Кейс «Дезинфицирующие средства»

Муниципальное БЮДЖЕТНОЕ образовательное учреждение

дополнительного образования

«ДЕТСКИЙ ТЕХНОПАРК «КВАНТОРИУМ»

Кейс «_{Дезинфицирующие средства}»

8 часов

Авторы-составители:

Овчинникова Людмила Павловна,

ПДО МБОУ ДО Кванториум

Комсомольск-на-Амуре,

2020

Содержание

Проблемная ситуация.

В мире существует огромное количество вещей, которые влияют на здоровье человека. Это и грязная вода, грязный воздух, ГМО, радиация, озоновые дыры и т.д. Но самое страшное из этого списка – это бактерии. Вы знаете, сколько вокруг нас бактерий? Ученые подсчитали, что в одном кубическом метре воздуха запыленного города содержится до 35000 бактерий одновременно! Дома от них спрятаться тоже не получится, потому что там их еще больше – до 79000. Распространено мнение, что главным источником бактерий является улица, однако, дома нас окружает не менее опасное количество бактерий.

Кейс имеет практическое значение, так как учащиеся знакомятся с дезинфицирующими средствами, которые помогают в обеззараживании поверхностей.

Педагогическая ситуация.

Не все дети и взрослые люди имеют привычку мыть руки после похода на улицу, прихода со школы или работы. Учащимся необходимо понимать важность гигиенических и дезинфицирующих процедур. Цель кейса рассказать какие есть дезинфицирующие средства, их влиянии на рост бактерий.

На занятии избегается перегрузка, так как присутствует чередование различных видов деятельности. Есть динамическая пауза.

Подготовлена презентация и технологические карты «Приготовление питательных сред и культивирование микроорганизмов», «Влияние дезинфицирующих средств на рост бактерий», «Метод окраски бактерий по Граму».

Кейс рассчитан на учащихся 8-11 лет.

Привязка к предметным областям знаний:

Биология.

Цель кейса, задачи кейса.

Цель: Сформировать представление о дезинфицирующих средствах, их влиянии на рост бактерий.

Задачи:

1) Образовательные:

сформировать представление о дезинфицирующих средствах;

сформировать представление о видах дезинфицирующих средств;

сформировать умения и навыки проведения лабораторной работы по влиянии дезинфицирующих средств на рост бактерий;

2) Развивающие:

способствовать развитию самостоятельного формулирования проблемы исследования и составления поэтапной структуры будущего самостоятельного исследования;

формировать умение логически рассуждать, четко, кратко и исчерпывающе излагать свои мысли;

создать условия для развития таких аналитических способностей учащихся, как умение анализировать, сопоставлять, сравнивать, обобщать познавательные объекты, делать выводы;

3) Воспитательные:

воспитывать ответственность за результаты учебного труда, понимание его значимости, соблюдение техники безопасности;

способствовать развитию культуры взаимоотношений при работе;

поддерживать интерес к предмету через выполнение практических работ.

4) Продуктовые:

создание рекомендаций по использовании дезинфицирующих средств и их применении.

Планируемые результаты кейса.

Выполнение практической работы «Влияние дезинфицирующих средств на рост бактерий»

Оборудование и материалы.

Для теоретического изучения материала - презентация «Бактерии и влияние на них дезинфицирующих средств», интерактивная доска, проектор.

Для практического изучения - раздаточный материал (технологические карты «Приготовление питательных сред и культивирование микроорганизмов», «Влияние дезинфицирующих средств на рост бактерий», «Метод окраски бактерий по Граму»), агар-агар; дистиллированная вода; химический стакан; нагревательная плита IKA C-MAG HP 7; чашка Петри; мерный стакан; чайная ложка, весы, микробиологическая петли или шпатель, дезинфицирующие средства (Domestos, санокс и т.д.).

Этапы реализации.

Дорожная карта кейса:

Дополнение:

Бактерии и их виды

Бактерии — преимущественно одноклеточные микроорганизмы размером от десятых долей микрометра, например, микоплазмы, до нескольких микрометров, а у спирохет — до 500 мкм.

В воздухе всегда содержится то или иное количество микроорганизмов. Посредством воздуха происходит их распространение. Воздушным путем распространяются патогенные микроорганизмы, вызывающие болезни растений животных и человека.

Количество микроорганизмов в 1 кубическом метре воздуха разных мест может достигать следующих размеров: на скотном дворе до 2 млн; в жилых помещениях – 20 тыс.; на улицах городов – 5 тыс.; в парках – 200; в морском воздухе – 1-2.

Бактериальная клетка кружена плотной оболочкой, благодаря которой они сохраняют постоянную форму. В настоящее время описано около десяти тысяч видов бактерий. Бактерии бывают трех типов: патогенные, непатогенные, условно-патогенные.

Патогенные бактерии - это бактерии вызывающие болезни человека, животных и растений. Многие патогенные бактерии образуют скопление в организме в виде биоплёнок.

Непатогенные бактерии - это бактерии нормальной микрофлоры организма, не вызывающие развитие заболеваний, а часто помогающие организму (лактобактерии, бифидумбактерии, энтерококки, кишечная палочка и др.). Например, отдельные непатогенные бактерии, живущие на коже и в кишечнике человека, приносят пользу животному организму, поскольку способны вытеснять любую инфекцию с занятого ими участка поверхности. Биопрепараты из живых непатогенных бактерий (эубиотики) используются для профилактики и лечения дисбактериоза. Однако при определенных состояниях некоторые бактерии, считающиеся не болезнетворными, могут стать патогенными.

Условно-патогенныебактерии — это естественные обитатели различных биотопов организма человека, вызывающие заболевания при резком снижении общего или местного иммунитета.

Различают три основные формы бактерий — шаровидные (кокки), палочковидные (бациллы и др.), извитые (вибрионы, спирохеты, спириллы).

Шаровидные бактерии (кокки) имеют обычно форму шара, но могут быть немного овальной или бобовидной формы. Кокки могут располагаться поодиночке (микрококки); попарно (диплококки); в виде цепочек (стрептококки) или виноградных гроздьев (стафилококки), пакетом (сарцины). Стрептококки могут вызывать ангину и рожистое воспаление, стафилококки — различные воспалительные и гнойные процессы.

Палочковидные бактерии самые распространенные. Палочки могут быть одиночными, соединяться попарно (диплобактерии) или в цепочки (стрептобактерии). К палочковидным относятся кишечная палочка, возбудители сальмонеллеза, дизентерии, брюшного тифа, туберкулеза и др. Некоторые палочковидные бактерии обладают способностью при неблагоприятных условиях образовывать споры. Спорообразующие палочки называют бациллами. Бациллы, напоминающие по форме веретено, называют клостридиями.

Спорообразование представляет собой сложный процесс. Споры существенно отличаются от обычной бактериальной клетки. Они имеют плотную оболочку и очень малое количество воды, им не требуются питательные вещества, а размножение полностью прекращается. Споры способны длительно выдерживать высушивание, высокие и низкие температуры и могут находиться в жизнеспособном состоянии десятки и сотни лет (споры сибирской язвы, ботулизма, столбняка и др.). Попав в благоприятную среду, споры прорастают, т. е. превращаются в обычную вегетативную размножающуюся форму.

Извитые бактерии могут быть в виде запятой — вибрионы, с несколькими завитками — спириллы, в виде тонкой извитой палочки — спирохеты. К вибрионам относится возбудитель холеры, а возбудитель сифилиса — спирохета.

Бактериальная клетка имеет клеточную стенку (оболочку), часто покрытую слизью. Нередко слизь образует капсулу. Содержимое клетки (цитоплазму) отделяет от оболочки клеточная мембрана. Цитоплазма представляет собой прозрачную белковую массу, находящуюся в коллоидном состоянии. В цитоплазме находятся рибосомы, ядерный аппарат с молекулами ДНК, различные включения запасных питательных веществ (гликогена, жира и др.).

Микоплазмы — бактерии, лишенные клеточной стенки, нуждающиеся для своего развития в ростовых факторах, содержащихся в дрожжах.

Некоторые бактерии могут двигаться. Движение осуществляется с помощью жгутиков — тонких нитей разной длины, совершающих вращательные движения. Жгутики могут быть в виде одиночной длинной нити или в виде пучка, могут располагаться по всей поверхности бактерии. Жгутики есть у многих палочковидных бактерий и почти у всех изогнутых бактерий. Шаровидные бактерии, как правило, не имеют жгутиков, они неподвижны.

Размножаются бактерии делением на две части. Скорость деления может быть очень высокой (каждые 15-20 мин), при этом количество бактерий быстро возрастает. Такое быстрое деление наблюдается на пищевых продуктах и других субстратах, богатых питательными веществами.

Размеры бактерий.

Размеры бактерий в среднем составляют 0,5-5 мкм. Escherichia coli, например, имеет размеры 0,3-1 на 1-6 мкм, Staphylococcus aureus - диаметр 0,5-1 мкм, Bacillus subtilis 0,75 на 2-3 мкм. Крупнейшей из известных бактерий является Thiomargarita namibiensis, достигающая размера в 750 мкм (0,75 мм). Второй является Epulopiscium fishelsoni имеющая диаметр 80 мкм и длину до 700 мкм и обитающая в пищеварительном тракте хирурговой рыбы Acanthurus nigrofuscus. Achromatium oxaliferum достигает размеров 33 на 100 мкм, Beggiatoa alba - 10 на 50 мкм. Спирохеты могут вырастать в длину до 250 мкм при толщине 0,7 мкм. В то же время к бактериям относятся самые мелкие из имеющих клеточное строение организмов. Mycoplasma mycoides имеет размеры 0,1-0,25 мкм, что соответствует размеру крупных вирусов, например, табачной мозаики, коровьей оспы или гриппа.

Общая характеристика бактерицидных препаратов

Бактерицидные препараты – вещества, способные убивать бактерии. Некоторые из них способны убивать и другие микроорганизмы. К бактерицидным веществам относятся различные по химической природе соединения: фенол, сулема, спирт, формалин, перекись водорода, антибиотики, четвертичные аммониевые основания, хлорсодержащие вещества; из газов — сернистый газ, окись этилена, бромистый метил и другие. Под действием бактерицидных веществ вегетативные клетки погибают быстро, однако гибели спор добиться труднее.

Механизм действия бактерицидных препаратов на бактерии различен: денатурация белка микробной клетки, поражение определенных ферментных систем и т. д. Чувствительность различных видов микроорганизмов к таким препаратам также неодинакова. Менее подвержены бактерицидному действию бактерии, образующие скопления, объединенные полисахаридом или белковополисахаридным комплексом (например, бактерии в биопленках), более – одиночные клетки, не образующие полисахариды. В присутствии белков (гной, сыворотка, молоко и др.) активность бактерицидных средств снижается. Многие материалы адсорбируют биоциды, снижая их концентрацию, и, как следствие, активность.

Бактерицидные препараты по своему назначению различны. Одни из них используются в качестве стерилизующих агентов, другие – как дезинфицирующие средства, которые значительно уменьшают количество микроорганизмов в объекте, но не элиминируют их полностью.

Различают дезинфектанты, антисептики и антибиотики. Дезинфектанты предназначены для обработки помещений и оборудования; антисептики – для обработки живых тканей; антибиотики – для лечения инфекционных заболеваний человека. Дезинфектанты и антисептики не предназначены для приема внутрь, так как часто применяются в концентрациях, которые являются токсичными для организма человека. Концентрация применяемого бактерицидного средства зависит от его химической природы. Основными качествами бактерицидов должны быть: широкий спектр действия, низкая рабочая концентрация, безопасность для человека и окружающей среды и низкая стоимость. Безусловно, практически нет препаратов, которые бы полностью удовлетворяли этим требованиям. Ниже приведены препараты, широко используемые как эффективные дезинфектанты и антисептики.

Четвертичные аммониевые соединения (ЧАС) – современные дезинфицирующие средства, которые обладают почти всеми вышеперечисленными достоинствами: хорошая смачивающая способность, очень высокая стабильность, отсутствие коррозионного эффекта, отсутствие запаха, возможность многократного применения рабочих растворов. Они обладают широким спектром антимикробной активности при низких концентрациях и температурах, однако не являются спороцидами. Некоторые из этих соединений не обладают биоцидной активностью против микобактерий туберкулеза. После высыхания ЧАС образуют на поверхности тонкую пленку, препятствующую оседанию микроорганизмов. Однако после дезинфекции оборудования пищевой промышленности ЧАС можно легко удалить с поверхностей водой. Очень важной характеристикой ЧАС является их безопасность для людей. Поэтому с этими дезинфицирующими средствами можно безопасно работать, их можно использовать в пищевой промышленности. Одними из самых эффективных ЧАС считаются средства на основе полигуанидинов.

В отличие от ЧАС хлорсодержащие соединения обладают рядом недостатков. Из-за содержания активного хлора, который быстро улетучивается, такие дезинфицирующие средства нестойки, 81 и в течение нескольких дней теряют свои бактерицидные свойства. На эффективность хлорных соединений большое влияние оказывает длительность воздействия. Эффективность хлорсодержащих дезинфицирующих средств повышается при увеличении температуры, так как при этом повышается активность хлора. И, хотя эти средства можно применять при температурах от +10 до +50°С, при +10°С дезинфицирующий эффект значительно меньше, чем при +50°С. Кроме того, дезинфицирующее средство на основе хлора может разрушать металлические поверхности, причем этот эффект усиливается с ростом температуры. Поэтому раствор, нагретый выше +50 градусов, обычно не применяется. Существенными недостатками является резкий запах, и опасность при попадании этих соединений в окружающую среду. В частности, они рассматриваются как один из основных первоисточников образования чрезвычайно опасного класса токсичных соединений – диоксинов. Достоинствами хлорсодержащих средств являются их доступность, низкая цена и высокая бактерицидная активность.

Более стойкими по сравнению с хлорсодержащими бактерицидными средствами являются дезинфектанты на основе хлораминов: готовые растворы могут храниться до 15 суток. Хлорамины могут оказывать спороцидное действие. Однако для этого их надо активировать хлоридом, сульфатом или нитратом аммония в соотношении к активному хлору 1:1. Такие растворы надо немедленно использовать, что является их недостатком. Недостатками являются резкий запах и опасность для персонала, работающего с хлораминами. Дыхательные пути и слизистые оболочки глаз лиц, занятых приготовлением и работой с этими растворами, должны быть защищены.

По сравнению с хлораминами, йодофоры являются более высокоэффективными антисептическими средствами, стабильными при длительном хранении. Однако они менее активны в отношении мицелиальных грибов и спор бактерий. Препараты представляют собой комплекс йода с соединением, замедляющим его выделение, и тем самым увеличивающим его эффективность за счет более продолжительного действия по сравнению со спиртовым раствором йода. Йод является сильным окислителем, однако его антисептическое действие обусловлено не окислением, а галогенизированием белков бактерий. Современные йодофоры являются высокоэффективными средствами при профилактике и лечении гнойновоспалительных процессов в клинической практике. Они хорошо переносятся больными. Йодофоры широко применяются при дезинфекции оборудования в пивоваренной промышленности. Их используют для обработки сосков коров при дойке. Аквариумисты используют йодофоры для дезинфекции аквариумов. Самым известным йодофором является повидон-йод – комплекс йода с поливинилпирролидоном.

Спирты обезвоживают, денатурируют белки бактерий. Однако они не действуют на бактериальные споры и неэффективны против Mycobacterium tuberculosis. Бактерицидные свойства спиртов улучшаются с увеличением молекулярного веса. Так, наименее эффективным бактерицидным агентом является метиловый спирт, наиболее эффективен амиловый спирт. Но наиболее предпочтительным является этиловый спирт, так как он является самым нетоксичным из спиртов, применяемых в дезинфекции. Оптимальная дезинфицирующая концентрация этилового спирта 70%. При более высокой концентрации спирта белки бактерий денатурируют быстро, разрушенные белковые каналы препятствуют дальнейшему проникновению спирта внутрь клетки. Эффективность спиртов увеличивается также с увеличением температуры.

Фенолы являются эффективными дезинфектантами. Спор не убивают. Фенол не применяют на практике, так как он токсичен, обладает канцерогенным действием. Однако его производные (резорцин, тимол, хлорофен) находят применение в медицине.

Перекись (или пероксид) водорода используется в виде 3%- ного раствора. Антисептическое средство из группы оксидантов. При контакте перекиси водорода с поврежденной кожей или слизистыми оболочками высвобождается активный кислород, при этом происходит инактивация (окисление) органических веществ (протеины, кровь, гной), в том числе, и компонентов бактериальных клеток. Она обладает такими ценными качествами, как отсут- 83 ствие запаха, быстрое разложение во внешней среде на нетоксичные продукты, отсутствие аллергенного действия. Однако перекись водорода не очень стабильна, производит выраженное местнораздражающее действие и, по сравнению с другими дезинфектантами, имеет низкую бактерицидную активность.

Дезинфицирующие средства

Дезинфицирующие средства (группа 238640 по ОКП) уничтожают или необратимо дезактивируют вредные бактерии, вирусы и другие микроорганизмы обычно на неживых объектах — белье, одежде, обуви, в помещениях.

Промышленность выпускает дезинфицирующие средства различного назначения. Под влиянием света и влаги дезинфицирующие средства разлагаются, выделяя атомарный кислород и хлор, действие которых губительно для бактерий и вирусов. Альдегиды, фенолсодержащие, ПАВ, гуанидины, кислоты, щелочи, а также композиционные препараты составляют основу этих средств. В ассортименте дезинфицирующих средств:

• гипохлорит кальция 34 и 45 %;

• монохлорамин (Б и ХБ) — порошок белого или розоватого цвета, содержащий около 24 % активного хлора. Рекомендуется для дезифенкции жилых помещений при мокрой уборке, а также белого белья, посуды, ванн, раковин, унитазов и т.д.;

• хлорная известь — гигроскопичный порошок белого цвета, содержащий около 25 % активного хлора. Рекомендуется для дезинфекции наружных уборных, выгребных ям, свалок, отбросов и т.д.;

• хлорцин — порошок, используемый для дезинфекции и профилактической обработки жилых помещений, ванн, раковин, унитазов, посуды;

• гексахлор — порошок, предназначенный для дезинфекции санитарно-технического оборудования, облицовочной плитки, линолеума.

Госсанэпиднадзором Минздрава России разрешены для использования в быту:

• «РНК Д» (ТОО НКФ «Фантом», Пермь) — порошок серовато-кремового цвета, ДВ — алкилдиметилбензиламмонийхлорид (2%), метасиликат натрия (40%);

• «Пливасепп пенообразующий» (АО «Плива», Хорватия) — прозрачный раствор красного цвета, ДВ — хлоргексидинбиглюконат (4,5 %);

• «Велтолен» (ЗАО «Велт», Оренбург) — прозрачный, от бесцветного до светло-желтого цвета, жидкий концентрат с цитрусовым запахом, ДВ — клатрат дидецилдиметиламмонийбромида с мочевиной (20%), этиловый спирт (20%);

• «Ника-2» (ПКФ «Геникс», Йошкар-Ола) — прозрачная жидкость с невысокой степенью вязкости, ДВ — катамин АБ (1 %), щелочные компоненты в пересчете на NaOH (11,5— 12,5 %).

Кроме специализированных дезинфицирующих препаратов выпускаются разнообразные средства бытовой химии (чистящие, отбеливающие), в рецептуру которых они могут вводиться, а также такие вещества, как дихлоризоцианурат калия, хлорированный тринатрийфосфат и др. Заменителями монохлорамина, хлорной извести и гипохлорита кальция являются «Белизна» и «Тексанит», однако они не в полной мере удовлетворяют современным требованиям.

Дезинфекционные и антисептические средства должны сочетать высокую биологическую активность, безопасность для человека и окружающей среды и низкую стоимость. Среди средств нового поколения дезинфицирующий и антисептический препарат широкого спектра действия «Аквабор М», созданный лабораторией НПО «Леннефтехим» (Санкт-Петербург). Концентрированный «Аквабор М» — вязкая маслянистая жидкость, растворимая в воде и некоторых органических растворителях. Водные растворы

препарата практически бесцветны и лишены запаха. Он оказывает антимикробное действие в отношении грамположительных и грамотрицательных бактерий, патогенных и плесневых грибков, акароцидное и ярко выраженное противотермитное действие и, предположительно, обладает антивирусной активностью. Используется в виде 6— 10%-ного раствора.

С попадания на деревянные поверхности спор грибков и микроорганизмов и активного их развития в благоприятных условиях начинается их загнивание. Плесневые грибки вызывают окрашивание древесины от зеленовато-синего до черного цвета и часто называются «синевой». Ухудшается внешний вид древесины, разрушается слой краски. Трухлявой становится древесина и под воздействием жуков-короедов. В этом случае незаменимы антисептики — они токсичны по отношению к микроорганизмам и служат для защиты древесины от гниения.

Список использованных источников.

Гиляров М.С. Биологический энциклопедический словарь/ М.С. Гиляров. –М.: Советская энциклопедия, 1986. –893с.2.

Калганова, Т. Н. Практикум по микробиологии и биотехнологии: лабораторные работы / Т. Н. Калганова. – Южно-Сахалинск: СахГУ, 2011. – 56 с. ISBN 978-5-88811-351-6

Маградзе Е.И. Лабораторный практикум по микробиологии: учебно-методическое пособие. / Е.И. Маградзе– Ижевск: Издательский центр «Удмуртский университет», 2016. – 136 с.

Пино Флоранс Тайная война микробов/ П. Флоранс; пер. с англ. М. Хачатуров - Москва: Пешком в историю 2016. -86с. ISBN: 978-5-905474-63-7

Покровский В.И. Популярная медицинская энциклопедия / В.И. Покровский, - Изд-во: М.: Советская Энциклопедия, 1991. – 688 с. ISBN: 5-85270-014-2

Устинова А.А., Ильина В.Н., Шишова Т.К. Микробиология: Руководство к практическим занятиям. / А.А. Устинова – Самара: Изд-во ПГСГА, 2009. –84 с.

Электронные ресурсы

[Электронный ресурс]. – Режим доступа:https://znaytovar.ru/s/Dezinficiruyushhie-sredstva2.html

Сайт «Микробы и человек» [Электронный ресерс]. – Режим доступа: - http://mikrobiki.ru/

Сообщество Nachalka.com [Электронный ресерс]. – Режим доступа: - http://www.nachalka.com/

Приложение 1.

Виды бактерий

Приложение 2.

Технологическая карта

Приготовление питательных сред и культивирование микроорганизмов.

Приложение 3.

Технологическая карта

Влияние дезинфицирующих средств на рост бактерий

Приложение 4.

Технологическая карта

«Метод окраски бактерий по Граму»

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/421465-kejs-dezinficirujuschie-sredstva