Sự ô nhiễm vi sinh vật trong không khí, phương pháp kiểm tra và tiêu chuẩn đánh giá
Sự ô nhiễm vi sinh vật trong không khí là một trong những vấn đề cần được quan tâm khi đánh giá chất lượng môi trường không khí tại nơi làm việc. Việc chuẩn hóa các phương pháp lấy mẫu vi sinh trong không khí cũng như phương pháp đánh giá được các nhà khoa học, các tổ chức có uy tín trên thế giới nghiên cứu và ban hành; tuy nhiên vẫn chưa có sự thống nhất. Bài viết này nhằm tổng quan lại các vấn đề các phương pháp kiểm tra, đánh giá sự ô nhiễm vi sinh trong không khí trên cơ sở các tiêu chuẩn đã được ban hành và sửa đổi, dựa vào đó mà các cơ sở sản xuất có thể tham khảo để đánh giá chỉ tiêu vi sinh trong không khí khi ở Việt Nam vẫn chưa có những nghiên cứu đầy đủ để ban hành tiêu chuẩn này.
1. Mở đầu
Vi sinh vật tiềm ẩn trong môi trường không khí nơi diễn ra các hoạt động của con người và trở thành một yếu tố nguy cơ, đặc biệt là trong bệnh viên, trong công nghiệp nói chung và trong nông nghiệp. Những năm gần đây đã có nhiều nghiên cứu tiến hành thực hiện việc khảo sát sự nhiễm bẩn của vi sinh vật trong không khí trong môi trường làm việc và việc đánh giá mức độ nhiễm bẩn của vi sinh vật trong không khí ở một khu vực nguy cơ nào đó được xem như là một bước cơ bản của công tác phòng ngừa. Tuy nhiên, nhiều vấn đề liên quan đến phương pháp lấy mẫu, khảo sát, diễn giải các kết quả và tiêu chuẩn về mức độ ô nhiễm được chấp nhận vẫn đang trong quá trình nghiên cứu. Tại Việt Nam, sự ô nhiễm vi sinh vật trong không khí ở nhiều ngành nghề chưa được chú ý nhiều và tiêu chuẩn vi sinh vật trong không khí vẫn chưa được ban hành, gây khó khăn cho công tác kiểm tra, đánh giá nguy cơ ô nhiễm không khí của các tác nhân vi sinh tại nơi làm việc. Trong bài viết này, tác giả tổng quan về các phương pháp lấy mẫu vi sinh trong không khí, các cách đánh giá ô nhiễm vi sinh trong không khí đang được sử dụng trên thế giới để đọc giả tham khảo. Tuy nhiên, vấn đề ban hành tiêu chuẩn vi sinh vật trong không khí nơi làm việc vẫn là một mục tiêu lâu dài cần hướng tới.
2. Cách thức thu mẫu vi sinh vật trong không khí.
Hiện nay, cách thức hiệu quả để định lượng vi khuẩn trong không khí vẫn là đếm khuẩn lạc. Đếm khuẩn lạc trong không khí không phải là một công việc đơn giản; có nhiều phương pháp khác nhau đã được sử dụng và chia thành 4 nhóm chính:
– Đếm khuẩn lạc hình thành (Colony forming unit- CFU) trong 1m3 không khí: (cfu/m3).
– Đếm số khuẩn lạc hình thành (Colony forming unit- CFU) trên các đĩa.
– Khảo sát thành phần hóa học của các tế bào vi khuẩn trong 1 m3 không khí.
– Đếm vi sinh vật dưới kính hiển vi.
Việc khảo sát các thành phần hóa học của các tế bào vi khuẩn (ví dụ như khảo sát năng lượng ATP, khảo sát gen hoặc các loại enzyme) vẫn chưa được xem là phương pháp đáng tin cậy và có tính thực tiễn khi sử dụng để nghiên cứu vi sinh trong không khí. Đếm dưới kinh hiển vi hoặc là đếm tự động trên hệ thống huỳnh quang như hệ thống fly cytometry hoặc là phương pháp lai tại chỗ in situ có huỳnh quang hiện đang được ứng dụng khá hạn chế và còn đang tiếp tục được nghiên cứu. Phương pháp đếm khuẩn lạc hình thành đang được sử dụng phổ biến nhất, tuy nhiên cũng có nhiều vấn đề chưa được thống nhất.
Việc thu mẫu không khí để khảo sát vi sinh vật hiện nay có thể được tiến hành theo hai cách: theo phương pháp lấy mẫu chủ động và phương pháp lấy mẫu thụ động (phương pháp đặt đĩa). Cả hai phương pháp này đều được sử dụng rộng rãi, tuy nhiên phương pháp nào cũng có những ưu điểm và nhược điểm riêng.
2.1 Phương pháp lấy mẫu chủ động.
Ô nhiễm vi sinh trong không khí có thể khảo sát được thông qua việc đếm số khuẩn lạc hình thành trong 1m3 không khí (cfu/m3). Người ta sử dụng phương pháp lấy mẫu chủ động bằng cách thu nhận một thể tích không khí nhất định đã được biết trước và thổi qua môi trường dinh dưỡng bằng các kỹ thuật khác nhau. Có nhiều công cụ lấy mẫu không khí được bán trên thị trường mà mỗi công cụ được thiết kế khác nhau có thể tạm chia thành 7 nhóm, bao gồm: (1) nhóm lấy mẫu sử dụng các ống impinger, (2) nhóm lấy mẫu sử dụng các impactor dạng khe (slit – type), (3) nhóm sử dụng các impactor dạng sàng (sieve type), (4) nhóm lấy mẫu có màng lọc, (5) nhóm lấy mẫu ly tâm, (6) nhóm phương pháp lắng tĩnh điện, (7) nhóm phương pháp tụ nhiệt. Tiêu chuẩn chính thống đối với không khí về cơ bản cũng dựa trên việc khảo sát số cfu/m3. Tuy nhiên, có nhiều phản hồi cho thấy rằng rất khó có thể giải thích một cách đúng đắn kết quả thu được từ các thiết bị này.
Cùng một công cụ lấy mẫu cho ra các kết quả khác nhau dù mẫu được lấy ở cùng một nơi và cùng một thời điểm, cho thấy có sự sai khác rất lớn. Các dụng cụ lấy mẫu khác nhau lại cho ra các kết quả khác nhau. Điều đó có nghĩa là không thể so sánh các dữ liệu thu được khi sử dụng các công cụ lấy mẫu khác nhau. Nhiều bài báo đã được công bố mà qua đó đã đánh giá và so sánh các hiệu quả của các công cụ lấy mẫu khác nhau. Kết quả có một điểm chung là số lượng khuẩn lạc đếm được khác nhau khi sử dụng công cụ, thiết bị khác nhau. Như vậy rõ ràng là khó có thể lựa chọn được thiết bị nào là đúng để sử dụng.
Chẳng hạn như một số nghiên cứu chứng tỏ rằng công cụ lấy mẫu không khí dạng impactor như Andersen thu được số lượng các vi sinh vật cao hơn đáng kể nhưng thiết bị Andersen 8 thì tốt hơn thiết bị Andersen 2 thì [11]. Ngoài ra, Lembke phàn nàn về những sai khác quá lớn khi sử thiết bị lấy mẫu Andersen 6 [6] . Ở nơi có nồng độ vi sinh cao hơn 1000 cfu/m3 thì impinger AG30 cho kết quả đếm khuẩn lạc cao gấp 6 lần so với phương pháp qua màng lọc gelatin (Gelatin membrane filtration – GMF) [10], trong khi đó thiết bị lấy mẫu ly tâm Reuter (Reuter Centrifugal Sampler – RCS) cho thấy hiệu quả hơn thiết bị lấy mẫu có cắt khe hay impinger lỏng [1]. Khi so sánh phương pháp RCS với phương pháp lấy mẫu SAS (surface air system- SAS) thấy có kết quả tương tự: thiết bị lấy mẫu RCS cho kết quả đếm khuẩn lạc cao hơn gấp 3-4 lần so với hệ thống SAS [8]. Khảo sát bằng thiết bị SAS super 90 và RCS cho thấy thấp hơn hẳn so với sử dụng thiết bị Andersen 2 thì hay thiết bị Burkard. Verhoeff và cộng sự có tổng hợp lại những kết quả khác nhau khi sử dụng các thiết bị lấy mẫu khác nhau khi liệt kê và định dạng nấm mốc. Việc so sánh được thực hiện bằng cách so kết quả của 5 thiết bị lấy mẫu trên thị trường hiện nay (là thiết bị lấy mẫu có khe thạch, N6 – Anderson, SAS, RCS và thiết bị lấy mẫu lọc gelatin) kết hợp với 4 môi trường nuôi cấy. Kết quả cho thấy kết quả có sự sai khác lớn ở tất cả các phương pháp. Kết quả thống kê cho thấy thiết bị lấy mẫu cắt khe và N6 Andersen kết hợp với DG 18% (dichloran 18% glycerol agar) và MEA (malt extract agar) cho kết quả cao nhất [14].