Mikrobiologická kvalita vzduchu ve větracích systémech obytných budov

Bc. Barbora Dvořáková

Master's thesis

Microbiological air quality in the ventilation systems of residential buildings

Abstract:

Kvalitu vnitřního ovzduší v budovách určují spolu s dalšími faktory i větrací systémy. Pokud je zanedbávána jejich údržba, mohou svými podmínkami tvořit ideální prostředí pro výskyt mikroorganismů (bakterií, mikromycet a kvasinek). Z toho důvodu tato práce sleduje výskyt a množství mikroorganismů ve větracích systémech v průběhu roku, posuzuje jejich patogenitu a zhodnocuje celkovou mikrobiální diverzitu pomocí metod sekvenování nové generace (NGS). Na základě výsledků kultivačních experimentů bylo zjištěno, že nejvíce mikroorganismů se vyskytuje v létě (průměr 1822 CFU/ml, naopak nejméně v zimě (průměr 130 CFU/ml). Mezi vykultivovanými bakteriemi se vyskytovali spíše nepatogenní zástupci, nebo oportunní patogeny (např. Staphylococcus sp., Micrococcus sp., Bacillus sp., Pseudomonas sp. atd.). V případě vláknitých hub představovala většina vykultivovaných zástupců alergeny (např. Aspergillus sp., Penicillium sp., Cladosporium sp., atd.). Pomocí metod NGS bylo zjištěno, že nejčastěji vyskytující se kmeny ve všech ročních obdobích byly Pseudomonadota, Actinomycetota a Bacillota, zastoupeny v různých poměrech, v závislosti na ročním období. Bylo potvrzeno, že větrací systémy opravdu poskytují vhodné podmínky pro výskyt mikroorganismů, jejichž množství se mění na základě ročního období. Taktéž byla potvrzena přítomnost alergenů i (oportunních) patogenů.

Abstract:

Indoor air quality in buildings is determined among other factors by ventilation systems. If their maintenance is neglected, their conditions can create an ideal environment for the growth of microorganisms (bacteria, micromycetes and yeasts). For this reason, this work monitors the occurrence and abundance of microorganisms in ventilation systems throughout the year, assesses their pathogenicity and evaluates the overall microbial diversity using next-generation sequencing methods (NGS). Based on the results of culture experiments, it was found that the highest number of microorganisms is found in summer (mean 1822 CFU/ml), while the lowest number is found in winter (mean 130 CFU/ml). Among the cultured bacteria, there were rather non-pathogenic representatives or opportunistic pathogens (e.g. Staphylococcus sp., Micrococcus sp., Bacillus sp., Pseudomonas sp., etc.). In the case of filamentous fungi, most of the cultured representatives were allergens (e.g. Aspergillus sp., Penicillium sp., Cladosporium sp., etc.). Using NGS methods, it was found that the most frequently occurring phylum in all seasons were Pseudomonadota, Actinomycetota and Bacillota, occurring in different ratios, depending on the season. It has been confirmed that ventilation systems do provide suitable conditions for the occurrence of microorganisms, the abundance of these organisms varying based on the season. The presence of allergens and (opportunistic) pathogens was also confirmed.

Keywords

větrací systémy, mikrobiologická kvalita vzduchu, bakterie, mikromycety, bioaerosoly, NGS, ventilation systems, microbiological air quality, bacteria, micromycetes, bioaerosols

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 5. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 19. 6. 2023
• Supervisor: prof. Ing. Tomáš Vítěz, Ph.D.
• Reader: doc. Ing. Petr Junga, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Microbiology / Microbiology