При помощи этих приемов удается снизить на 90—100»/« бактериальное обсеменение воздуха, возникающее во время уборки помещения.

В наших опытах пульверизация в воздухе растворов 1% скипидара и 1% Ol. paraffini вела к быстрой седиментации бактериальной пыли (регистрация методом Коха). Если этот процесс происходил в боксе, стены и пол которого предварительно «промасливались» 01. paraffini, то ресус-пендирования бактериальной пыли под влиянием ветровых вихрей не происходило.

Выводы

Бактериальный аэрозоль имеет двуфазный характер. В течение первой фазы преобладает процесс коагуляции частиц в силу энергичного молекулярного движения их и большой концентрации в момент возникновения. Благодаря этому частицы первой фазы усиленно седиментируют.

При помощи метода Коха удается регистрировать поведение первой фазы бактериального аэрозоля. Длительность коагуляционной фазы в созданных экспериментальных условиях была в пределах Р/г—2 часов. В этом интервале времени число седиментирующих частиц постепенно уменьшалось. Седиментация происходила как на вертикальных, так и на горизонтальных поверхностях предметов. Частицы аэрозоля, оседавшие на поверхности предметов (стекло), довольно прочно фиксировались на них. Первая фаза аэрозоля обладает относительной устойчивостью. Частицы второй фазы бактериального аэрозоля — droplet nuclei обладают значительной устойчивостью и способны долго удерживаться в воздухе (в нашем опыте—20 часов). Регистрацию этой фазы аэрозоля необходимо производить более чувствительными методами (аспирационный, ад-) сорбционный и т. д.). Инактивирующее действие в отношении этой фазы' аэрозоля оказывают ультрафиолетовые лучи, озон и некоторые химические вещества, применяемые в форме аэрозолей.

Бактериальный аэрогель. Процесс суспендированная бактериального аэрогеля возникает благодаря воздушным течениям. Аэрогель, отложившийся на пылевых частицах, легко увлекается с предметов воздушным течением. Частицы же аэрогеля, сформировавшиеся на поверхности предметов (стекло), более прочно удерживаются на них и противостоят воздушному току. Длительность пребывания в ' атмосфере «бактериальной» пыли в значительной мере зависит от наличия и интенсивности воздушных течений, а также от температуры и влажности воздуха.

Бактериальная пыль в замкнутых помещениях без наличия воздушных течений медленно оседает на открытых (главным образом горизонтальных) поверхностях предметов и в наибольшем количестве концентрируется на полу. Наводнение воздуха этой пылью может происходить неоднократно при каждом ветровом вихре. Для регистрации суспендированной бактериальной пыли пригоден способ Коха, однако необходимо при этом строго учитывать режим воздуха помещения, который подлежит анализу.

Жизнеспособность p-гемстрептококка в частицах аэрогеля на поверхности стеклянных пластинок изучалась на протяжении 5 дней, при воздействии шпрея различных растворов (Ol. paraffini, скипидар) бактериальная пыль быстро седиментирует. Бактериальная пыль, осевшая на овлажненные и особенно «промасленные» предметы, способна прочно удерживаться на них и противостоять воздушным' течениям.. В качестве мероприятия по борьбе с бактериальной пылью в госпиталях, помимо вентиляции, необходимо-использовать орошение (шпрей) воздуха, белья, одежды, а также протирание полов веретенным маслом>.

В процессе диссеминации пиогенной флоры особое значение приобретают первая фаза аэрозоля и бактериальная пыль. В ходе же распространения некоторых вирусных инфекций, наряду с первой фазой, имеют большое значение droplet nuclei.

Характер бактериологического метода исследования воздуха должен определяться особенностями и состоянием различных фаз в сложной кинетике бактериального аэропланктона.

В. С. ЧЕТВЕРИКОВ

Санитарное дело в СССР за время первых

двух лет войны1,

■ 4 4. Работа коммунальной госсанинспекции в условиях военного времени

Санитарное обслуживание эвакуированного населения. Общежития. С половины 1941 г. началась эвакуация населения на восток из прифронтовых районов. Эвакуируемые непрерывно передвигались небольшими группам«, а временами в массовом порядке.

Железнодорожный и водный транспорт обслуживал в основном армию и, понятно, не мог обслуживать эвакуируемых. На крупных станциях скоплялось много народа, ожидавшего посадки в вагоны. Вокзальные помещения и( вагоны оказались переполненными, переезды затянулись. Отсутствие санитарной обработки вело к загрязнению пассажиров, развитию среди них педикулеза и опасности появления сыпного тифа. Прибывающее на места эвакуированное население вливалось в города и в значительном количестве направлялось в сельские населенные пункты. Особенно осложнилось положение в конце 1941 г., когда перевозка населения по железным дорогам чрезвычайно затруднилась, а сообщение по воде прекратилось.

В связи с эвакуацией на восток быстро и резко выросло количество населения в восточных областях СССР. Огромный прирост жителей вызвал на местах переуплотнение жилого фонда, недостаток воды и т. д. Для работы в шахтах и на дрово-лесо-торфоразработках начали привлекать в массовых масштабах трудоармейцев, мобилизованных на трудовой фронт, и учащихся. Если учесть еще переброски мобилизованных в Красную Армию, то станет ясно, что все население страны пришло в большое движение.

В 1942 г. передвижение значительных масс населения продолжалось. По железным и грунтовым дорогам, прошло много завербованных на трудовой фронт и сельскохозяйственные работы. Но все же это передвижение по сравнению с предыдущим' годом намного уменьшилось и приобрело плановый характер.

Все это требовало немедленной организации санитарно-профилакти-ческого контроля за посадкой пассажиров в вагоны, в пути их следования и в местах высадки.

Уже 30.VI.1941 т. НКЗдрав СССР утвердил положение о медико-санитарном обслуживании гражданского населения, эвакуированного из угрожаемых районов. Эвакуация населения на восток, в Сибирь и Среднеазиатские республики из Украины, Белоруссии и прифронтовых районов РСФСР потребовала активного участия госсанинспекции на местах в

1 Начало статьи помещено в №10, 1У43 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.