จุลินทรีย์ในอากาศbiology.crru.ac.th/biology/images/pdf/microeco/microeco... ·...

3/23/2018

1

จลนทรยในอากาศ

จลนทรยทพบเปนแบคทเรยและเชอราเปนสวนใหญ อากาศบนบกแบคทเรยทพบเปนกลมแกรมบวก ทอน สรางสปอร หรอไมกเปนพวกรปรางกลม ขณะทอากาศเหนอทะเลแบคทเรยทพบเปนกลมแกรมลบเปนสวนใหญ

อากาศในตวอาคาร (Indoor) สถานทมการปนเปอนของ จลนทรยสง

Microorganisms of the air

Important Facts:

▪ Air has no indigenous flora

▪ Organisms are found temporarily

suspended in air or carried on dust

particles or droplets

▪ Air is not sterile

▪ Air does not support the growth of organisms

3/23/2018

2

อากาศ เปนของผสมประกอบดวยกาซชนดตางๆ ไอน า ฝ นละออง ซงในอากาศประกอบดวยกาซไนโตรเจน 78% ออกซเจน21% กาชอนๆ 1%

สวนประกอบ(1) Water vapor(2) dust : เปนทยดเกาะ

dusty air microorganisms(3) gases

- Natural gas : ธรรมชาตมาก N2, O2, CO2, H2 นอย Ar, Ne, He

- Greenhouse gases : Greenhouse effectกบดกความรอน Temp. เพมสงขน

- Air pollutants : สขภาพ

3/23/2018

3

3/23/2018

4

การแพรกระจายของจลนทรยในอากาศ พบวาบรเวณทมฝ นเปนจ านวนมากจะสามารถพบจลนทรยไดเปนจ านวนมาก เชนแบคทเรย และรา และสวนนอย เชน สาหรายและโพรโทซว

Type of organism Percentage

BacteriaGrem-positive pleomorphic rodsGrem-negative rodsEndrospore formersGram-positive cocci

2053540

Type of organism Percentage

FungiCladosporiumAlternariaPenicilliumOther (e.g.,Aspergillus, Chaetomium, Dematium, Fumago, Fusarium, Helminthosporium, Sclerotinia, Stachybotrvs, Trichoderma Verticillum)

805213

3/23/2018

5

3/23/2018

6

แหลงทมาของจลนทรยในอากาศ1. พนผวดน – แหลงส าคญทสด2. รางกายของคนและสตว – การหายใจ / ไอ / จาม / พดคย3. ผวน า – microlayer (1/10 มม.)4. การกระท าของคน เชน การรดน าโดยใช sprinkler, การ

ปดกวาด, การใชพดลม

3/23/2018

7

โรงพยาบาล โรงภาพยนต โรงเรยน จะพบแบคทเรยทมาจากระบบทางเดนหายใจมาก เชน Steptococus, Pseumococcus, Staphylococcus, Mycobacterium tuberculosis ซงมหลายวธการทออกสอากาศ เชน การไอ การจาม การพด หวเราะ เชอเหลานมลกษณะเปนอนภาคขนาดเลก 2-5 ไมโครมเตอร เรยก Droplet nuclei

จลนทรยทปะปนมากบน าลาย และเมอกมชวตอยไดนาน และเนองจากขนาดเลกมากท าใหเมอกทหมไวแหงเสยกอนทจะตกลงสพนจงเบาและลอยอยไดนาน มสภาพเปนเกราะปองกนเซลลทอยภายในไดเปนอยางด

3/23/2018

8

ระยะเวลาการอยในอากาศ1. ขนาดของฝ นละอองทจลนทรยเกาะตด

เลกและเบา – อยนานและไปไดไกล2. สภาพของดนฟาอากาศ

UV จลนทรยฝน จลนทรย แสงแดด Temp จลนทรย

3. ชนดของจลนทรยพวกทสราง endospore, conidia – ทนทาน

3/23/2018

9

บทบาท/ความส าคญ1. เกด contamination – อาหาร, เครองใช, เครองแกว2. เกดโรคทางเดนหายใจ – วณโรค, ปอดบวม, หวด3. ผลดในการผลตอาหารบางชนด – ผกดอง, หมกเนอ (กลน, รส)

จลนทรยในอากาศไมสามารถเพมจ านวนได แตจะอาศยอากาศเปนตวกลางในการแพรกระจายอนภาคจากทหนงไปอกทหนงเทานน ชนดของชวอนภาคมลสารแบงออกไดเปน 2 ประเภท ไดแก1. Droplet nuclei คอ ชวอนภาคมลสารของละอองเสมหะทเกดจากการจาม ไอ หรอ การพดคยของมนษย เชอโรคใน droplet nucleiสามารถลองลอยอยในอากาศและมชวตอยในระยะเวลาหนงจากการหอหมของละอองเสมหะ2. Dust particle คอ ชวอนภาคมลสารของฝ นละอองทเกดจากแรงลมหรอแรงกระท าของมนษยกอใหเกดการฟงกระจายของฝ นละอองจากแหลงตางๆ

3/23/2018

10

แหลงก าเนดของชวอนภาคมลสาร

1. แหลงก าเนดจากสงแวดลอมภายในอาคาร (Indoor Environment)- การจาม ไอ และพดคย การจามอาจกอใหเกด 106 droplet

nuclei ในขณะทการพดคยและการไออาจกอ ใหเกด 104 droplet nuclei - วสดกอสรางและเฟอรนเจอรตางๆ ไดแก ผนงหรอ เพดานหอง

ทงทเปนวอลลเปเปอรหรอทาส พรมและพนทผววสดตางๆในหอง เครองปรบอากาศ เปนตน

- กจกรรมตางๆ ภายในอาคาร เชนการท าความสะอาดอาคาร การเดน การวง และการผลตสนคาของโรงงานอตสาหกรรม เปนตน

2. แหลงก าเนดจากสงแวดลอมภายนอกอาคาร (Outdoor Environment)- การเกษตรกรรม เชน กจกรรมการเกบเกยวผลผลตทางการเกษตร

การเพาะเลยงสตวการหมกปย เปนตน- ระบบบ าบดของเสย เชน ถงเตมอากาศของระบบบ าบดน าเสยทม

การเตมอากาศทผวน าบอหมกตะกอน ถงเตมอากาศของระโปรยกอง(Tricking Filter) ลานตากตะกอน บอฝงกลบขยะมลฝอยและการน าน าทงกลบมาใช เปนตน

- จากธรรมชาต ซงมกเกดจากการกระท าของลมเหนอพนผวดน น าหรอทะเล

3/23/2018

11

สารพษในอากาศ (Airborne Toxin)สารพษในอากาศแมจะมปรมาณนอยในอากาศแตกกอใหเกดพษตอ

มนษยได เนองจาก lethal dose ของสารพษทออกฤทธรายแรงตอมนษยนนมกมปรมาณตอเพยงหนวยนาโนหรอไมโครกรม ตวอยางของสารพษจากจลนทรยทพบในอากาศไดแก1. Botulinal A Toxinเปนสารพษทสรางขนจากเชอ Clostridium botulinum สารพษนออกฤทธตอระบบประสาท (Neurotoxin) โดยขดขวางการหลงของ acetylcholine ซงเปนสารสอประสาทเขาทบรเวณปลายประสาท lethal dose มคาเทากบ 0.3 ไมโครกรม มผลท าใหมองเหนภาพซอน กลามเนอตาเปนอมพาต แขนขาไมมแรงและตายไดจากการหดเกรงตวของกลามเนอทางเดนหายใจภายหลงสดดม 12 ชวโมง

Clostridium botulinum

3/23/2018

12

2. Staphylococcal enterotoxinเปนสารพษทสรางขนจากเชอ Staphylococcus aureus ม lethal dose เทากบ 25 ไมโครกรม อาการทพบไดแก ตะครว คลนไส อาเจยน ทองเสย หลงสดดม 1 ชวโมง

3. Lipopolysaccharideเปนสวนของผนงเซลลของแบคทเรยแกรมลบ ซงออกฤทธเปนแอนตเจน ตอระบบภมตานทานของมนษย มกกอใหเกดอาการแนนหนาอก ไอ เปนไข หายใจเสยงดงแหลงทกอใหเกดการรบสารพษไดแก โรงปนฝาย กองหญาแหง โรงบ าบดน าเสย ฟารมและคอกปศสตว

3/23/2018

13

ผลกระทบของชวอนภาคมลสารชวอนภาคมลสารสงผลกระทบในดานลบตอสขภาพมนษยและสงแวดลอมดง

สรปในตาราง

จลนทรยทเปนสาเหต ผลกระทบตอสขภาพมนษย ผลกระทบตอสงแวดลอม

สาหราย อาการผนคน ปญหาเรองกลน

แบคทเรย อาการภมแพ การตดเชอของระบบทางเดนหายใจ, ไข, ปวดกลามเนอ,อาเจยนและระคายเคองเยอบผว

ท าลายพนผววสด, ท าความเสยหายตอผลตผลทางการเกษตร, ปญหาเรองกลน

เชอรา อาการภมแพ ผนคน หอบหด การตดเชอ ผลกระทบตอระบบประสาท (จากพษของ myco toxin) ระคายเคองเยอบ

ท าลายพนผววสด, ท าความเสยหายตอผลผลตทางการเกษตร, ปญหาเรองกลน

โปรโตซว อาการภมแพ การตเชอเยอหมสมองอกเสบ

ท าความเสยหายตอผลตผลทางทางการเกษตร (การระบาดของโรคสตว)

ไวรส การตดเชอ ท าความเสยหายตอผลตผลทางการเกษตร

3/23/2018

14

โรคตดเชอทแพรกระจายทางอากาศ

ก. แบคทเรย 1. Streptococcal diseases เกดจากเชอพวก Streptococcus ซงม

รปรางกลม (coccus) ตดสกรมบวก เรยงตวเปนสายยาวคลายลกปด หรออยเปนค มเสนผาศนยกลาง 0.5-1 um ไมเคลอนไหว และเปน facultative anaerobe สามารถสรางเอนซยมและ toxin หลายชนด

1.1. Streptococcus pyogenes ท าใหเกดอาการเจบคอ1.2. Streptococcus pneumoniae ท าใหเกดโรคปอดบวม1.3. Streptococcus mutans พบในชองปากคนทกคนท าใหเกด

ฟนผ1.4. Streptococcus fecalis ท าใหเกดการตดเชอในทางเดน

ปสสาวะในผหญงได

2. คอตบ (Diptheria) เกดจากเชอแบคทเรย Corynebacterium dipthriae

3. วณโรค (tuberculosis) หรอทบ (T.B.) เกดจากเชอ Mycobacterium tuberulosis

4. ไอกรน (Pertussis, Whooping cough) เกดจากเชอแบคทเรย Bordetella pertussis

5. Meningococcus meningitis หรอไขกาฬหลงแอน เกดจากเชอแบคทเรย Neisseria meningitidis

6. Mycoplasma pneumonia หรอปอดบวมจากเชอ Mycoplasma pneumoniae

7. Legionnaires' disease หรอปอดบวมจากเชอ Legionella pneumophila เชอนเปนแบคทเรยกรมลบรปรางแทง

3/23/2018

15

3/23/2018

16

ข.ไวรส

1. ไขหวด (Common cold, Coryza) เกดจากเชอไวรส Rhinovirus

2. ไขหวดใหญ (Influenza, Flu) เกดจากเชอไวรสไขหวดใหญ ทเรยกวา Influenzavirus

3. คางทม (Mumps, Epidemic parotitis) เกดจากไวรสชอวา Mumps virus ท าใหตอมน าลาย parotid glands อกเสบบวม

4. หด (Measles) เกดจากเชอ Measlesvirus มกเปนในเดกเลกจะมอาการไข ไอ ตาแดง หรอเคองตา

3/23/2018

17

5. หดเยอรมน (Rubella, German measles) เกดจากเชอไวรสชอ Rubellavirus มวธตดตอทางการหายใจ ในหญงทตงครรภโดยเฉพาะในระยะ 3 เดอนแรก เชอไวรสจะรบกวนการสรางอวยวะของเดกท าใหเดกพการหรอแทงได

6. สกใส-งสวด (Chickenpox, Varicella) เกดจากเชอไวรสตวเดยวกนคอ Varicella Zoster virus

7. ฝดาษ, ไขทรพษ หรอ ไขหว (Small pox) เปนโรคตดตอรายแรงทเกดจาก poxvirus (Variolar) มลกษณะเฉพาะคอมผนขนตามตว และมอาการทวไปรนแรง

3/23/2018

18

3/23/2018

19

3/23/2018

20

Air Sampling

▪ To determine bacteria and fungi identities and concentration in biological aerosols

▪ Major methods:

▪ Impingement in liquids

▪ Impaction on solid surfaces

▪ Sedimentation (e.g., settle plates)

▪ Requires an understanding of what is being measured and a full description of the circumstances during sampling

3/23/2018

21

Compare and Contrast the Main Air Sampling Methods

Method PrincipleSuitable for

Measuring

Collection

Media or

Surface

Points to

Consider

Impingement

in liquids

Air drawn in

through small jet,

directed against

liquid surface

Viable

microorganisms,

water aerosols

Buffered gelatin,

peptone, nutrient

broth, tryptose

saline

Used for

Legionella spp.

sampling

Impaction on

solid surface

Air drawn into

sampler, particles

deposited on dry

surfaceViable particles,

viable

microorganisms

Dry surfaces,

coated surfaces,

agar

Used for

bacteria and

fungal agent

sampling; high

volumes can be

sampled

Sedimentation

(settle plates)

Particles and

microorganisms

settle via gravity

Nutrient agars in

plates or slides

Simple, best

suited for

qualitative

sampling; not

used for fungal

spores

การตรวจเฝาระวงการปนเปอนจากอนภาคจลนทรย1.1 การวางจานเพาะเชอ (settle plate)

วางจานเพาะเชอทบรรจอาหารเลยงเชอใหถกกบอากาศ ภายในหองตามเวลาทก าหนด ควรวางอยางนอยหองละ 2 อน ใชเวลา 30 นาท หลงจากนนน าจานเพาะเชอไป incubate ทอณหภมทเหมาะสม นบจ านวนโคโลนหาชนดของเชอ

3/23/2018

22

Agar plates exposed to Air

Actinomycetes on Agar plates

3/23/2018

23

Actinomycetes gram stained smear

Gram +ve branching rods

Yeast stained smear

3/23/2018

24

1.2 การเกบตวอยางจากอากาศ (Volumetric Air Sampling) เปนวธการทใชวดจ านวนเชอ ซงไมสามารถท าไดโดยวธวางจาน

เพาะเชอในบรเวณปราศจากเชอ เครองมอทใช ไดแก Slit-to-agar , Impact sampler , Reuter Centrifugal sampler เครองมอเหลานใชวดปรมาณอากาศทตกกระทบบนผวของอาหารเลยงเชอ หากอากาศมการปนเปอนเชอจลนทรยจะมโคโลนของเชอปรากฏอยบนพนผวของอาหารเลยงเชอดงกลาวภายหลงการ incubate ทอณหภมและเวลาทก าหนด

Slit-to-Agar

Impact sampler

3/23/2018

25

Impactor sampler

Reuter Centrifugal Sampler

3/23/2018

26

Glass impinger sampler

1.3 สวอบ (swab)เปนวธการเกบตวอยางเชอจลนทรยบนพนผวทมลกษณะโคงนน จนไมสามารถใชวธ contact plateได การสวอบท าไดโดยจมสวอบทท าใหปราศจากเชอทเหมาะสม แลวน าไปจมในอาหารเลยงเชอน าสวอบเชดบนพนทตองการทดสอบทเวลาและอณหภมทก าหนดให ปกต 37 0C, 24-48 ชม. การสวอบควร standardize วธการ เชน ควรสวอบบนพนทเทา ๆ กน (คอประมาณ 4 ตารางนว)

3/23/2018

27

1.4 จานสมผสเชอ Contact plates (Rodac plates)เปนการเตรยมจากอาหารเลยงเชอทมสวนผสมของวน (agar)ในลกษณะของอาหารเลยงเชอทนนออกมาเหนอจานเพาะเชอเมอตองการเกบตวอยางเชอจลนทรย ใหเปดฝาจานเพาะเชอซงฆาเชอแลวออก แลวกดอาหารเบา ๆ ไปบนพนผวทตองการทดสอบเชอ ปดฝาจานเพาะเชอน าไป incubate ตามเวลาและอณหภมทก าหนดให นบจ านวนเชอตอหนวยพนท

Contact plates

3/23/2018

28

General control of air borne diseases

▪ Good ventilation (dilutes organisms) ระบายอากาศ▪ Avoid overcrowding especially in closed places

▪ Isolation of patients with serious respiratory

infections

▪ Wearing masks

▪ Spacing of beds or desks

▪ Disinfect air ( HEPA Filters, UV hoods)

▪ Vaccination

การควบคมจลนทรยกอโรคในอากาศ

1.การใชสารเคมท าลายเชอโรคสารเคมทสามารถใชท าลายเชอโรคในอากาศมกเปนสารเคมทระเหยได

หรอใชพนเปนละอองสอากาศได เชน formaldehyde, ethylene oxide, propylene glycol, triethylene glycol เปนตน โดยสองชนดสดทายเปนสารเคมทมประสทธภาพดทสดเนองจากไมมกลน ไมมพษและไมระคายเคอง

3/23/2018

29

Propylene glycol

Triethylene glycol

2.การใชรงสรงสทสามารถท าลายอนภาคจลนทรยไดดทสดคอ รงสยว ทมความยาวคลน

260-270 นาโนเมตร โดยรงสยวมกถกน ามาใชงานในพนททมขนาดเลกไดแก ในโรงพยาบาล โรงงานผลตยาและหองปฏบตการวจย เปนตน

รงสอลตราไวโอเลตจากดวงอาทตย มความยาวคลน 2,600-2,700 A0 สามารถท าลายจลนทรยไดดทสด โดยทรงสอลตราไวโอเลตจะท าลายกรดนวคลอก ท าใหเกดการเสยหายหรอตายไป รงสอลตราไวโอเลตจะไปรบกวนขบวนการแมทาบอลซม

3/23/2018

30

3.การควบคมฝนละอองโดยใชวธการสราง เชด ถ หรอ ใชเครองดดฝ นท าความสะอาดบรเวณ

พนผววสดตางๆและพนหองและอาจมการใชน ายาฆาเชอโรคเชดตามภายหลงทไดก าจดฝ นบนพนผววสดออกไปแลว นอกจากนยงอาจใชเครองกรองอากาศทมคณสมบตดกจบฝ นละอองและจลนทรย

4.โอโซนโอโซนจดเปนตวออกซไดส (oxidizing agent) ทแรงทสดทอนญาตให

น ามาใชประโยชนในปจจบน โดยมฤทธสงกวากาชคลอรนถง 51% และมประสทธภาพในการก าจดเชอจลนทรยไดเรวกวา 3.125 เทาตว สารอนทรยทมอยในเยอเมมเบรนของแบคทเรยเมอท าปฏกรยากบโอโซนท าใหผนงเซลลออนแอและแตกออก ท าใหเซลลตาย

5. การกรองใชส าล หรอ แผนกรองอากาศ

3/23/2018

31

▪ High-efficiency particulate air filter

▪ It removes 99.97% of all particles greater than

0.3 micrometer from the air that passes

through

▪ HEPA filters are critical in the prevention of the

spread of airborne bacterial and viral

organisms and infection

▪ Medical-use HEPA filtration systems

incorporate high-energy ultra-violet light units

to kill off the live bacteria and viruses trapped

by the filter media.

HEPA Filter

HEPA Filter

▪ It is composed of a

mat of randomly

arranged fibers. The

fibers are typically

composed of

fiberglass .

▪ These particles are

trapped through a

combination of the

following three

mechanisms:

interception,

impaction, diffusion.

3/23/2018

32

7 11 148

HEPA Like Air Filters)MERV(1-20

MERV: Minimum Efficiency Reporting Value rating

These ratings are used to rate the ability of an air cleaner filter to remove

dust from the air as it passes through the filter. MERV is a standard used

to measure the overall efficiency of a filter. The MERV scale ranges from

1 to 20, and measures a filter's ability to remove particles from 10 to 0.3 micrometer in size