VDI 4253 Blatt 3-2008 Measurement of airborne microorganisms and viruses in ambient air - Culture based method for the quantitative determination of bacteria in air - Method after .pdf

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1、ICS 07.100.99, 13.040.20 VDI-RICHTLINIEN August 2008VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE Erfassen luftgetragener Mikroorganismen und Viren in der Auenluft Verfahren zum quantitativen kulturellen Nachweis von Bakterien in der Luft Verfahren nach Abscheidung in Flssigkeiten Measurement of airborne microorganis

2、ms and viruses in ambient air Culture based method for the quantitative determination of bacteria in air Method after separation in liquids VDI 4253 Blatt 3 / Part 3 Ausg. deutsch/englisch Issue German/English Der Entwurf dieser Richtlinie wurde mit Ankndigung im Bundesanzeiger einem ffentlichen Ein

3、spruchsverfahren unterworfen. Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The draft of this guideline has been subject to public scrutiny after announcement in the Bundesanzeiger (Federal Gazette). The German version of this guideline shall be taken as authori-tative. No guarantee can be

4、 given with respect to the English translation. Kommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN Normenausschuss KRdL Fachbereich Umweltqualitt Ausschuss Bioaerosole und biologische Agenzien Arbeitsgruppe Luftgetragene Mikroorganismen und Viren VDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 1a: Maximal I

5、mmissions-Werte VDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 4: Analysen- und Messverfahren VDI-Handbuch Biotechnologie, Band 2: Umwelt-Biotechnologie Frhere Ausgabe: 06.06Entwurf, deutsch Former edition: 06/06 Draft, inGerman only Vervielfltigung auch fr innerbetriebliche Zwecke nicht gestattet / Re

6、production even for internal use not permittedZu beziehen durch / Available atBeuthVerlagGmbH, 10772 BerlinAlleRechtevorbehalten/ All rights reserved VereinDeutscherIngenieuree.V., Dsseldorf 2008 Inhalt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 Einleitung. 2 1 Anwendungsbereich 3 2 Begriffe 3 3 Nachweis

7、von Bakterien 5 3.1 Besondere Eigenschaften von Bakterien und ihr Einfluss auf das Nachweisverfahren 5 3.2 Transport des Sammelgutes . 6 3.3 Messgre 7 4 Quantitativer Nachweis 7 4.1 Gerte, Material (beispielhafte Auswahl)7 4.2 Chemikalien, Nhrmedien und Lsungen .7 4.3 Aufarbeitung 9 4.4 Kultivierung

8、. 10 4.5 Auswertung 10 Anhang A Nhere Angaben zu Bakterienkulturen 15 Anhang B Beispiel fr ein Messprotokoll 20 Schrifttum 26 Preliminary note .2 Introduction 2 1 Scope.3 2 Terms and definitions.3 3 Detection of bacteria 5 3.1 Specific characteristics of bacteria and its influence on the method of d

9、etection 5 3.2 Transport of the sample6 3.3 Measurement parameter .7 4 Quantitative assessment .7 4.1 Devices, materials (exemplary selection).7 4.2 Chemicals, culture media and solutions.7 4.3 Processing 9 4.4 Cultivation10 4.5 Evaluation .10 Annex A Details on bacteria culures .15 Annex B Example

10、of a measurement protocol15 Bibliography.26 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08 2 VDI 4253 Blatt 3 / Part 3 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2008 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unterBeachtung der Vorgaben u

11、nd Empfehlungen derRichtlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, derFotokopie, der elektronischen Verwendung und derbersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstn-dig, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wah-rung des Urheberrechts und unter Beachtung der

12、Lizenzbedingungen (www.vdi-richtlinien.de), diein den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich. Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieserVDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt. Preliminary note The content of this guideline has been developed in strict accordance with the requirements and

13、 rec-ommendations of the guideline VDI 1000. All rights are reserved, including those of reprint-ing, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts. The use of this guideline without infringement of copyright is

14、 permitted subject to the licensing con-ditions specified in the VDI notices (www.vdi-richtlinien.de). We wish to express our gratitude to all honorary contributors to this guideline. Einleitung Die Messung von Partikeln und gasfrmigen che-mischen Verbindungen in der Auenluft wird seitvielen Jahren

15、vorgenommen und ist im Bundes-Immissionsschutzgesetz und seinen Verordnungensowie in der TA Luft geregelt, um Menschen, Tie-re und Pflanzen, den Boden, das Wasser, die At-mosphre sowie Kultur- und sonstige Sachgtervor schdlichen Umwelteinwirkungen zu schtzen und soweit es sich um immissionsschutzrec

16、htlich genehmigungsbedrftige Anlagen handelt dem Entstehen schdlicher Umwelteinwirkungen vor-zubeugen. Die Messung von Bioaerosolen undmikrobiellen Luftverunreinigungen hat demgegen-ber erst in den letzten Jahren an Bedeutung ge-wonnen. Whrend gesetzliche Vorgaben zur Be-grenzung mikrobieller Emissi

17、onen zurzeit nur all-gemein formuliert sind, hat der Arbeitsschutz be-reits erste Normierungsaktivitten vorgenommen(TRBA 405 und BGIA 9411). Grundlegende In-formationen finden sich in der Schriftenreihe derKommission Reinhaltung der Luft (KRdL),Band 30 1, Band 35 2a und Band 39 2b. Der Themenbereich

18、 Bioaerosole und biologische Agenzien“ ist aufgrund seiner Komplexitt in meh-rere Richtlinienreihen unterteilt. Die Richtlinienreihe VDI 4250 beschreibt die Wir-kung mikrobieller Luftverunreinigungen auf denMenschen. Die Richtlinienreihe VDI 4251 legt die Bedingun-gen fest, die bei der Planung von I

19、mmissionsmes-sungen mikrobieller Luftverunreinigungen berck-sichtigt werden mssen. In der Richtlinienreihe VDI 4252 werden die ver-schiedenen Verfahren zur Probennahme von Bio-aerosolen beschrieben und die Anforderungen frdie Durchfhrung der Immissionsmessungen fest-gelegt. Introduction Measurements

20、 of particles and gaseous chemical compounds in ambient air have been carried out for many years. They are legally regulated within the Federal Ambient Pollution Control Act (Bundes-Immissionsschutzgesetz) and its subsequent imple-mentation regulations, and in TA Luft (Technical Direction on Air Pol

21、lution Control) in order to pro-tect man, animals, plants, soil, water, atmosphere, and cultural and tangible assets from harmful im-pacts of air pollution, and if it is about plants re-quiring authorisation with regard to ambient pollu-tion control to guard against formation of these harmful impact

22、s. On the other hand, measurement of bioaerosols including microbial air pollution, has gained importance only recently. Legal regulations for the limitation of microbialemissions are tempo-rarily given only generally, but the German “work protection” has formed some standards (TRBA 405 and BGIA 941

23、1). Basic information may be foundin the publications of the Commission for Air Pollu-tion Prevention (KRdL), Volume 30 1, Volume 35 2a, and Volume 39 2b. Due to its complexity the thematic range of “Bio-aerosols and Biological Agents” is divided into several guideline series. The guideline series V

24、DI 4250 describes the effect of microbial air pollution on man. The guideline series VDI 4251 determines the conditions to be taken into consideration during ambient air measurements of microbial air pollu-tion. In the guideline series VDI 4252 the different me-thods for sampling of bioaerosols are

25、described and the requirements for ambient air measurements are determined. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2008 VDI 4253 Blatt 3 / Part 3 3 Die Richtlinienreihe VDI 4253 legt die Bedingun-gen fr die

26、Anzucht und Detektion von Mikro-organismen sowie fr die Analyse von Viren festund baut auf der in VDI 4252 beschriebenen Pro-bennahme auf. Die Richtlinienreihe VDI 4254 beschftigt sich mitder Analyse von gasfrmigen mikrobiellen Luft-verunreinigungen wie MVOC, Endotoxinen, My-kotoxinen und Glucanen.

27、Die Richtlinienreihe VDI 4255 stellt die unter-schiedlichen Emissionsquellen mikrobieller Luft-verunreinigungen dar und beschreibt Verfahren zurMinderung dieser Emissionen. In der Richtlinienreihe VDI 4256 werden die sta-tistischen Kenngren, die fr die Beschreibungund Vergleichbarkeit der Verfahren

28、notwendigsind, festgelegt. Die Richtlinienreihe VDI 4257 beschreibt die Pla-nung, die Durchfhrung und die verschiedenen Verfahren der Emissionsmessung von mikrobiellenLuftverunreinigungen. Die Anwendung der vorliegenden Richtlinie setztdie Bercksichtigung der oben aufgefhrten Richt-linienreihen vora

29、us, sofern diese bereits verfgbar sind. The guideline series VDI 4253 determines the con-ditions for the cultivation and detection of micro-organisms in bioaerosols, as well as for the analy-sis of viruses, and is based on the sampling as de-scribed in VDI 4252. The guideline series VDI 4254 is conc

30、erned with the analysis of air pollution of microbial origin, for example microbial volatile organic compounds (MVOC), endotoxins, mycotoxins and glucanes. The guideline series VDI 4255 describes as well different emission sources of microbial air pollu-tion as methods for the reduction of such emis

31、-sions. The guideline series VDI 4256 are determined in the statistical parameters required with a view to a description and comparison of the methods. The guideline series VDI 4257 describes design, performance, and the different methods for meas-uring emissions of microbial air pollution. The impl

32、ementation of this guideline sets the con-sideration of the above mentioned guideline series as a precondition as soon as these will be made available. 1 Anwendungsbereich Die vorliegende Richtlinie VDI 4253 Blatt 3 ent-hlt Vorgaben zum kultivierungsabhngigen Nachweis von Bakterien aus Suspensionen,

33、 z. B. nach Probenahme gem VDI 4252 Blatt 3 (Eig-nung bei einer Konzentration im Sammelgut von 1 KBE/ml). Sie legt hierfr allgemeine Grund-stze fest. 1 Scope The present guideline VDI 4253 Part 3 defines requirements for the culture based quantitative determination of bacteria in suspensions, e. g.

34、sub-sequent to sampling according to VDI 4252 Part 3 (application range for sample concentrations 1 CFU/ml).The guideline defines general princi-ples of this method. 2 Begriffe Bakterien Eine groe Gruppe prokaryotischer Mikroorga-nismen mit einem Chromosom in einer Zellkernre-gion, die sich fast aus

35、schlielich asexuell durchZellteilung vermehren. DIN EN 13098 Anmerkung: Die derzeitige Klassifizierung der Bakterien, das heit die Einordnung in Gattungen und Arten, wird auf-grund nukleinsurebasierender, chemotaxonomischer undphysiologischer Eigenschaften durchgefhrt. Bioaerosol Luftgetragene Teilc

36、hen biologischer Herkunft. DIN EN 13098 Anmerkung: Bioaerosole im Sinne dieser Richtlinie sind alleim Luftraum befindlichen Ansammlungen von Partikeln, denen Pilze (Sporen, Konidien, Hyphenbruchstcke), Bakte-rien, Viren und/oder Pollen sowie deren Zellwandbestandteileund Stoffwechselprodukte (z. B.

37、Endotoxine, Mykotoxine)anhaften bzw. diese beinhalten oder bilden. 2 Terms and definitions Bacteria A large group of prokaryotic microorganisms with one chromosome, which almost exclusively multiply asexually by cell division DINEN 13098. Note: The current classification of bacteria, i.e. the groupi

38、ng to genera and species, is done according to molecular se-quence-based, chemotaxonomic and physiological properties.Bioaerosol Airborne particles of biological origin. DIN EN 13098 Note: Bioaerosols in the sense of this guideline are all aggre-gations of particles in the atmosphere to which fungi

39、(spores, conidia, fragments of hyphae), bacteria, viruses and/or pollen as well as their cell membrane components and metabolites (e. g. endotoxins, mycotoxins) are attached or that consist of the above mentioned components. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08 4 VDI

40、4253 Blatt 3 / Part 3 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2008 Biologische Sammeleffizienz (Biologische Erhaltungseffizienz) Fhigkeit des Probenahmegertes die Lebensfhig-keit der luftgetragenen Mikroorganismen beider Probenahme zu erhalten und auch die mikrobi-ellen P

41、rodukte intakt zu halten. EN 13098:2000 Anmerkung: Die biologische Sammeleffizienz beschreibtzustzlich zur physikalischen Sammeleffizienz den bei derProbenahme und Analyse auftretenden Sammelstress (siehe VDI 4252 Blatt 3, Abschnitt 2). Sie entspricht dem Anteil(in %) der whrend einer Sammlung erfas

42、sten Organismen, diedurch diesen Sammelprozess keinen Verlust der Kultivierbarkeit erfahren haben. Sie ist stamm- und speziesspezifisch. Impingement Abscheidung von luftgetragenen Partikeln in Fls-sigkeiten durch mehrere zugrunde liegende Me-chanismen wie Impaktion, Diffusion, Interzeption und Sedim

43、entation. Koloniebildende Einheit (KBE) Einheit, in der die Anzahl der anzchtbaren Mi-kroorganismen ausgedrckt wird. DIN EN 13098Anmerkung 1: Eine koloniebildende Einheit kann aus einemeinzigen Mikroorganismus, einem Aggregat mehrerer Mikro-organismen oder einem oder mehreren Mikroorganismenentstehe

44、n, die an einem Partikel anhaften. Anmerkung 2: Die Anzahl der Kolonien hngt von den An-zuchtbedingungen ab. Kultivierung Die Anzucht von zum Wachstum befhigten Mikroorganismen auf/in Nhrmedien. Leitorganismen Mikroorganismen, die fr die Emission auseiner Anlage charakteristisch sind und mit derzeit

45、zur Verfgung stehenden Probenahme- und Analy-senmethoden nachweisbar sind. Anmerkung: Leitorganismen, die fr eine bestimmte Quelle(Prozess) charakteristisch sind, knnen auch in der Luft au-erhalb des Einflussbereiches dieser Quelle nachweisbar sein,meist in geringerer Konzentration. Dies ist darin b

46、egrndet,dass viele Mikroorganismen ubiquitr vorkommen. Mikrobielle Luftverunreinigungen Konzentrationen an luftgetragenen Mikroorganis-men, die in ihrer Art und/oder Menge bezogen aufOrt und Zeit nicht natrlicherweise in der Luftanzutreffen sind. Mikroorganismus Zellulre oder nichtzellulre mikrobiol

47、ogische Ein-heit, die befhigt ist sich zu vermehren oder geneti-sches Material zu bertragen, oder eine Einheit, diediese Eigenschaft verloren hat. DIN EN 13098 Biological sampling efficiency (Biological preservation efficiency) Capacity of the sampler to maintain the viability of the airborne microo

48、rganisms during collection and also to keep the microbial products intact. EN 13098:2000. Note: The biological sampling efficiency considers the sam-pling stress occurring during sampling and analysis in addition to the physical sampling efficiency (see VDI 4252 Part 3, Section 2). It is defined by

49、the proportion (in %) of collected organisms which havent lost the ability to be cultured subse-quently. It is strain- and species specific. Impingement Separation of airborne particles in liquids by vari-ous mechanisms like diffusion, interception, and sedimentation Colony forming unit (CFU) A unit by which the culturable number of micro-organisms is expressed. DIN EN 13098 Note 1: One colony forming unit