Введение. Санитарно-гигиеническое благополучие воздушной среды закрытых помещений различного предназначения – важнейшее направление профилактики распространения инфекций с аэрозольным механизмом передачи возбудителя [1]. Большое количество гигиенических исследований посвящено проблеме циркуляции микроорганизмов в стационарах различного профиля, оценке фактической контаминации воздуха различных помещений медицинских организаций микроорганизмами, анализу риска развития инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи [2–8]. В последние годы появился ряд работ, посвященных изучению видового состава микробиоты общественного транспорта [9–13].

В то же время в связи с ухудшающейся эпидемиологической ситуацией в мире особую значимость приобретает обеспечение микробиологической безопасности воздушной среды при пребывании в закрытых помещениях и близких контактах различных контингентов населения. Особому риску для здоровья подвергаются обучающиеся в различных образовательных организациях (школьники, студенты, дети, занимающиеся в различных секциях и кружках) в связи с длительным пребыванием в закрытых помещениях. С состоянием воздушной среды, характером ее микрофлоры связана заболеваемость обучающихся острыми респираторными инфекциями. Респираторная инфекция способствует формированию у детей и подростков очагов хронического воспаления, развитию аллергических заболеваний, обострению латентных очагов инфекции [14–18]. Улучшение качества воздушной среды в классных комнатах, лекционных аудиториях, лабораториях по гигиеническим и микробиологическим показателям является важнейшей составляющей в системе мероприятий по профилактике респираторно-вирусных заболеваний школьников и студентов. В то же время работы, посвященные микробиологическому мониторингу воздуха учебных помещений с последующей разработкой методов профилактики воздушно-капельных инфекций, единичны [19–21]. Так, в работе Абдулиной Г.А. и соавт. [20] установлено, что микрофлора учебных комнат наиболее агрессивна в количественном и качественном отношении в холодный период года. Например, общее микробное число, количество стафилококков, гемолитических стрептококков (КОЕ/м3) в два и более раз выше зимой в сравнении с аналогичным показателем в летний период времени. При этом авторы отметили, что использование ультрафиолетового бактерицидного рециркулятора «АЕРЕХ constant» для улучшения микробиологических показателей учебной комнаты не дало ожидаемой и рекламируемой эффективности. В работе Горбатковой Е.Ю. [21] установлено, что в 16,8 % аудиторий (от всех исследуемых) определено наличие плесневых грибов (от 10 до 50 КОЕ/л). Также в 6,3 % учебных комнат выявлен золотистый стафилококк (от 4 до 8 колониеобразующих единиц), являющийся представителем патогенной микрофлоры и вызывающий гнойно-септические заболевания. Определено высокое содержание бактерий различного вида: Bacillus altitudinis, Bacillus simplex, Bacillus cereus, Bacillus horneckiae, являющихся спорообразующими почвенными бациллами.

В связи вышеизложенным понятно, что технологии, позволяющие быстро и эффективно уничтожать микроорганизмы в воздухе, востребованы не только в медицине, но и в других областях жизнедеятельности человека, в том числе в помещениях образовательных организаций. При этом практически все известные методы и подходы улучшения качества воздушной среды закрытых помещений по биологическому фактору направлены на уничтожение микроорганизмов, уже содержащихся в воздухе [22–24]. Например, метод аэрозольной дезинфекции, основанный на преобразовании дезинфицирующего средства в мелкодисперсное состояние с помощью специальной распыляющей аппаратуры и введения аэрозоля в воздушную среду помещения [23]. Распространенным способом очистки приточного воздуха является применение фильтров различных классов очистки (в зависимости от назначения помещения и требований к чистоте воздуха в них). В основе метода фильтрации лежит принцип предотвращения поступления в помещение твердых аэрозольных частиц (в том числе микроорганизмов) путем их задержки на высокоэффективных фильтрах – НЕРА-фильтрах, технология которых направлена не на уничтожение микроорганизмов, а только на ограничение их поступления в помещение. При этом не исключается накопление живых микроорганизмов на фильтрующей части, приводящий впоследствии к их «залповому выбросу» в воздух помещения. Представляется актуальной разработка и внедрение инновационных технологий, позволяющих улучшить качество воздушной среды как за счет ограничения поступления живых микроорганизмов в воздух закрытых помещений, так и их инактивации.

Цель исследования: оценка эффективности инновационного способа снижения микробной обсемененности воздушной среды учебных помещений с использованием пленочного абсорбера оригинальной конструкции.

Материалы и методы. Реализация поставленной цели предполагала оценку параметров микроклимата и динамики микробной обсемененности воздуха учебных помещений при различных режимах работы устройства (без присутствия людей). Исследование проводилось на базе Волгоградского государственного медицинского университета. Было обследовано 8 аудиторий. Произведено 72 замера (прибор testo-400, термогигрометр ТКАТВ) параметров микроклимата (температура, результирующая температура, относительная влажность, скорость движения воздуха) в соответствии с требованиями МУК 4.3.2756–101 и СанПиН 1.2.3685–212.

В данной работе (сообщение 1) для обеззараживания воздуха представлен вариант конструкции с активным веществом – хлоридом лития (устройство кондиционирования воздуха – пленочный абсорбер оригинальной конструкции – защищено патентом РФ на полезную модель № 199446). Конструкция устройства позволяет получить развитую поверхность контакта воздуха с раствором хлористого лития (коэффициент эффективности тепло-массообмена составляет 0,9), а также исключить попадание раствора в помещение вследствие отсутствия процесса распыливания жидкости в аппарате. Известно, что хлорид лития согласно данным литературы (справочник Н.В. Лазарева, 1977)3 может применяться для кондиционирования воздуха, но без уточнения для производственных или жилых помещений.

В соответствии с СанПиН 1.2.3685–21 ориентировочный безопасный уровень воздействия (ОБУВ) в атмосферном воздухе городских и сельских поселений лития хлорида (в пересчете на литий) составляет 0,02 мг/м3. В связи с вышеизложенным во втором сообщении предполагается представить результаты оценки безопасности работы устройства (исходя из токсикологической характеристики вещества), подтверждающих отсутствие миграции хлорида лития в воздухе помещения. Разработанный инновационный способ снижения микробной обсемененности воздуха закрытых помещений защищен патентом на изобретение (заявка № 2021117492/04(036899))4.

Изучение микробной обсемененности воздушной среды (МОВС) осуществлялось в соответствии с существующими в РФ нормативами, регламентирующими микробиологическую безопасность воздушной среды в лечебных учреждениях: СП 2.1.3678–205 и МУК 4.2.2942–116. Исследования проводили в холодный и теплый периоды года в помещениях с учетом показателя удельной площади помещения на одного обучающегося. МОВС определяли до начала учебных занятий, сразу после их окончания и после использования пленочного абсорбера. По мнению Беловой И.В. и соавт., выделение микроорганизмов культуральным методом позволяет судить не только о видовом разнообразии микробиоценоза, но и о количественной представленности каждого вида [13][24]. Определялись следующие показатели, выраженные в КОЕ/м3: общая микробная обсемененность, количество стафилококков, плесневых и дрожжевых грибов, количество гемолитических микроорганизмов.

Пробы воздуха отбирали аспирационным методом с использованием сертифицированного аспиратора ПУ-1Б, используя для посева в каждой серии опытов по три чашки с мясопептонным агаром (МПА), желточно-солевым агаром (ЖСА), средой Сабуро и кровяным агаром. Оптимальные объемы аспирируемого воздуха были подобраны в предварительных опытах. Через двое суток культивирования посевов при 37 °C проводился подсчет колоний. Каждая серия опытов в идентичных условиях проводилась не менее трех раз при трех режимах работы устройства; 0,5, 1,0 и 1,5 часа. Обработка результатов осуществлялась с использованием пакета программ Microsoft Excel. Достоверность результатов рассчитывалась с применением критерия χ2 (p < 0,05).

Результаты исследования. Оценка параметров микроклимата показала, что в холодный период года все показатели соответствовали гигиеническим нормам (табл. 1). В теплый период года температура воздуха колебалась в диапазоне 25,6–27,8 °C, результирующая превышала допустимые величины.

Исследование сезонных колебаний МОВС показало рост практически всех исследуемых показателей в холодный период года. Полученные данные согласуются с результатами группы авторов [20], которые выявили, что микрофлора учебных комнат наиболее агрессивна в холодный период года. Наряду с повышением общей микробной обсемененности наблюдалось существенное увеличение концентрации стафилококков и гемолитической флоры, особенно после проведения в помещениях занятий с обучающимися (рис. 1, 2). В исследовании Горбатковой Е.Ю. [21] в учебных комнатах выявлен золотистый стафилококк, являющийся представителем патогенной микрофлоры, вызывающий гнойно-септические заболевания.

Существенное влияние на показатели МОВС после проведения занятий оказывало количество студентов в учебном помещении (рис. 3).

Дальнейшие исследовании по оценке эффективности инновационного способа снижения микробной обсемененности воздуха учебных помещений проводили в холодный период после проведения в учебном помещении занятий с удельной площадью 2,8 м2 на одного студента, таким образом выбрана модель исследования с наиболее жесткими условиями.

Предварительно определены показатели МОВС при работе устройства без добавления активного вещества. На рис. 4 представлено сравнение показателей микробной обсемененности воздуха по окончании занятий в учебных комнатах и после работы устройства в течение 30 минут в режиме общеобменной вентиляции; их снижение не носило достоверный характер.

В режиме работы устройства с добавлением активного вещества в течение 30 минут показатели МОВС снижались более чем в 10 раз, что свидетельствует об эффективности предлагаемого инновационного способа снижения микробной обсемененности воздушной среды (рис. 5, табл. 2).

Далее выполнена оценка МОВС при работе устройства в течение одного и полутора часов. Показано, что увеличение времени работы устройства не оказывало существенного влияния на изучаемые показатели, что позволило сделать вывод о достаточной эффективности инновационного способа снижения микробной обсемененности воздушной среды учебных помещений с использованием пленочного абсорбера оригинальной конструкции в режиме работы «0,5 часа».

Заключение. Изучена и оценена МОВС учебных комнат; в большинстве проб выявлены 2–4-компонентные ассоциации микроорганизмов. В состав ассоциаций входили бактерии и грибы III и IV группы патогенности. Анализ полученных данных показал, что фактическая контаминация воздуха учебных помещений в холодный период года достоверно отличается от таковой в теплый период года уже в начале учебного дня. Показатели микробной обсемененности воздуха в учебных помещениях после проведения занятий (через 4 часа) достоверно выше; возрастание наиболее значимо в холодный период года. Осуществленная оценка инновационного способа снижения микробной обсемененности воздуха учебных помещений с использованием пленочного абсорбера оригинальной конструкции показала высокую степень его эффективности. Уже через 0,5 часа его работы показатели МОВС снижались более чем в 10 раз, что определяет незначительные эксплуатационные расходы устройства. На разработанный инновационный способ снижения микробной обсемененности воздуха закрытых помещений (заявка № 2021117492/04(036899)) получено решение о выдаче патента на изобретение. В настоящее время ведется продолжение исследования в двух направлениях: 1) изучение безопасности работы устройства, подтверждение отсутствия миграции хлорида лития в воздух помещения; 2) апробация работы устройства и оценка эффективности способа обеззараживания воздуха с другими активными веществами, например хлоридом магния. Результаты будут представлены в сообщении 2.

1. МУК 4.3.2756–10 «Методические указания по измерению и оценке микроклимата производственных помещений». 2. СанПиН 1.2.3685–21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания». 3. Вредные вещества в промышленности: Неорганические и элементорганические соединения : справ. для химиков, инженеров и врачей: в 3-х т. / под общ. ред. засл. деят. науки, проф. Н.В. Лазарева. Л.: Химия, Ленингр. отд-ние, 1977. 608 с. 4. Латышевская Н.И., Апухтин А.Ф., Замараев В.С. Способ очистки воздуха от патогенной микрофлоры путем кондиционирования через сменяемые поглощающие фильтры. Патент РФ на изобретение № 2775086. 16.06.2021. Доступно по: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=49199938. Ссылка активна на 02 августа 2022 г. 5. СП 2.1.3678–20 «Санитарно-эпидемиологические требования к эксплуатации помещений, зданий, сооружений, оборудования и транспорта, а также условиям деятельности хозяйствующих субъектов, осуществляющих продажу товаров, выполнение работ или оказание услуг». 6. МУК 4.2.2942–11 «Методы санитарно-бактериологических исследований объектов окружающей среды, воздуха и контроля стерильности в лечебных организациях».