Способ биоиндикации загрязнения воздушной среды

 

Использование: при экологической экспертизе техногенного загрязнения окружающей среды, в медицине. Сущность изобретения: проводят обследование детей младшего школьного возраста на наличие резидентной микрофлоры золотистого стафилококка, находящегося на слизистой оболочке носоглотки, проживающих на исследуемой и контрольной (фоновой) территориях. Определяют по полученному соотношению показатель резидентного стафилококкового бактерионосительства и при величине его выше 3 делают заключение об экологическом неблагополучии воздушной среды при ее загрязнении сероводородом и двуокисью серы. 2 табл.

Изобретение относится к методам биологического контроля качества окружающей среды и может быть использовано для выявления и оценки техногенного загрязнения атмосферного воздуха. Биоиндикация является актуальным и перспективным направлением современной науки и технологии, так как позволяет не только тестировать наличие в окружающей среде отдельных химических веществ и соединений, но и оценить интенсивность повреждающего действия комплекса данных техногенных факторов на состояние природных экосистем. В качестве тест-объектов для биоиндикации антропогенного воздействия на окружающую среду предложено использование высших и низших растений, животных и др. при этом изучаемые качественные и количественные параметры их жизнедеятельности, определенные в зоне тестируемого техногенного влияния, сравниваются с таковыми, полученными в фоновой экологически чистой зоне, и на основании этого делается вывод о наличии и интенсивности повреждающего действия факторов внешней среды на экосистему (Биоиндикация загрязнения наземных экосистем). Однако данные, полученные при изучении подобных биообъектов достаточно сложно экстраполировать на взаимоотношения в системе окружающая среда человек в силу их значительной эволюционной удаленности и физиологических различий. В этой связи приходится констатировать, что в природе, кроме человека, вряд ли существует иной вид, который претендовал бы на полную индикаторную универсальность в качестве объекта биологического мониторинга. Среди способов биоиндикации, основанных на изучении влияния окружающей среды на здоровье человека, наиболее широкое распространение в силу своей универсальности получил метод изучения структуры и динамики заболеваемости (смертности) в населенных пунктах и на территориях, подверженных действию экологически неблагоприятных факторов. При этом в качестве объекта биоиндикации обычно используется детский контингент, как наиболее чувствительный к действию факторов среды. Однако указанный подход основан на учете поздних нарушений в организме человека (заболеваний и смерти), в то время как основной задачей биоиндикации как раз является обнаружение наиболее ранних, предпатологических изменений, позволяющее получить "резерв времени" для осуществления мероприятий по предотвращению или устранению действия экологически неблагоприятных факторов на здоровье человеческой популяции. Способом, позволяющим тестировать предпатологические изменения, и наиболее близким к заявляемому (способом-прототипом) является подход к оценке уровня атмосферных загрязнений на основе определения количественных параметров стафилококковой аутомикрофлоры тела (в частности, микрофлоры кожи) у детского контингента, проживающего в обследуемой зоне, и сравнении найденных значений с показателями, полученными в фоновой (экологически чистой) зоне. Однако подобный подход не позволяет с достаточной точностью охарактеризовать уровень загрязнения атмосферного воздуха, так как, во-первых, состояние аутомикрофлоры кожи не является специфическим отражением загрязнения именно воздушной среды, а отражает скорее общий уровень резистентности организма и может меняться в зависимости от многих гигиенических воздействий (вплоть до применяемых сортов мыла); во-вторых, определение только количественных параметров аутомикрофлоры, используемые в способе-прототипе, никак не характеризует ее патогенные потенции, а следовательно, и роль как "фактора риска" развития гнойно-воспалительных заболеваний, т.е. не позволяет оценить реальную опасность атмосферных загрязнений для здоровья населения. В способе-прототипе не приведены также критерии изменения аутомикрофлоры в зависимости от уровня загрязнения воздушной среды (в том числе такими широко распространенными загрязнителями как сероводород и диоксид серы), что делает невозможным его самостоятельное использование. Цель изобретения повышение точности степени индикации воздушной среды сероводородом и диоксидом серы. Сущность способа заключается в отборе проб аутомикрофлоры со слизистой оболочки носоглотки у детей младшего школьного возраста, постоянно проживающих в обследуемой, а также в фоновой зонах, и проведения их бактериологического анализа с установлением частоты распространения среди детей состояния резидентного бактерионосительства золотистого стафилококка (РВ). Далее соотносятся величины частоты бактерионосительства в обследуемой (РВх) и фоновой (РВк) зонах и при значениях соотношения РВх/РВк более 3 воздушную среду считают загрязненной. Отличительные признаки способа определяются тем, что атмосферные загрязнения первично поражают местные механизмы защиты носоглотки, при этом ее слизистая оболочка не подвергается никакому другому действию, кроме действия вдыхаемого воздуха, что позволяет говорить о специфичности способа в отношении загрязнения именно воздушной среды; снижение активности механизмов местной резистентности слизистой оболочки ведет к колонизации носоглотки потенциально патогенными микроорганизмами, способными вызывать заболевания, в первую очередь золотистым стафилококком, при этом наиболее опасным является длительное пребывание стафилококка на слизистой оболочке (т.н. резидентное бактерионосительство), определяющее большую вероятность диссеминации стафилококка по организму с формированием вторичных очагов поражения. Обоснованием для формулирования заключения о высоком уровне загрязнения атмосферного воздуха сероводородом и диоксидом серы при регистрации значений соотношения величины резидентного бактерионосительства золотистого стафилококка на слизистой оболочке носоглотки у детей младшего школьного возраста в обследуемой зоне к подобной величине в фоновой зоне (соотношения РВх/РВк) более 3 служат следующие материалы. Проведен сравнительный анализ заявляемого способа с величинами загрязнения воздушной среды сероводородом и диоксидом серы. Как критерий высокого загрязнения рассматривалась регистрация в атмосферном воздухе превышений концентраций сероводорода и диоксида серы более 10 ПДК. Исследования проведены в Астраханском и Карачаганакском газопромышленном регионах. Полученные результаты представлены в табл. 1. Анализ данных, представленных в табл. 1, позволяет сделать два основных вывода; выявлена стойкая тенденция к росту частоты резидентного бактерионосительства золотистого стафилококка (соотношения РВх/РВк) по мере нарастания интенсивности загрязнения атмосферного воздуха сероводородом и диоксидом серы. При этом, если зависимость величины РВх/РВк от общего процента дней в году с превышением ПДК характеризуется средним уровнем положительной корреляционной связи (0,61), то при регистрации превышений более 10 ПДК установлено значение 0,82, характеризующее высокий уровень положительной корреляционной связи между химическими загрязнениями атмосферного воздуха и ростом частоты стафилококкового бактерионосительства; по мере нарастания интенсивности загрязнения атмосферного воздуха наблюдается возрастание значения РВх/РВк, при этом высокому уровню загрязнения атмосферного воздуха сероводородом и диоксидом серы (более 10 ПДК) соответствовали значения величин РВх/РВк 3,2; 3,4; 3,6 и более, т.е. более 3. С другой стороны, при регистрации величины РВх/РВк менее 3 загрязнение воздушной среды сероводородом и диоксидом серы находится в пределах более 1, но менее 10 ПДК, т.е. выражено в умеренной степени. Таким образом, величина соотношения РВх/РВк, равная 3, должна рассматриваться как пороговая, превышение которой свидетельствует о высоком уровне химического загрязнения атмосферного воздуха и сероводородом и диоксидом серы. Способ иллюстрируется следующими примерами. П р и м е р 1. При проведении биоиндикации загрязнения атмосферного воздуха в районе Карачаганакского нефтегазоконденсатного месторождения (КазССР) в с. Тунгуш, с. Бумаколь (обследуемая зона) и с. Александровка (фоновая зона) было проведено сравнительное изучение уровня распространения резидентного бактерионосительства золотистого стафилококка на слизистой оболочке носоглотки у детей младшего школьного возраста, постоянно проживающих в обследуемых населенных пунктах. В каждом из населенных пунктов у 100 детей из передних отделов носа отбирались пробы слизи, которые засевались на желточно-солевой агар. Выросшие колонии выделяли в чистой культуре и определяли у них способность коагулировать плазму, ферментировать маннит в анаэробных условиях, продуцировать ДНК-азу, а также учитывали их лецитовителлазную способность на использованной желточно-солевой среде. Культуры, проявляющие свойства, характерные для золотистых стафилококков, фаготипировали с использованием типовых стафилококковых бактериофагов набора "Ч". Подобное обследование проводили двукратно с интервалом 1,5-2 месяца и лица, у которых было установлено совпадение результатов бактериологического анализа и идентичность фаготиповых характеристик выделенных культур золотистого стафилококка, определяли как бактерионосителей резидентного типа. По результатам проведенных исследований в с. Тунгуш из 100 обследованных детей резидентное бактерионосительство золотистого стафилококка на слизистой оболочке носоглотки установлено у 38 человек (частота бактерионосительства РВх 38% ). В с. Бумаколь подобный показатель составил 18% Одновременно при проведении обследования 100 детей младшего школьного возраста, постоянно проживающих в с. Александровка, расположенном в экологически чистой фоновой зоне, свободной от возможного влияния неблагоприятных техногенных факторов, получены данные о распространении данного состояния на уровне 10% (РВк). В дальнейшем проводили подсчет соотношений частоты резидентного бактерионосительства золотистого стафилококка в обследуемых населенных пунктах и подобной величине, полученной в фоновой зоне (РВх/РВк), которые составили в с. Тунгуш 3,8; в с. Бумаколь 1,8. Учитывая тот факт, что, как показано выше, значениям соотношения РВх/РВк более 3 соответствуют высокие значения загрязнения атмосферного воздуха сероводородом и диоксидом серы (в действительности в с. Тунгуш при годовом периоде осреднения в 3,8% проб отмечено превышение ПДК по этим компонентам, в том числе более 10 ПДК в 0,4% проб) может быть сделано заключение о выраженном загрязнении воздушной среды в данном населенном пункте (определенное значение РВх/РВк=3,8). Состояние атмосферного воздуха в с. Бумаколь характеризовалось спорадическим превышением ПДК (0,5% проб. ), при этом не выявлено ни одного случая превышений более 10 ПДК, чему соответствует низкий уровень значения РВх/РВк=1,8. П р и м е р 2. Биоиндикация загрязнения атмосферного воздуха в районе Астраханского газоперерабатывающего завода (АГЗП) осуществлена по примеру 1, при этом изучение частоты резидентного бактерионосительства проведено в 10 населенных пунктах, расположенных в 20-километровой зоне вокруг АГПЗ, в сопоставлении с фоновыми значениями, зарегистрированными в экологически чистой зоне. Выявленные значения РВх/РВк и их согласование с результатами химического анализа атмосферного воздуха на сероводород и диоксид серы представлены в табл. 2. Установлено превышение величин соотношения РВх/РВк выше значения 3 в населенных пунктах ст; Аксарайская (3,8); К-з 50-летия ВЛКСМ (3,8); с. Степное (3,8); с. Сеитовка (4,0); с. Куянлы (4,1) и с. Айсапай (4,1). Сопоставление полученных результатов с данными химического анализа атмосферного воздуха на сероводород и диоксид серы при учете превышений выше 10 ПДК выявило высокую степень положительной корреляционной связи. При этом значения РВх/РВк более 3 регистрировались в населенных пунктах, характеризующихся высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха сероводородом и диоксидом серы более 10 ПДК. Осуществление способа позволило провести экологическое картирование района добычи и переработки природного сероводородсодержащего газа, охарактеризовать загрязнение атмосферного воздуха в 6 указанных пунктах как высокое и разработать рекомендации по корректировке границ санитарно-защитной зоны промышленного предприятия.

Формула изобретения

СПОСОБ БИОИНДИКАЦИИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ путем определения стафилококковой микрофлоры тела у детского контингента и сравнения найденных значений с показателями, полученными в фоновой зоне, отличающийся тем, что, с целью повышения точности степени индикации загрязнения воздушной среды сероводородом и двуокисью серы, определение проводят у детей младшего школьного возраста, в качестве стафилококковой микрофлоры используют резидентную микрофлору золотистого стафилококка, находящегося на слизистой оболочке носоглотки, и при значении показателя резидентного стафилококкового бактерионосительства больше 3 воздушную среду считают загрязненной.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к микробиологии и предназначено для определения коагулирующей активности: стафилококков при их идентификации

Изобретение относится к методам биологического контроля качества окружающей среды и может быть использовано для выявления и оценки техногенного загрязнения атмосферного воздуха

Изобретение относится к медицинской микробиологии и может быть использовано для ранней диагностики дисбиотических состояний
Изобретение относится к иммунологии
Изобретение относится к области медицины, а именно к лабораторным исследованиям при травматологической патологии

Изобретение относится к области медицины, а именно к микробиологии и эпидемиологии, и может быть использовано при бактериологической диагностике

Изобретение относится к области медицины, а именно к микробиологии и эпидемиологии

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в микробиологической лабораторной диагностике инфекционных заболеваний

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано для идентификации видов Streptococcus по появлению трех разных оттенков выявляемых микроорганизмов и появлению испускания флуоресценции в дополнение к изменениям окраски среды
Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано для ускоренной индикации и дифференциации энтеробактерий
Наверх