ВЕТЕРИНАРНО-САНИТАРНАЯ ОЦЕНКА ВОЗДУХА ПОСЛЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ЛАМИНАРНЫХ БОКСОВ

VETERINARY AND SANITARY ASSESSMENT OF AIR AFTER USING A PHOTOCATALYTIC SYSTEM FOR DISINFECTION OF LAMINAR BOXES

Проблема биологической безопасности воздушной среды по своей актуальности, масштабности и социальным последствиям является серьезным вызовом современности и требует принятия комплексных, эффективных мер, в том числе и правового характера, по ее разрешению как со стороны государства, так и мирового сообщества в целом. В России рынок обеззараживания воздуха является слабо диверсифицированным. Акцент делается, главным образом, на дезинфекцию поверхностей и оборудования. При этом воздушная контаминация остается одной из главных проблем в сельском хозяйстве, пищевой промышленности, транспорте, а также других сферах (А.В. Наголкин и др., 2015).

Основными источниками патогенных микроорганизмов и микроорганизмов порчи в воздухе производственных и вспомогательных помещений являются персонал, воздух с улицы, воздух из смежных помещений, контаминированные поверхности. Очевидно, что проблема биологической безопасности воздушной среды по своей актуальности, масштабности и социальным, экономическим последствиям требует принятия незамедлительных, комплексных и эффективных мер [Кобзев Е., 2017].

Объектом исследования при написании статьи послужило лабораторное оборудование и малые объемы (ламинарные боксы, точки фасовки и упаковки готовой продукции на мясоперерабатывающем предприятии).

Предметом исследования работы стала ветеринарно-санитарная оценка использования фотокаталитической системы обеззараживания воздуха ламинарных боксов в лаборатории ИВВСЭиАБ МГУПП, ВНИИВСГЭ и лабораториях ВСЭ на рынках.

 

 

 

Количественный и качественный состав микроорганизмов воздуха различных помещений.

Изучение эффективности опытного образца прибора МиниКрафт в камерных опытах.Эффективность макетного образца прибора МиниКрафт изучали в камерных опытах. Прибор помещали в камеру объемом 1 м3. В камеру распыляли 2 млрд взвеси культуры микроорганизмов – E. coli, шт. 1257, St. aureus, шт. 209-Р, и Bac. cereus, шт. 96. В камере с помощью распылителя ПЭР-1 при давлении 0,35 МПа распыляли культуры, после чего включали прибор МиниКрафт в работу.

Бактериологические исследования воздуха проводились по общепринятым методикам, а отбор проб воздуха производился при помощи прибора Флора-100. На поверхность плотной питательной среды (солевой МПА и МПА) в чашках Петри направлялось 100 л воздуха до включения прибора (контроль) и через определенное время работы МиниКрафт. Аспирационным способом отбирали пробы воздуха на среду Эндо в чашках Петри для определения исходной концентрации бактерий в 1 м3 воздуха. Всего было проведено 8 опытов. Через каждые 30 минут отбирали образцы воздуха в камере для бактериологических исследований, посевы выращивали в термостате в течение 24–48 ч, производили учет выросших колоний и расчет эффективности обеззараживания воздуха. Отбор воздуха осуществляли в течение 4-х часов (8 проб). После выращивания бакпосевов в термостате при 37 °С в течение 24¬48 ч производился учет выросших колоний и расчет эффективности работы прибора МиниКрафт  по обеззараживанию воздуха в герметизированной камере.

При сопоставлении значений количества КОЕ/м3 установлено, что эффективность обеззараживания воздуха через 75, 90 и 105 мин работы прибора МиниКрафт составляет 99,36; 99,96 и 100,00 % соответственно. Таким образом, сопоставляя эффективность обеззараживания исследуемых показателей, выявили, что наилучший эффект обеззараживания наступает через 120 мин и составляет 99,98 %.

 

Таблица 1 – Эффективность прибора МиниКрафт по обеззараживанию воздуха (КОЕ/м3)

 

 

Повторность

Время отбора проб

15

30

45

60

75

90

105

120

Результаты бактериологического посева КОЕ/м3

1

48

25

10

8

5

1

1

00

2

49

23

13

6

6

3

1

00

3

47

20

16

10

7

2

1

00

Среднее значение

48,03±4,26

23,04±2,36

13,01±1,21

8,03±2,16

6,03±0,26

3,03±0,16

1,00±0,01

00,00

 

Нами также изучена эффективность прибора МиниКрафт по обеззараживанию воздуха, контаминированного St. aureus, шт. 209-P (таблица 2).

Таблица 2 – Эффективность прибора МиниКрафт по обеззараживанию воздуха в камере, контаминированного St. aureus, шт. 209-P

 

Повторность

Время отбора проб (мин)

15

30

45

60

75

90

Результаты бактериологического посева КОЕ/м3

1

25

10

8

5

1

0

2

23

13

6

6

3

0

3

20

16

10

7

2

1

Сред-нее значе-ние

23,04±2,36

13,01±1,21

8,03±2,16

6,03±0,26

3,03±0,16

0

 

При анализе эффективности прибора МиниКрафт по обеззараживанию воздуха в камере, контаминированного St. aureus, шт. 209-P, установлено, что максимальная эффективность обеззараживания воздуха в камере при экспозиции работы прибора МиниКрафт наступает при работе прибора втечение 75 мин. на 99,20 % и 90 мин. – на 99,97 %.

Результаты исследований по обеззараживанию воздуха МиниКрафт в камере, контаминированного Bac. cereus, шт. 96, без распыления воды и с распылением воды представлены в таблице 3.

 Таблица 3 – Эффективность прибора МиниКрафт по обеззараживанию воздуха в камере, контаминированного Bac. cereus, шт. 96

 

Повторность

Время отбора проб (мин)

15

30

45

60

75

90

Результаты бактериологического посева КОЕ/м3

1

32

13

11

8

2

0

2

25

13

7

5

3

1

3

21

15

11

10

4

0

Сред-нее значе-ние

26,15±1,16

13,61±2,11

9,63±2,16

7,63±0,26

4,53±0,18

0

 

При анализе эффективности прибора МиниКрафт по обеззараживанию воздуха в камере, контаминированного Bac. cereus, шт. 96, выявлено, что эффективность обеззараживания воздуха в камере прибора МиниКрафт через 15 мин экспозиции составляет 41,2 % и через 75 мин. 98.2%. При этом наилучший результат был обнаружен при использовании прибора МиниКрафт в течение 90 мин.

Таблица 4 – Эффективность прибора МиниКрафт по обеззараживанию воздуха в камере, контаминированного E.coli, шт. 1257.

 

Повторность

Время отбора проб (мин)

15

30

45

60

75

90

Результаты бактериологического посева КОЕ/м3

1

26

12

6

3

0

0

2

24

10

4

4

1

0

3

21

17

7

7

2

0

Сред-нее значе-ние

23,63±1,11

13,32±0,32

8,53±2,52

7,24±0,17

3,03±0,16

0

 

При анализе эффективности прибора МиниКрафт по обеззараживанию воздуха в камере, контаминированного E.coli, шт. 1257, выявлено, что эффективность обеззараживания воздуха в камере прибора МиниКрафт через 15 мин экспозиции составляет 52,4 % и через 75 мин. 99.2%. При этом наилучший результат был обнаружен при использовании прибора МиниКрафт в течение 90 мин. 100%.

Сравнительная оценка применения прибора МиниКрафт для обеззараживания воздуха в лабораторном помещении и ламинарном боксе в присутствии прибора и без него.

Проведенными исследованиями в камеральных опытах установлено, что прибора МиниКрафт обеспечивает высокую эффективность по обеззараживанию воздуха и может быть использован в для дальнейших исследований.

Уровень общей микробной обсемененности – один из показателей микроклимата помещений и воздуха в ламинарных боксах, зависящий от применения устройств для обеззараживания воздуха или без него. Оценка эффективности прибора МиниКрафт проводилась по воздействию фотокаталитических процессов проходящих в приборе на бактериальную контаминацию воздуха в боксах. Результаты исследований приведены в таблице 5.

Таблица 5 – Бактериальная контаминация воздуха в помещении где находятся ламинарные боксы (тыс. КОЕ/м3 )

 

Повторность

Точки отбора проб через

1

2

3

4

5

6

7

Результаты бактериологического посева КОЕ/м3

1

620

643

742

730

780

701

700

2

650

632

702

722

730

699

710

3

620

624

790

773

800

756

799

Среднее значение

630,56±

36,06

633,24±

41,2

744,66 ±

51,12

741,67

±

28,1

770

±

32,16

718,37 ±

24,1

736,33±

22,01

 

Результаты определения коагулазоположительных стафилококков (Staphylococcus aureus)

Для индикации стафилококков сначала посев делали на элективный солевой бульон, до и после дезинфекции и инкубировали при температуре 37 оС в течении 24 ч. После термостатирования производили пересев на желточно - солевой агар, таким образом, чтобы получить изолированные колонии. Чашки с посевами также инкубировали в течении 24ч при температуре 37 оС.

На желточно – солевом агаре St. aureus имеет форму выпуклого диска, диаметр которого 2 – 4 мм. St. aureus может быть желтого, лимонного, белого, кремового или золотистого цвета, имеет ровные края, образует зону помутнения среды и радужное кольцо вокруг колонии.

Если колонии подходили под описание, их считали подозрительными по St. aureus. В таком случае готовили препараты - мазки, которые окрашивались по Грамму, после чего их микроскопировали. Гроздьевидно расположенные грамположительные колонии мелких кокков отсеивали в пробирки с МПА. Посевы термостатировали в течении 24ч при температуре 37 оС. После термостатирования ставили реакцию плазмокоагуляции.

Для этого брали 2 пробирки, в каждую из них наливали 0,5 см3 разведенной кроличьей плазмы. В одну из пробирок помещали исследуемую агаровую среду, вторую пробирку оставляли пустой. Пробирки инкубировали при температуре 37 оС в течении 4 ч, затем просматривали результаты, после чего пробирки оставляли при комнатной температуре до следующего утра. Утром производили окончательный учет.

Пробирки просматривали осторожно, не нарушая свертывание плазмы и не разрушая начало образования сгустка.

При учете на реакцию плазмокоагуляции возможно наблюдение трех степеней ферментативной активности коагулазы:

  • ++++ - сгусток плотный;
  • +++ - сгусток имеет небольшой отсек;
  • ++ - сгусток имеющий вид взвешенного мешочка.

Любая степень активности фермента коагулазы свидетельствует о присутствии St. aureus.

Эффективность работы фотокаталитического прибора МиниКрафт в ламинарном боксе приведена в Таблице 6.

Таблица 5 - Эффективность работы прибора МиниКрафт в отношении St.аureus в ламинарном боксе.

Микроорганизмы

КОЕ/м3

До работы

10 мин

15 мин

30 мин

45 мин

60 мин

St. aureus

8

5

0

0

0

1

 

Из таблицы видно, что воздух в камере был обсеменен St. aureus. В результате работы фотокаталитического фильтра это количество постепенно снижается, пока St. aureus и вовсе не остается в воздухе бокса.

Для наглядности отобразим полученные результаты на графике.


График 1 - Количество St. aureus в воздухе камеры в зависимости от времени работы прибора МиниКрафт.

 

Результаты определения плесневых грибов.

Определение плесневых грибов до и после работы фильтра проводили следующим образом: чашку Петри с 5 мл дистиллированной воды помещали в аппарат Флора -100 и пропускали через него воздух, после чего воздух ударялся об поверхность воды и происходило улавливание дисапор. Затем 1 мл из чашки приливали в пробирку с 9 мл дистиллированной воды, из получившегося раствора брали 1 мл и приливали во вторую пробирку с 9 мл дистиллированной воды и получали разведение 1:100, таким же образом готовили раствор с разведением 1:1000 и 1:10000. После приготовления последнего разведения производили посев на среду Сабуро и инкубировали в течении 3 дней при температуре 28 оС. На одно разведение приходилось пять чашек Петри (1:1, 1:10, 1:100, 1:1000, 1:10000). Показателем количества грибов являлось количество диаспор (грибных зародышей) в 1 мл исследуемого материала. Количество грибов определяли с учетом посеянного материала и степени разбавления. На всех пяти чашках колонии грибов суммировали, умножали на степень разведения (1000) и делили на общее количество посеянного материала (5 мл) – таким образом получали количество диаспор гриба в 1 мл смыва.

Таблица 6 - Эффективность работы фотокаталитического прибора МиниКрафт в отношении плесневых грибов.

Микроорганизмы

КОЕ/м3

До работы

10 мин

15 мин

20 мин

30 мин

45 мин

Пл. грибы

~72

~52

~35

~8

~7

4

Примечания:

2. Пл. грибы – Плесневые грибы.

 

Из таблицы видно, что воздух в камере был обсеменен плесневыми грибами. В результате работы фотокаталитического фильтра это количество постепенно снижается, при отборе проб через  45 мин  в камере количество КОЕ/м3 равняется 4 концентрация  снизилась почти в 20 раз.

Для наглядности отобразим полученные результаты на графике.


График 2 - Количество спор плесневых грибов в воздухе камеры в зависимости от времени работы прибора МиниКрафт.

 

Результаты определения общего количества мезофильных аэробных и факультативно – анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ)

Для индикации количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов до работы фильтра и после приготовили исходное и ряд десятикратных разведений следующим образом: чашку Петри с 5 мл дистиллированной воды помещали в аппарат Флора 100 и пропускали через него воздух, после чего воздух ударялся об поверхность воды и происходило улавливание микроорганизмов. Затем 1 мл из чашки приливали в пробирку с 9 мл дистиллированной воды, из получившегося раствора брали 1 мл и приливали во вторую пробирку с 9 мл дистиллированной воды и получали разведение 1:100, таким же образом готовили раствор с разведением 1:1000 и 1:10000. Из каждого соответствующего разведения по 1 см3 высеяли на две параллельные чашки Петри, затем залили часть проб мясо – пептонным агаром, вторую часть глюкозо – триптонным агаром после чего ингибировали при температуре 30 оС в течении 72ч.

Подсчитывали все колонии и определяли среднее арифметическое число колоний по двум чашкам одного разведения, затем умножали на величину разведения.

Таблица 7 - Эффективность работы фотокаталитического прибора МиниКрафт КМАФАнМ.

Микроорганизмы

КОЕ/м3

До работы

10 мин

15 мин

20 мин

25 мин

30 мин

КМАФАнМ

~1251

~848

~675

~476

~132

5

Примечания:

1: КМАФАнМ - количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов

 

Из таблицы видно, что воздух в камере сильно обсеменен (до начала работы прибора МиниКрафт - 1251 КОЕ/м3. В результате работы фотокаталитического фильтра это количество постепенно уменьшается, пока не снижается до незначительного показателя – 5 КОЕ/м3.

Для наглядности отобразим полученные результаты на графике.


График 3 - Количество КМАФАнМ в воздухе камеры в зависимости от времени работы прибора МиниКрафт.

 

В результате проведенных работ установлено, что прибор Миникрафт эффективно обеззараживает воздушную среду малых объемов (не более 1 м3) в течение 60-90 минут.  Все распыленные микроорганизмы E.coli, St. Aureus,  Aspergillus niger и Bac. Cereus были инактивированы и в пробах воздуха опытно камеры через 90 минут не высевались.

 

ВЫВОД

Производственные предприятия на протяжении своей деятельности принимают множество решений технического и организационного характера, призванных повысить эффективность производства и деятельности в целом, связанных с капитальными вложениями. Целесообразность внедрения таких решений должна проверяться как с технической, так и с экономической точки зрения. Значимость экономической оценки связана с тем, что даже самые прогрессивные технические решения могут оказаться невыгодными для конкретного предприятия с учетом его условий функционирования, и, очевидно, необходима проверка экономической целесообразности внедрения того или иного мероприятия. В этом плане экономическая целесообразность использования мобильного прибора МиниКраф очевидна, в сравнении с капитальными затратами направленными на установку дорогих стационарных очистительных систем. Стоимость прибора не превышает 10 тыс. рублей. При сроке эксплуатации не менее 5 лет,  прибор окупится за 6 месяцев, если учесть то, что стоимость одной пробы составляет от 1350 до 1500 рублей, то даже предотвращение 10 ошибок в год, уже окупят стоимость прибора МиниКрафт в течение 9 месяцев.

 

 

Список литературы:

  1. Шихов С.С., Пляшешник П.И., Игдиров А.А. Современное модульное санитарное оборудование для зонирования на предприятиях мясной промышленности // Проблемы ветеринарии и ветеринарно-санитарной экспертизы и биологической безопасности. -2015
  2. Щербаков С.Ю. Создание оптимального микроклимата на производстве с использованием вентиляционных систем // Инженерное обеспечение инновационных технологий в АПК. – 2018
  3. Морозкина Е.В. Методы и проблемы пробоотбора при анализе воздуха / Морозкина Е.В., Полежаев Ю.М. // Аналитика и контроль. – 1999
  4. https://cyberleninka.ru/article/n/sovremennyy-podhod-k-obezzarazhivaniyu-vozduha-metod-inaktivatsii-mikroorganizmov/viewer