9. Mikrobiální
kontaminace ovzduší
9.1. Hygienický význam mikrobiální
kontaminace stájového vzduchu
Mikroorganismy jsou v uzavřených
prostorech stálou součástí vzduchu stejně jako ve volné atmosféře. Jsou
v něm vázány např. na kapénky slin, hlenů (v bezstelivovém ustájení)
nebo na povrch jemných prachových částic.
Jak prašnost, tak i mikrobiologické znečištění stájového vzduchu, řadíme mezi
tzv. biotické (biologické) faktory mikroklimatu. Obě
tyto složky spolu velmi úzce souvisejí (zvýšení prašnosti = zvýšení počtu
mikroorganismů apod.). Směs těchto pevných látek se vzduchem se pak označuje
jako aerosol.
Prachová částice je pro mikroby nejen
nosnou podložkou, ale i ochranou před nepříznivými vlivy a do jisté míry i
živnou půdou, z čehož plyne delší přežívání mikrobů v ovzduší.
Patogenní bakterie však vydrží ve vzduchu poměrně krátce. Pro jejich dlouhodobé
přežití a množení vzduch není vhodným prostředím, protože buněčné tělo na
vzduchu vysychá. Odolné spóry hub (např. Aspergillus fumigatus) a některé
bakterie jsou však dobře adaptovány na fyziologické stresy při přenosu
vzduchem.
Stájový vzduch se odlišuje od vzduchu
venkovního vyšším stupněm nasycení vodní parou a nepřítomností UV-složky světla
(spektra). Sluneční záření (UV paprsky), totiž na bakterie působí sterilizačním
účinkem a tím jim znesnadňuje přežívání a rozmnožování ve vnějším prostředí.
Výskyt mikroorganismů ve stájovém
prostředí je dále ovlivněn faktory jako např. zdravotní stav zvířat,
technologie provozu, hustota obsazení stáje a dnes především i technologie krmení. Množství zárodků ve
stájovém ovzduší je závislé též na velikosti výměny vzduchu a správném
využívání větracích zařízení. Vztahy všech těchto faktorů jsou však většinou
značně propletené a složité.
Většinou se jedná o zárodky
saprofytické nebo podmíněně patogenní (stafylokoky, mikrokoky, sarciny a
střevní zárodky) a dále hlavně o spóry plísní a kvasinky. Indikátorem zdravotní
nezávadnosti prostředí je udáván negativní výsledek na výskyt hemolytických
streptokoků, Staphylokoka aurea nebo alba a v poslední době nabývá na
významu i hodnocení nálezu E.coli.
Mikrobiální kontaminace ovzduší
značně kolísá od 1 . 103 až 1 . 108 . m-3.
Obecně se považuje za hranici, kterou by neměl počet mikroorganismů přesáhnout
250 . 103 . m-3. Nejvyšší mikrobiální zátěž nalézáme ve
stájích pro drůbež, průměrnou ve stájích pro prasata a nejnižší ve stájích pro
skot.
Jako opatření proti nadměrné
mikrobiální kontaminaci stájového ovzduší je třeba uplatňovat kromě omezování
zdrojů prašnosti i mnoho dalších zásad jako např. dodržování přiměřené hustoty
obsazení stájí, dezinfekce vyprázdněných stájí, filtrace větraného vzduchu
apod. Součástí prevence mikrobiální kontaminace je i udržování optimálního
bioklimatu (stájové vlhkosti, prevence vzdušné kondenzace s možným růstem
plísní na stěnách atd.)
Mikrobiální kontaminace může být
primární nebo sekundární. Primární kontaminace bývá způsobena lidmi, zvířaty a
materiály jako hlavními zdroji mikroorganismů. Může vznikat při normálním nebo
zesíleném vylučování zárodků ve vydechovaném vzduchu. Má hlavní význam pro
šíření nakažlivých onemocnění aerogenní cestou. Sekundární kontaminace je pak
podmíněna technologickými podmínkami, které ovlivňují množství částic
v ovzduší a dobu jejich vznášení.
Vzdušná cesta je přirozeným způsobem
pro přenos některých patogenních mikroorganismů. Následující tabulka uvádí
nejznámější patogeny hospodářských zvířat, u kterých je prokázáno, že jsou
přenášeny vzduchem:
Tabulka č.13 Patogenní zárodky a onemocnění hospodářských
zvířat šířená vzduchem
Patogen |
Onemocnění |
Bakterie |
|
Bordetella bronchiseptica |
Sípavka prasat |
Brucella suis (B. melitensis) |
Brucelóza prasat |
Rhodococcus equi (Corynebacterium
equi) |
Záněty plic u koní |
Erysipelothrix rhusiopathiae |
Červenka prasat |
Escherichia coli |
Koliinfekce mláďat |
Haemophilus parasuis |
Polyserisitis suis – zánět seróz
(pohrudnice, pobřišnice, osrdečník) prasat |
Actinobacillus pleuropneumoniae |
Nakažlivá pleuropneumonie selat |
Listeria monocytogenes |
Listerióza |
Leptospira pomona |
Leptospiróza |
Mycobacterium avium |
Tuberkulóza ptáků |
Mycobacterium tuberculosis |
Tuberkulóza zejména člověka |
Mycoplasma gallisepticum |
Mykoplasmóza drůbeže |
Mycoplasma
hyorhinis |
Eenzootická
pneumonie prasat |
Mycoplasma suipneumoniae |
Pneumonie prasat |
Pasteurella multocida |
Pneumonie prasat |
Salmonella pullorum |
Pasteurelóza zajíců a králíků
pulorová nákaza kuřat |
Salmonella typhimurium |
Salmonelózy zvířat |
Staphylococcus aureus |
Stafylomykózy zvířat |
Streptococcus suis type II |
Streptomykózy zvířat |
Plísně |
Onemocnění |
Aspergillus flavus |
Aflatoxikózy |
Aspergillus fumigatus |
Aspergilózy drůbeže |
Aspergillus niger |
Aspergilózy drůbeže |
Coccidioides immitis |
Kokcidioidomykózy zvířat a člověka |
Cryptococcus neoformans |
Kryptokokózy |
Histoplasma farcinorum |
Epizootický zánět lymfatických cév |
Rickettsie |
Onemocnění |
Coxiella burnetii |
Q horečka |
Protozoa |
|
Toxoplasma gondii |
toxoplazmóza |
Viry |
|
|
Africký mor prasat |
|
Leukóza ptáků |
|
Slintavka a kulhavka |
|
Infekční gastroenteritida prasat |
|
Rinitidy – infekční záněty sliznice
nosní |
|
Infekční bronchitida drůbeže |
|
Infekční laryngotracheitida drůbeže |
|
Infekční nefróza drůbeže |
|
Nakažlivá obrna prasat |
|
Markova choroby |
|
Newcastleská choroba prasat |
|
Mor drůbeže |
|
Ornitóza |
|
Kloboukova choroba, vesikulární
choroba, syndrom SMEDI |
|
Chřipka prasat |
|
Infekční
gastroenteritida prasat |
(Kursa aj., 1998)
Nicméně přenos vzduchem neznamená, že
dýchací ústrojí je jedinou, nebo hlavní cestou nakažení. Mikrobiální
kontaminace na suchých i mokrých površích potravy může vést k perorální
infekci zvířat, jak se předpokládá u slintavky a kulhavky. Přenos vzduchem není
tedy nutně omezen na respirační patogeny. Například inokulace aerosolem
Salmonella typhimurium na obličejovou část hlavy anebo na celé tělo vedla
k infekci telat. Tyto experimentální nálezy podporuje epidemiologická
evidence u individuálně ustájených telat, kde je nákaze Salmonella typhimurium
přičítáno pouze 40 % případů infekce zprostředkované kontaktem a 60 % vzduchem.
Podobně mohou být nosnice nakaženy aerosolem Salmonella enteritidis a selata
při odstavu, vystavena aerosolu enterotoxigenních kmenů salmonel, mohou
onemocnět silnými a někdy až fatální průjmy.
Slintavka a kulhavka je nejlepším
příkladem vzdušného přenosu nákazy (na více než 10 km) mezi hospodářskými
zvířaty. Množství viru, rozptylovaného vydechovaným vzduchem, dále výkaly, močí
a dalšími exkrety, je závislá na stádiu choroby. Vzhledem k malé
přežitelnosti viru v aerosolu je překvapující, že přenos aerogenní cestou
se vůbec vyskytuje. Avšak kombinace vysokého obsahu virů ve vdechovaném vzduchu
a ostatních exkretech a nízká potřebná infekční dávka u některých hospodářských
zvířat, zvláště prasat a skotu, zajišťuje úspěch přenosu této choroby.
9.3. Metody stanovení mikrobiální
kontaminace ovzduší
9.3.1. Sedimentační metoda (Kochova)
Jde o nejstarší a nejjednodušší
způsob stanovení mikrobiálního znečištění ovzduší, jehož principem je
sedimentace vzdušného aerosolu na otevřenou Petriho misku s živnou půdou.
Podobně jako u stanovení prašnosti je během odběru (sedimentace) Petriho misku
nutné chránit před náhodnou kontaminací. Proto ji stavíme na stanoviště nejlépe
na dno plechové nebo plastové roury vysoké nejméně 40 cm.
Při tomto stanovení vycházíme
z předpokladu, že na plochu 100 cm2 Petriho misky sedimentuje
za dobu 5 minut mikrobiální aerosol z 10 litrů vzduchu.
Po skončení odběru Petriho misku
neprodleně zakryjeme víčkem a následně kultivujeme. Teplota a doba kultivace je
závislá na druhu použité živné půdy. Po kultivaci počítáme veškeré okem
viditelné kolonie, které označíme.
Množství mikroorganismů
sedimentovaných z 1 m3 vzduchu stanovíme přepočtem dle
Spurného:
n – počet mikroorganismů v 1 m3
vzduchu
a – počet kolonií na Petriho misce
t – doba expozice [min.]
r – poloměr Petriho misky [cm]
9.3.2. Impaktní metoda (aeroskopická)
Princip metody:
Proud vzduchu je prosáván přes zúžený
profil na otáčející se Petriho misku s živnou půdou. Mikroby obsažené ve
vzduchu stanovíme po kultivaci Petriho misky a následném spočítání narostlých
kolonií. Teplotu a dobu inkubace volíme dle použité půdy.
Přístroje používané k impaktní
analýze:
Aeroskop Chirana S
Jde o modifikované nasávací zařízení,
v jehož hlavici se nachází kulatá destička z plexiskla, v níž je
umístěna štěrbina. Tato štěrbina usměrňuje proud nasávaného vzduchu na Petriho
misku, která se vkládá na otáčející se podstavec, který je umístěn pod hlavicí.
Podstavec s miskou se otáčí 0 360° za 1 minutu. Při odběru se Petriho
miska pod štěrbinou celá otočí, čímž je zajištěno celé pokrytí plochy misky.
Na obrázku č.78 je uveden celkový
pohled na Aeroskop s popisem hlavních součástí.
Obrázek č.78 Celkový pohled na Aeroskop
Obrázek č.79 ukazuje horní pohled na
přístroj s odstraněnou hlavicí
Obrázek č.79 Horní pohled na Aeroskop
Aeroskop MAS–100
Aeroskopy MAS-100® společnosti Merck jsou spolehlivé přístroje pro denní použití, vyvinuté na principu Andersonova impaktního aeroskopu (viz obrázek č.80). Vzduch je nasáván perforovaným víkem s 400 otvory a směřován na živné médium ve standardní 90 mm Petriho misce nebo 60 mm otiskové misce. Senzor průtoku vzduchu zajišťuje konstantní průtokovou rychlost vzduchu (v reálném čase) 100 l/min. během mikrobiálního vzorkování (s výjimkou MAS-100 Eco®) a automaticky provádí odpovídající úpravu, dojde-li k odchylkám vzhledem k výšce nalitého agaru, perforaci víka a hustotě vzduchu. Aeroskop MAS-100® je dostupný v pěti různých verzích pro různé aplikace. Všechny verze splňují požadavky ISO 14698-1.
Principem impingerové metody je
prosátí vzduchu tryskou ponořenou do kapaliny, v níž dochází
k zachycení mikroorganismů obsažených ve vzduchu. Následnou kultivací
kapaliny na živné půdy stanovíme množství zárodků.
Postup:
Do sterilní nádoby (impingeru)
nepipetujeme 10 ml tekutiny (nejlépe fyziologický roztok). Přes impinger
prosajeme 10 – 20 litrů vzduchu a následně odebereme 0,1 – 0,5 ml kapaliny ke
kultivaci. Dle použité půdy inkubujeme nejčastěji při 37°C po dobu 24 – 48
hodin. Po kultivaci vyhodnocujeme narostlé kolonie.
Výhody metody:
Jelikož je vzdušný aerosol nasáván
přes trysku do kapalného prostředí poměrně velkou rychlostí, dochází
k rozbití větších (nejčastěji prachových) částic na menší, čímž se výrazně
zvýší účinnost záchytu mikroorganismů. Metoda dále umožňuje kultivaci na více
půdách, případné provedení biologického pokusu, čímž je umožněna precizní
diagnostika bakterií i virů.
Jejich principem je záchyt
mikroorganismů na různých typech filtrů a následná kultivace na živných půdách.
a) Vláknité filtry
Filtr se po prosátí stanoveného
množství vzduchu promyje ve fyziologickém roztoku, z něhož se následně
odebírá množství 0,1 – 0,5 ml a kultivuje na pevných půdách.
b) Membránové filtry
Membránové filtry mají přesně
definovanou velikost pórů. Po prosátí vzduchu se filtr položí na povrch živné
půdy a následně inkubuje. Mikroby tvoří kolonie na povrchu filtru a živiny pro
svůj růst získávají difuzí přes filtr.
c) Filtry rozpustné ve vodě
Jedná se o filtry, které se po
prosátí vzduchu rozpustí v definovaném množství fyziologického roztoku,
z něhož se následně odebrané vzorky kultivují na živných půdách.