Wyszukiwanie w bazie wiedzy

 
Emisja cząstek drobnoustrojów obdarzonych ładunkiem elektrycznym

 

Wpływ emisji cząstek drobnoustrojów obdarzonych ładunkiem elektrycznym na ich przeżywalność w powietrzu i adhezję do materiałów wykorzystywanych w produkcji ochron układu oddechowego oraz wyposażenia materiałowego i odzieży medycznej, kosmetycznej, laboratoryjnej i specjalnej

 

W czasie większości procesów aerozolizacji powstają cząstki naładowane elektrostatycznie. Prawdopodobieństwo ich pojawienia się w takiej postaci jest szczególnie duże w ciągu pierwszych kilku minut po ich rozproszeniu w środowisku. Liczba ładunków elektrycznych przenoszonych przez cząstki unoszące się w powietrzu, w tym przez mikroorganizmy i wszelkie elementy strukturalne  ich komórek, może nie tylko znacząco modyfikować ich osadzanie się w drogach oddechowych, ale i wywierać wpływ na ich transport środowiskowy, skuteczność gromadzenia się na różnych powierzchniach oraz zachowanie podczas procesów pobierania próbek. Jak wykazuje światowe piśmiennictwo przedmiotu, laboratoryjnie generowane bioaerozole wykazują szeroki co do zakresu wartości i dwubiegunowy rozkład ładunku elektrycznego, choć według niektórych badaczy mikroorganizmy będące rozproszone w powietrzu niosą na sobie ogólny ujemny ładunek elektryczny netto. Niektóre bakterie rozpylone w powietrzu za pomocą nebulizatora mogą przenosić na każdej ze swoich komórek nawet 10.000 ładunków elementarnych. Przeprowadzone w Centralnym Instytucie Ochrony Pracy – Państwowym Instytucie Badawczym w Warszawie badania wykazały, że frakcja żywych drobnoustrojów generowanych do powietrza w postaci aerozolu może sięgać blisko 50% całkowitej liczby tych cząstek poddanych procesowi aerozolizacji. W środowisku o niskiej wilgotności (tj. <30%) odsetek żywych drobnoustrojów był zawsze wyższy od tego, dla cząstek generowanych w warunkach wysokiej wilgotności powietrza (tj. >60%). Najwyższy odsetek cząstek żywych był zawsze odnotowywany przy braku obciążenia ładunkiem elementarnym cząstek drobnoustrojów. Każde nałożenie na badane cząstki dodatkowego obciążenia w postaci ładunków elementarnych o wartościach od ±500 V do ±10.000 V skutkowało zmniejszeniem się odsetka żywych mikroorganizmów.

Drobnoustrojem najbardziej wrażliwym na działanie ładunków elektrycznych, niezależnie od warunków środowiska, w których generowane były cząstki jego bioaerozolu, okazał się wirus – bakteriofag PhiX174. Spośród bakterii, najbardziej wrażliwym drobnoustrojem na obciążenie jego komórek wegetatywnych ładunkiem elektrycznym była pałeczka Gram-ujemna Escherichia coli, a najmniej wrażliwe okazały się suche komórki wegetatywne Staphylococcus aureus i spory Streptomyces albus. Spośród grzybów, najbardziej wrażliwym drobnoustrojem na obciążenie jego suchych i mokrych konidiów ładunkiem elektrycznym była pleśń Cladosporium cladosporioides, a najmniej wrażliwe okazały się suche konidia Aspergillus versicolor i Penicillium melinii. Natomiast badania przeżywalności tych drobnoustrojów na materiałach tekstylnych (zarówno natywnych, jak i domieszkowanych) w warunkach niskiej (tj. <30%) i wysokiej (tj. >60%) wilgotności względnej środowiska oraz w temperaturach pokojowej (~24°C) i o podwyższonej wartości (~40°C) wykazały, że w przypadku bakterii: S. aureus – wszystkie domieszki włókien dodawane do materiałów syntetycznych obniżały ich przeżywalność; Bacillus subtilis – najwyższą przeżywalność odnotowano na tkaninach poliestrowej, wiskozowej i aramidowej, a wszelkie domieszki włókien każdorazowo obniżały przeżywalność tych bakterii; E. coli – najwyższą przeżywalność obserwowano na „czystych” (100%) materiałach wiskozowym i poliestrowych (PES) oraz PES domieszkowanych wiskozą i włóknami węglowymi; S. albus – przeżywalność spor tej bakterii najbardziej wspierały materiały wytworzone z poliakrylonitrylu, poliestru modyfikowanego w 0,3% włóknami węglowymi oraz włókien aramidowych. Z kolei w przypadku grzybów: A. versicolor i C. cladosporioides – sztuczne, poliestrowe i aramidowe materiały domieszkowane najbardziej wspierały przeżywalność konidiów tego grzyba; P. melinii – najwyższą przeżywalność konidiów obserwowano na materiałach poliestrowym natywnym i domieszkowanym, poliakrylonitrylowym i poliamidowym. Natomiast w przypadku bakteriofaga PhiX174, w warunkach mikroklimatycznych 24°C/30% najwyższą przeżywalność cząstki wirusa wykazywały po depozycji na materiałach aramidowym i polipropylenowym, a w 24°C/60% na materiale poliamidowym. W warunkach podwyższonej temperatury powietrza, niezależnie od panujących przy tym warunków wilgotnościowych tj. (w 40°C/30% i w 40°C/60%) przeżywalność cząstek wirusa ulegała istotnemu statystycznie obniżeniu i to praktycznie niezależnie od rodzaju materiału, na którym zdeponowane były jego cząstki.