Research code: 6911
Ethics code: IR.SSU.SPH.REC.1398.132
Salaree M, Ehrampoush M H, Teimouri F, Sadeh M, Madadizadeh F, Eslami G, et al . Investigation of the Bacterial Bioaerosols in the Air of the Wastewater Treatment Plant of Jahanabad Industrial Town of Meybod. TB 2022; 20 (6) :15-32
URL:
http://tbj.ssu.ac.ir/article-1-3264-fa.html
سالاری محمد، احرامپوش محمد حسن، تیموری فهیمه، ساده مریم، مددی زاده فرزان، اسلامی گیلدا، و همکاران.. بررسی جمعیت بیوآئروسلهای باکتریایی موجود در هوای تصفیهخانه فاضلاب شهرک صنعتی جهانآباد میبد. طلوع بهداشت. 1400; 20 (6) :15-32
URL: http://tbj.ssu.ac.ir/article-1-3264-fa.html
مرکز تحقیقات علوم و فناوری های محیط زیست،گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی شهید صدوقی، یزد، ایران ، ebrahimi20007@gmail.com
متن کامل [PDF 771 kb]
(452 دریافت)
|
چکیده (HTML) (818 مشاهده)
متن کامل: (636 مشاهده)
بررسی جمعیت بیوآئروسلهای باکتریایی موجود در هوای تصفیهخانه فاضلاب شهرک صنعتی جهانآباد میبد
نویسندگان: محمد سالاری1، محمد حسن احرامپوش2، فهیمه تیموری3، مریم ساده4، فرزان مددی زاده5، گیلدا اسلامی6، زهرا سلطانیان زاده7، علی اصغر ابراهیمی8
1.دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی شهید صدوقی، یزد، ایران.
2.استاد مرکز تحقیقات علوم و فناوری های محیط زیست،گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی شهید صدوقی، یزد، ایران.
3.استادیار مرکز تحقیقات علوم و فناوری های محیط زیست،گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی شهید صدوقی، یزد، ایران.
4.استادیار باکتریشناسی، گروه علوم آزمایشگاهی، دانشکده پیراپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی شهید صدوقی، یزد، ایران.
5.استادیار گروه آمارزیستی و اپیدمیولوژی، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی شهید صدوقی ، یزد، ایران.
6.دانشیارمرکز تحقیقات سلامت و ایمنی غذا، بخش انگل شناسی و قارچ شناسی دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی، یزد، ایران.
7. کارشناس ارشد محیط زیست، مرکز تحقیقات علوم و فناوری های محیط زیست، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی یزد، یزد، ایران.
8. نویسنده مسئول : دانشیار مرکز تحقیقات علوم و فناوری های محیط زیست ، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی شهید صدوقی، یزد، ایران. تلفن تماس:09132679641 ebrahimi20007[at]ssu.ac.ir Email:
چکیده
مقدمه: در دهههای اخیر با به وجود آمدن فعالیتهای صنعتی جدید و افزایش تولید مواد زائد، این صنایع نیازمند وجود تجهیزات تصفیه و دفع بهداشتی میباشند. این تجهیزات بعضاً سبب انتشار میکروارگانیسمهای بیماریزا به هوا میشوند. صنایع بازیافت مواد زائد و تصفیهخانههای فاضلاب از آن جمله هستند. بیوآئروسل ها در مراحل مختلف فرایند تصفیه فاضلاب بهویژه در فرآیندهایی که شامل مکانیزم های متحرک و هوادهی میباشد، تولید میشوند. هدف از انجام این پژوهش، بررسی بیوآئروسلهای باکتریایی موجود در هوای تصفیه خانه فاضلاب شهرک صنعتی جهان آباد میبد بوده است.
روش بررسی: در این مطالعه از هوای واحدهای مختلف تصفیهخانه و نیز از هوای داخل ساختمان نمونهبرداری انجام گردید. پس از نمونهبرداری، پلیتهای حاوی نمونه به مدت 48 – 24 ساعت داخل انکوباتور و در دمای 35 تا 37 درجه سانتی گراد قرار داده شد. سپس تعداد کلنیهای باکتریایی رشد کرده بر روی محیطهای کشت شمارش و بهصورت واحد CFU/m3 ثبت شدند.
یافتهها: نتایج نشان داد که میانگین جمعیت آئروسلهای باکتریایی در فصل تابستان بیشتر از فصل بهار بود. هم چنین بیشترین جمعیت باکتریها در فصل بهار در هوای داخل ساختمان با میانگین CFU/m3 41/13±58/187 و در فصل تابستان در واحد متعادل ساز با میانگین CFU/m3 11/12±89/202 مشاهده شد.
نتیجهگیری: یافتههای حاصل از این مطالعه نشان داد که تعداد بیوآئروسلهای باکتریایی در فصول گرم افزایش یافته است. همچنین واحد متعادل ساز دارای توانایی بالایی در تولید و انتشار بیوآئروسلهای باکتریایی میباشد. همچنین افزایش فاصله از منبع آلودگی، سبب کاهش چشم گیر در تعداد بیوآئروسلهای باکتریایی شده است.
واژههای کلیدی: بیوآئروسل، فاضلاب صنعتی، باکتری، نمونه برداری فعال.
این مقاله حاصل پایاننامه کارشناسی ارشد گروه مهندسی بهداشت محیط دانشکده بهداشت دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی یزد میباشد.
مقدمه
آلودگیهای محیطزیست را میتوان به دو علت دارای اهمیت دانست، اول به علت پخش آلاینده در طبیعت و مراکز شهری و دوم به علت آلوده شدن خود مراکز تولیدکننده آلودگی که میتواند برای کارکنان مراکز و محیط اطراف آن مرکز اثر منفی داشته باشد(1). در دهههای اخیر با افزایش رشد جمعیت و با به وجود آمدن فعالیتهای صنعتی جدید، تولید مواد زائد افزایشیافته است که نیازمند وجود امکانات و تجهیزات تصفیه و دفع بهداشتی میباشد. این تجهیزات بعضاً سبب انتشار میکروارگانیسمهای عفونی به هوا میشوند. صنایع بازیافت مواد زائد، تهیه کمپوست و همچنین تصفیهخانههای فاضلاب، از آن جمله هستند(1،2).
بیوآئروسل ها ذرات بیولوژیکی پراکنده در هوا هستند که شامل باکتریها، ویروسها، قارچها، کپکها، اندوتوکسین باکتریایی، سموم قارچی، گرده و فیبرهای گیاهی میباشند که اثرات قابلتوجهی بر روی سلامتی دارند(1). تماس با بیوآئروسل ها شامل اثرات بهداشتی وسیعی میشود. قرار گرفتن در معرض آنها سبب ایجاد بیماریهای پوستی، آلرژی حاد، اثرات سمی در بدن، سرطان، خستگی، سردرد، علائم تنفسی، گوارشی، خطر ابتلا به سرطان معده، پروستات، حنجره، کبد، خون و همچنین عوارض عصبی میشود(5-3 ، 1) سندروم کارکنان تصفیهخانه فاضلاب، از دیگر بیماریهای مرتبط است که علائمی چون ضعف، کسالت، تب ، التهاب مخاط بینی و بیماریهای دستگاه گوارشی را شامل میشود(6،7).
فاضلاب شهری که به یک تصفیهخانهی فاضلاب میرسد، حاوی عوامل بیماریزای بسیاری ازجمله ویروسها، باکتریها، قارچها و پروتوزوا ها است(5). فلذا تصفیهخانههای فاضلاب میتوانند به روشهای مختلف بر سلامت محیط تأثیر بگذارند. این تأثیرات بسته به اندازهی تصفیهخانه فاضلاب، فناوری و روشهای تصفیه، بستگی دارد(8).
بیوآئروسلها در مراحل مختلف فرایند تصفیه فاضلاب به ویژه در فرآیندهایی که شامل مکانیزم های متحرک و هوادهی فاضلاب انجام میشود، تولید میشوند(10 ،9 ). فوران حبابهای تولیدشده توسط هوادهی و همزن مکانیکی فاضلاب میتواند باعث تولید ذرات بیوآئروسل شده و باعث ورود باکتریها و قارچها به هوا شود(11). میکروارگانیسمهای با قطر کمتر از 7/4 میکرومتر که در حین تصفیه به هوا منتقل میشوند، به دلیل اندازه کوچک، بهراحتی وارد ریه شده که باعث ایجاد عفونت در افراد دارای نقص ایمنی میشود(5 ،2). هم چنین این ذرات به دلیل آنکه میتواند توسط باد صدها کیلومتر را در هوا طی کنند، علاوه بر کارگران تصفیهخانه، برای ساکنین محلی هم خطرآفرین هستند(2).
تحقیقات نشان داده است که در معرض قرار گرفتن با بیوآئروسل ها از طریق استنشاق 105 برابر بیشتر از تماس پوستی است(12). خطر بالقوه ناشی از بیوآئروسلها به بیماریزایی میکروارگانیسمهای خاص، عوامل محیطی، میزان و نوع قرار گرفتن در معرض و پاسخ ایمونولوژیک افراد مربوط میشود(13). زنده ماندن میکروارگانیسمهای موجود در جو به چندین عامل محیطی مانند اشعه ماوراءبنفش، دما، رطوبت، فشار و نوع میکروارگانیسمها بستگی دارد(8). مطالعات صورت گرفته در زمینه اندازهگیری میزان انتشار بیوآئروسلها از فرآیندهای تصفیه فاضلاب، نشان میدهد که تصفیهخانههای فاضلاب، بسته به عواملی نظیر نوع و اندازه تصفیهخانه، زمان اندازهگیری و نوع سیستم هوادهی، مقادیر بسیار متفاوتی از بیوآئروسلها را تولید میکنند(4،14).
ازجمله این مطالعات میتوان به مطالعه Kowalski و همکاران، در سال ۲۰۱۷ بر روی باکتریها و قارچهای هوابرد جمعآوریشده در تصفیهخانههای مختلف فاضلاب لهستان اشاره کرد که در آن سطح غلظت باکتریها و قارچهای هوابرد در تمام نقاط تصفیهخانه بین CFU/m3 102 تا 103 بود(15).
هم چنین نتایج مطالعهی Wenjie و همکاران نشان داد که بیشترین غلظت باکتریهای هوا CFU/m3550 ± 4155 در تابستان و پایینترین غلظت باکتریها CFU/m3434 ± 1458 در زمستان بوده است(16). برخی دیگر از مطالعات ازجمله مطالعهی Wenjie و همکاران(16). و Grisoli و همکاران(17) نیز مؤید این مطلب بودند که فصل بهطورکلی بر غلظت باکتریها تأثیر میگذارد و در تابستان بیشتر از زمستان است.
طبق یافتههای مطالعه Pascual و همکاران، پیشتصفیه و تهنشینی اولیه مراحلی با بیشترین میزان انتشار بیوآئروسل ها هستند(10). هم چنین نتیجه مطالعه Karra و همکاران نشان داد که کاهش زیادی در میزان میکروارگانیسمهای هوابرد از تصفیهی اولیه به سمت تصفیهی پیشرفته دیده میشود(18). طبق یافتههای Stellacci و همکاران میتوان گفت که در بدترین حالت آب و هوایی، فاصله ۳۰۰ متری برای ایمنی از خطرات ناشی از وجود بیوآئروسلهای حاصل از تصفیهخانه فاضلاب برای مردم منطقه کافی است(19).تاکنون مطالعات متعددی در مورداندازهگیری جمعیت بیوآئروسل ها در هوای بیمارستانها، خانههای مسکونی و... صورت گرفته است اما در مورد تصفیهخانههای فاضلاب که روزانه افراد متعددی در آنجا فعالیت میکنند، بهویژه تصفیهخانههای شهرکهای صنعتی، اطلاعات کمی وجود دارد، بنابراین مطالعه در زمینه اندازهگیری و شناسایی باکتریهای هوابرد در این تصفیهخانهها ضروری به نظر میرسد. از طرفی آگاهی از میزان تراکم بیوآئروسل ها در هوای واحدهای مختلف تصفیهخانه فاضلاب، لازمه انجام اقدامات کنترلی بهمنظور حفاظت و سلامت کارکنان در این واحدهاست؛ بنابراین این پژوهش باهدف اندازهگیری بیوآئروسلهای موجود در هوای تصفیهخانهی فاضلاب شهرک صنعتی جهانآباد میبد انجام شد.
روش بررسی
این مطالعه از نوع توصیفی بوده که در تصفیهخانه فاضلاب شهرک صنعتی جهانآباد میبد و در مقطع زمانی 6 ماه (دو فصل بهار و تابستان) در سال 99 انجام گرفت. شهرک صنعتی جهانآباد میبد واقع در 30 کیلومتری یزد (54 درجه و 45 ثانیه طول جغرافیایی (45/00/54) و 32 درجه و 14 دقیقه و 45 ثانیه عرض جغرافیایی (45/14/32) و ارتفاع آن از سطح دریا بهطور متوسط 1234 متر میباشد)، با دارا بودن 45 هکتار محدودهی مشخص در سال 1370 تأسیسشده است.
در این شهرک 190 واحد صنعتی اعم از صنایع غذایی، نساجی، سلولزی، برق و الکتریک، فلزی، پتروشیمی و کاشی و سرامیک، فعالیت دارند. سرانهی تولید فاضلاب این شهرک، 1332 مترمکعب در روز است. از واحدهای مختلف تصفیهخانهی فاضلاب این شهرک میتوان ایستگاه پمپاژ، متعادل ساز، بیهوازی، هوازی، تهنشینی، کلرزنی و فیلتراسیون را نام برد.
در این پژوهش نمونهها از سه واحد ایستگاه پمپاژ، حوضچه هوازی و فیلتراسیون و در ارتفاع حدود 5/1 متری و به فاصلهی 1 متر از دیوارها برداشت شدند. همچنین از فاصلهی 100 متری پاییندست و 100 متری بالادست تصفیهخانه و نیز از هوای داخل ساختمان نمونهبرداری انجام گردید(2،1).
نمونهبرداری بیوآئروسلهای باکتریایی بر اساس روش موسسه ایمنی و بهداشت حرفهای آمریکا (NIOSH) طبق استاندارد (NIOSH -0800) و نیز توصیههای سازمان حفاظت محیطزیست آمریکا (EPA) در سال ۲۰۱۳ انجام شد و با استفاده از پمپ نمونه برداری ABC (مدل (AS26 و ایمکتور تک مرحلهای Biostage (مدل SKS ساخت کشور آمریکا) با دبی L/min3/28 و مدتزمان یک ربع، ماهی دو بار و با استفاده از پلیتهای 9 سانتیمتری انجام گرفت.
جهت انتقال پلیتها به محل نمونهبرداری، آنها بهصورت وارونه در داخل جعبه مخصوص حملونقل (که حاوی یخ خشک بودند) قرار گرفتند. بهمنظور بررسی شرایط استریل در هنگام حملونقل نمونهها تعداد دو پلیت نیز در داخل جعبه محل نمونه قرار گرفت(4). محیط کشت انتقالی مورداستفاده برای نمونههای باکتریایی تریپتیک سوی آگار( (TSA) شرکت آیبرسکو-ایران) بوده است. برای جلوگیری از رشد قارچها در محیط کشت تریپتیک سوی آگار، از آنتیبیوتیک نیستاتین (500میکروگرم در لیتر) (شرکت جابرابن حیان-ایران) استفاده شد(1). به منظور بالا بردن میزان دقت در انجام کار، از هر نقطه، نمونهبرداری بهصورت دوتایی انجام شد. پمپ نمونهبرداری قبل از هر مرحله نمونهبرداری توسط روتامتر کالیبره شد.
در هر بار نمونهبرداری لازم بود شرایط استریل برای نمونهها مهیا گردد، از این رو پیش از آنکه محیط کشت در داخل نمونهبردار قرار گیرد، محفظه با استفاده از الکل اتانول ۷۰ درصد ضدعفونی و خشک شد تا هرگونه آلودگی اولیه زدوده شود (20، 1). بعد از انجام نمونهبرداری، برای جلوگیری از آلودگی ثانویه و ایجاد خطا، درب پلیتها با پارافیلم بسته شدند و درون کیسه پلاستیکی غیرقابل نفوذ زیپدار قرار داده و با Cold box به آزمایشگاه انتقال داده شدند(21). سپس نمونهها درون انکوباتور با دمای 5/0 ±37 به مدت 24تا 48ساعت قرار گرفتند(22).
تعداد کلنیهای باکتریایی رشد کرده بر روی محیطهای کشت شمارش و بهصورت واحد CFU/m3 انجام شد(20).
درنهایت دادههای بهدستآمده با استفاده از نرمافزار SPSS نسخه22 و Excel تجزیهوتحلیل شدند. با استفاده از آنالیزهای آماری T-test مستقل، تحلیل واریانس ولچ و آزمون بون فرونی در نرمافزار SPSS درستی فرضیهها تجزیهوتحلیل گردید و با استفاده از نرمافزار Excel بر روی دادههای حاصل از نتایج آزمایشگاهی، محاسبات لازم انجام شد.
یافتهها
در جدول ۱ و نمودار 1، میانگین جمعیت بیوآئروسلهای باکتریایی نشان داده شده است. نتایج مندرج در جدول، نشان داد که در فصـول بهار و تابسـتان میانگـین تعداد باکـتریها برحسب CFU/m3 در نقاط مختلف نمونهبرداری یکسان نبود(001/0 P <).
همانطور که در جدول نشان داده شده است، نتایج آزمون تحلیل واریانس ولچ نشان داد که بیشترین غلظت باکتـریها در
فصل بهـار در هـوای داخل ساختمـان با میانگینCFU/m3 41/13±58/187 و در فصل تابستان در واحد متعادل ساز با میانگین CFU/m3 11/12±89/202 مشاهده شد.
همچنین نتایج نشان داد که کمترین دانسیته باکتریها مربوط به 100 متر قبل از اولین واحد در بهار (CFU/m3 17/7±74/34) و 100 مـتر بعد از آخـرین واحـد در تابسـتان(CFU/m3 41/2±72/9) بود.
نتایج حاصل از آزمون بون فرونی (جداول 2 و 3) نشان داد که غلظت بیوآئروسلها در واحدهای مختلف فرآیندی و عملیاتی تصفیهخانه ازنظر آلودگی یکسان نبوده و اختلاف معنیداری بین میزان آلودگی در اکثر واحدهای مختلف تصفیهخانه وجود داشت (05/0P<).
طبق نتایج، بیشترین اختلاف بین میانگین تعداد بیوآئروسلهای باکتریایی در فصل بهار، به ترتیب بین نقاط بالادست و هوای داخل ساختمان (CFU/m3152)، فیـلتراسیـون و هـوای داخـل ساختمان (CFU/m3135)، پایین دست و هـوای داخل ساختمان
(CFU/m3123)، متعادل ساز و بالا دست (CFU/m3116) و هوادهی و داخل ساختمان اداری (CFU/m3113) مشاهده شد. هم چنین بین واحد متعادل ساز و دیگر نقاط نمونه برداری، بیشترین اختلاف، به ترتیب زیر مشاهده شد.
جدول ۱: میانگین جمعیت بیوآئروسلهای باکتریایی در واحدهای مختلف/ فصول بهار و تابستان
فصل |
محل نمونهبرداری |
میانگین جمعیت باکتریها برحسب
CFU/m3 |
انحراف معیار |
سطح معنیداری |
بهار |
متعادل ساز |
07/151 |
82/17 |
001/0>p
|
هوادهی |
51/74 |
49/15 |
فیلتراسیون |
41/52 |
01/13 |
100 متر بالادست تصفیهخانه |
74/34 |
17/7 |
100 متر پاییندست تصفیهخانه |
91/63 |
03/20 |
داخل ساختمان اداری |
58/187 |
41/13 |
جمع |
04/94 |
58/11 |
تابستان |
متعادل ساز |
89/202 |
11/12 |
هوادهی |
94/146 |
82/12 |
فیلتراسیون |
71/57 |
26/10 |
100 متر بالادست تصفیهخانه |
76/39 |
96/6 |
100 متر پاییندست تصفیهخانه |
72/9 |
41/2 |
داخل ساختمان اداری |
37/118 |
35/10 |
جمع |
90/95 |
42/10 |
جدول 2: اختلاف میانگین غلظت بیوآئروسل ها بین واحدهای مختلف تصفیهخانه در فصول بهار
فصل |
محل نمونهبرداری (A) |
محل نمونهبرداری (B) |
میانگین اختلاف جمعیت A-B (برحسبCFU/m3) |
سطح معنیداری |
بهار |
متعادل ساز |
هوادهی |
56/76 |
231/0 |
فیلتراسیون |
63/98 |
034/0 |
100 متر بالادست |
30/116 |
006/0 |
100 متر پاییندست |
16/87 |
095/0 |
داخل ساختمان |
51/36- |
000/1 |
هوادهی |
متعادل ساز |
56/76- |
231/0 |
فیلتراسیون |
07/22 |
000/1 |
100 متر بالادست |
74/39 |
000/1 |
100 متر پاییندست |
60/10 |
000/1 |
داخل ساختمان |
07/113- |
009/0 |
فیلتراسیون |
متعادل ساز |
63/98- |
034/0 |
هوادهی |
07/22- |
000/1 |
100 متر بالادست |
67/17 |
000/1 |
100 متر پاییندست |
47/11- |
000/1 |
داخل ساختمان |
15/135- |
001/0 |
100 متر بالادست |
متعادل ساز |
30/116- |
006/0 |
هوادهی |
74/39- |
000/1 |
فیلتراسیون |
67/17- |
000/1 |
100 متر پاییندست |
14/29- |
000/1 |
داخل ساختمان |
82/152- |
001/0> |
100 متر پاییندست |
متعادل ساز |
16/87- |
095/0 |
هوادهی |
60/10- |
000/1 |
فیلتراسیون |
47/11 |
000/1 |
100 متر بالادست |
14/29 |
000/1 |
داخل ساختمان |
67/123- |
003/0 |
داخل ساختمان |
متعادل ساز |
51/36 |
000/1 |
هوادهی |
07/113 |
009/0 |
فیلتراسیون |
15/135 |
001/0 |
100 متر بالادست |
82/152 |
001/0> |
100 متر پاییندست |
67/123 |
003/0 |
جدول 3: اختلاف میانگین غلظت بیوآئروسل ها بین واحدهای مختلف تصفیهخانه در فصل تابستان
فصل |
محل نمونهبرداری (A) |
محل نمونهبرداری (B) |
میانگین اختلاف جمعیت A-B (برحسبCFU/m3) |
سطح معنیداری |
تابستان |
متعادل ساز |
هوادهی |
95/55 |
003/0 |
فیلتراسیون |
16/145 |
001/0> |
100 متر بالادست |
13/163 |
001/0> |
100 متر پاییندست |
17/193 |
001/0> |
داخل ساختمان |
50/84 |
001/0> |
هوادهی |
متعادل ساز |
95/55- |
003/0 |
فیلتراسیون |
21/89 |
001/0> |
100 متر بالادست |
18/107 |
001/0> |
100 متر پاییندست |
22/137 |
001/0> |
داخل ساختمان |
55/28 |
687/0 |
فیلتراسیون |
متعادل ساز |
16/145- |
001/0> |
هوادهی |
21/89- |
001/0> |
100 متر بالادست |
95/17 |
000/1 |
100 متر پاییندست |
99/47 |
019/0 |
داخل ساختمان |
66/60- |
001/0 |
100 متر بالادست |
متعادل ساز |
13/163- |
001/0> |
هوادهی |
18/107- |
001/0> |
فیلتراسیون |
95/17- |
000/1 |
100 متر پاییندست |
04/30 |
542/0 |
داخل ساختمان |
61/78- |
001/0> |
100 متر پاییندست |
متعادل ساز |
17/193- |
001/0> |
هوادهی |
22/137- |
001/0> |
فیلتراسیون |
99/47- |
019/0 |
100 متر بالادست |
04/30- |
542/0 |
داخل ساختمان |
65/108- |
001/0> |
داخل ساختمان |
متعادل ساز |
50/84- |
001/0> |
هوادهی |
55/28- |
687/0 |
فیلتراسیون |
66/60 |
001/0 |
100 متر بالادست |
61/78 |
001/0> |
100 متر پاییندست |
65/108 |
001/0> |
جدول 4: مقایسه میانگین جمعیت کل بیوآئروسلهای باکتریایی در فصول بهار و تابستان
فصل |
میانگین جمعیت باکتریها برحسبCFU/m3 |
انحراف معیار |
سطح معنیداری |
بهار |
04/94 |
58/11 |
905/0 |
تابستان |
90/95 |
42/10 |
نمودار 1: میانگین جمعیت بیوآئروسل های باکتریایی (CFU/m3) در فصول بهار و تابستان در واحد های مختلف
بالادست تصفیه خانه < فیلتراسیون < پایین دست تصفیه خانه < واحد هوادهی< داخل ساختمان اداری
طبق نتایج، بیشترین اختلاف بین میانگین تعداد بیوآئروسلهای باکتریایی در فصل تابستان، به ترتیب بین نقاط پایین دست و متعـادل سـاز (CFU/m3193)، بالادسـت و متعـادل سـاز (CFU/m3163)، فیلتراسیون و متعادل ساز (CFU/m3145)، هوادهی و پایین دست (CFU/m3135) و پایین دست و داخل ساختمان اداری (CFU/m3113) مشاهده شد. همچنین به عنوان مثال، بین واحد متعادل ساز و دیگر نقاط نمونه برداری، بیشترین اختلاف، به ترتیب زیر مشاهده شد.
پایین دست تصفیه خانه < بالادست تصفیه خانه < فیلتراسیون < داخل ساختمان اداری< واحد هوادهی
نتایج آزمون T دو نمونه مستقل درجدول 4 نشان داد که میانگین تعداد آئروسـلهای باکــتریایی در فصـل تابسـتان (CFU/m3 42/10±9/95) انـدکی بیشـتر از فصـل بهـار (CFU/m3 58/11±04/94) بود، اما بهصورت کلی بین میانگین تعداد باکتریها در فصول مختلف، اختلاف معنیداری مشاهده نشد (05/0 P>). بهعبارتدیگر هرچند که بین میانگین جمعیت باکتریایی در هوای واحدهای مختلف تصفیهخانه اختلاف وجود داشت، اما بهطورکلی میانگین جمعیت واحدهای مختلف در فصول مختلف اختلاف چندانی نداشت.
بحث و نتیجهگیری
فاضلابی که از منابع مختلف خانگی، تجاری و بیمارستانی و یا فاضلابهای ترکیبی تولیدشده و جهت انجام فرایندهای تصفیه به تصفیهخانه فاضلاب فرستاده میشود، حاوی تعداد زیاد و متنوعی از میکروارگانیسمهای بیماریزا شامل ویروسها، باکتریها، انواعی از قارچها، تکیاختهها و کرمها میباشد که از مدفوع انسانی یا مواد دفعی حیوانات دفع شده و میتوانند از طریق فرایندهای مختلفی که در تصفیهخانههای فاضلاب انجام میشود، آئروسله (هوابرد) شوند و درنتیجه به عنوان یک خطر سلامتی برای کارگران تصفیهخانهها مطرح میباشند(23). کارگران ممکن است در تمـاس با این عوامـل بیمـاریزا و اندوتوکسـین باکتـریایی باشند که عمدتاً از طریق استنشاق آئروسلها و یا مسیر دست- دهانی صورت میگیرد(24).
افزایـش آگـاهی درباره خطـرات ایجـاد شـده توسـط میکروارگانیسمهای هوابرد، دلیلی برای توسعه بحث آئرو میکروبیولوژی بوده است. هرچند به نظر میرسد هیچگونه مقدار حد آستانه پذیرفتهشده بینالمللی برای آلودگی بیولوژیکی هوا وجود ندارد(24).
بنابراین نظر به این که یکی از مهمترین محلهای انتشار ذرات معلق و بیوآئروسلهای باکتریایی و قارچی تصفیهخانههای فاضلاب می باشند(25)، هم چنین غلظت میکروارگانیسم ها در بیوآئروسل های تولیدی از تصفیهخانه فاضلاب 1000-10 برابر بیشتر از خود فاضلاب است(26)، لیکن استاندارد مشخصی در رابطه با آلودگی ناشی از بیوآئروسل ها در هوای تصفیه خانه فاضلاب و اطراف آن وجود ندارد(1)، نتایج حاصل از این پژوهش علاوه بر مقایسه با یکدیگر، با دیگر مطالعات نیز مقایسه شده است.
تولید بیوآئروسلها در تصفیهخانههای فاضلاب عمدتاً از طریق روشهای مکانیکی تصفیه که باعث حرکت فاضلاب میشوند، مانند دانه گیری یا از طریق تصفیه بیولوژیک، مانند هوادهی انجام میشود(27،28).
یافته های حاصل از این مطالعه (جدول 1) نشان داد واحد متعادل ساز دارای توانایی بالایی در تولید بیوآئروسل های باکتریایی می باشد که این امر می تواند به علت تلاطم فاضلاب در قسمت ورودی تانک متعادل ساز باشد. ذرات حاصل از تلاطم فاضلاب دوباره به سمت پایین سقوط کرده و در برخورد به سطح فاضلاب، به ذراتی با قطر ۵۰ تا ۱۰۰ میکرومتر تبدیل شده که این ذرات کوچک تر سریعاً در هوا تبخیر شده و سرعت ته نشینی آن ها کمتر می شوند و در نهایت در هوا معلق باقی می مانند(25). Boruta و همکاران (29) در مطالعه مشابه، بیشترین انتشار بیوآئروسل ها را در حوالی حوض دانه گیری که اولین واحد تصفیه خانه بود مشاهده کردند. گزارشات Ranalli و همکاران نشان میدهد که بیشترین انتشار باکتریهای هوازی در پیشتصفیه مکانیکی رخ میدهد که بامطالعهی حاضر همخوانی داشت(30).
نتایج مطالعات مشابه نشان داده است که یکی از منابع اصلی بیوآئروسل ها در تصفیهخانههای فاضلاب فرآیند هوادهی، تلاطم مکانیکی و همزنی است که با نتایج مطالعه حاضر همخوانی داشت(6،10،31،32).
میزان بالای آئروسلهای باکتریایی در تانک هوادهی با نتایج مطالعهVitezova و همکاران (33) وKarra و همکاران (18) که بیان کردند مجاورت با تانک هوادهی و میزان هوادهی با تولید بیوآئروسلها ارتباط مستقیم دارد، همخوانی داشت. Korzeniewska و همکاران نیز اعلام نمودند که سیستم هوادهی استفادهشده در فرایند بیولوژیکی تصفیه فاضلاب در تولید بیوآئروسلها نقش برجستهای دارد که با نتایج این مطالعه همخوانی داشت(34).
Carducci و همکاران دریافتند که اطراف تانکهای هوادهی، آلایندگی میکروبی بالایی ندارند که با نتایج مطالعه حاضر همخوانی نداشت(7). علت عدم همخوانی، احتمالاً به دلیل نوع سیستم و تجهیزات هوادهی میباشد. در تصفیهخانه موردمطالعه Carducci، هوادهی به وسیله حبابهای هوا تحت فشار انجام میشد، اما با توجه به اینکه در مطالعهی Carducci، واحد متعادل ساز، غلظت متوسط تا بالایی از بیوآئروسلهای باکتریایی داشتهاست، بنابراین با نتایج این مطالعه، از این نظر که تجهیزات دارای حرکت مکانیکی نقش زیادی در انتشار میکروارگانیسمها دارد، همخوانی داشت.
تفاوت میزان بیو آئروسلهای باکتریایی در تانک هوادهی نسبت به واحدهای متعادل ساز را می توان طبق نتایج مطالعه ی Brandi و همکاران (35) به این علت دانست که در مواردی که از هوادهی سطحی یا همزن مکانیکی در تانک استفاده می شود، میزان بیشتری بیوآئروسل نسبت به سیستم هوادهی
انتشاری منتشر می شود. از آن جاکه در اکثر موارد سیستمهای هوادهی عامل اصلی انتشار بیوآئروسل ها در هوای تصفیهخانه میباشند، استفاده از هوادههای دیفیوزری بهجای هوادهی گسترده سطحی، روش مناسبی جهت کاهش انتشار بیوآئروسل ها میباشد، زیرا هوادههای دیفیوزری نسبت به هوادههای گسترده، تلاطم کمتری در فاضلاب ایجاد میکنند. فلذا حبابهای تولیدشده توسط آنها نیز کوچکتر میباشد(6،36). تعداد این میکروارگانیسمها با افزایش اندازه حباب افزایش مییابد(26). درنهایت میتوان گفت که نوع سیستم هوادهی تا حد زیادی بر میزان تولید بیوآئروسل ها مؤثر است(25،34،37).
در مطالعات مختلف کمترین میزان بیوآئروسل ها در اطراف واحد ته نشینی ثانویه مشاهده شد که این میتواند به علت عدم وجود دستگاههای مکانیکی و تلاطم فاضلاب در این واحد باشد(5). هم چنین هرچه به سمت انتهای مراحل تصفیه فاضلاب میرویم، میزان آلودگی فاضلاب کم میشود، بنابراین کاهش میزان بیوآئروسلهای باکتریایی در اطراف واحد ته نشینی، دور از انتظار نیست. این فرضیه با نتایج این مطالعه کاملا تطابق دارد، زیرا که در این مطالعه نیز هرچه به سمت مراحل نهایی تصفیه فاضلاب پیش رفتیم(به طور مثال واحد فیلتراسیون)، میزان جمعیت بیوآئروسلها کاهش یافت.
غلظت بیوآئروسلها در تصفیهخانههای فاضلاب وابسته به عواملی چون محل نمونه برداری(29) نوع فاضلاب و نوع روش هوادهی (31) و شرایط آب و هوایی(38) و نوع سیستم تصفیه (39)می باشد. از پارامترهای مؤثر در میزان تولید بیوآئروسل ها میتوان بهاندازه تصفیهخانه، تکنولوژی و نوع فرآیند تصفیه و
نوع سیستم هوادهی نام برد. لازم به ذکر است که کمترین میزان انتشار بیوآئروسل ها توسط سیستم هوادهی افشانهای رخ میدهد(33).
به طور کلی، میانگین جمعیت بیوآئروسلها با تصفیهی بیشتر فاضلاب، کاهش می یابد. در نتیجه، پیش تصفیه و ته نشین کننده های اولیه مراحلی با بالاترین غلظت بیوآئروسل ها هستند، زیرا آنها مرحله هایی هستند که فاضلاب هنوز به طور ضعیف تصفیه می شود و بنابراین کیفیت میکروبیولوژیکی پایینتری دارد(10).
میزان بالای تراکم بیوآئروسلهای باکتریایی را در هوای ساختمان این تصفیه خانه می توان به این علت دانست که آزمایشات مربوطه جهت گزارش کیفیت فاضلاب، در همان محل استقرار کارکنان انجام می شود. همچنین توجه به این نکته ضروری است که در تصفیهخانههای فاضلاب و دیگر اماکن، کیفیت هوای آزاد میتواند بر کیفیت هوای ساختمان تاثیر بگذارد، بنابراین میتوان گفت که غلظت آلایندهها در هوای آزاد پارامتر اولیه در تعیین کیفیت هوای داخل ساختمان می باشد(40).
طبق نتایج حاصل از این مطالعه، افزایش فاصله از منبع آلودگی باعث کاهش چشمگیر در تعداد بیوآئروسل های باکتریایی شد که با مطالعات Fernando و همکاران (37) و Carducci و همکاران (7) همخوانی داشت. طبق گزارش Stellacci در فاصله ۳۰۰ متری تصفیهخانهها، امکان وجود بیوآئروسلها وجود نداشت و حتی تحت شرایط نامساعد آب و هوایی مشکل سلامتی برای کارکنان منطقه وجود نداشت(19).
مطالعات متعددی ارتباط بین آلودگی باکتریایی و قارچی با فصول و پارامترهای هواشناسی را نشان دادند. Nielsen و همکاران دریافتند که تغییرات فصلی بر غلظت میکروارگانیسم ها تاثیر می گذارد(41). که با مطالعه ی حاضر، همخوانی داشت.
همان طور که در نمودار 1 نشان داده شد، جمعیت بیوآئروسل ها در اکثر نقاط مختلف نمونه برداری در فصل تابستان بیشتر از بهار بود که این نتیجه با فرضیات ما تطابق داشت. اما این نتیجه درمورد 100متر بعد از آخرین واحد تصفیه خانه و ساختمان اداری تطابق نداشت. در مورد 100متر پایین دست تصفیه خانه میتوان علت را وزش باد مقطعی از انتها به ابتدای تصفیه خانه دانست و درمود ساختمان اداری، میتوان استفاده از وسایل سرمایشی و بسته بودن پنجره ها به علت استفاده از کولرگازی در فصل تابستان را علت کاهش در جمعیت بیوآئروسل های باکتریایی، دانست.
نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که میانگین غلظت بیوآئروسل ها در فصول مختلف متفاوت است که نتایج حاصل از مطالعه ی (34) موید این مطلب است که در ماههای گرم سال انتشار بیوآئروسل ها بیشتر از ماههای دیگر است.
طبق نتایج حااصل از این مطالعه، تراکم باکتریهای هوابرد در هوای تصفیه خانه فاضلاب مورد بررسی(جدول 3)، کمتر از CFU/m3500 (میزان قابلقبول کنفرانس آمریکایی متخصصین بهداشت صنعتی دولتی) بود(42).
طبق نتایج جدول1، میانگین جمعیت باکتریها در واحد فیلتراسیون و نقاط بالادست و پایین دست تصفیه خانه، کمتر از CFU/m3100بود و طبق استانداراد کنفرانس دولتی بهداشت
صنعتی آمریکا، جزو میزان بیوآئروسل کم موجود در هوا، قرار گرفت. اما در واحدهای متعادل ساز و هوادهی، جزء میزان بیوآئروسل متوسط (بین CFU/m3100 تا 1000) موجود در هوا، قرار گرفت.
هم چنین میانگین جمعیت باکتری ها در هوای داخل ساختمان، کمتر از مقادیر پیشنهادی ارائه شده (برای اماکن مسکونی) توسط WHO (CFU/m3500) بود(43).
در رهنمود ارایه شده توسط گروه مدیریت کیفیت هوای داخلی هنگ کنگ، مقدار باکتریهای هوابرد در فضاهای داخلی با غلظت کمتر از (CFU/m3500)در کلاس عالی و غلظت کمتر از (CFU/m31000) در کلاسخوب رتبه بندی شدهاست(43)، که کیفیت هوای ساختمان این تصفیه خانه در کلاس عالی قرار گرفت.
نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که در معرض قرار گرفتن کارگران تصفیهخانه به ویژه در نزدیکی واحدهای هوادهی و متعادل ساز باید محدود شود که جداسازی فیزیکی مناطق آلوده تر از مناطق با آلودگی کمتر می تواند یکی از روش های موثر برای حفاظت از کارکنان در آن محدوده باشد(36).
همچنین ایجاد یک اتاقک بهعنوان پوشش، تعداد بیوآئروسلها را در تصفیهخانهها و محیط اطراف آن، کاهش میدهد که میتواند راهکاری برای کاهش بار آلودگی محیط تصفیهخانهها باشـد(25).Brooks و همـکاران گـزارش دادند که در تصـفیه
خـانههای فاضـلاب محصـورشـده، مواجـهه با بیوآئروسـلهـا با
استفاده از فیلترهای هوا در بخشهایی که از اختلاط مکانیکی استفاده میشود، به حداقل میرسد(44). هم چنین بر اساس نتایجی که Li و همکاران به دست آوردند، استفاده از روش جذب بر روی کـربن فعـال گـرانوله، یک روش فعـال برای پاکسازی میکروارگانیسمهای هوابرد است(45).
نهایتاً رعایت بهداشت فردی و شستشوی مرتب دست ها و استفاده از لباس محافظ و ماسک میتواند مخصوصاً هنگام کار در مناطق آلودهتر، می تواند روش مناسبی برای جلوگیری از عفونت در میان کارگران تصفیه خانه فاضلاب باشد(46).
بنابراین با توجه به عدم وجود رهنمود و استاندارد مشخص در مورد آلودگی ناشی از بیوآئروسل های باکتریایی در هوای تصفیه خانه فاضلاب، لازم و ضروری است که دستگاههای مسئول اقدامات لازم را جهت تدوین این رهنمودها انجام دهند(1).
تضاد منافع
بدین وسیله نویسندگان این مقاله اعلام می دارند که هیچ گونه تضاد منافعی وجود ندارد.
تشکر و قدر دانی
بدینوسیله از مدیریت محترم شهرک صنعتی جهانآباد میبد (جـناب آقای مهنـدس ماندگـاری) و اپـراتـورهـای محتـرم تصفیهخانه (آقایان کریمی، ملانوری و احمدزاده) و تمام کسانی که ما را در انجام این پژوهش یاری نمودهاند، تشکر و قدردانی مینماییم.
نوع مطالعه:
پژوهشي |
موضوع مقاله:
تخصصي دریافت: 1400/6/29 | پذیرش: 1400/8/11 | انتشار: 1400/11/10