Способ санации воздуха в помещении Российский патент 2023 года по МПК A61L9/00 

Изобретение относится к области лечебно-профилактической медицины, конкретно к гигиене. Изобретение представляет способ санации воздуха в помещении с использованием летучих веществ в качестве санирующих агентов определенного ассортимента фитонцидных растений, обладающих антимикробной, газопоглотительной и транспирирующей активностью.

Существует несколько способов санации воздуха в помещении, которые имеют собственные особенности и недостатки. Известен способ санации помещений, включающий ежедневную подачу в санируемое помещение летучих веществ при помощи специальных дозаторов и создание концентрации этих веществ, близкой к природной, поддержание этой концентрации в течение определенного времени (см. Фитонциды в медицине/ Макарчук Н.М. Лещинская Я.С. Акимов Ю.А. и др. Отв. ред. Гродзинский A.M. АН УССР. Центральный республиканский ботанический сад. Киев: Наукова думка, 1990. - с. 5-30).

К недостаткам известного способа можно отнести значительные материальные и трудовые затраты, необходимость использования специально подготовленных препаратов и дозирующего оборудования, необходимость в подготовке обслуживающего персонала.

Известен также способ санации помещений, включающий размещение интактных живых растений в санируемое помещение и содержание их там в течение требуемого времени (Коверга А.Е. Дегтярева А.П. Чиркина Н.И. Кормилицин A.M. Антимикробное действие летучих веществ, выделяемых в воздух декоративными растениями в процессе жизнедеятельности. /В кн. 150 лет Государственному Никитскому ботаническому саду. Сб. науч. трудов, т. XXXVII. М. Колос, 1964.С. 214-223).

Известен способ санации помещений, включающий обработку санируемого помещения летучими веществами эфиромасличных растений (Череватый Б., Мошанова Н.С. В сб.тезисов докладов Всесоюзной научно-практической конференции по пульмонологии, Ялта, 1981).

Недостатком известных способов является отсутствие четких количественных критериев, которые позволили бы обеспечить стабильный санирующий эффект равномерно на единицу площади.

Известен способ санации воздуха помещений, включающий обработку санируемого помещения летучими веществами эфиромасличных растений, отличающийся тем, что для обработки используют эфирное масло растения из рода Origanum sp. (душица) в количестве не менее 300 мкг на площадь 100 м³ санируемого помещения (патент РФ №2102085, МПК A61L 9/14, опубл. 20.01.1998 г.).

Известен способ насыщения воздуха закрытых помещений лекарственными веществами, включающий подачу воздуха в помещение с помощью воздуховода, снабженного источником лекарственных и ароматизированных веществ, подачу которых можно дозировать (пат. РФ 2039576, МПК А61М 11/00, опубл. 20.07.1995 г.).

Недостатками выше приведенных двух способов являются их дороговизна, малый спектр антимикробного действия, отсутствие комплексного воздействия на среду обитания, возможность передозировки лекарственных веществ, возникновение аллергических реакций.

Известен способ оздоровления воздуха в закрытых помещениях, включающий размещение в помещении хвойных декоративных растений с густой кроной (а.с. СССР 1803679, МПК A61L9/00, опубл. 23.03.1993 г.).

Недостатком известного способа является недостаточная эффективность санации помещения в связи с узким спектром выделяемых летучих веществ в воздух помещения, а также относительная дороговизна, связанная с дополнительной обработкой ультрафиолетом.

Известен способ санитарной обработки помещений, включающий обработку помещений летучими веществами эфирномасличных растений, отличающийся тем, что для обработки используют растения из семейства миртовых, на примере Мирта обыкновенного (Myrtus communis Z) в количестве, обеспечивающем общую площадь их листьев 0,55- 2,00 м² на 100 м³ площади помещения комната должна быть продезинфицирована (патент РФ №2080866, МПК А61К 35/78; A61L 9/00, опубл. 13.07.1993 г.). В модельных экспериментах, проведенных на микроорганизмах с различной устойчивостью, было показано, что летучие выделения Myrtus communis L. оказывают антимикробное действие в зависимости от количества растений на объем дезинфицируемого помещения.

Недостатком известного способа является сложность агротехнических мероприятий содержания мирта обыкновенного в зимний период в закрытых помещениях. В природе растения произрастают в местах с высокой влажностью воздуха (не ниже 50%). В помещениях с началом отопительного сезона влажность воздуха может быть ниже 20%, а это приводит к потере декоративности и фитонцидных свойств растения.

Известен способ оздоровления воздуха в помещении, включающий размещение в помещении хвойных декоративных растений с густой кроной, отличающийся тем, что площадь листьев хвойных декоративных растений составляет 2,8-6,8 м² и в помещении дополнительно размещают вечнозеленые лиственные декоративные растения с площадью листьев 0,7-1,6 м², при этом общая плотность размещения растений 0,23-0,35 шт. /м², а концентрация в воздухе выделяемых растениями аэрофолинов составляет 2,7-16,8 мг/м³. (патент РФ №2143922, МПК А61К 35/78; A61L 9/00, опубл. 10.01.2000 г.).

Недостатком известного способа является то, что указанные виды хвойных растений (сосна горная, можжевельник казацкий, пихта бальзамическая, ель канадская, кипарисовики горохоплодный и туполистный) не могут долго находиться в закрытых помещениях. Они теряют свои декоративные качества и фитонцидные свойства и погибают через 3-6 месяцев из-за высокой температуры воздуха и низкой освещенности.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является способ долговременного оздоровления воздуха в помещении, включающий размещение в помещении вечнозеленых лиственных растений, в количестве 0,2-0,5 м² листовой поверхности на 1 м³ помещения согласно их биологическим требованиям к освещенности, а в качестве растений используют, по меньшей мере, два вида растений, выбранных из группы, включающей офиопогон японский, сансевиерию трехполосчатую, кардамон настоящий, хлорофитум хохлатый, гибискус китайский, циперус очереднолистый (патент РФ №2288009, МПК A61L 9/00 опубл. 27.11.2006 г.). Офиопогон, и/или сансевиерию, и/или кардамон размещают в частях помещения с освещенностью от 200 до 800 люкс. Хлорофитум, и/или гибискус, и/или циперус размещают в частях помещения с освещенностью 500-3000 люкс. Кроме того, в помещении дополнительно осуществляют разбрызгивание масла лаванды и/или шалфея мускатного в количестве 0,7-1 мг/м³.

Недостатком способа-прототипа является недостаточно оптимальный состав растений, используемых для санации воздуха (количество листовой поверхности на 1 м³ составляет 0,2-0,5 м²), что требует размещения большого количества растений в ограниченном пространстве помещения, возможность передозировки и аллергические реакции от использования эфирных масел, а также повышение стоимости санации воздуха в помещении при использовании эфирных масел.

Техническим результатом заявляемого изобретения является обеспечение санации воздуха (создание оптимальных микроклиматических и санитарно-гигиенических условий) в помещении с использованием минимального количества комнатных растений за счет оптимизации видового состава комнатных растений, повышения их биохимической активности и улучшения условий содержания растений и почвы при компактном и безопасном размещении нескольких единиц фитонцидноактивных растений в виде фитомодуля, который занимает 5-10% от площади помещения.

Указанный технический результат достигается тем, что способ санации воздуха в помещении включает размещение в помещении вечнозеленых лиственных растений согласно биологическим требованиям к освещенности, обладающих высокой антимикробной, газопоглатительной и транспирирующей активностью, своевременный уход за растениями, в том числе их полив. Согласно изобретения, вечнозеленые комнатные растения выбирают с учетом отсутствия их антагонистического аллелопатического воздействия друг на друга, отсутствия сенсибилизирующий свойств, обеспечения фитонцидной активности, нейтрализующей воздушные загрязнители различного происхождения и продуцирующих кислород, которые размещают в виде фитомодулей в количестве 0,4-1,33 м² листовой поверхности на 100 м³ помещения при освещенности в интервале 800-2500 люкс.Почвенный корневой полив растений осуществляют талой водой комнатной температуры с отрицательным окислительно-восстановительным редокс-потенциалом ОВП соответствующим диапазону от -10 до -200 мВ и рН=7,5±0,2 с частотой полива не реже 1 раза в 3 дня. Кроме того, ежедневно опрыскивают листья растений талой водой с вышеуказанными параметрами.

В качестве фитомодуля используют:

- фитомодуль №1, содержащий: Coleus blume, Begonia ricinifolia, Myrtus communis, Begonia bowerae, Chlorophytum comosum, Begonia fischeri, имеющий суммарную листовую поверхность растений в количестве 1,0 м² на 100 м³ помещения;

- фитомодуль №2, содержащий: Coleus blume, Chlorophytum comosum, Laurus nobili L., Begonia ricinifolia, Sansevieria trifasciata, имеющий суммарную листовую поверхность растений в количестве 0,4 м² а 100 м³ помещения;

- фитомодуль №3, содержащий: Laurus nobili L, Nephrolepis exaltata, Benogia bowerae, Sansevieria trifasciata, Chlorophytum comosum, Begonia fischeri, Sansevieria trifasciata, имеющий суммарную листовую поверхность растений в количестве 2,4 м² на 100 м³ помещения.

Изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами. На фиг.1 приведены данные ОМЧ (общее микробное число) в чашках Петри в группе наблюдения по сравнению с контролем. На фиг.2 представлены показатели посещаемости дошкольных организаций и заболеваемости детей группы «наблюдения» и «контроля» по неделям 2019-2020 гг. (на 100 детей). На фиг.3 приведены результаты анализа пропусков посещаемости детского сада и заболеваемости острыми респираторными заболеваниями, полученные в группах, где были установлены растения (группа наблюдения) и без растений (группа контроля). На фиг.4 представлено распределение вариант продолжительности одного случая заболевания респираторной инфекцией у детей в группе наблюдения и в контрольной группе. На фиг.5 представлено распределение вариант продолжительности одного случая пропуска у детей в ДОО по группе наблюдения и контрольной группе. На фиг.6 приведена группировка вариант по продолжительности одного случая острого респираторного заболевания у детей в ДОО по группе наблюдения и контрольной группе. На фиг.7 приведена группировка вариант по продолжительности одного случая пропуска детей в ДОО по группе наблюдения и контрольной группе.

Описание способа санации помещений. Вечнозеленые комнатные растения выбирают с учетом отсутствия их антагонистического аллелопатического воздействия друг на друга, отсутствия сенсибилизирующих свойств, обладающих высокой фитонцидной активностью, стимулирующих иммунитет, работоспособность, снижающих утомляемость человека и нейтрализующих воздушные загрязнители различного происхождения и продуцирующих кислород, которые размещают в виде следующих фитомодулей:

- фитомодуль №1, содержащий: Coleus blume, Begonia ricinifolia, Myrtus communis, Begonia bowerae, Chlorophytum comosum, Begonia fischeri, имеющий суммарную листовую поверхность растений в количестве 1,0 м² на 100 м³ помещения;

- фитомодуль №2, содержащий: Coleus blume, Chlorophytum comosum, Laurus nobili L., Begonia ricinifolia, Sansevieria trifasciata, имеющий суммарную листовую поверхность растений в количестве 0,4 м² на 100 м³ помещения;

- фитомодуль №3, содержащий: Laurus nobili L, Nephrolepis exaltata, Benogia bowerae, Sansevieria trifasciata, Chlorophytum comosum, Begonia fischeri, Sansevieria trifasciata, имеющий суммарную листовую поверхность растений в количестве 2,4 м²на 100 м³ помещения.

Фитомодуль - это вертикальная конструкция, преимущественно расположенная вдоль стен помещения, выполненная с учетом стилистики конкретного интерьера. Фитомодульная система размещения растений имеет преимущество перед выращиванием растений в вазонах и на подоконниках. Растения рекомендуется размещать на стеллажах, подставках, выполненных из прочного, легкого и моющегося материала в цветочных горшках с устойчивым основанием. Цветочные горшки должны быть выполнены из легко моющихся материалов не подверженных гниению и коррозии. Не реже одного раза в неделю рекомендуется протирать стеллажи, подставки, поддоны и цветочные горшки, в которых размещены растения. Поверхность земли засыпают инертным материалом или используют почвопокровные растения.

Не раз доказывалась профилактическая роль мероприятий с использованием фитонцидных растений в оздоровлении воздушной среды помещений в условиях длительного зимнего периода^1,2,3,4,5,6 (¹ Правила внутреннего и наружного озеленения детских учреждений: Методические рекомендации для руководителей детских учреждений, гигиенистов / колл. авт.: Цыбуля Н.В., Рычкова Н.А., Чиндяева Л.Н. и др. - Новосибирск: Издательство «Арто», 2-е дополненное, 2005. 36 с ² Чуенко Н.Ф., М.А. Лобкис, Н.В. Цыбуля, Т.Д. Фершалова, И.И. Новикова. Оценка эффективности использования фитонцидных свойств растений для снижения микробной обсемененности воздуха с целью минимизации риска заболеваемости детей в условиях детских организованных коллективов // Science for Education Today. - 2022. - Т. 12. - №2. - С.152-171. DOI: http://dx.doi.org/10.15293/2658-6762.2202.08. ³ Kim К.J., Khalekuzzaman M., Suh J.N., et al. Phytoremediation of volatile organic compounds by indoor plants: an overview. Gardening, environment and biotechnology. 2018; 59(2): 143-157. DOI: 10.1007/s 13580-018-0032-0 ⁴ Чубатова С.А. Фитонциды: история и перспективы применения // Бактериология. 2020. Т. 5 (3). С.60-67. DPI: 10.20953/2500-1027-2020-3-60-67. ⁵ Цыбуля Н.В., Фершалова Т.Д., Якимова Ю.Л. Роль медико-экологического фитодизайна в санации воздушной среды помещений детских учреждений // Дезинфекционное дело. 2018. №1 (103). С.31-37. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=32615644. ⁶ Novikova I., Chuenko N., Tsybulya N., Fershalova Т., Lobkis M. Quantification of the health-improving action of phyto modules in the rooms of child care preschool facilities. BIO Web Conf. (bio-conferences.org) Northern Asia).

Рекомендуется проводить подкормку растений не реже 1 раза в месяц, используя органические удобрения для хорошего развития листового аппарата.

После регулярного увлажнения горшечных и кадочных культур талой водой декоративность и физиологическая активность растений улучшается в разы, а также улучшаются биохимические процессы в почве, в которой произрастают растения, повышается растворимость и биодоступность микроэлементов, содержащихся в почве. При постоянной подпитке корней биоактивной водой листья растений приобретают упругость, а их цвет становится насыщенным и сочным. Почвенный субстрат в посадочных емкостях остается рыхлым намного дольше при поливе талой водой, чем при использовании водопроводной. Применяя талую воду, можно восстановить энергию, ускорить рост и наладить обмен веществ в комнатных растениях за счет повышения растворимости в талой воде органических и минеральных веществ. Опыты в НИИ садоводства Сибири в свое время показали, что энергия прорастания семян растений при замачивании в талой воде повышалась по сравнению с замачиванием их в обычной воде; возрастала и всхожесть с 67,2 до 82,5%. Положительная реакция семян на талую воду наблюдалась там многие годы, причем семена, стратифицированные в талой воде, во все годы наблюдений меньше поражались грибными заболеваниями в период прорастания Талая вода с пониженным по сравнению с природными водами содержанием дейтерия является стимулятором жизненных процессов в растениях и почве, в которой они произрастают. Дейтерий тормозит, а талая вода с пониженным содержанием дейтерия способствует обмену веществ в биологических объектах. Удаление дейтерия из воды активирует воду и биологические процессы, происходящие с ее участием.

Талую воду получают следующим образом. Водопроводную воду отстаивают в течение суток, а затем разливают в пластиковые бутыли из-под питьевой воды объемом 1,5-2,0 л. Бутыли заправляют по горлышко, закрывают винтовыми пластиковыми пробками, помещают в холодильник и выдерживают при температуре -20°С в течение 24 часов. Через 24 часа бутыли вынимают, открывают пробки. Оттаявшую воду в количестве 5-10 масс. % выливают в канализацию, а остальной лед размораживают и полученную талую воду доводят до комнатной температуры. Когда температура оттаявшей воды достигает +20°С, измеряют значения рН, ОВП и концентрацию растворенного кислорода.

Электрохимические характеристики воды измеряют прибором «Эксперт 001» фирмы «Эконикс» (Москва) с разными электродами. Величина рН измеряют стеклянным электродом ЭСК-1060, величину ОВП определяют платиновым электродом относительно хлор-серебряного электрода, концентрация растворенного кислорода - электродом Кларка. Температуру

Plant Diversity: Current Trends in Research and Conservation 2021; 38. DOI: https://doi.org/10.1051/bioconf/20213800091.

воды измеряют термопарой. Кислотность исходной воды составляет рН=7,5±0,2, окислительно-восстановительный потенциал ОВП относительно хлор-серебряного электрода ОВП_ХСЭ =+610±50 мВ. Содержание растворенного кислорода 5,4±0.2 мг/л.

В талой воде, достигшей температуры 20°С, концентрация кислорода составляет [О₂] = 0,2±0,1 мг О/л. Окислительно-восстановительный потенциал ОВП_ХСЭ =- 145±30 мВ. Значение кислотности не изменяется, рН=7,5±0,2.

Пример 1. Проведение мониторинга микробиологической загрязненности воздуха в групповых ячейках ДОО при использовании заявляемого способа санации.

1.1. Экспериментальный этап исследования был организован в период 2019-2021 гг.на базе двух ДОО г. Новосибирска - №360 комбинированного вида «Журавушка» и №195 «Журавлик» в период с 2019-2021 гг.

Объектом исследования выступала воздушная среда в помещениях ДОО. В исследовании приняли участие дети дошкольного возраста (3-5 лет). Дети были скомплектованы в две группы: 1) группа «наблюдения» - дети, посещающие групповые ячейки, в которых были установлены фитомодули, состоящие из растений, обладающих антимикробной активностью (n=82 ребенка); 2) «контрольная» группа - дети, посещающие групповые ячейки, в которых фитомодули отсутствовали (n=78 детей).

В соответствии с целью экспериментальной части исследовано три ассортимента растений с суммарной площадью листовой 0,7, 2,0 и 2,4 м² на фактическую площадь помещения групповых ячеек (50-60 м²) для изучения эффективности фитонцидной активности в зависимости от ассортимента и условий размещения растений (Цыбуля Н.В., Рычкова Н.А., Чиндяева Л.Н., Якимова Ю.Л., Дульцева Г.Г., Фершалова Т.Д., Матвеева В.П. Правила внутреннего и наружного озеленения детских учреждений (Методические рекомендации для руководителей детских учреждений, гигниенистов) //Новосибирск: Изд-во «Арта. - 2005).

В перерасчете на объем помещения в 100 м³ суммарная листовая площадь растений составляла соответственно - 0,4 м², 1,0 м², 1,33 м².

Растения размещались в групповых ячейках по результатам фоновых замеров показателей ОМЧ и ФМ в КОЕ/м³ (колониеобразующих единиц). Показатели активности (фитонцидной и газопоглотительной) комнатных растений были выражены в условных единицах, соответствующих активности Хлорофитума хохлатого (Chlorophytum comosum), обладающего высокими фитонцидными и газопоглотительными свойствами.

Для практического использования растений в озеленении в данной заявке используется термин «фитомодуль» - композиция из растений с высокой средоулучшающей активностью воздушной среды, с учетом микроэкологических условий и типов помещения.

Мониторинговое наблюдение по показателям заболеваемости и посещаемости детей ДОО проводилось в период с 50-й недели 2019 по 14 неделю 2020 г., который совпал с эпидемическим подъемом заболеваемости.

Методы исследования: гигиенический, бактериологический (с использованием лабораторной базы ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Новосибирской области», n=360 исследований) и статистический.

Гигиенический метод предусматривал выкопировку данных из журналов учета посещаемости и заболеваемости для оценки и мониторинга заданными показателями в период отсутствия и установки растений.

Микробиологический метод. Для количественного и качественного анализа состава воздушной микрофлоры использовали стандартные дифференциально-диагностические питательные среды, методики посева и расчета доли факультативной микрофлоры (ФМ) и общего микробного числа (ОМЧ) (МУК 4.2. 2942-11 «Методы санитарно-бактериологических исследований объектов окружающей среды, воздуха и контроля стерильности в лечебных организациях». - М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора. - 2011.). Точки отбора проб воздуха располагались на расстояниях 0,5, 1,5 и 3 м от растений на высоте 0,8 м от пола

- в зоне дыхания ребенка. Отбор проб воздуха проводили одномоментно в трех групповых ячейках с установленным ассортиментом растений и в трех ячейках с их отсутствием аспирационным методом с помощью пробоотборного устройства ПУ-1Б импакционным осаждением на агаризованную твердую питательную среду по стандартной методике (Покровский В.В. Клиническая микробиология. ГАЭТАР, 1999. 1100 с).

Объем воздуха для определения общего микробного числа составлял 100 л, для определения ФМ - 250 л.

Для постоянной микрофлоры, к которой относятся сапрофитные микроорганизмы родов: Micrococcus, Sarcina, Bacillus, использовалась питательная среда ГРМ-агар, а для ФМ, к которой относятся, как правило, условно-патогенные бактерии из рода Staphylococcus, использовали желточно-солевой агар (ЖСА) (Покровский В.В. Клиническая микробиология.

- М.: ГЭОТАР Медицина, 1999. 1100 с).

Подготовительный этап. До начала эксперимента брали контрольные пробы воздуха в помещениях в течение трех дней, а далее после установки в опытном помещении фитомодуля - параллельно в опыте и контроле. Пробы воздуха брали в трех точках игровых помещений групп, в местах игровых зон и проведения занятий с детьми, на расстоянии 0,5, 1,5 и 3,0 м от фитомодуля (аналогичные по расположению точки брались в контроле). Подсчет общего микробного числа (ОМЧ), колоний, выросших на среде ГМР-агар и числа колоний бактерий, выросших на среде ЖСА, после предварительной инкубации в термостате при t=37°С, осуществляли сотрудники аккредитованной лаборатории в Центре гигиены и эпидемиологии РАМН.

Фитомодули были установлены после анализа микробной загрязненности предварительных контрольных замеров проб воздуха в помещениях, где наблюдали наиболее высокое содержание ФМ в сравнении с общим микробным числом по результатам фоновых замеров подготовительного этапа. Результаты последующих замеров воздушной среды, проводили параллельно в опыте и контроле.

1 этап исследования предусматривал подтверждение эффективности фитонцидной активности подобранного ассортимента растений фитомодуля.

2 этап исследования был направлен на изучение влияния фитонцидного эффекта на показатели заболеваемости и посещаемости детей ДОО.

Материалы исследования были подвергнуты статистической обработке с использованием методов параметрического и непараметрического анализа. Накопление, корректировка, систематизация исходной информации и визуализация полученных результатов осуществлялись в электронных таблицах Microsoft Office Excel 2016. (Гельман В.Я. Решение математических задач средствами Exel. Практикум. СПб., Питер, 2003.).

Статистическая обработка проводилась с использованием программы STATISTICA 10 (разработчик - StatSoft.Inc).

Для оценки вида распределения использовался критерий Шапиро-Уилка (при числе исследуемых менее 50) (Вуколов В.А. Основы статистического анализа. Практикум по статистическим методам и исследованию. Операции по использованию пакетов. М., Форум, 2004.) или критерий Колмогорова-Смирнова (при числе исследуемых более 50), а также показатели асимметрии и эксцесса и дисперсии выборок. Были рассчитаны средние величины (М) основных данных с учетом достоверности средней величины данного признака (ошибки средней, т), диапазона возможных сигмальных отклонений (±σ) наименьшие и наибольшие значения (min и max). Сравнение показателей проводилось с помощью t-критерия Стьюдента и непараметрического критерия Колмогорова-Смирнова, относительных величин - с помощью критерия Х2 с поправкой Иетса и точного критерия Фишера двустороннего. При сравнении средних показателей, рассчитанных для связанных выборок, использовался парный t-критерий Стьюдента. Полученные значения парного t-критерия Стьюдента сравнивались с критическими значениями. Существенные изменения показателя признавались при значении рассчитанного t выше критического.

1.2. Результаты мониторинга микробиологической загрязненности воздуха в групповых ячейках ДОО с использованием заявляемого способа санации.

На основании наибольших средних показателей ОМЧ, полученных в ходе подготовительного этапа фоновых измерений, в 1-й групповой ячейке (наблюдение 1) был установлен фитомодуль №1 с площадью листьев 1,0 м² на 100 м³ помещения, во 2-й ячейке (наблюдение 2) установлен фитомодуль №2 растения с площадью листьев 0,4 на 100 м³ помещения, в 3-й групповой ячейке (наблюдение 3) фитомодуль №3 с площадью листьев 1,33 м² на 100 м³ помещения. При этом в 3-й групповой ячейке данный ассортимент растений находился в период с 2018-2019 гг. с динамикой среднего значения ОМЧ с 4000 колониеобразующих единиц (КОЕ/м³) в 1 м³ до 600 КОЕ/м³.

В результате оценки фитонцидного эффекта растений с разной площадью листовой поверхности на качественный и количественный состав микрофлоры воздуха, в рамках задач первого этапа исследования, определены достоверные отличия средних показателей ОМЧ и ФМ (в КОЕ/м³) в воздухе групповых ячеек наблюдения с наличием растений определенной площади листовой поверхности, в сравнении с данными показателями в групповых ячейках контроля с их отсутствием (р≤0,05). Так, средние показатели ОМЧ и ФМ в воздухе 2-й групповой ячейки (наблюдение 2 - площадь листьев 0,4 м²) были достоверно ниже на 60,0% и на 74,3% в сравнении с показателями групповой ячейки (контроль 2). Аналогично, в 3-й групповой ячейке (наблюдение 3 - площадь 1,33 м²) средние показатели ОМЧ и ФМ оказались достоверно ниже на 41,5% и 78,7%. При этом разница средних показателей ОМЧ и ФМ в 1-й групповой ячейке (наблюдение 1 - площадь листьев 1,0 м²) и контроль 1 достоверно ниже на 42,2% и 27,4% соответственно. Следовательно, эффективность фитонцидных свойств растений зависела от общей площади листьев на единицу объема помещения и их ассортимента - таблица 1.

1.3. Влияние места расположения и ассортимента растений фитомодуля на количественный и качественный состав микрофлоры воздуха

Для определения эффективного радиуса воздействия фитонцидных свойств растений проведена оценка показателей микробной обсемененности в зоне активных занятий с детьми на уровне дыхания. Отбор проб воздуха проводился на расстояниях 0,5, 1,5 и 3 метра в групповых ячейках групп «наблюдения» и «контроля» в зависимости от прогнозного места размещения ассортимента растений (таблица 2, фиг.1).

Сравнительная оценка показателей микробной обсемененности воздуха (таблица 2) в 1-й групповой ячейке с наличием растений (наблюдение 1 -площадь листьев 1,0 м²) и 1-й групповой ячейкой контроля без растений (контроль 1) показала, что среднее ОМЧ было в 2,2, 1,8 и 1,7 раза достоверно ниже в каждой точке забора проб (р≤0,05), при этом по мере увеличения радиуса эффективность фитонцидной активности растений сохранялась с увеличением среднего показателя ОМЧ в 1,1 раз. Средние показатели ФМ также достоверно были ниже при наличии растений в 2,1, 2,4 и 2,5 раза соответственно (р≤0,05).

Мониторинг за микробиологической обсемененностью воздуха в других групповых ячейках с растениями также выявил достоверное различие показателей ОМЧ и ФМ в сравнении с показателями в контрольных групповых ячейках. Во 2-й групповой ячейке (наблюдение 2 - площадь листьев 0,4 м²) показатели ОМЧ на расстояниях 0,5 и 1,5 метров были ниже в 1,6 раза и 1,7 раза (р≤0,05), средние значения ФМ были ниже в 1,4 раза (р≤0,05). Эффективный радиус фитонцидного действия данного ассортимента растений по показателям ОМЧ составил 1,5 метра, по показателям ФМ - 3 метра. В 3 групповой ячейке (наблюдения 3 - площадь листьев 1,33 м²) эффективность фитонцидной активности данного ассортимента растений подтвердилась на расстоянии 3-х метров, при этом среднее ОМЧ было ниже в 3,1 раза, 3,2 раза, 2,3 раза в сравнении с контрольными измерениями. Средние значения ФМ также оказались ниже в 2,8 раза, 5,4 раза и 4,3 раза. Таким образом, результаты исследования свидетельствуют, что радиус фитонцидной активности растений, размещенных в групповых ячейках, достигает 3-х метров, что соответствует площади зоны активных занятий с детьми. Показатель микробной обсемененности в радиусе их действия статистически значимо ниже по сравнению с контрольными измерениями.

Пример 2. Исследование газопоглотительной способности растений

Было изучена газопоглотительная способность растений на примере Хлорофитума хохлатого. В качестве модельной среды использовали герметичные ингаляционные затравочные камеры, в качестве индикатора воздуха был выбран формальдегид, т.к. источниками формальдегида и других карбонильных соединений (ацетальдегида, акролеина, бензальдегида) в воздухе помещений могут быть строительные материалы, лаки, краски, декоративные покрытия, материалы, применяемые при изготовлении мебели. В присутствии растений отмечалось снижение концентрации формальдегида до регламентируемого уровня в 1 ПДК в течение 30 минут. В контрольной камере (без растения) концентрация формальдегида оставалась на неизменном уровне на протяжении всего эксперимента. Экспериментальным путем было установлено оптимальное соотношение величины площади листовой поверхности одного растения на единицу объема помещения для достижения снижения концентрации формальдегида при условии его постоянного поступления от источника в атмосферный воздух помещения до среднесуточного значения ПДК. В таблице 3 приведены расчеты необходимого количества растений Хлорофитума хохлатого на единицу площади помещения.

Пример расчета количества растений для установки в помещении площадью 60 м² с концентрацией формальдегида в воздухе, составляющей 1,1 ПДК. Установлено, что одно растение, находящееся в оптимальном состоянии (розетка из 40 листьев, площадью листового аппарата около 0,1 м²) может очистить воздушную среду около 3 м² помещения от микробной и химической загрязненности за 8 ч. при радиусе воздействия 5 м. При этом газопоглотительная активность Хлорофитума хохлатого в дальнейшем была взята за 1 условную единицу.

Например, в помещении площадью 60 м² с концентрацией формальдегида в воздухе, составляющей 1,1 ПДК, необходимо установить 8 растений (соответственно 60/7,5=8), скомплектовав их в 1 фитомодуль из 8 растений, чтобы снизить концентрацию формальдегида до значения среднесуточной ПДК воздуха за 8 ч. при радиусе воздействия 5 м.

Пример 3. Мониторинг показателей заболеваемости и посещаемости детей ДОО

Создание фитомодулей и зимних садов, в первую очередь, преследует цель снижения микробной загрязненности воздушной среды как фактора передачи патогенных микроорганизмов от человека человеку.

Бактериальный аэрозоль сохраняет жизнеспособность в воздушной среде помещений продолжительное время в условиях недостаточного проветривания помещения и неэффективности использования некоторых систем вентиляции, что создает благоприятные условия для накопления условно-патогенных микроорганизмов и напряжения местного иммунитета, что увеличивает вероятность заражения детей.

С учетом полученных результатов по итогам первого этапа мониторинга микробиологической обсемененностью воздуха в групповых ячейках было проведено ежедневное наблюдение по показателям заболеваемости и посещаемости детей дошкольных организаций в период с 50-й недели 2019 по 14 неделю 2020 гг. Ретроспективный анализ данных, полученных в ходе выкопировки из журнала учета заболеваемости детей, подтвердил, что пропуски в ДОО связаны преимущественно с наличием респираторных заболеваний.

При сравнительном анализе заболеваемости детей выявлены достоверно значимые высокие показатели в группе «контроля» по сравнению с группой «наблюдения». При этом в группе «контроля» отмечалась тенденция к росту за весь период мониторинга, в то время как в группе «наблюдения» показатели заболеваемости существенно снизились от начала к концу эксперимента (фиг.2). При анализе посещаемости детей ДОО отмечено, что различия в показателях посещаемости группы «наблюдения» и группы «контроля» статистически значимы с 3 недели 2020 года.

При расчете показателя отношения шансов риск заболеть у детей группы «наблюдения» в сравнении с «контрольной» группой составил 0,35. При этом в начальной фазе мониторинга шансы заболеть у детей группы «наблюдения» и «контрольной» группы были равными. Соответственно, рациональная установка растений, обладающих фитонцидным эффектом, обеспечивает защиту от респираторных заболеваний на 65% и снижает риски заболевания в 2,9 раза.

На фиг.3 приведены результаты анализа пропусков посещаемости детского сада и заболеваемости ОРВИ, полученные в группах, где были установлены растения (группа наблюдения) и без растений (группа контроля). Видно, что уровень пропусков и уровень заболеваемости детей в контрольной группе в течение всего периода больше, чем в группе наблюдения. Различается и характер динамики данных показателей. Так, пропуски посещения детского сада в группе наблюдения имеют тенденцию к снижению, в то время как в контрольной группе отмечена противоположная направленность - к росту этого показателя в период эксперимента. По показателям заболеваемости в группе наблюдения отмечалась динамика к их снижению, а в группе контроля - заболеваемость оставалась примерно на одном уровне.

На фиг.4 представлено распределение вариантов продолжительности одного случая заболевания респираторной инфекцией у детей в группе наблюдения и в контрольной группе. Видно, что продолжительность одного случая заболеваемости от 3 до 10 дней чаще наблюдается у детей в группе наблюдения, более длительное течение заболеваемости с продолжительностью от 11 до 14 дней - у детей в группе контроля. Это согласуется с данными анализа продолжительности одного случая пропуска посещения ДОО детьми изучаемых групп - фиг.5.

Проведена группировка вариантов по продолжительности одного случая острого заболевания у детей в дошкольных организациях в группе наблюдения и в контрольной группе и группировка вариантов по продолжительности одного случая пропуска по группе наблюдения и контрольной группе - фиг.6.

В группе наблюдения выявлено достоверно более высокое количество детей с заболеванием респираторной инфекцией продолжительностью одного случая от 0 до 5 дней и с продолжительностью одного случая от 5 до 10 дней. В случаях с продолжительностью от 10 до 15 дней и от 15 до 20 достоверно большее количество детей обнаружено в группе контроля. В случаях с более длительной продолжительностью одного случая существенных различий не отмечалось.

При сравнении общего количества заболеваний с разной продолжительностью одного случая выявлено, что в группе наблюдения максимальное количество эпизодов (135 из 275, или 49%) приходится на случаи с продолжительностью от 5 до 10 дней, а в группе контроля - 39% (85 из 217). Аналогичные изменения отмечались в показателях продолжительности одного случая пропусков посещения ДОО (фиг.7).

Так, количество детей, не посещавших ДОО с продолжительностью одного пропуска до 5 дней и от 5 до 10 дней в группе наблюдения достоверно выше, чем в группе контроля (в 1,2 раза, р<0,05). В то же время, число детей, не посещавших ДОО продолжительностью от 10 до 15 дней, достоверно выше в группе контроля (в 5,2 раза, р<0,05). При сравнении общего количества пропусков с разной продолжительностью одного случая выявлено, что в группе наблюдения максимальное количество случаев (270 из 455, или 59%) приходится на случаи с продолжительностью от 5 до 10 дней, в группе контроля (235 из 452, или 52%).

Таким образом, одним из наиболее результативных и эффективных способов очищения воздуха является размещение комнатных растений, которые выделяют фитонциды - биологически активные вещества, обладающие противомикробным действием и очищающие воздух от загрязнителей. Использование фитонцидных растений в помещениях позволяет не только очистить воздух, но и способствует благоприятному профилактическому воздействию на здоровье детей и предупреждение развития острых респираторных заболеваний, которое заметным образом сокращается при наличии комнатных растений внутри помещений. Установка растений в помещениях с длительным пребыванием детей в зимний период является эффективным и доступным способом улучшения показателей регистрируемой заболеваемости респираторными инфекциями в период эпидемиологического подъема заболеваемости. Была доказана эффективность использования фитомодулей в профилактики заболевания органов дыхания у детей в эпидемический период.

По ходу эксперимента отмечена более высокая посещаемость ДОО детьми в группе наблюдения, в сочетании с более низкими показателями регистрируемой заболеваемости по сравнению с показателями в группе контроля. Это характеризует позитивное влияние летучих экзометаболитов на окружающею среду ДОО и является основанием для применения фитомодулей в профилактических целях. Представляется оправданным рекомендовать установку фитомодулей, включающих растения с выраженным антимикробным действием, для широкого внедрения в целях оптимизации условий внутренней среды в помещениях ДОО.

Полученные результаты подтверждают эффективность фитонцидной активности растений, которая способствует снижению микробиологической очищению от загрязнителей воздуха помещений в ДОО. Доказано, что интенсивность фитонцидного эффекта растений зависит от площади листовой поверхности и их рационального распределения с учетом эффективного радиуса воздействия. Мониторинговое ежедневное наблюдение по показателям заболеваемости и посещаемости детей ДОО, показало, что рациональная расстановка растений, обладающих фитонцидным эффектом обеспечивала защиту детей от респираторных инфекций и снижала риск заболевания в период эпидемического подъема.

Изобретение относится к лечебно-профилактической медицине, в частности к способам санации воздуха в помещении с использованием летучих веществ фитонцидных растений в качестве санирующих агентов. Способ санации воздуха в помещении включает размещение в помещении согласно биологическим требованиям к освещенности вечнозеленых лиственных растений, способных продуцировать фитонциды, и своевременный уход за растениями, в том числе их полив. Вечнозеленые комнатные растения выбирают с учетом отсутствия их антагонистического аллелопатического воздействия друг на друга, обладающие высокой фитонцидной активностью и нейтрализующие воздушные загрязнители различного происхождения и продуцирующие кислород, которые размещают в виде фитомодулей в количестве 0,4-1,33 м² листовой поверхности на 100 м³ (от 0,7 до 2,4 м² листовой поверхности на фактическую площадь помещения экспериментальных групповых ячеек) при освещенности в интервале 800-2500 люкс. Техническим результатом является обеспечение санации воздуха в помещении с использованием комнатных растений, а также повышение эффективности санации воздуха за счет оптимизации условий, повышающих стимулирование роста, фитонцидной активности растений и их способности к очистке воздуха от вредных веществ. 5 з.п. ф-лы, 7 ил., 3 табл., 3 пр.

1. Способ санации воздуха в помещении, включающий размещение в помещении согласно биологическим требованиям к освещенности вечнозеленых лиственных растений, способных продуцировать фитонциды, и своевременный уход за растениями, в том числе их почвенный полив и орошение, отличающийся тем, что вечнозеленые комнатные растения выбирают с учетом отсутствия их антагонистического аллелопатического воздействия друг на друга, обеспечения фитонцидной активности, нейтрализации воздушных загрязнителей различного происхождения и продуцирования кислорода, которые размещают в виде фитомодулей в количестве 0,4-1,33 м² листовой поверхности на 100 м³ помещения при освещенности в интервале 800-2500 люкс; корневой полив растений осуществляют талой водой комнатной температуры с частотой, зависящей от вида растения и состояния влажности почвы и ее состава, а опрыскивание листьев растений осуществляют ежедневно талой водой с теми же параметрами, что и почвенный полив.

2. Способ санации по п. 1, отличающийся тем, что в качестве фитомодуля используют фитомодуль №1, содержащий: Coleus blume, Begonia ricinifolia, Myrtus communis, Begonia bowerae, Chlorophytum comosum, Begonia fischeri и имеющий суммарную листовую поверхность растений в количестве 1,0 м² на 100 м³ помещения.

3. Способ санации по п. 1, отличающийся тем, что в качестве фитомодуля используют фитомодуль №2, содержащий: Coleus blume, Chlorophytum comosum, Laurus nobili L., Begonia ricinifolia, Sansevieria trifasciata и имеющий суммарную листовую поверхность растений в количестве 0,4 м² листовой поверхности на 100 м³ помещения.

4. Способ санации по п. 1, отличающийся тем, что в качестве фитомодуля используют фитомодуль №3, содержащий: Laurus nobili L, Nephrolepis exaltata, Benogia bowerae, Sansevieria trifasciata, Chlorophytum comosum,, Begonia fischeri, Sansevieria trifasciata и имеющий суммарную листовую поверхность растений в количестве 1,33 м² листовой поверхности на площадь 100 м³ помещения.

5. Способ санации по п. 1, отличающийся тем, что талая вода имеет отрицательный окислительно-восстановительный редокс-потенциал ОВП, соответствующий диапазону от -10 до -200 мВ и рН=7,5±0,2.

6. Способ санации по п. 1, отличающийся тем, что растения из группы суккулентов, таких как каланхое, крассула, сансевиерия, необходимо поливать после полного пересыхания земляного кома, а остальные не чаще 1 раза в 3 дня.