校园不同区域空气中菌落数统计

校园不同区域空气中菌落数统计

黄建章

福建省闽清县第一中学

高中生物新课程标准倡导探究性学习，注重与现实生活的联系，其中“选择性必修三”其二级主题“微生物的基本培养技术”提出了一系列的实践活动建议。2023年9月我们组织了校生物课外兴趣小组对校园空气中的细菌含量作了初步的调查研究。

1．问题的提出与探究原理

现在人们非常重视空气质量的优劣，通过这一主题切人，探究身边熟悉的校园空气问题，容易引起学生的兴趣和探究的动机。经过高中选择性必修三教材的学习及有关实验的操作，学生已经具备了一定的相关知识和掌握了细菌的基本培养技术，因此，开展该项调查研究有一定的理论和实践基础，可行性较高。

空气中因缺乏养料且受日光照射，并不适宜微生物的生长繁殖，所以空气中没有固定的微生物群体。但由于人的活动，人身上、呼吸道、口腔及走动时扬起的尘土中会带来细菌，导致某些环境的空气中含有较多的细菌，其中一部分是病原菌，可能导致疾病的传播。检测空气的病原菌比较困难，一般以测定空气中的菌落总数来判断空气中卫生状况与污染程度。通过配制适宜的培养基，选择“自然沉降法”进行细菌的收集与培养，方法简单易行，学生容易通过肉眼检查菌落数目，从而得到结论(杂菌数)；再通过对不同区域菌落的比较，即可得出细菌含量的差异。

2．提出假设与探究目标

2．1  探究假设

校园和教室是学生学习和生活的主要环境，空气清洁情况对学生的健康至关重要。一般认为人群密度小、通风良好的场所细菌含量较少，反之则较多。在此次探究活动过程中，自变量是采样点，因变量是培养后的菌落数，其他如采样高度、地点、培养条件和时间都应保持一致。考虑到学生每日在不同区域的集中时间不同，应将时间划分为早晨、午间、傍晚进行采样，使实验更具说服力。为了使实验更准确，可连续采样3d并取平均值，注意每次采样的地点要固定。

2．2  探究目标

2．2．1  运用自然沉降法收集空气中的细菌，通过培养后比较菌落的数目并得出相关结论。

2．2．2  测定校园不同区域空气中的细菌含量，了解不同环境中细菌的分布情况。

2．2．3  初步分析细菌含量分布差异的原因。

3．探究的实施与分析讨论

3．1  材料用具

3．1．1  培养基原料：牛肉膏、蛋白胨、NaCl、琼脂、蒸馏水、1mol/L NaOH溶液等。

3．1．2  器械：恒温箱、高压灭菌锅、电炉、大烧杯、玻璃棒、培养皿(直径9cm)数套、pH试纸、喷壶、滴管、量筒、小三角烧瓶(或大试管)数只、放大镜、记录本等。

3．2  探究步骤

3．2．1  培养基的配制。采用最普遍的细菌基础培养基配方：蛋白胨10g，牛肉膏3g，氯化钠5g，琼脂15g~29g，蒸馏水1000mL，pH调至7.2~7.4。制法：将除琼脂以外的各成分溶解于蒸馏水内，滴加1mol/L NaOH溶液(以200mL培养基为例，滴加约0. 25mL)校正至pH7.2~7.4，再加入琼脂，加热煮沸，使琼脂溶化，分装在烧瓶或试管内，在98 kpa，121℃高压灭菌20min后，可分装制成斜面或平皿。

3．2．2  空气采样。将制作好的营养琼脂培养皿敞开放置于室外或室内30min，加盖取回。注意培养皿底部要编号并记录采样的时间、地点及温度等具体情况。采样高度为1.2m~1.4m，采样点应远离墙壁1m以上，并避开空调、门窗空气流通处。采样分3个时间段，即早7:00、中午12:00及下午17:00，在不同区域(见表1)连续采样3d。

3．2．3  恒温培养。将培养皿加盖放好，倒放在恒温箱中，37℃恒温培养48 h。

3．2．4  菌落计数。经过48h的培养，培养皿中长出大小、数目不等的乳白色(略带红色)菌落，肉眼观察并用钢笔在平板上进行点数(必要时可用放大镜辅助)，将结果记录于表2。计数时一般用透射光于平板背面或正面仔细观察，不要漏计琼脂层内和平板边缘生长的菌落。

3．2．5  结果分析与讨论。

表1  校园不同区域空气中菌落数统计(单位：个/皿)

表2  3d校园不同区域空气中菌落数平均值

3．2．5．1  从表2菌落平均数统计来看，教室的菌落总数最多(A=71)，说明其空气中细菌总数最多，究其原因是因为教室中人群密度大且通风不良所致，结果与预期结论一致。食堂中菌落总数也较多(C=65)，究其原因是因为食堂有机成分较多，适合细菌生长；食堂在就餐时人群密度较大，空气流通差。

3．2．5．2  绿化区的菌落数最少(B=11)，说明空气中细菌总数最少，究其原因有：由于人口密度小且在室外，空气流畅；绿化区的植物不仅可以吸附灰尘和细菌，有的还能分泌抗生素起到杀菌作用。运动场菌落数也较少(D=22)，其原因有：运动场在室外，空气流通。

3．2．5．3  从表1的时间上看，教室与食堂早上7:00菌落最少，而中午12:00和下午17:00菌落数较多，究其原因是因为早晨学生刚进校，人群活动时间少且温度较低；而中午和下午经过学生的活动，空气中的细菌密度较大。

从上述分析可知，良好的通风与植树造林可以有效地净化空气甚至杀灭细菌，所以教室和食堂应该经常通风。下课后最好离开教室，保持空气流通，以补充新鲜空气，并可适当地放些具有净化空气功能的植物，个人也应养成讲究卫生和环境保护的良好习惯。

通过此次调查研究，学生对在不同区域环境下细菌数目分布的差异有了更加具体的认识，更加认同个体、群体行为(如通风、个人卫生等)会直接影响到空气的质量。在进一步掌握细菌培养技术的同时，加深了与生物学知识生活实践的联系。需要指出的是，在本次探究活动的基础上我们还可以衍生出多种较高层次的探究活动，如探究细菌的最佳消毒方法、探究有关植物对空气的净化作用等等，这些活动需要我们在日常的教学活动中继续实践和探讨。