CC BY
8
НАРОДНЫЙ КОМИССАРИАТ ЗДРАВООХРАНЕНИЯ СССР
ГИГИЕНА И САНИТАРИЯ
Отв. редактор А. Я■ КУЗНЕЦОВ, зам. отв. редактора А. Н. СЫСИН Члены редколлегии: Н. А. БАРАЧ, Ф. Е. БУДАГЯН, Н. П. КОМИССАРОВ .4. В. МОЛЬКОВ, Н. А. СЕМАШКО, 3. Б. СМЕЛЯНСКИЙ, Т. Я. ТКАЧЕ Отв. секретари: Р. М. БРЕЙ НИ НА, Ц. Д. ПИК
1944 < 9-й ГОД ИЗДАНИЯ Ууо 7—8
Wtr
S
f Ай
А. И. ШАФ*
С С О
Рационализация и эффективность центрифужного метода бактериологического
анализа воздуха
Из кафедры общей гигиены Военно-морской медицинской академии
В 1939 г. автором был сконструирован прибор для микробиологического исследования воздуха центрифужным методом, впервые описанный в 1941 г. Оригинальный по устройству и оправдавший себя на практике, этот прибор основан на том же принципе, что и «воздушная центрифуга» Уэльса (W. F. Wells), предложенная в 1933 г.
Центрифуга Уэльса и прибор автора, приводимые в действие моторами, могли применяться только в помещениях, где имеется электрический ток. Чтобы упростить изготовление аппаратуры для бактериологического анализа воздуха центрифужным методом, получившим широкое признание за рубежом, и расширить практическое использование данного метода, автором сконструирован прибор с ручным приводом (рис. 1). Он установлен на несколько более широкой подставке, чем прибор с электродвигателем, и фиксирован на корпусе с червячной передачей от обычной лабораторной четырехгнездной ручной центрифуги. Рядом с этим корпусом на подставке помещается стойка ручного привода. К корпусу и стойке приделаны шкивы с желобами, на которые надет круглый ремень. Вращается прибор очень легко. Эффективность его не уступает аналогичному прибору автора с электродвигателем.
К валу центрифуги прикреплен металлический стакан В, который вращается со скоростью 3 ООО об/мин. В стакан помещается стерильный стеклянный цилиндр с питательной средой D. Под основанием металлического стакана находится улитка центробежного вентилятора I, ротор которого состоит из 12 лопастей. Назначением вентилятора является отсос воздуха из пространства, ограниченного съемным герметическим кожухом Е. На место удаляемого воздуха через наружное отверстие воздухопроводящей трубки А входит исследуемый воздух. Количество его точно учитывается с помощью микроманометра с постоянным углом наклона трубки в 30°. Микроманометр соединен с воздухопроводящей трубкой, которая снабжена для этого у входного отверстия специальным штуцером Н.
Регулирование количества вводимого в цилиндр воздуха легко осуществляется благодаря простым приспособлениям типа задвижек на -крышке кожуха. На схеме показано только одно такое приспособле-
ги?«м<0** ' -
boo о
1
¡:ие Г; и последних моделях приборов с моторг.ми и ручными приво дами для облегчения регулировки предусмотрено три задвижки. Величина отверстий на крышке кожуха поворотами задвижек может произвольно изменяться. Создаваемое работой центробежного вентилятора разрежение среды внутри кожуха компенсируется за счет воздуха, входящего в прибор по осевой воздухопроводящей трубке и через отверстия регуляторов.
Рис. 1. Схема устройства прибора Шафира с ручным приводом для микробиологического анализа воздуха. 1 4 А—воздухопроводещая трубка; В — металлический станок; Д — цилиндр с питательной средий; ¿—герметический кожух из эбонита; Г — регулятор количества засасываемого воздуха; Н — штуцер для соединения воздухог роводящей трубки с микроманометром; 1 — улитка вентилятора; К—отве) стие для выхлопного воздуха; М— корпус ручной центрифуги; О, К— шкивы с желобами для ременной передачи;
Р — стойка ручього привода; Л — ручка
Прибор с ручным приводом (как и с электродвигателем) очень портативен, а вес его вместе с вспомогательным! оснащением! (см. ниже) около 9 кг. Габаритные размеры деревянного футляра, в который заключен прибор, невелики.
Стеклянными деталями к прибору, требующими стерилизации, являются цилиндры для посева воздуха и воздухопроводящая трубка. Изображение стеклянных деталей и положение, занимаемое ими при работе прибора, даны на рис. 2.
Для бесперебойной работы прибора к нему должен быть приложен комплект*, из двух-трех дюжин цилиндров и четырех-пяти воздухопро-водящих трубок.
Весьма важной функциональной частью прибора является микроманометр. В качестве индикаторной жидкости для него применялся керосин, окрашенный алканной. Тарировка микроманометра производится в зависимости от калибра воздухопроводящих трубок. Изготовить эти трубки совершенно одинакового калибра трудно. Так как они оказываются практически разными, возникает необходимость в градуировке микроманометра применительно к трубкам прибора. Задача эта не является сложной и решается согласно схеме, изображенной на рис. 3.
На трубку !:^ред пылесосом надевается зажим Гофмана. При включении в электрическую сеть пылесоса с помощью этого зажима меняется расход воздуха через воздухопроводящую трубку и производится одновременный отсчет по реометру и микроманометру. На последнем заблаговременно подготовляется шкала для отметок. Предположим, что по реометру расход воздуха составляет 10 л/мин.; такая же отметка черточкой по мениску индикаторной жидкости обозначается на шкале микроманометра. Последний совершенно достаточно отградуировать в пределах от 5 до 40 л/мин. На шкале легко умещаются характеристики 6—7 воздухопроводящих трубок, что вполне достаточно для одного прибора.
Пользование прибором, как и устройство его, весьма просто. Зарядка прибора производится следующим образом. Снимается кожух вместе с закрепляемой в нем воздухопроводящей трубкой, а в метал-
лический стакан вставляется стеклянный цилиндр. Затем в цилиндр наливается 20—25 мл предварительно расплавленной и несколько охлажденной 1 питательной среды, после чего при включенном в сеть моторе кожух вновь устанавливается на свое место. Зарядка отнимает не более 30—40 секунд. Сразу же после включения мотора жидкая питательная среда, благодаря вращению цилиндра, поднимается кверху, распределяясь слоем около 1,5 мм толщиной по внутренней поверхности цилиндра. Площадь этой поверхности равняется 195 см2 при высоте цилиндра в 170 мм и диаметре в 40 мм. Выбрасыванию жиДкой питательной среды из цилиндра в первые моменты работы прибора препятствует имеющееся на цилиндре небольшое верхнее сужение. Входящий при работе прибора через осевую трубку воздух, вследствие трения о внутреннюю поверхность стеклянного цилиндра с питательной средой, получает вращательное движение. Образующаяся при этом центробежная сила отбрасывает аэрозоли, в том числе микроорганизмы, к быстро застывающей липкой поверхности питательной среды, покрывающей стенки стеклянного цилиндра. Продолжительность работы прибора обусловливается содержанием микробов в воздухе: при меньшей обсемененности требуется прососать через прибор большие объемы воздуха и наоборот. В среднем прибор работает 10 минут, причем за это время может быть пропущено до 500 л воздуха. В своих исследова-
1 Большого охлаждения, например, до 45°, как это делается при анализе водь1,
не требуется, так как агар чрезвычайно быстро остывает в самом цилиндре под воздействием сильной воздушной струи.
Рис. 2. Стеклянные детали к прибору Шафира.
] — воздухопроводящая трубка; 2—цилиндр; 3 -положе ие деталей 1 я 2 при работе
Рис. 3. Схема тар, ривки микроманометра к прибору Шафира^
прибора
ниях автор придерживался стандартных условий, пропуская через прибор в течение 10 минут 250 л воздуха.
По окончании опыта стеклянный цилиндр вынимают из прибора, устанавливают в термостат кверху дном и подсушивают, после чего цилиндр закрывают пробкой. Выращивание воздушной микрофлоры в термостате производилось автором в течение двух суток при различных температурах (22° и 37°) в зависимости от условий опытов. При этом колонии хорошо развивались и были вполне доступны для изучения.
Колонии микробов в цилиндрах обычно распределяются достаточно равномерно, хотя несомненно, что в нижней части цилиндров, в особенности у дна, формируется несколько больше колоний, чем в верхних отрезках. Избыточное количество конденсационной влаги внутри цилиндра может иногда повлечь за собой зарастание отдельных участков питательной среды, что мешает подсчету выросших колоний. Для предотвращения этого явления, помимо подсушки после опытов цилиндров, успешно использовались следующие простые методические приемы: агар применялся повышенной концентрации (4—5°/0), а цилиндры до их заполнения питательной средой предварительно подогревались над пламенем спиртовки.
Для количественного учета воздушной микрофлоры применялся, как уже было упомянуто, 4—5«/. мясо-пептонный агар. При производстве качественного анализа микрофлоры воздуха использовались диференциальные питательные среды на присутствие, например, зеленеющего и гемолитического стрептококка (обычные обитатели носоглотки, которые могут рассматриваться как микробы, показатели загрязнения воздуха)— кровяной агар или среда Геррода, представляющая собой тот же кровяной агар с генцианвиолетом в количестве 1:500090, для изучения избирательного роста плесеней — среда Чапека и т. д.
При небольшом количестве (до 200—300) выросших колоний они подсчитываются полностью. При большом количестве колоний целесообразно пользоваться особым кольцевым шаблоном (рис. 4). В 13—14 квадратах: («окошечках») шаблона с противоположных сторон цилиндра сосчитывается количество колоний и выводится среднее содержание их в 1 см2. Площадь каждого окошечка равняется 4 см2. Количество колоний в 1 см2 умножают на площадь внутренней поверхности цилиндра. Полученное произведение определяет количество микроорганизмов в 250 л воздуха, которое затем приводится к 1 м3.
Отдельные интересующие исследователя колонии могут быть извлечены петлей из цилиндра и высеяны на косой агар или на чашку Петри для дальнейшего изучения.
Если исследования производились вне пределов лаборатории, все необходимое для работы оснащение, кроме прибора, помещалось в особый саквояж, где в специальных гнездах укладывались бутыль-термос с расплавленной питательной средой, микроманометр, стерильные осевые воздухойроводящие трубки, стерильные стеклянные цилиндры и спиртовка.
Внимательный разбор микробиологических исследований воздуха, выполненных с помощью центрифуги Уэльса иностранными авторами, и изучение подробного проспекта фирмы Фишер в Питсбурге (США), изготовляющей аппараты Уэльса, позволили отметить ряд преимуществ приборов автора с электродвигателем и 'с ручным приводом, которые
Рис. 4. Кольцевой шаблон для подсчета числа колоний на центрифужных цилиндрах
были уже охарактеризованы в наших прежних работаха также в неопубликованном труде2.
Как показывают опыты учета проскока микроорганизмов из приборов автора, среднее количество микробов в выхлопном воздухе по сравнению с исследуемым воздухом равняется всего 14,5%, причем колебания этого показателя очень небольшие: от 11,4 до 17,2°/о. Таким образом, в приборах автора (с электродвигателем и с ручным приводом) в среднем оседает на стенках цилиндров свыше 85% всех микробов, содержащихся в данном объеме воздуха.
Стабильность результатов бактериологического анализа воздуха с помощью приборов автора, а также относительная полнота задержки микроорганизмов, свойственная центрифужному методу, хорошо сказались в опытах, где данный способ сравнивался с наиболее употребительными в СССР методами: седиментационным (по Коху) Ц аспира-ционным (по Дьяконову).
В учебной лаборатории кафедры удобно было проследить при систематических анализах воздуха не только динамику количественного содержания микробов до и после занятий, но и сезонные колебания обсемененности воздуха.
Рассмотрение результатов исследования воздуха по трем методам с большой наглядностью свидетельствует о том, что лучше других реагирует на известные закономерности в количественном содержании микробов в воздухе центрифужный метод (неизменное и отчетливое увеличение обсемененности воздуха после занятий, падение количества микробов в воздухе в теплое время года, когда помещение регулярно и длительно проветривалось, и увеличение содержания микробов в воздухе в остальные месяцы).
Очень хорошо характеризует чувствительность центрифужного метода снижение показателей количественного содержания микробов в воздухе в феврале вследствие 2—3-недельного зимнего перерыва в занятиях. Это снижение, намечающееся еще в январе, непосредственно связано с уменьшением посещаемости лаборатории в январе — феврале. Такой стабильности в данных анализов воздуха, выполненных по Коху и Дьяконову, не отмечается. Сближение и особенно перекрещивание графических кривых обсемененности воздуха до и после занятий свидетельствуют о случайности результатов, свойственных методам Коха и Дьяконова.
Невольно вспоминаются утверждения Зубрилина, Игнатьева и ряда других авторов о невозможности использовать результаты микробиологических исследований воздуха школьных помещений старыми несовершенными методами (Петри, Гессе-Павловского и др.) в качестве критерия для гигиенической оценки воздушной среды.
По количеству «выловленных» из воздуха микробов на первом месте стоит центрифужный метод. Способы Коха и Дьяконова дают значительно преуменьшенные показатели обсемененности воздуха и занимают в этом отношении приблизительно одинаковое положение.
Для сравнения эффективности центрифужного метода (представленного приборами автора с электродвигателем и с ручным приводом) и методов Коха и Дьяконова была применена вариационно-статистическая обработка данных 420 анализов обсемененности воздуха. Средние, установленные при этой статистической разработке аналитических данных, показывают следующее:
1 «Нов .тй прибор для бактериолог! Ч'ского исследования воздуха), Соретский врачебный журнал, №2, 1941, и К методике бактериологического анализа воздуха», Труды Военнс-медининской академии, т. I, 1941.
2 Центрифужный метод микробиологического анализа воздуха и его применение в санитарной практике. (Диссертация.)
1. Эффективность центрифужного метода гораздо выше, чем методов Дьяконова и Коха.
2. Реальных различий между приборами автора с электродвигателем и с ручным приводом не существует: при сравнения между собой обоих вариантов центрифужных приборов разность ¡в результатах анализов превышала свою ошибку всего в 0,45 раза.
Хорошо проявил себя центрифужный метод в опытах по определению обсемененности воздуха помещений на разной высоте. О распределении воздушной микрофлоры по вертикали существуют в литературе противоречивые данные, но почти все авторы (Сильвестрович, Тима-шев, Нери, Нейман и др.) устанавливают, что больше всего микробов находится у потолка.
Природа центрифужного метода и метода Коха, с помощью которых производились нами исследования воздуха в трех плоскостях (на уровне 0,35, 1,5 и 3 м от пола), различна; неудивительно, что и результаты выполненных обоими методами 180 анализов получились разные.
По методу Коха можно учесть, в особенности при кратковременной экспозиции чашек, лишь микроорганизмы, связанные с наиболее крупными частицами пыли и влаги, плавающими в воздухе. При пользовании центрифужным методом1 «улавливается» значительно большая часть микрофлоры независимо от размеров и веса аэрозолей, находящихся в данном объеме воздуха.
Действительное представление о количественном содержании микробов в воздухе на разной высоте может дать только центрифужный метод. Именно нижние слои воздуха помещений должны содержать максимум микроорганизмов^ здесь больше всего должно быть близкой к оседанию пыли, в этих слоях воздуха должно содержаться такое же количество легких и легчайших суспензий, как и в воздухе на более высоком уровне от пола. Метод же Коха не дает истинного представления о том, как распределяются микроорганизмы в воздухе по вертикали.
Особый интерес представляют проведенные нами сравнительные эксперименты по учету искусственно измененных условий обсемененности воздуха с применением центрифужного метода и методов Коха и Дьяконова. При этом изучалось влияние на количественное увеличение микробов в воздухе прохождения через комнату 10 человек и пропуск через комнату такого же количества людей, у которых вызывался рефлекс чихания.
Наиболее стабильные результаты увеличения содержания микробов в воздухе после прохождения людей были получены с центрифужным методом: процент увеличения обсемененности в проведенных пяти сериях исследований колебался в пределах от 9 до 12,8. По методу же Дьяконова увеличение обсемененности имело диапазон колебаний от 6 до 38%, по методу Коха — соответственно от 6,4 до 166°/».
Входящие и выходящие из комнаты люди, подобно поршням насоса, способны создавать увеличение или уменьшение обсемененности воздуха. В описанных опытах имело место увеличение обсемененности; очевидно, воздух соседних помещений содержал больше микроорганизмов, чем воздух комнаты, где ставились опыты. Изменение обсемененности может быть зарегистрировано, однако, лишь точным методом микробиологического анализа.
Во второй группе опытов (вызывание чихательного рефлекса у 10 человек, проходящих по очереди через комнату) всеми тремя методами было учтено массивное увеличение обсемененности воздуха. Но, как и в первой группе опытов, наиболее точно и чутко реагировал на
увеличение количественного содержания микробов в воздухе центрифужный метод.
Результаты опыта свидетельствуют о чувствительности центрифужного метода, способного «улавливать» из воздуха мельчайшие частицы — остатки быстро испаряющихся капелек слюны, которые в огромном количестве выбрасываются в воздух при чихании. По данным наших опытов, здоровый человек при каждом чихании выбрасывает в воздух от 10 до 18 тыс. микробов. Эти цифры довольно близки к результатам соответствующих опытов В. и М. Уэльсов.
В результате приведенных 822 сравнительных анализов воздуха в различных условиях с применением центрифужного метода и методов Дьяконова и Коха можно сделать следующие выводы:
1. Центрифужный метод микробиологического анализа воздуха с помощью приборов автора позволяет выделить из воздуха значительно больше микробов (на 100°/о и выше), чем методы Коха и Дьяконова. Таким образом, вносится корректив в прежние работы автора, основанные на первоначальных исследованиях, производившихся в 1938 и 1939 гг., показавших, что приборы автора действуют эффективнее всего лишь на 20—40°/о.
2. Ценность и значение центрифужного метода особенно возрастают в тех случаях, когда определяется обсемененность воздуха в связи с обогащением его носоглоточной микрофлорой.
3. Исключая получение случайных результатов, свойственных методам Коха и Дьяконова, центрифужные приборы автора значительно улучшают технику бактериологических анализов воздуха.
4. Приборы автора с электродвигателем и ручным приводом равноценны по своей эффективности. Прибор с ручным приводом позволяет значительно расширить применение в обычной практике центрифужного метода микробиологического анализа воздуха.
'А. И. ИЗЪЮРОВ
Условия биохимического окисления нефтяных (углеводородных) масел
Из санитарной лаборатории поликлиники им. 1 Мая
Интенсивное развитие индустриализации страны и вызванная ею механизация производства приводят к громадному потреблению механизмами нефти и ее производных в качестве горючего, смазочных средств и пр. Такой расход нефтепродуктов сопровождается поступлением их вместе с промышленными сточными водами в открытые водоемы Союза. Кроме того, в настоящее время в прифронтовой полосе немецкие оккупанты при своем отступлении загрязнили ряд шахтных колодцев керосином, бензином и т. п.
Нефтепродукты, попав в водоемы, претерпевают значительные изменения и изменяют свойства воды. Река Иж, например, после приема промышленных сточных вод, содержащих большое количество ацетона (по свидетельству проф. Драчева и проф. Малышева), превращается в мертвый, безжизненный водоем, в котором не могут жить не только рыбы, но даже лягушки.
Установив по литературным данным и предыдущим своим работам (1), что нефтепродукты (углеводородные масла) в воде подвергаются биохимическому окислению, которое приводит их к минерализации
