STAN AEROSANITARNY MIEJSCOWOŚCI WYPOCZYNKOWYCH NAD ZALEWEM SOLIŃSKIM

Transkrypt

1 ROZDZIAŁ STAN AEROSANITARNY MIEJSCOWOŚCI WYPOCZYNKOWYCH NAD ZALEWEM SOLIŃSKIM Aerosanitary conditions of health resorts near the Solina Lake Maria J. CHMIEL, Anna TANDYRAK, Wiesław BARABASZ Katedra Mikrobiologii, Uniwersytet Rolniczy im. H. Kołłątaja, Al. A. Mickiewicza 24/28, Kraków Streszczenie Jednym z podstawowych kryteriów oceny środowiska jest czystość powietrza atmosferycznego. W ramach niniejszej pracy przeprowadzono badania stanu aerosanitarnego powietrza wokół Jeziora Solińskiego. Badania prowadzono zgodnie z zaleceniami Polskich Norm w kierunku występowania: bakterii, promieniowców, grzybów, fluoryzujących bakterii z gatunku Pseudomonas fluorescens oraz gronkowców. Prowadzono wyłącznie oznaczenia ilościowe. Badania wykonano od kwietnia 2007 do lutego 2008 roku w pięciu miejscowościach: Solinie, Polańczyku, Wojskowym Zespole Wypoczynkowym (WZW) na półwyspie Jawor, Zawozie i Chrewcie. W każdej miejscowości wyznaczono dwa punkty pomiarowe: nad wodą i w miejscu o dużym nasileniu ruchu turystycznego. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono duże zróżnicowanie zanieczyszczenia mikrobiologicznego powietrza w zależności od lokalizacji punktu pomiarowego i terminu badania. Najwyższym zanieczyszczeniem mikrobiologicznym odznaczało się powietrze w Solinie, a najniższym w Zawozie. Wyższe skażenie występuje w miejscach o dużym nasileniu ruchu turystycznego niż nad wodą. Stwierdzono zależność między ilością drobnoustrojów w powietrzu a warunkami meteorologicznymi. Dominującą mikroflorą powietrza były grzyby stanowiące średnio około 67% i bakterie - 30%. W żadnej z badanych próbek nie wykryto bakterii z gatunku Pseudomonas fluorescens. W większości przeprowadzonych pomiarów liczba drobnoustrojów nie przekraczała dopuszczalnych norm. Słowa kluczowe: Jezioro Solińskie, aeromikroflora, zanieczyszczenie powietrza Abstract A basic environment evaluation criterion is atmospheric air quality. The present work addresses aerosanitary conditions of air around the Solina Lake. The research was performed in accordance with recommendations of the Polish Standards with emphasis on the occurrence of: bacteria, actinomycetes, fungi, fluorescent bacteria of Pseudomonas fluorescens and Staphylococci. Only quantitative analyses were carried out. The research was carried out from April 2007 to February 2008 in five towns: Solina, Polańczyk, WZW Jawor, Zawóz, and Chrewt. In each town, two measuring points were defined in an area of concentration of tourists and by the water. We observed large variation in the extent of microbial contamination related to both the time and location where the measurements were taken. The air in Solina has the highest level of microbiological contamination Maciej J. Kotarba (red.) Przemiany środowiska naturalnego a rozwój zrównoważony Wydawnictwo TBPŚ GEOSFERA 2008, Kraków, str

2 and Zawóz the lowest. Higher levels of contamination occur in places of tourism than locations near the water. A relationship between amount of microorganisms in the air and meteorological conditions was found. Predominant air microorganisms were fungi, which consisted of about 67%, and bacteria which constituted about 30%. In any of tested samples presence of Pseudomonas fluorescens bacteria was detected. In the majority of measurements the amount of microbes didn t surpass admissible norms. Key words: Solina Lake, aeromicroflore, air contamination 1. Wstęp Położone na Przedgórzu Bieszczadzkim, jeziora Solińskie i Myczkowskie oraz miejscowości usytuowane nad ich brzegami od wielu lat są modnymi i popularnymi ośrodkami turystycznymi. Turyści szukający odpowiedniego miejsca do spędzenia wolnego czasu zwracają uwagę nie tylko na klimat, rzeźbę terenu, różnorodność roślinną i zwierzęcą, ale również na czystość środowiska. Wieloletnie badania, które przeprowadzane były w wielu krajach pod patronatem WHO dostarczyły bogatych i konkretnych dowodów naukowych, świadczących o wpływie degradacji środowiska przyrodniczego na pogarszanie się stanu zdrowia społecznego (Dobrowolski, 1989). Jednym z podstawowych kryteriów oceny środowiska jest czystość powietrza atmosferycznego. Mikroorganizmy dostają się do powietrza z gleby, wód płynących i stojących, wydalin ludzi i zwierząt. Na jakość mikrobiologiczną atmosfery w dużym stopniu wpływają również szczególne miejsca jak oczyszczalnie ścieków, składowiska odpadów komunalnych czy kompostownie (Gutarowska, 2007). Wiele chorób u ludzi, zwierząt, czy roślin wywołanych jest przez mikroorganizmy, które znajdują się w powietrzu atmosferycznym. Powietrze nie zapewnia warunków do wzrostu i rozmnażania się drobnoustrojów, niemniej jednak mogą one w nim przebywać nawet przez bardzo długi okres czasu. Znajdujące się w powietrzu mikroorganizmy mogą być przenoszone na znaczne odległości, powodując masowe powstawanie chorób zakaźnych. Zanieczyszczenia pochodzenia biologicznego nazywa się aerozolami biologicznymi, należą do nich m.in. wirusy, bakterie, zarodniki grzybów i pyłki roślin (Krzysztofik, 1992). Bioaerozole saprofityczne przyczyniają się do pogorszenia stanu higienicznego powietrza, wywołują alergie u ludzi, powodują psucie się produktów spożywczych, niszczenie materiałów budowlanych czy środków leczniczych. Zakaźne bioaerozole wywołują wiele chorób roślin, zwierząt i ludzi takich jak grzybice, płonica, grypa, różyczka, zaraza ogniowa i wiele innych (Gutarowska, 2007). Coraz częściej stosuje się szeroki i systematyczny monitoring czystości środowiska, który pozwala wcześnie wykrywać czynniki potencjalnego ryzyka dla zdrowia społecznego. Obecnie powszechnie przeprowadza się badania wody przeznaczonej do celów pitnych i gospodarczo-bytowych, coraz częściej bada się stan sanitarno-higieniczny gleb. Jednak biologiczny monitoring czystości powietrza nadal często jest pomijany. Powietrze nad Jeziorem Solińskim również nie było badane w tym kierunku. 152

3 W związku z powyższym podstawowym celem niniejszej pracy było zbadanie czystości mikrobiologicznej powietrza atmosferycznego w wybranych punktach pomiarowych zlokalizowanych w miejscowościach rekreacyjnych wokół Jeziora Solińskiego w Bieszczadach. Ponadto podjęto próbę oszacowania wpływu natężenia ruchu turystycznego, pory roku i warunków mikroklimatycznych na skład ilościowy aeromikroflory. 2. Materiał i metody W ramach niniejszej pracy badaniami objęto pięć miejscowości turystycznych położonych nad Jeziorem Solińskim. W każdej z nich zlokalizowano dwa punkty pomiarowe. Badania prowadzono w cyklu rocznym dwukrotnie w każdej porze roku Rozmieszczenie punktów pomiarowych Pomiary mikrobiologiczne i mikroklimatyczne wykonywane były w stałych punktach badawczych. Lokalizację punktów wyznaczono przy użyciu GPS Garmin 76S i przedstawiono na Rys. 1. Rys. 1. Lokalizacja punktów badawczych A - punkty pomiarowe w centrum miejscowości lub miejscu o dużym natężeniu ruchu turystycznego. B - punkty pomiarowe nad wodą. Chrewt 153

4 1A ,897 E, 49 18,535 N; 1B ,474 E, 49 18,722 N Zawóz 2A ,575 E, 49 20,177 N; 2B ,409 E, 49 20,341 N Polańczyk 3A ,168 E, 49 22,466 N; 3B ,935 E, 49 22,910 N Solina 4A ,542 E, 49 23,576 N; 4B ,488 E, 49 23,490 N WZW Jawor 5A ,881 E, 49 22,107 N; 5B ,767 E, 49 22,136 N 2.2. Badania mikrobiologiczne i mikroklimatyczne W wyznaczonych punktach przy użyciu aeroskopu oznaczano ogólną liczbę bakterii, promieniowców, grzybów oraz bakterii wskaźnikowych Pseudomonas fluorescens i gronkowców zgodnie z zaleceniami norm PN-89/Z-04111/02 i PN-89/Z-04111/03. Poboru próbek powietrza do badań mikrobiologicznych dokonywano próbnikiem MAS (Microbiological Air Sampler) 100 firmy Merck, przy szybkości przepływu 100 l/min. Do głowicy aparatu zasysana jest określona objętość powietrza, a znajdujące się w nim drobnoustroje osadzają się na pożywce agarowej. Próbki pobierano na wysokości około 1,5 m nad powierzchnią gruntu (Grzyb et al., 2004). W zależności od badanej grupy drobnoustrojów stosowano różne podłoża mikrobiologiczne i parametry hodowli zgodnie z PN-89/Z-04111/02 i PN-89/Z-04111/03. Po odpowiednim czasie inkubacji zliczano wyrosłe kolonie (L). Wynik przeliczano na liczbę j.t.k. (jednostek tworzących kolonie) drobnoustrojów w 1 m³. Pr 1000 L = V L liczba j.t.k. drobnoustrojów w 1 m³ P r ilość kolonii z uwzględnieniem błędu statystycznego V objętość pobranego powietrza w litrach 1000 przelicznik na 1 m³ Otrzymane wyniki porównano z zaleceniami Polskiej Normy. Łącznie z badaniami mikrobiologicznymi prowadzono obserwacje meteorologiczne: wykonywano pomiary temperatury i wilgotności termohigrometrem elektronicznym firmy Oregon Scientific. Równocześnie dokonywano dodatkowych obserwacji dotyczących warunków pogodowych jak: nasłonecznienie, opady atmosferyczne, siła i kierunek wiatru. 3. Wyniki i dyskusja Powietrze nie jest środowiskiem odpowiednim do wzrostu i rozmnażania się drobnoustrojów, ponieważ nie zawiera w swoim składzie żadnych przyswajalnych składników pokarmowych. Mimo tego występują w nim liczne i różnorodne mikroorganizmy, które są 154

5 unoszone prądami powietrza wraz z pyłem. Liczba drobnoustrojów zależy głównie od ilości i jakości cząsteczek unoszącego się pyłu (Nowak, 2000). Jak wskazują wyniki uzyskane w trakcie prowadzenia niniejszych badań liczebność drobnoustrojów badanych grup była zróżnicowana we wszystkich punktach pomiarowych oraz terminach, w których wykonywane były analizy. Wśród badanych grup drobnoustrojów - bez względu na porę roku czy lokalizację punktu pomiarowego - najliczniej reprezentowane były grzyby i bakterie, promieniowce stanowiły jedynie niewielki odsetek hodowanych mikroorganizmów. W żadnej z wykonanych analiz nie stwierdzono obecności bakterii wskaźnikowych z gatunku Pseudomonas fluorescens. Najwyższe stężenie zarodników grzybów i jednostek propagacyjnych bakterii zaobserwowano w okresie letnim (Rys. 2 i 3). Rys. 2. Średnia liczebność poszczególnych grup drobnoustrojów w zależności od pory roku; jtk - jednostki tworzące kolonie Dostępne dane literaturowe potwierdzają minimalną liczebność drobnoustrojów w zimie, a przy temperaturach bliskich zeru lub ujemnych ich całkowity brak. W okresie, kiedy prowadzono niniejsze badania, temperatury były znacznie wyższe, ze średnią około 6,5 C w sezonie zimowym. W związku z występowaniem tak nietypowych warunków atmosferycznych w zimie, liczebność mikroorganizmów w tym okresie była wyższa niż wykazują inne badania. Regiony, które charakteryzują się długimi, śnieżnymi zimami wykazują znacznie niższe sezonowe stężenia zarodników grzybów niż tereny, w których zimy były łagodne i stosunkowo ciepłe (Kasprzyk, 2007). W zimnych miesiącach mikroflora jest uwięziona w lodzie, zamarzniętej glebie oraz przykryta śniegiem, więc mniej przedostaje się jej do atmosfery (Zmysłowska, 2003). 155

6 Rys. 3. Procentowy udział poszczególnych grup drobnoustrojów w mikroflorze powietrza w poszczególnych punktach pomiarowych; A - pomiary wykonane w miejscu o dużym nasileniu ruchu turystycznego, B - pomiary wykonane nad wodą, 1 - Chrewt, 2 - Zawóz, 3 - Polańczyk, 4 - Solina, 5 - WZW Jawor Jak wynika z analizy statystycznej - przedstawionej w Tab. 1 - zarówno termin wykonywania pomiarów - mimo nietypowej zimy - jak i lokalizacja punktów badawczych są czynnikami istotnie różnicującymi skład mikroflory powietrza. Tabela 1 Istotność czynników wpływających na liczebność drobnoustrojów w powietrzu Czynnik Ilość stopni swobody Średnia suma Suma kwadratów kwadratów Liczebność bakterii Test F Istotność czynnika , ,5 7,40 * , ,8 2,49 * 1x , ,3 Liczebność grzybów , ,5 5,49 * , ,0 4,42 * 1x , ,6 Liczebność gronkowców ,6 1105,1 5,99 * ,4 687,7 3,73 * 1x ,5 184,4 Liczebność promieniowców ,1 2,2 1, ,4 13,9 6,39 * 1x ,5 2,2 Czynniki: 1 termin pomiaru, 2 miejsce pomiaru = działanie czynnika nieistotne, * = działanie czynnika istotne 156

7 Solina, Polańczyk i WZW Jawor są miejscowościami obleganymi przez turystów, głównie ze względu na rozbudowaną bazę turystyczną, zapewniającą przyjezdnym możliwość skorzystania ze wszelkich form wypoczynku. Ponadto w Polańczyku znajduje się oczyszczalnia ścieków, która dodatkowo wpływa na zwiększoną w tych miejscach liczebność mikroorganizmów w powietrzu. Chrewt i Zawóz są miejscami znacznie oddalonymi w głąb Bieszczadów, znane są jedynie nielicznym turystom, a na stałe zamieszkuje w nich niewielka ilość osób, nie ma w nich również żadnych zakładów przemysłowych, co niewątpliwie ma wpływ na czystość mikrobiologiczną powietrza. (Rys. 4). Rys. 4. Średnioroczne liczebności drobnoustrojów w każdym z punktów pomiarowych. 1 Chrewt, 2 Zawóz, 3 Polańczyk, 4 Solina, 5 WZW Jawor, jtk jednostki tworzące kolonie Rys. 5. Średnia liczebność poszczególnych grup drobnoustrojów występujących w centrum miejscowości i nad wodą; jtk jednostki tworzące kolonie 157

8 Jak podają Nowak et al. (1997) oraz Mędrela-Kuder (1999) największe zakażenie powietrza występuje w punktach pomiarowych zlokalizowanych w strefach wielkomiejskich charakteryzujących się dużym natężeniem ruchu ulicznego. Podobną zależność zaobserwowano w trakcie prowadzenia niniejszych badań i przedstawiono ją graficznie na Rys. 5. W pomiarach wykonanych w miejscach o dużym nasileniu ruchu turystycznego stwierdzano znacznie liczniejszą mikroflorę. Na Rys. 6 i 7 przedstawiono wpływ temperatury i wilgotności na liczebność podstawowych grup aeromikroflory. Na podstawie uzyskanych wyników można stwierdzić, że wraz ze wzrostem temperatury liczba mikroorganizmów wzrasta (Rys. 6). Rys. 6. Średnia liczebność grzybów i bakterii w zależności od temperatury (trend); jtk - jednostki tworzące kolonie Rys. 7. Średnia liczebność grzybów i bakterii w zależności od wilgotności (trend); jtk - jednostki tworzące kolonie 158

9 Założenie to potwierdzają m.in. badania Michałowskiej i Russela (2006), w których wykazano istotność oddziaływania temperatury na liczebność drobnoustrojów. W miarę obniżania temperatury zawartość mikroorganizmów w powietrzu ulega zmniejszeniu. Minimalne ilości aeromikroflory osiągane są przy temperaturze poniżej 0 C. W swojej pracy Nowak et al. (1997) wykazują, że liczebność prawie wszystkich grup mikroorganizmów jest skorelowana w sposób istotny temperaturą powietrza. Wilgotność jest najbardziej zmiennym parametrem powietrza, podlega szybkim zmianom w czasie i przestrzeni. Wyrażana jako wilgotność względna, wynosi od kilku do 100%. Podobnie jak temperatura odgrywa ona znaczną rolę w życiu wszelkich form organizmów. Rozwój drobnoustrojów odbywa się intensywniej przy zwiększonej wilgotności, natomiast jej zmniejszenie powoduje zahamowanie czynności życiowych, a w pewnych przypadkach śmierć. Niektóre gatunki mikroorganizmów (przetrwalniki bakterii, czy zarodniki grzybów) mogą przetrwać w stanie wysuszenia nawet kilka lat, nie tracąc zdolności do późniejszego rozwoju (Krzysztofik, 1992). Analizując Rys. 7 można stwierdzić, że wraz ze zwiększaniem wilgotności liczba mikroorganizmów zmienia się. Na wykresie są jednak widoczne odstępstwa od tej reguły, które sugerują, iż wilgotność nie jest głównym czynnikiem decydującym o liczebności aeromikroflory. Na zmiany liczebności drobnoustrojów przy wysokiej wilgotności wpływały także temperatura, silny wiatr i opady atmosferyczne poprzedzające pomiar. Tabela 2 Liczba badań określająca stopień zakwalifikowania czystości powietrza według Polskiej Normy (PN, 1989a, b) dla każdego punktu pomiarowego Terminy pomiarów Grupa mikroorganizmów bakterie gronkowce grzyby promieniowce I II III I II III I II III I II III 1A B A B A B A B A B I powietrze czyste, II średnio zanieczyszczone, III silnie zanieczyszczone Poziom zanieczyszczenia powietrza można oszacować na podstawie ilości przekroczeń dopuszczalnych dla każdej grupy norm. Na tej podstawie można stwierdzić, że punktem o największym skażeniu jest centrum Soliny, gdzie na 8 pomiarów 3-krotnie powietrze zostało zakwalifikowane jako silnie zanieczyszczone i 5-krotnie jako średnio zanieczysz- 159

10 czone głównie z powodu nadmiernej liczby występujących w nim gronkowców (Tab. 2). Miejscami o najmniejszym zanieczyszczeniu są punkty zlokalizowane nad wodą oraz na terenie miejscowości Chrewt i Zawóz. Największe zanieczyszczenie mikrobiologiczne powietrza obserwowano od maja do lipca głównie ze względu na nadmierną liczebność gronkowców (Tab. 3). W okresie zimowym obniżająca się temperatura wyraźnie hamująco wpływała na rozprzestrzenianie się drobnoustrojów w powietrzu. Tabela 3 Liczba badań określająca stopień zakwalifikowania czystości powietrza według Polskiej Normy (PN, 1989a, b) dla każdego terminu badań Terminy pomiarów Grupa mikroorganizmów bakterie gronkowce grzyby promieniowce I II III I II III I II III I II III Wnioski 1. Powietrze atmosferyczne wokół Jeziora Solińskiego można określić jako czyste. Jedynie 20% prób powietrza (zgodnie z PN-89/Z-04111/02) należy uznać za średnio zanieczyszczone, a 2% za silnie zanieczyszczone - głównie z powodu obecności w atmosferze gronkowców. 2. Najliczniejszą grupę wśród wszystkich badanych mikroorganizmów stanowiły grzyby (około 67% całej mikroflory), następnie bakterie (około 30%), gronkowce (około 2%), najmniej licznie reprezentowane były promieniowce (niespełna 1%). 3. W żadnej z badanych próbek nie stwierdzono obecności bakterii wskaźnikowej Pseudomonas fluorescens. 4. Skażenie mikrobiologiczne powietrza miało charakter sezonowy. 5. W punktach pomiarowych zlokalizowanych w miejscach o dużym natężeniu ruchu turystycznego oznaczano znacznie liczniejszą mikroflorę niż nad wodą. 6. Poziom zanieczyszczenia powietrza jest związany z warunkami meteorologicznymi panującymi w dniu pomiaru i w dniach poprzedzających badanie. 7. Chrewt i Zawóz to najczyściejsze pod względem aerosanitarnym miejscowości okolic Jeziora Solińskiego. 160

11 Literatura DOBROWOLSKI J., 1989 Przesłanki naukowe dla przewidywania zagrożeń zdrowia społecznego związanych z anomaliami środowiskowymi. Ekologizm w ochronie zdrowia. Wydawnictwo PAN, Wrocław. GRZYB J., BIS H., FRĄCZEK K., BARABASZ W., 2004 Występowanie bakterii wskaźnikowych w powietrzu komór sanatoryjnych w Kopalniach Soli w Bochni i Wieliczce. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, 501: KASPRZYK I., 2007 Sezonowe zmiany koncentracji zarodników grzybów w powietrzu. [W:] Weryszko-Chmielewska E. (red.) - Aerobiologia. Wydawnictwo Akademii Rolniczej, Lublin, KRZYSZTOFIK B., 1992 Mikrobiologia powietrza. Wydawnictwo Politechniki Warszawskiej, Warszawa. GUTAROWSKA B., 2007 Mikroorganizmy w powietrzu. [W:] Libudzisz Z., Kowal K., Żakowski Z. (red.) - Mikrobiologia techniczna. Wydawnictwo PWN, Warszawa, MĘDRELA-KUDER E., 1999 Występowanie zarodników grzybów w powietrzu atmosferycznym na terenie Krakowa z uwzględnieniem zanieczyszczenia pyłowego. Archiwum Ochrony Środowiska, 1: MICHAŁOWSKA M., RUSSEL S., 2006 Wpływ czynników zewnętrznych na stopień koncentracji i skład populacji grzybów pleśniowych w powietrzu pomieszczeń edukacyjnych oraz powietrzu atmosferycznym. Acta Agraria et Silvestria series Agraria, 49: NOWAK A., 2000 Mikrobiologia dla kierunków: rolnictwo, ogrodnictwo i ochrona środowiska. Wydawnictwo Akademii Rolniczej, Szczecin. NOWAK A., PRZYBULEWSKA K., TARNOWSKA A., 1997 Zanieczyszczenie mikrobiologiczne powietrza na terenie Szczecina w różnych porach roku. [W:] Barabasz W. (red.) - Drobnoustroje w środowisku: występowanie, aktywność i znaczenie. Akademia Rolnicza, Kraków, ZMYSŁOWSKA I., 2003 Mikrobiologia ogólna i środowiskowa. Wydawnictwo Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego, Olsztyn. PN, 1989a Polska Norma. PN-89/Z-04111/02. Ochrona czystości powietrza. Badania mikrobiologiczne. Oznaczanie liczby bakterii w powietrzu atmosferycznym (imisja) przy pobieraniu próbek metodą aspiracyjną i sedymentacyjną. PN, 1989b Polska Norma. PN-89/Z-04111/03. Ochrona czystości powietrza. Badania mikrobiologiczne. Oznaczanie liczby grzybów mikroskopowych w powietrzu atmosferycznym (imisja) przy pobieraniu próbek metodą aspiracyjną i sedymentacyjną. 161

12 162