Основная масса микроорганизмов попадает в атмосферный воздух с почвенной пылью, которая, сорбируя микроорганизмы, оказывается обсемененной ими (в 1 г пыли содержится более 1 млн. микроорганизмов). Микроорганизмы и пыль, находясь в воздухе во взвешенном состоянии, образуют систему бактериальных аэрозолей. Это весьма неустойчивая коллоидная система состоит из дисперсионной среды — воздуха и дисперсной фазы — частиц пыли или жидкости, которые являются носителями микроорганизмов. Образование бактериальных аэрозолей происходит при физиологических актах — кашле, чиханье, громком разговоре.
Система бактериального аэрозоля неоднородна. Она состоит из крупных (более 100 μ) и мелких (менее 100 μ) распыленных капель. При этом мелкоядерная фаза превосходит крупноядерную по устойчивости и области распространения. Обе фазы являются источником происхождения бактериальной пыли, которая образуется при оседании и высыхании крупных и мелких капель. Минимальные размеры частиц бактериальной пыли определяются размерами микроорганизмов, составляющих в данном случае основу системы. Бактериальные аэрозоли могут распространяться на значительные расстояния.
Устойчивость бактериальных аэрозолей в атмосферном воздухе зависит от метеорологических факторов — температуры и влажности воздушной среды и атмосферного давления, а внутри помещений также от наличия или отсутствия вентиляции, способа уборки и т. п.
В естественных условиях в воздухе встречаются около 100 различных видов микроорганизмов, главным образом непатогенных. Это объясняется тем, что воздух как среда обитания неблагоприятен для развития микроорганизмов. Микрофлора воздуха представлена в основном микрококками, сарцинами, спороносными аэробными бактериями, различными видами Penicillium Aspergillus и др. Все они характеризуются высокой устойчивостью к высыханию, ультрафиолетовым лучам солнца и другим неблагоприятным условиям внешней среды. Вместе с тем известны случаи, когда удавалось доказать присутствие в воздухе крупных населенных пунктов патогенных и условно патогенных бактерий.
Находки патогенных и условно патогенных бактерий указывают на существенное гигиеническое и эпидемиологическое значение микрофлоры атмосферного воздуха.
На количество микроорганизмов в атмосферном воздухе оказывают влияние характер земной поверхности и климатические условия природных зон. Ничтожно малое содержание микроорганизмов найдено над полярными областями, тайгой, морями, океанами и в высокогорных районах. Обнаружено, что в воздухе над Балтийским морем по мере удаления от берега количество микрофлоры резко снижается, а на расстоянии свыше 100 км от берега вообще не удалось обнаружить никаких микроорганизмов. На содержание микроорганизмов в воздухе оказывают влияние сезонные факторы: минимум микробов обнаруживается в декабре — январе, когда почва имеет снеговой покров; при сухой погоде их больше, а во время выпадения атмосферных осадков меньше.
В крупных населенных пунктах бактериальное загрязнение воздуха, как правило, выше, чем в пригородах. Это объясняется тем, что процесс оседания аэрозолей в условиях интенсивного уличного движения происходит медленнее, чем в малоподвижном воздухе. Кроме того, в городе эффективность ультрафиолетовой радиации вообще слабее (за счет понижения прозрачности атмосферы). Что касается зеленых насаждений, которым принадлежит пылезадерживающая роль, то они распределены в городах крайне неравномерно. Из атмосферного воздуха над Москвой удалось выделить в 3—4 раза больше микроорганизмов, чем на той же высоте, но в 5—7 км от города. Наконец, с гигиенической точки зрения заслуживает особого внимания большая пылезадерживающая способность зеленых насаждений и обеззараживающий эффект фитонцидов, оказывающих отрицательное влияние на развитие микроорганизмов. Установлено, что в зоне крупных зеленых массивов задерживается от 50 до 90% пыли, как правило, обсемененной микроорганизмами (таблица 2).
| Районы | Количество бактерий в 1 м3 воздуха |
| Жилые Промышленные Привокзальные Магистральные Зеленая зона |
680 684 1070 1180 350 |
Бактериальным аэрозолям принадлежит важная роль в распространении инфекционных заболеваний. В этом отношении биологическая активность некоторых бактериальных аэрозолей огромна. Известны, например, катастрофические последствия, вызванные пандемиями гриппа в 1918—1922 гг. и в 1957 г., а также быстрота их распространения. Через воздух передаются возбудители и других инфекционных заболеваний: скарлатины, кори, коклюша, чумы, туберкулеза.
Большое гигиеническое и эпидемиологическое значение имеет загрязнение воздуха помещений. Характер микрофлоры в данном случае определяется состоянием здоровья проживающих, плотностью заселения, наличием или отсутствием достаточной вентиляции. В воздухе закрытых помещений, где воздухообмен недостаточен и отсутствует обезвреживающее действие ультрафиолетовых лучей, постепенно накапливается микрофлора, выделяемая из дыхательных путей человека. При этом наиболее часто встречаются отдельные представители кокковой микрофлоры — гемолитические и зеленящие стрептококки, которые являются постоянными обитателями верхних дыхательных путей человека. Их принято считать санитарно-показательными организмами. Увеличение содержания этих микроорганизмов указывает на ухудшение гигиенических свойств воздушной среды и позволяет предположить присутствие в воздухе патогенной микрофлоры. Санитарно-показательные микроорганизмы используются также для оценки эффективности с бактериальным обсеменением воздуха.
В таблице 3 приведены материалы о загрязнении микрофлорой закрытых помещений, что дает возможность оценить величину бактериального загрязнения воздуха жилых и общественных зданий.
| Характеристика воздуха | Число микроорганизмов в 1 м3 воздуха | |||
| летний режим | зимний режим | |||
| всего микроорганизмов | зеленящего и гемолитического стрептококка | всего микроорганизмов | зеленящего и гемолитического стрептококка | |
| Чистый Загрязненный |
До 1 500 Свыше 2 500 |
До 16 Свыше 36 |
До 4 500 Свыше 7 000 |
До 36 Свыше 124 |
Предупреждение бактериальной обсемененности воздуха имеет своей целью снизить концентрацию бактериальных аэрозолей до такого уровня, который бы уменьшил или полностью исключил возможность заражения через воздух или нежелательного обсеменения микроорганизмами тех или иных объектов. Наиболее существенное значение имеет предупреждение бактериального загрязнения воздуха в лечебных и аптечных учреждениях, в производстве антибиотиков, вакцин, сывороток, в консервной и пищевой промышленности.
Медицинские работники и фармацевты нередко применяют в своей работе марлевые маски для предупреждения рассеивания микрофлоры дыхательных путей при дыхании, кашле, разговоре. Известно, что двухслойные маски задерживают только 55—79% выбрасываемых из дыхательных путей микроорганизмов; при увеличении же числа слоев до 4—5 задержка микробов возрастает до 94—97%. Из сказанного вытекает, что 4—5-слойные маски наиболее целесообразны.
Для обеззараживания воздуха используют также губительное действие ультрафиолетовых лучей на микроорганизмы воздуха. На практике оно достигается включением специальных источников ультрафиолетовой радиации — так называемых бактерицидных ламп в тех помещениях, где по гигиеническим или производственным соображениям необходимо добиться чистоты воздушной среды. К таким помещениям относятся инфекционные отделения больниц, боксы, аптеки, аптечные склады, бактериологические лаборатории, операционные, пункты взятия крови у доноров, некоторые производственные помещения (в пищевой промышленности, при изготовлении антибиотиков и др.).
Обеззараживание воздуха химическим путем достигается испарением или механическим распылением бактерицидных средств. Образовавшиеся при этом пары или высокодисперсные аэрозоли этих средств конденсируются на бактериальных аэрозолях, диффундируют внутрь последних, оказывая на микроорганизмы разрушающее действие. Для этой цели часто используются препараты из группы гликолей (пропиленгликоль, триэтиленгликоль, глицерин), а также хлорсодержащие вещества, молочная кислота, производные фенола и др.
Высокоэффективным способом очистки воздуха от бактерий и пыли является вентиляция, обеспечивающая удаление вместе с загрязненным воздухом и микроорганизмов.