Ανθεκτικότητα αερομεταφερόμενων μικροοργανισμών σε μόλυβδο και υδράργυρο.

Abstract

Στην εργασία αυτή μελετήθηκε η ανάπτυξη και η αντοχή των αερομεταφερόμενων ζώντων μικροβίων (ετερότροφα βακτήρια , ακτινοβακτήρια και μεσόφιλοι μύκητες), παρουσία συγκεντρώσεων βαρέων μετάλλων (ανόργανο μόλυβδο και υδράργυρο). Αέρια δείγματα συλλέχθηκαν για τον προσδιορισμό της μικροβιακής συγκέντρωσης , με πρόσκρουση και χρήση του δειγματολήπτη αέρα (MAS 100, Merck, Germany). Διπλά επαναλαμβανόμενα δείγματα συλλέχθηκαν σε 14 δειγματοληψίες συνολικά σε μια προαστιακή , κατοικημένη περιοχή της πόλης των Χανίων ( Κρήτης, Ελλάδας) από τον Οκτώβρη 2009 έως τον Μάρτιο 2010. Οι μέσες τιμές των μετεωρολογικών συνθηκών του περιβάλλοντος κατά την περίοδο των μετρήσεων είχαν ως εξής : Θερμοκρασία 19,6 ± 3,6 o C, σχετική υγρασία 54,5 ± 10,8 %, τοπική ταχύτητα ανέμου 0,5 ± 0,3 m/sec. Η μέση συγκέντρωση των αερομεταφερόμενων καλλιεργήσιμων ετερότροφων βακτηρίων, ακτινοβακτηρίων και μεσόφιλων μυκήτων του ατμοσφαιρικού αέρα ήταν 179 ± 104 cfu/m 3 , 632 ± 856 cfu/m 3 και 114 ± 74 cfu/m 3 αντίστοιχα. Οι μέσες συγκεντρώσεις των αιωρούμενων σωματιδίων (PM) ήταν γενικά χαμηλές στο σημείο δειγματοληψίας κατά τις συγκεκριμένες ημερομηνίες. Συγκεκριμένα , οι μετρήσεις των τριών κλασμάτων των εισπνεύσιμων αιωρούμενων σωματιδίων (PM 1 , PM 2,5 και PM 10 ) κατά την ίδια χρονική περίοδο έδειξε ότι οι μέσες συγκεντρώσεις μάζας των PM 10, PM 2,5 και PM 1 ήταν 30 ± 14 μ g/m 3 , 23 ± 12 μg/m 3 και 18 ± 9 μ g/m 3 αντίστοιχα, ενώ η μέση συγκέντρωση του αριθμού των σωματιδίων PM 1 ήταν 2.430 ± 1.224 σωματίδια/cm 3 . Η μικροβιακή αντοχή στην τοξικότητα των βαρέων μετάλλων των αερομεταφερόμενων καλλιεργήσιμων μικροβίων μελετήθηκε χωριστά με τη χρήση χλωριούχου μόλυβδου και χλωριούχου υδράργυρου , σε συγκεντρώσεις που κυμαίνονταν από 50 έως 1.000 μΜ και 5 έως 100 μΜ ανά θρεπτικό υπόστρωμα , αντίστοιχα. Η υψηλότερη ανθεκτικότητα σε βαρέα μέταλλα παρατηρήθηκε για το μόλυβδο και στις τρεις ομάδες των μικροβίων. Η ανθεκτικότητα των μικροβίων στον μόλυβδο, ποικίλει μεταξύ 47 και 73 %, ακόμη και στις υψηλές συγκεντρώσεις των 1.000 μΜ. Παραδόξως , η πρόσθεση χλωριούχου μολύβδου σε συγκεντρώσεις μικρότερες των 200 μΜ ενίσχυε την ανάπτυξη μικροβίων σε πολλά δείγματα . Αντίθετα η τοξικότητα του υδραργύρου στα αερομεταφερόμενα ζώντα μικρόβια ήταν υψηλότερη από την τοξικότητα που προέκυψε από τον μόλυβδο. Αν και μέχρι 60 % του συνόλου των καλλιεργήσιμων μικροβίων ήταν ανεκτικά σε χαμηλές συγκεντρώσεις υδραργύρου (5-10 μΜ), μόνο 1 έως 5 % μπορούσαν να επιβιώσουν σε συγκεντρώσεις υδραργύρου 100 μΜ ανά μέσο ανάπτυξης. Συγκρίνοντας τις διαφορετικές κατηγορίες μικροβίων διαπιστώθηκε , ότι τα βακτήρια φάνηκαν να είναι πιο ανεκτικά σε ανόργανο υδράργυρο και μόλυβδο από τους μύκητες, παρόλο που η συνολική τους συγκέντρωση στον αέρα ήταν χαμηλότερη (179 ± 104 cfu/m 3 ) σε σύγκριση με τους μύκητες (632 ± 856 cfu/m 3 ).

The growth and persistence of airbornes, viable microbes (heterotrophic bacteria, actinobacteria and mesophilic fungi) in the pres ence of heavy metals concentrations (inorganic lead and mercury) was studied. Air samples were collected by impaction using an air sampler (MAS 100, Merck, Germany) for the determination of the microbial concentrations. Duplicates of samples were collected at each sampling period (14 campaigns in total) in a suburban, residential site of the coastal Mediterranean city of Chania (Crete, Greece) from October 2009 to March 2010. The mean values of the ambient meteorological conditions during the measurement period were as follows: Temperature 19.6 + 3.6 o C; relative humidity: 54.5 + 10.8 %; local wind speed: 0.8 + 0.3 m/s. The mean concentration of the airborne, viable, heterotrophic bacteria, actinobacteria, and the mesophilic fungi in the ambient air was 179 + 104 CFU/m 3 , 632 + 856 CFU/m 3 , and 114 + 74 CFU/m 3 , respectively. The mean particulate matter (PM) concentrations were in general low for the measurement location. Specifically, measurements of the three different fractions of respir able particulate matter (PM 1 , PM 2.5 and PM 10 ) at the same time period revealed that the mean concentrations of PM 10, PM 2.5, and PM 1 were 30 + 14 μ g/m 3 , 23 + 12 μ g/m 3 , and 18 + 9 μ g/m 3 , respectively, whereas the mean cumulate counts of PM 1 particles was 2,430 + 1,224 particles/cm 3 . The microbial resistance to heavy metal toxicity in airborne, culturable microbes was studied using, separately, lead chloride or mercury chloride in concentrations varying from 50 to 1,000 μ M and from 5 to 100 μ M per growth medium, respectively. The highest heavy metal resistance was obtained for lead in all three groups of microbes. Persistence of microbes in lead varied from 47 to 73%, even at high concentrations of 1,000 μ M per growth medium. Surprisingly, supplementation of lead chloride in concentrations up to 200 μ M enhanced microbial growth in many samples. In contrast, the toxicity of mercury to the airborne, viable microbes was higher than the toxicity resulted from lead. A lthough up to 60% of the total culturable microbes were tolerant in low mercury concentrations (5-10 μM), only 1 to 5% was tolerant at mercury concentrations of 100 μM per growth medium. In comparison, bacteria showed to be more tolerant to inorganic mercury and lead than fungi, even though their total concentration in air was lower (179 + 104 CFU/m 3 ) compared to fungi (632 + 856 CFU/m 3 ).