Un bioaerosol este un aerosol care este sau care provine dintr-un organism viu. În sens larg, și în numeroase publicații, a toxinelor de origine biologică, a bacteriilor , a virusurilor , a sporii de mucegai , celule animale și vegetale precum și fragmente și deșeuri celulare suspendate în aer sunt bioaerosoli clasificate.
Bioaerosolii sunt „molecule organice biogene” sau „microorganisme aeriene” omniprezente în mediul nostru.
În domeniul microorganismelor, Conferința americană a igienilor industriali guvernamentali (ACGIH) definește bioaerosolii ca „particule din aer formate din organisme vii, cum ar fi microorganisme (de exemplu, bacterii, mucegaiuri, viruși, protozoare) sau care provin din organisme vii” ( de exemplu: toxine, microorganisme moarte sau fragmente de microorganisme) (vezi bibliografia ACGIH, 1999).
Majoritatea bioaerosolilor au dimensiuni care le fac „ inhalabile ”, din cauza ordinii de la 0,02 la 0,25 micrometri (µm) pentru viruși, de la 0,3 la 15 µm pentru bacterii și de la 1 la 50 µm pentru majoritatea mucegaiurilor și drojdiilor.
Mirosuri marine și de pădure, mirosurile florilor se datorează cocktailurilor de molecule organice produse de speciile vii. Unele dintre aceste molecule sunt fitohormoni și / sau au un rol protector ( de exemplu, antibiotic ) pentru speciile care le emit. Alte molecule sunt deșeuri metabolice sau sunt emise la moartea organismelor vii. Adesea nu sunt foarte volatile, dar pot fi ocazional dispersate de furtuni sau fenomene convective.
Unii dintre acești aerosoli contribuie la producerea de nori și ploi naturale, jucând rolul de nucleație sau miez de gheață și însămânțarea norilor de vapori de apă. Mai multe experimente recente au confirmat rolul anumitor aerosoli emiși de copaci asupra ploii și climatului. Ei sugerează că studiile retrospective și prospective ale climatului preindustrial ar trebui să țină seama mai bine de acesta, pentru a înțelege mai bine efectele înfloririlor planctonice, defrișările și deoarece norii sunt încă prima sursă de incertitudine în înțelegerea și modelarea. atmosfera. Acești aerosoli pot interacționa, de asemenea, cu sulfați naturali sau antropici sau cu ozon atmosferic și radiații cosmice.
Exemplu: Anumite terpene (inclusiv α-pinenul , un compus volatil responsabil pentru mirosul de brad din pădure), precum și betainele eliberate în atmosferă cu spray de mare de către fitoplancton modifică climatul provocând ploaia acestuia sau modificând înnorarea și deci albedo .
Timp de 50 de ani, diverși autori, inclusiv James Lovelock în ipoteza sa Gaia, au susținut că există o buclă de feedback aici, care ar fi putut fi favorizată de selecția naturală în timpul evoluției ; algele și copacii par a fi atât de milioane de ani pentru a ajuta la menținerea și stabilizarea climei la nivel global , ciclul de apă și substanțe nutritive ( azot , fosfor și sulf , în special) , în favoarea lor.
De bacteriile sunt abundente în mediu și la om. Sunt cunoscute peste 150.000 de specii. Sunt organisme unicelulare care se reproduc prin diviziune celulară simplă . Majoritatea bacteriilor conțin informații genetice și capacitatea energetică necesară pentru creșterea și reproducerea lor. Sunt capabili să utilizeze o varietate de surse de nutrienți, anorganici și organici. Majoritatea speciilor întâlnite sunt saprofite , adică își derivă energia din surse organice. Clasificarea bacteriilor se bazează pe caracteristici celulare, morfologice sau biochimice. Acestea se împart în două grupuri mari, în funcție de reacția lor la pata Gram :
Bacteriile au nevoie de multă umiditate pentru a se înmulți. Bacteriile gram-negative au un perete celular fragil care nu tolerează razele UV solare și deshidratarea suferită în timpul trecerii prelungite în aer sau în timpul prelevării de probe. Bacteriile gram pozitive au un perete mai puternic și unele produc spori care le conferă o rezistență crescută la schimbarea condițiilor de mediu. În acest grup se află bacteriile termofile , a căror creștere este favorizată de temperaturi mai ridicate. În aer liber, bacteriile provin în principal din apă, sol și plante și sunt asociate cu prezența oamenilor și a animalelor. Corpurile de apă o pot aerosoliza în aer , la fel ca și emisiile provenite de la unele procese industriale și de la unitățile de răcire. În interiorul clădirilor, bacteriile provin în principal de la ocupanți, deoarece constituie flora naturală a pielii și a membranelor mucoase. Adesea speciile lor sunt mai numeroase și concentrațiile lor mai mari decât cele din mediul extern.
Efectul bacteriilor asupra sănătățiiMajoritatea bacteriilor găsite în mod natural la om nu provoacă efecte negative asupra sănătății. Unele sunt chiar esențiale atât pentru organismul uman cât și pentru mediu. Riscurile pentru sănătate apar atunci când concentrațiile anumitor specii devin anormal de mari. Astfel, concentrațiile mari de bacterii termoactinomicete pot provoca pneumonie de hipersensibilitate, cum ar fi boala pulmonară a fermierului .
Anumite bacterii aeriene sunt recunoscute ca o sursă de boli infecțioase. Riscul pentru sănătate legat de prezența bacteriei Legionella pneumophila sau a legionarilor este bine documentat, cu două forme distincte de legioneloză: boala legionarului , o pneumonie progresivă care poate fi fatală și febra Pontiac , simptome similare cu cele ale gripa . Această bacterie poate prospera în rezervoarele de apă, dar este vulnerabilă la deshidratare, nu supraviețuiește în afara apei. Cu toate acestea, poate fi transmis în aer prin proiecția picăturilor de apă care îl conțin.
Genul Mycobacterium prezintă, de asemenea, un interes pentru sănătate, în special specia Mycobacterium tuberculosis , agentul etiologic al tuberculozei . Majoritatea speciilor de micobacterii trăiesc în soluri și apă, dar se găsesc și în țesuturile bolnave ale animalelor cu sânge cald, inclusiv oamenii. Bacteriile Mycobacterium tuberculosis sunt transportate în aer de picăturile generate de purtătorii bolii și de sistemele de ventilație.
Sunt cunoscute zeci de mii de specii de mucegaiuri și drojdii . Aceste două grupuri aparțin familiei de ciuperci . Omniprezente în mediu, ciupercile sunt saprofite primare, adică folosesc materia organică moartă ca sursă de nutrienți pentru creșterea și reproducerea lor. Mulți trăiesc în sol și participă activ la descompunerea materiei organice.
Se spune că oamenii sunt expuși în mod obișnuit la peste 200 de specii , dintre care multe proliferează cu ușurință într-un mediu interior umed.
De drojdiile sunt organisme unicelulare. Se împart prin fisiune și înmugurire.
De Matrițele sunt organisme multicelulare. Sunt răspândite de sporii lor . Aceste elemente se dezvoltă în filamente numite hife , care se strâng împreună pentru a forma miceliul . Acest lucru dă naștere unor structuri mai specializate, aparatele de spori, responsabile de formarea sporilor. Sporii diferă prin formă, dimensiune și culoare. Pot supraviețui de la câteva zile la câțiva ani. Fiecare spor care germinează poate da naștere la creșterea mucegaiului nou, care la rândul său poate produce milioane de spori în condițiile adecvate de creștere.
Matrițele își eliberează sporii sub efectul unei mișcări puternice a aerului sau ca răspuns la condiții nefavorabile, cum ar fi creșterea sau scăderea rapidă a umidității sau ca răspuns la nevoia de a ajunge la o nouă sursă de umiditate. Prezența acestor spori în aer depinde și de modul în care se dispersează. De fapt, modul de dispersie și transfer al sporilor diferă între specii. Unele, numite gloeiospori , au un perete gros, umed în consistență, și se lipesc împreună de mucus . Ele formează clustere grele care sunt greu de transportat pe calea aerului. Sunt transportate la nivelul substraturilor prin contact, de insecte sau de apă. Acesta este cazul mucegaiurilor din genul Acremonium și Exophiala . Alte genuri, cum ar fi Penicillium și Cladosporium , au spori cu pereți uscați, ușor separabili și ușori. Acestea sunt astfel mai ușor dispersate în aer. Concentrațiile de spori din aer fiind dependente de condițiile înconjurătoare, deci variază în aceeași zi.
În natură, concentrația de mucegaiuri atinge vârfurile din iulie până toamna târziu. Spre deosebire de polen, mucegaiurile persistă în ciuda primului îngheț. Câțiva pot prospera la temperaturi sub îngheț, dar majoritatea apoi adorm . Stratul de zăpadă scade drastic concentrațiile de aer, dar nu distruge mucegaiul. Când zăpada se topește, acestea se dezvoltă pe vegetația moartă. Temperatura influențează rata de creștere a acestora. Matrițele au o temperatură de creștere minimă, maximă și optimă. Temperatura ambiantă de ordinul a 20-25 ° C menținută în majoritatea mediilor interioare corespunde unei zone de creștere ideale pentru majoritatea acestora.
Prin urmare, drojdiile și mucegaiurile pot fi găsite oriunde există o temperatură adecvată, umiditate, oxigen, o sursă de carbon, azot și mineralele de care au nevoie. Activitățile lor de biodegradare sau biodeteriorare depind de propriile activități enzimatice, de condițiile de mediu, de fenomenul concurenței și de natura substratului. De exemplu, unele mucegaiuri utilizează cu ușurință celuloză și proliferarea lor este încurajată atunci când materialele care o conțin sunt îmbibate în apă.
Efectul mucegaiurilor și drojdiilor asupra sănătățiiConcentrațiile de mucegai în mediu nu provoacă efecte asupra sănătății la majoritatea oamenilor. Cu toate acestea, în situațiile în care aceste concentrații sunt anormal de mari sau în cazul unor persoane cu probleme respiratorii sau cu un sistem imunitar slăbit, expunerea la mucegaiuri poate favoriza dezvoltarea simptomelor și a bolilor. Efectele experimentate depind de speciile prezente, de produsele metabolice ale acestora, de concentrația și durata expunerii, precum și de susceptibilitatea individuală. Principalele efecte asupra sănătății asociate cu expunerea la mucegai sunt reacțiile de hipersensibilitate ( alergie ), infecțiile și iritarea.
Reacții de hipersensibilitateAlergie este cea mai comună manifestare asociată cu expunerea la mucegaiuri. Cele mai multe dintre acestea produc proteine antigenice care pot provoca o reacție alergică la persoanele sensibilizate, inclusiv astm , rinită și conjunctivită . De asemenea, pot provoca pneumonie hipersensibilă. Cu toate acestea, mai mulți autori asociază expunerea la niveluri scăzute de mucegaiuri cu exacerbarea astmului și a altor probleme respiratorii.
InfecțiiSe știe că aproximativ 100 de specii de mucegaiuri provoacă infecții la om. Aceste infecții sunt grupate în trei clase: sistemică, oportunistă și superficială. Infecțiile sistemice, cum ar fi histoplasmoza (cauzată de mucegaiul Histoplasma capsulatum , care se găsește în special în excrementele păsărilor), sunt cauzate de inhalarea sporilor. Infecțiile oportuniste sunt de obicei limitate la persoanele cu un sistem imunitar slăbit. Principalele mucegaiuri responsabile de aceste infecții oportuniste sunt Aspergillus , Acremonium, Beauvaria, Cladosporium, Fusarium , Mucor, Paecilomyces, Penicillium, Rhizopus, Scedosporium, Scopularioza și Trichoderma.
Cele dermatofiți sunt un grup de ciuperci care afecteaza scalpul, pielea si unghiile. Aceste infecții apar prin contactul cu pielea. Transmiterea aeriană către oameni este puțin probabilă.
IritațiiMetabolizarea mucegaiurilor produce compuși organici volatili care provoacă mirosul de „mucegai” asociat creșterii fungice. Următorii compuși au fost identificați ca indicatori ai creșterii microbiene: 1-octene-3-ol, 2-octene-1-ol, 3-metil furan, 3-metil-2-butanol, 3-metil-1-butanol, 2 -pentanol, 2-hexanonă , 2-heptanonă, 3-octanonă, 3-octanol, 2-metil izoborneol, 2-metil-2-butanol, 2-izopropil-3-metoxipirazină și geosmină. Acești compuși pot irita membranele mucoase.
În timpul procesului de degradare a nutrienților, mucegaiurile eliberează metaboliți secundari, numiți micotoxine , care servesc drept apărare împotriva altor microorganisme, inclusiv a altor mucegaiuri. Aceleași specii fungice pot produce toxine diferite, în funcție de substrat și de factorii locali de mediu. Micotoxinele sunt compuși nevolatili care se vor găsi în aer numai dacă mediul în care sunt produse este agitat.
Efectele asupra sănătății rezultate din expunerea respiratorie la micotoxine nu sunt bine cunoscute. Aceștia ar putea fi agenții cauzali ai efectelor raportate după expunerea la mucegaiuri. Simptomele descrise variază în funcție de tipul, natura și amploarea contactului. Acestea includ iritarea pielii și a mucoaselor, imunosupresia și efecte sistemice, cum ar fi amețeli, greață, cefalee, efecte cognitive și neuropsihologice. Aceste din urmă efecte sunt slab documentate și potențialul mecanism cauzal nu a fost elucidat. Unele micotoxine, inclusiv aflatoxina , sunt considerate cancerigene; ingestia de aflatoxină este o cauză recunoscută a cancerului hepatic . Singura asociere între cancer și inhalarea micotoxinelor a fost demonstrată în medii agricole sau industriale foarte contaminate. Există peste 400 de micotoxine cunoscute.
EndotoxineCei endotoxine sunt constituenți ai membranei celulare externe a bacteriilor Gram negative. Acestea constau din lipopolizaharide asociate cu proteine și lipide. Termenul "endotoxină" se referă la toxina prezentă fie în celula bacteriană, fie în fragmentele pereților celulari eliberate în timpul lizei bacteriene. Prezența lor într-un mediu de lucru este legată de cea a bacteriilor Gram negative.
Efectele asupra sănătății variază foarte mult în funcție de specie, individ, doză și calea de intrare. Simptomele raportate în urma expunerii respiratorii la endotoxine sunt tuse, dificultăți de respirație, febră, obstrucție și inflamație a plămânilor și probleme gastro-intestinale.
Glucan și ergosterolB- (1-3) -D- glucan este un polimer cu greutate moleculară ridicată al glucozei care se găsește în pereții celulari ai mucegaiurilor, bacteriilor și plantelor. Dovezi recente sugerează că este un iritant pentru căile respiratorii. Ergosterolului este o componentă a membranei celulare a fungilor a căror proporție de masă este aproximativ constantă. Glucanii și ergosterolul ar putea acționa ca potențiali markeri de mediu ai expunerii la mucegai, dar semnificația lor cantitativă este încă necunoscută.
AlteCele peptidoglycans sunt componente ale peretelui celular al bacteriilor. Se suspectează că sunt agenți potențiali ai inflamației pulmonare asociate cu inhalarea bacteriilor Gram pozitive. Exotoxinele sunt molecule bioactive, de obicei proteine secretate în timpul dezvoltării bacteriilor. Ele sunt eliberate și în timpul lizei bacteriilor. Deși sunt asociate în general cu boli infecțioase, cum ar fi botulismul , holera și tetanosul , acestea pot fi găsite pe substraturi care susțin creșterea bacteriană și, ulterior, iau forma unui aerosol. Riscurile asociate prezenței lor în aer nu sunt documentate.
Pentru a trăi, a reproduce și a răspândi virușii necesită o celulă gazdă vie. Pot fi aerosolizate prin pulverizarea picăturilor de la persoanele infectate, dar sunt rapid inactivate în mediu. Prezența simptomelor sau a bolii în gazdă este o demonstrație suficientă a prezenței lor.
Acarieni de praf (acarieni)Cei Acarienii sunt gazde naturale ale mediului. Aparțin familiei arahnidelor, care include păianjeni și căpușe. Se hrănesc cu polen, bacterii, mucegai și mătreață pe piele. Molii trăiesc optim la 25 ° C și umiditatea relativă între 70% și 80%. Datorită dimensiunilor foarte mici și greutății lor reduse, acarienii de praf, alergeni cunoscuți în special pentru a provoca astm , sunt ușor transportați în aer. Sunt disponibile teste cutanate pentru a detecta sensibilizarea imunologică la acești acarieni.
Microorganismele sunt omniprezente în mediu, dar concentrațiile lor variază în funcție de mai mulți parametri, inclusiv natura substratului și condițiile ambientale. Astfel, anumite medii de lucru, precum fermele de creștere a animalelor, hambarele, stațiile de tratare a deșeurilor și a apelor uzate, fabricile și depozitele de alimente și băuturi sunt favorabile prezenței și creșterii bacteriilor., În special cele ale bacteriilor Gram negative cu care sunt asociate endotoxinele. Aceste medii favorizează, de asemenea, dezvoltarea matrițelor.
Asa de :
Aceste date trebuie interpretate cu prudență. Ele reprezintă concentrațiile maxime medii raportate în literatura științifică și ar trebui să fie considerate ca indicații, deoarece metodele de măsurare diferă în funcție de studii.
| La locul de muncă | Total bacterii (CFU / m 3 ) a |
Bacterii Gram negative (CFU / m 3 ) |
Termofile actinomicete (CFU / m 3 ) |
Matrite (CFU / m 3 ) |
|---|---|---|---|---|
| In afara | 10 2 | 10 1 | 10 1 | 10 3 |
| Agricultură (normală) | 10 7 | 10 3 | 10 3 | 10 3 - 10 4 |
| Agricultură (fân mucegăit) | 10 9 | 10 3 | 10 9 | 10 9 |
| Brutărie | 10 2 - 10 3 | |||
| Centru de compostare | 10 5 | 10 2 | 10 4 | 10 4 |
| Centru de tratare a apelor uzate | 10 4 | 10 4 | 10 0 | 10 3 |
| Ciuperci (compost) | 10 6 | - b | 10 7 | 10 4 |
| Ciuperci (cultivare) | 10 3 | - | 10 2 | 10 2 |
| Deșeuri menajere (colectare) | 10 4 | 10 3 | 10 3 | 10 4 |
| Cladire de birouri | 10 2 | 10 1 | 10 1 | 10 2 - 10 3 |
| Efluenți ai fabricii de hârtie | 10 4 | 10 3 | 10 1 | 10 4 |
| Lichid de tăiere | 10 6 | 10 4 | 10 5 | |
| Umidificator | 10 3 | 10 3 | 10 2 - 10 3 | |
| Moară de bumbac | 10 5 | 10 4 | 10 5 | 10 3 |
| Papetărie | 10 6 | 10 2 - 10 3 | 10 3 | |
| Porc | 10 6 | 10 3 - 10 4 | 10 4 | |
| Gater | 10 4 | 10 3 - 10 4 | 10 3 | 10 6 |
| Mlaştină | 10 8 | |||
| Prelucrarea zahărului | 10 5 | 10 3 | 10 2 | 10 3 |
| Sortarea deșeurilor menajere | 10 4 | 10 3 | 10 0 | 10 4 |
| Fabrica de tutun | 10 3 | 10 2 | 10 4 |
Sau
Aceste date trebuie interpretate cu prudență. Ele reprezintă concentrațiile maxime medii raportate în literatura științifică și ar trebui să fie considerate ca indicații, deoarece metodele de măsurare diferă în funcție de studii.
Vezi tabelul: [1] (pagina 19)
Riscurile expunerii la bioaerosoli prezintă un interes deosebit pentru jucătorii din domeniul sănătății și securității la locul de muncă.
Știind cum să alegeți, să utilizați și să mențineți o protecție respiratorie adecvată poate fi crucială, printre altele, în cazurile de expunere la Sindromul Respirator Acut Sever ( SARS ), tuberculoză, gripă aviară sau porcină, antrax etc.
Există puține documente generale privind protecția căilor respiratorii împotriva bioaerosolilor la locul de muncă.
Există un ghid canadian (în 2 limbi) care se bazează pe evaluări ale cunoștințelor.