Ankara Þehir Atmosferinde Biyoaerosol Seviyelerinin Mekansal Deðiþimi

Transkript

1 Ekoloji 19, 73, (2009) Ankara Þehir Atmosferinde Biyoaerosol Seviyelerinin Mekansal Deðiþimi Sibel MENTEÞE 1*, Abbas Yousefi RAD 2, Münevver ARISOY 3, Gülen GÜLLÜ 1 1Hacettepe Üniversitesi, Çevre Mühendisliði Bölümü, Beytepe, Ankara-TÜRKÝYE 2Mesa Hastanesi, Söðütözü, Ankara-TÜRKÝYE 3Ankara Üniversitesi, Saðlýk ve Bilimleri Fakültesi, Keçiören, Ankara-TÜRKÝYE *Corresponding author: sibelmentese@gmail.com Özet Ankara Ýli'nin farklý 10 semtinden (Beytepe, Tandoðan, Dikimevi, Kýzýlay, Dikmen, Ulus, Altýndað, Kalaba, Ývedik ve Demetevler) biyoaerosol örnekleri toplanmýþtýr. Bu çalýþmada, bu alanlardan toplanan dýþ hava biyoaerosol örneklerindeki bakteri ve mantar seviyeleri ile türlerinin mekansal deðiþimi incelenmiþtir ve meteorolojik faktörlerin biyoaerosol seviyelerine etkisi modelleme yolu ile irdelenmiþtir. Toplam bakteri konsantrasyonlarý 160 ila 1560 CFU m -3 arasýnda deðiþim göstermiþtir. Örnekleme sýrasýnda eþ zamanlý olarak ölçülen sýcaklýk deðerleri 27 ile 40 C arasýnda, nem deðerleri ise %10-40 arasýnda ve CO 2 konsantrasyonlarý ise ppm aralýðýnda deðiþim göstermiþtir. Toplam mantar seviyeleri 40 ila 85 CFU m -3 arasýnda deðiþim göstermiþtir. Bakteriler bakýmýndan tüm semtlerde en sýklýkla gözlenen türler Micrococcus spp. ve Bacillus türleri iken; mantarlar bakýmýndan Exophiala, Penicillium, Aspergillus ve Cladosporium türleri gözlenmiþtir. Elde edilen regrasyon modeline göre hem bakteri, hem de mantar seviyelerinin deðiþiminde meteorolojik faktörlerin etkisinin olduðu tespit edilmiþtir (p<0.05). Toplam bakteri seviyesinin; sýcaklýk, nem, rüzgar hýzý, güneþ radyasyon þiddeti ve basýnç ile deðiþtiði (r 2 =0.90), toplam mantar seviyesinin ise rüzgar hýzý ve güneþ radyasyon þiddeti ile deðiþtiði saptanmýþtýr (r 2 =0.70). Anahtar Kelimeler: Bakteri, biyoaerosol, mantar, þehir atmosferi. Spatial Variation of Bioaeorol Levels in the Urban Atmosphere of Ankara Abstract Bioaerosol samples were collected from 10 different districts (Beytepe, Tandoðan, Dikimevi, Kýzýlay, Dikmen, Ulus, Altýndað, Kalaba, Ývedik and Demetevler) of Ankara city. In this study, spatial variation of both bacteria and mold levels and species were investigated in which ambient bioaerosol samples collected from these areas and influence of meteorological factors on bioaerosol levels were estimated by modeling. Total bacteria concentrations ranged between 160 and 1560 CFU m -3. Temperature values were between 27 and 40ºC; relative humidity values were 10-40% and CO 2 concentrations varied between 310 and 353 ppm, which were measured simultaneously with the sampling. Total mold levels ranged between 40 and 85 CFU m 2. The most predominant bacteria species observed in all districts were Micrococcus spp. and Bacillus species, while the most abundant mold were Exophiala, Penicillium, Aspergillus and Cladosporium. According to regression model, it was estimated that meteorological factors affected both levels of bacteria and mold (p<0.05). Total bacteria level varied with temperature, humidity, wind speed, solar radiation flux and pressure (r 2 =0.90), while total mold level varied with wind speed and solar radiation flux (r 2 =0.70). Keywords: Bacteria, bioaerosol, mold, urban atmosphere. Menteþe S, Rad AY, Arýsoy M, Güllü G (2009) Ankara Þehir Atmosferinde Biyoaerosol Seviyelerinin Mekansal Deðiþimi. Ekoloji 19, 73, GÝRÝÞ Biyoaerosoller; bakteri, mantar, mantar sporlarý, virüsler ile polen ve onlarýn fragmentlerini içeren biyolojik kökenli olmak üzere havada bulunan tüm organik tozlarýn genel adýdýr (Nevalainen ve ark. 1992, Stetzenbach ve ark. 2004). Biyoaereosoller kendi baþlarýna saðlýk riski oluþturduklarý gibi; onlarýn metabolizma ürünleri olan endotoksinler, ekzotoksinler ve mitotoksinler de insan saðlýðý üzerinde olumsuz etkilere yol açmaktadýr (Godish 2001). Biyoaerosollerin kronik alerjik rinit, astým ve hipersensitiv pnömani gibi çeþitli hastalýklara neden olduðu belirlenmiþtir (Goyer ve ark. 2001, Gorny ve ark. 2002). Havadaki bir aerosolun davranýþý, onun aerodinamik çapý, þekli ve yoðunluðu ile meteorolojik koþullarla yakýndan ilgilidir (Jones ve Harrison 2004): 1-5 μm boyutundaki biyoaerosoller genellikle havada kalýrken; daha büyükleri bir yüzey Geliþ: / Kabul: No: 73,

2 Ekoloji üzerine çökelir (Mohr 2002). Ýnsan solunumu sonucu havaya verilen nefesdeki biyoaerosoller aerodinamik çaplarýnýn elverdiði ölçüde uzun mesafelere taþýnabilirler ve havada kaldýklarý süre zarfýnda enfekte olmamýþ ikinci bir kiþinin soluk almasý ile insanlar arasýnda yayýlabilirler (Edwards ve ark. 2004, Fiegel ve ark. 2006). Biyoaerosollerin çoðu, toprak, su, hayvan ve insanlardan kaynaklanan doðal bileþenler olmalarý nedeni ile hemen hemen her yerde az veya çok bulunurlar. Biyoaerosol seviyeleri ve türleri ise; mevsim, rüzgar, sýcaklýk, baðýl nem ve coðrafi konum gibi faktörlerden etkilenmektedir (Jones ve Harrison 2004). Bu faktörlere ek olarak, güneþ radyasyon þiddeti, diðer gaz ve partikül kirletici düzeylerinin de biyoaerosol seviyelerinin deðiþimine etkisi olduðu da bildirilmektedir (Mouli ve ark. 2005). Doðal olarak bulunan bakterilerin ve mantarlarýn çoðu, insan üzerinde olumsuz saðlýk etkilerine neden olmazken; bazý bakteri ve mantar türlerinin insan saðlýðý ve çevre üzerinde önemli etkileri vardýr. Saðlýk riski ise bazý türlerin seviyelerinin normalin üstünde olduðunda söz konusu olmaktadýr (Goyer ve ark. 2001). Hava örneklerinde tespit edilen bakterilerin büyük bir bölümünün, insan florasýnda gözlenenler (Kloos ve Schleifer 1975, Schleifer ve Kloos 1975) ile benzer olduðu bilinmektedir. Dýþ atmosfere doðal olaylardan ve insan aktivitelerinden yayýlan patojenik bakteriler halk saðlýðý, tarým, ekolojik saðlýk ve uluslararasý güvenlik açýsýndan önem arz etmektedir. Rüzgar ve sucul hareketler ile hava ortamýna yayýlan fungi, bakteri ve algler toprak, su, bitki yüzeyi, kaya ve bina malzemeleri üzerinde koloni oluþturabilirler. Atmosferdeki bioaerosollerin çokluðu, bulut oluþturma çekirdeðinin oluþumuna katký saðlamasý ile küresel iklim koþullarýný da etkilemektedir (Charlson ve ark. 1987, Jaenicke 2005). Özellikle çöl tozlarý ile taþýnan biyoaerosollerin bazý atmosferik reaksiyonlarý tetikleyerek iklim üzerinde meydana getirdikleri etkiler çeþitli laboratuar çalýþmalarý ile araþtýrýlmaktadýr (Saydam 2002). Tüm dünyada, þehir atmosferinde insan saðlýðýna olumsuz etkisi olabilecek biyoaerosollerin seviyeleri ve türlerinin bilinmesi, meteorolojik faktörlere baðlý olarak düzeylerinin kestirilebilmesi için biyoaeorosol çalýþmalarýna önem verilmektedir. Ancak çalýþmalar çoðunlukla mantar üzerine yoðunlaþmýþtýr; bakteri seviyeleri ve türleri üzerine Menteþeve ark. yapýlan çalýþmalar daha sýnýrlýdýr. Bu çalýþmada, Ankara Ýli'nin farklý semtlerinden toplanan dýþ hava biyoaerosol örneklerindeki bakteri ve mantar seviyeleri ile türlerinin mekansal deðiþimi incelenmiþ, meteorolojik faktörlerin biyoaerosol seviyelerine etkisi modelleme yolu ile irdelenmiþtir. MATERYAL VE METOT Ankara Ýli'nin farklý 10 semtinden biyoaerosol örnekleri toplanmýþtýr. Bakteri ve mantar örnekleri Beytepe, Tandoðan, Dikimevi, Kýzýlay, Dikmen, Ulus, Altýndað, Kalaba, Ývedik ve Demetevler semtlerinden (Þekil 1) benzer hava koþullarýnýn hakim olduðu iki farklý günde (24 Haziran 2008 ve 29 Aðustos 2008) ikiþer tekrarlý olarak gündüz saatlerinde (12:00-17:00 arasý) toplanmýþtýr. Her iki günde de örnekler semt bazýnda günün ayný saatlerinde toplanmýþtýr. Bu iki gün ve öncesindeki gün için dýþ hava koþullarý uydu görüntüleri ile incelenmiþtir. Buna göre: örnekleme yapýlan günlerde ortamdaki biyoaerosol deðiþimine sebep olabilecek, yaðmur, toz taþýnýmý v.b durumlarýn söz konusu olmadýðý ve benzer sýcaklýk ile nem koþullarýnýn gözlendiði, atmosfer koþullarýnýn benzer olduðu günler olarak tespit edilmiþtir. Devlet Meteoroloji Ýþleri'nden bu günlere ait karýþým yükseklikleri (Anonymous 2008), örnekleme istasyonlarýna en yakýn hava kalitesi izleme istasyonlarýndan da saatlik sýcaklýk, nem, rüzgar hýzý, rüzgar yönü, güneþ radyasyon þiddeti ve basýnç verileri saðlanmýþtýr (Anonymous 2008). Bu verilerle dýþ ortamda ölçülen toplam bakteri ve mantar seviyelerinin modellenmesine çalýþýlmýþtýr. Biyoaerosollerden bakteri ve mantarlar için farklý besiyerleri (Salubris Þti., Türkiye) kullanýlmýþtýr. Bakteri örnekleri plate-count ve %5-kanlý agar üzerine toplanýrken; mantar örnekleri ise sabouraud-dextrose agar üzerine toplanmýþtýr. Örnekler bina gibi yapýlardan en az 1 m uzaktan ve 1.5 m yükseklikten impaktör (SKC Inc.) vasýtasýyla 28.3 L/dk debi ile aktif olarak besiyerleri üzerine toplanmýþtýr (Andersen 1958, Anonymous 1998). Pompalarýn debisi dijital kalibratör ile örnekleme öncesinde kontrol edilmiþtir ve debi deðiþiminin ± %3 gibi kabul edilebilir bir hata payýna sahip olduðu belirlenmiþir. Örnekleme süresi sonunda aðzý kapalý olan besiyerleri laboratuara götürülerek inkübatöre yerleþtirilmiþtir. Bakteriler için standart olan 37ºC'de 48 saat; mantarlar için ise 25ºC'de 4-7 günlük inkübasyon koþullarý uygulanmýþtýr. Ýnkübasyon periyodu sonrasýnda bakterilerin sayýmý ve 22 No: 73, 2009

3 Ankara Þehir Atmosferinde Biyoaerosol Seviyelerinin Mekansal... Ekoloji tür tayini iþlemleri yapýlmýþtýr. Mantarlarýn sayýmý yapýldýktan sonra, morfolojik yapýlarýna göre standart taksonomik atlaslar kullanýlarak (Pitt 1979, Larone 1995, Barnett ve Hunter 1998) mikroskop altýnda (Olympus SZ51) tür tayini yapýlmýþtýr. Bakteri ve mantar örnekleri için tespit sýnýrý 9 CFU m -3 'tür. Her istasyon için bakteri ve mantar türleri belirlenirken, yapýlan iki tekrarlý örnekleme neticesinde havadan izole edilen bütün türler dikkate alýnmýþtýr. Mikrobiyolojik bir çalýþma olmasý, örnekleme süresinin kýsa olmasý ve dýþ atmosferin mikrobiyolojik açýdan homojen bir karýþýmda olmamasý gibi faktörler de dikkate alýnarak, yapýlan tekrarlý örneklemelerin arasýnda %70 ve üzerinde bir korelasyon olduðu hesaplanmýþtýr. Biyoaerosol örneklemesi yapýlýrken, eþzamanlý olarak sýcaklýk, baðýl nem ve CO 2 konsantrasyonu da anlýk olarak ölçülmüþtür (Kanomax). BULGULAR Ankara'nýn çeþitli semtlerinden 2 farklý günde alýnan biyoaerosol örneklerindeki bakteri ve mantar konsantrasyonlarý Colony Forming Unit (CFU) m -3 olarak hesaplanmýþtýr. Tablo 1'de her iki örnekleme döneminde dýþ hava örneklerinde gözlenen ortalama toplam bakteri ve toplam mantar düzeyleri verilmektedir. Tablo'ya göre toplam bakteri konsantrasyonlarý (TBK) 160 ila 1560 CFU m -3 arasýnda deðiþim göstermiþtir. Örnekleme sýrasýnda eþ zamanlý olarak ölçülen sýcaklýk deðerleri 27 ile 40 C arasýnda, nem deðerleri ise %10-40 arasýnda ve CO 2 konsantrasyonlarý ise ppm aralýðýnda deðiþim göstermiþtir. Tablo 1'den de görülebileceði gibi semtlere baðlý olarak, toplam mantar seviyeleri (TMK), bakteri seviyelerinden oldukça düþük olarak, 40 ila 85 CFU m -3 arasýnda deðiþim göstermiþtir. Farklý 2 günde gerçekleþtirilen örnekleme çalýþmalarý sonucu elde edilen mantar seviyeleri karþýlaþtýrýldýðýnda, Aðustos ayýnda elde edilen sonuçlarýn Haziran ayýndaki ölçüm sonuçlarýna göre oldukça düþük olduðu tespit edilmiþtir. Ancak, her iki örnekleme döneminde de, Ankara genelinde farklý semtlerde gözlenen TMK deðerlerinin tek faktör varyans analizine göre deðiþim göstermediði (p>0.05), Ankara ortalamasýnýn ise 65±45 CFU m -3 civarýnda olduðu tespit edilmiþtir. Ankara'nýn çeþitli semtlerinden alýnan hava örneklerinde tespit edilen bakteri ve mantar türleri Tablo 2'de verilmiþtir. Her iki örnekleme döneminde semtlerde gözlenen bakteri türleri Þekil 1. Örnekleme noktalarý: Altýndað, Beytepe, Demetevler, Dikimevi, Dikmen, Ývedik, Kalaba, Kýzýlay, Tandoðan ve Ulus semtleri. Tablo 1. Ankara'nýn farklý semtlerinde gözlenen ortalama toplam bakteri (TBK) ve mantar seviyeleri (TMK) (CFU m -3 ) 1. 1 Her istasyonda ikiþer tekrarlý olarak, iki farklý günde alýnan örneklerin ortalamasýný temsil etmektedir (her istasyon için n= 4). benzer olarak tespit edilirken, mantar türlerinde farklýlýklar gözlenmiþtir. TARTIÞMA Bakteri ve mantar seviyelerinin ve türlerinin deðiþimi: Ankara ilinin farklý nüfus ve trafik yoðunluklarýna ve özelliklerine sahip semtlerinde yapýlan örnekleme sonucunda toplam bakteri seviyeleri için elde edilen sonuçlar her iki örnekleme gününde de benzer olarak gözlenmiþtir. Kýzýlay, çalýþmanýn yapýldýðý her iki günde de en yüksek bakteri seviyelerinin gözlendiði yer iken; Ývedik, Demetevler ve Dikimevi düþük bakteri konsantrasyonlarýnýn gözlendiði yerler olmuþtur. Diðer semtlerle kýyaslandýðýnda, Kýzýlay, Tandoðan ve Ulus No: 73,

4 Ekoloji Menteþeve ark. Tablo 2. Ankara'nýn farklý semtlerinde gözlenen bakteri ve mantar türleri. hem trafik akýþý, hem de nüfus yoðunluðu açýsýndan en yoðun semtlerdir. Bu semtlerde gözlenen yüksek TBK seviyesinin nedeni, insanlarýn taþýdýðý ve yaydýðý bakteriler, araç trafiðinin yarattýðý türbülans ve havadaki asýlý tozlar olabilir. En düþük TBK seviyelerine ise þehrin daha az nüfus ve trafik yoðunluðuna sahip olan Ývedik ve Demetevler semtlerinde rastlanmýþtýr. Mantar sonuçlarý açýsýndan her örnekleme döneminde elde edilen sonuçlarýn semtlere baðlý olarak deðiþmediði, ancak örnekleme periyodunun mantar düzeyleri üzerinde etkisinin olduðu tespit edilmiþtir. Ankara genelinde ölçülen toplam mantar seviyesi ortalama 65±45 CFU m -3 mertebesindedir. Genel olarak bakýldýðýnda ise, mantar seviyelerinin bakteri seviyelerine göre daha düþük olduðu görülmektedir. Mantarlarýn üremesi çevresel koþullarla çok iliþkilidir. Mezofilik mantar türlerinin çoðalmasý için sýcaklýk ve yüksek nem ön þart olurken, mantarlarýn üremesinde yeterli besin varlýðý da önemli olabilmektedir (Burrell 1991). Bakteriler bakýmýndan tüm semtlerde en sýklýkla gözlenen türler gram pozitif coccus grubunda yer alan Micrococcus spp. ve Bacillus türleri olmuþtur. Micrococcus spp. ve Bacillus spp.'den sonra Tandoðan semti hariç en çok gözlenen üçüncü bakteri türü Corynebacterium spp'dir. Tüm çalýþmada yaygýn olarak tespit edilen bir diðer patojen bakteri ise Staphylococcus spp'dir. Koagülaz-negatif Staphylococcus'un (CoNS) türleri olan S. auricularis, S.hominis, S.haemolyticus, S.epidermidis, S.saprophyticus ve S. cohnii ise zaman zaman bazý semtlerde gözlenmiþtir. Genel olarak semt bazýnda bakýldýðýnda gözlenen bakteri türlerinin birbiri ile büyük benzerlik gösterdiði belirlenmiþtir. Bu çalýþmada da çeþitli türlerine rastlanan CoNS türleri, insan derisinde yaygýn olarak bulunur (Schleifer ve Kloos 1975). Ýnsan derisinden en çok izole edilen Staphylococci türleri North Carolina ve New Jersey'de insanlar üzerinde yapýlan araþtýrmada S. epidermidis ve S. hominis olarak bulunmuþtur (Kloos ve Schleifer 1975). S. hominis, potansiyel patojen bir mikroorganizma olarak kabul edilmektedir ve vücuda konakçý savunma bariyerlerinin zayýf olduðu noktalardan girmektedir (Demirað ve ark. 2006). 24 No: 73, 2009

5 Ankara Þehir Atmosferinde Biyoaerosol Seviyelerinin Mekansal... Ekoloji Farklý zamanlarda gerçekleþtirilen ölçüm sonuçlarýna göre, semtlerde gözlenen mantarlar hem tür sayýsý, hem de seviye açýsýndan belirgin bir farklýlýk göstermiþtir. Aðustos döneminde tüm semtlerde gözlenen mantar seviyeleri ve tür sayýsý istatistiksel olarak Haziran dönemine göre daha azdýr. Haziran döneminde tüm semtlerde gözlenen baskýn mantar türleri Exophiala, Penicillium, Aspergillus ve Stemphylium türleri olurken; Aðustos döneminde Cladosporium ve Aspergillus türleri daha baskýn olarak gözlenmiþtir. Paecilomyces ve Drechslera türleri ise sadece birkaç semtte gözlenmiþ olan türlerdir. Yaz döneminde Ankara ilinin farklý dýþ mekanlarýnda yapýlan bu çalýþmanýn sonuçlarý, þehir atmosferinde baþka araþtýrmacýlar tarafýndan gerçekleþtirilen çalýþmalar ile kýyaslanmýþtýr (Tablo 3). Tablo 3'e göre, Ankara'da yaz döneminde ölçülen toplam bakteri seviyesinin dünyanýn farklý þehirlerinde ölçülen seviyelerle benzer, mantar seviyelerinin ise oldukça düþük olduðu görülmektedir. Finlandiya'da yapýlan bir çalýþmada dýþ ortam bakteri seviyeleri bizim çalýþma sonuçlarýmýza benzer olarak < CFU m -3 arasýnda (geometrik ortalama: 60 CFU m -3 ) bulunmuþtur (Reponen ve ark. 1989). Havadaki bakteri seviyesine, kentlerdeki yüksek insan faaliyeti ve trafik yükü ile kýrsal kesimdeki tarýmsal faaliyetlerin etkisi vardýr (Lighthart 1997). Çin'in Beijing kenti havasýnda yapýlan bir çalýþmada, havada bulunan bakteri seviyelerinin CFU m -3 arasýnda deðiþtiði; Micrococcus (toplam bakteri seviyesin %20 ila %30'unu oluþturuyor) en sýk gözlenen bakteri iken, Staphylococcus, Bacillus ve Corynebacterium'un onu takip eden diðer türler olduðu gözlenmiþtir. Çalýþmada ayrýca, bakteri seviyelerinin insanlarýn yoðun olduðu ve trafik kaynaðýnýn yakýnlarýnda yýl içinde deðiþim gösterdiði, yeþil alan olarak adlandýrdýklarý yerde ise deðiþim göstermediði belirtilmektedir. En yüksek bakteri konsantrasyonlarýna Ekim (11995 CFU m -3 ) ve Haziran aylarýnda (6592 CFU m -3 ); en düþük seviyelere ise Nisan (972 CFU m -3 ) ve Ocak (1085 CFU m -3 ) aylarýnda rastlanmýþtýr (Fang ve ark. 2007). Tayvan gibi tropikal iklime sahip yerlerde mantar seviyeleri bu çalýþmadaki seviyelerden yüksek ( CFU/m -3 ) çýkmýþtýr (Li ve Kuo 1994, Pei-Chih ve ark. 2000, Lin ve Li 2000). Tayvan'ýn Taipei ve Tai-Chi bölgelerinde yapýlan çalýþmada dýþ ortam mantar seviyesinin yaz döneminde sýrasýyla CFU m -3 ve CFU m -3 arasýnda deðiþtiði gözlenmiþtir. Aspergillus, Penicillium, Cladosporium ve mayalarýn en yaygýn gözlenen türler olduðu ve her türün 10 2 ila 10 3 CFU m -3 arasýnda bir konsantrasyona sahip olduðu belirtilmektedir (Li ve Kuo 1994). Yine Upper Silesia, Polonya'da yapýlan bir çalýþmada yaz döneminde biyoaerosol seviyeleri bizim çalýþmamýzdan yüksek çýkmýþtýr: bakteri seviyeleri 77 ila 4344 CFU m -3 (geometrik ortalama: 671 CFU m -3 ) arasýnda, toplam mantar seviyesi ise 57 ile 4121 CFU m -3 (geometrik ortalama: 532 CFU m -3 ) arasýnda deðiþmiþtir (Pastuszka ve ark. 2000). Dýþ ortam bakteri seviyeleri Hong Kong'da yapýlan bir çalýþmada CFU m -3 arasýnda bulunmuþtur (Lee ve ark. 2002). Hong Kong'da yapýlan bir diðer çalýþmada dýþ hava bakteri seviyeleri 601 ila 858 CFU m -3 arasýnda bulunmuþtur (Guo ve ark. 2004). ABD'de 4 yýl boyunca farklý ortamlarda yapýlan BASE çalýþmasýna göre dýþ ortam mantar seviyeleri <7 ile 9290 CFU m -3 arasýnda deðiþmiþtir. Dýþ ortamda en çok gözlenen mantar türü ise Cladosporium olmuþtur. Penicillium ve Aspergillus'a da daha düþük seviyelerde rastlanmýþtýr (Tsai ve ark. 2007). ABD'nin farklý bölgelerinde yapýlan geniþ çaplý bir çalýþmada ise dýþ ortam havasýndaki mantar konsantrasyonunun <LOD-10 4 CFU m -3 (LOD= <12 CFU m -3 ) arasýnda deðiþtiði (medyan= 540 CFU m -3 ) bulunmuþtur. Çalýþmada ayrýca, dýþ ortam havasýndaki mantar konsantrasyonunun mevsime baðlý olarak deðiþtiði; sonbahar ve yaz aylarýnda, kýþ ve ilkbahara göre daha yüksek canlý mantar seviyelerinin gözlendiði saptanmýþtýr. Mantar seviyesinin bölgesel olarak deðiþmiþ (p=0.0001) ve en çok izole edilen mantar türleri ise Cladosporium, Penicillium, Aspergillus, ve sporsuz fungi olarak bulunmuþtur (Shelton ve ark. 2002). Yaz döneminde ABD, New Haven'da yapýlan bir çalýþmada dýþ ortam fungi konsantrasyonlarý 150 ila 3600 CFU m -3 arasýnda deðiþmiþtir (ortalama: 1198 CFU m -3 ). Dýþ ortamda en sýklýkla rastlanan mantar türü ise Cladosporium daha sonra ise Penicillium'dur (Ren ve ark. 1999). Edirne'de yapýlan bir çalýþmada da en yüksek Cladosporium seviyesine Haziran ayýnda rastlanmýþtýr (Aydogdu ve Asan 2008). Biyoaerosol seviyesine meteorolojik faktörlerin etkisi: Biyoaerosol seviyesinin deðiþimine sebep olabilecek noktasal kaynaklarýn etkilerinin dýþýnda, No: 73,

6 Ekoloji Menteþeve ark. Tablo 3. Biyoaerosol seviyelerinin diðer çalýþmalar ile karþýlaþtýrýlmasý yýllarýnda yapýlan Building Assessment Survey and Evaluation (BASE) çalýþmasýnýn sonuçlarý. 2 ABD'nin çeþitli bölgelerinde yapýlmýþ bir çalýþma. Tablo 4. Ankara ili toplam bakteri (TBK) ve mantar seviyeleri (TMK) ile meteorolojik parametreler arasýndaki regrasyon modeli sonucu. meteorolojik faktörlerin etkisinin de gözlenebilmesi için, örnekleme sýrasýnda eþ zamanlý olarak ölçülen sýcaklýk (T) ve nem deðerleri (RH) ile toplam bakteri konsantrasyonu (TBK) ve toplam mantar konsantrasyonunun (TMK) tespit edildiði en yakýn hava kalitesi izleme aðýnda ölçülen saatlik rüzgar hýzý (WS), güneþ radyasyon þiddeti (SR) ve basýnç (P) deðerleri baðýmsýz deðiþken olarak kullanýlarak, TBK ve TMK parametreleri için çoklu lineer regrasyon modellemesi yapýlmýþtýr. Tüm semtlerde her iki örnekleme döneminde elde edilen sonuçlar kullanýlarak bakteri ve mantar seviyelerinin meteorolojik deðiþkenlerle modellenmesi için Statgraphics Centurion XV yazýlýmý kullanýlmýþtýr. Model sonucunda elde edilen regrasyon denklemi ve korelasyon katsayýsý (R 2 ) Tablo 4'de verilmektedir. Elde edilen regrasyon modeline göre hem bakteri, hem de mantar seviyelerinin deðiþiminde meteorolojik faktörlerin etkisinin oldukça önemli olduðu tespit edilmiþtir (p<0.05). Toplam bakteri seviyesinin %90 deðiþimi, sýcaklýk, nem, rüzgar hýzý, 26 güneþ radyasyon þiddeti ve basýnç ile, toplam mantarlar için ise mantar seviyesinin %70 deðiþimi rüzgar hýzý ve güneþ radyasyon þiddeti ile açýklanabilmektedir. Rüzgar hýzý; hem mantar, hem de bakteri seviyesi için pozitif bir korelasyon göstermektedir. Rüzgar hýzý arttýkça havadaki biyoaerosol seviyesinin arttýðý gözlenmiþtir. Sýcaklýk ve nem ise, bakteri seviyesi için önemli bir parametre iken, mantar seviyelerinin açýklanmasýnda baðýmlý deðiþkenler olarak tespit edilmemiþtir. Baþka çalýþmalarda da bakteriler için benzer sonuçlar elde edilmiþtir (Paya-Vicent ve Suarez-Fernandez 1984, Mouli ve ark. 2005). Mouli ve ark. (2005), bakteri seviyesi ile sýcaklýk ve nem arasýndaki pozitif korelasyonu sýcaklýðýn, bakteri hücre suyunu buharlaþtýrmasý sonucu bakterinin yaþayabilirliðini etkilemesi ile açýklamaktadýr. Artan nem seviyesi ile bakteri konsantrasyonun artmasý, artan nem ile bakterinin yaþayabilirliðinin artmasý ile açýklanabilir. Marseiles ve Porquerolles adasýnda yapýlan dýþ hava biyoaerosol çalýþmasýnda kentsel ve doðal alanlardaki bakteri seviyelerinin sýcaklýk ve rüzgar hýzý ile arttýðý; havadaki mantar seviyesinin sýcaklýkla arttýðý ve rüzgar yönüne göre deðiþtiði; coðrafi konumun bakteri florasýnda niteliksel ve niceliksel etkisinin olduðu belirtilmiþtir (Di Giorgio ve ark. 1996). Benzer þekilde, hava kaynaklý mantar seviyelerinin meteorolojik parametrelerle yakýndan iliþkisi (mevsim, rüzgar yönü ve hýzý) olduðu belirtilmektedir (Lin ve Li 2000). Bizim sonuçlarýmýza göre No: 73, 2009

7 Ankara Þehir Atmosferinde Biyoaerosol Seviyelerinin Mekansal... Ekoloji mantar seviyesinin artmasýna sebep olan en önemli parametre rüzgar hýzý olarak gözlenmiþtir. Oldukça düþük düzeyde bir katký ile güneþ radyasyon þiddetinin de mantar seviyesinde rol oynadýðý tespit edilmiþtir. Yapýlan çalýþmalar ile bu çalýþma kýyaslandýðýnda, genellikle benzer mantar ve bakteri türlerinin gözlendiði görülmüþtür. Bu çalýþmada tespit edilen bakteri seviyelerinin baþka çalýþmalardaki seviyelere benzer; mantar seviyelerinin ise oldukça düþük düzeyde olduðu görülmüþtür. Nem seviyesinin mikrobiyal aktiviteyi arttýrarak mantar oluþumuna neden olduðu bilinmektedir. Havadan kaynaklanan mantarlarýn büyük bir bölümü için en uygun nem seviyesi >%45'dir (Godish 2001). Bizim çalýþma sahamýz karasal iklime sahip olan Ankara olduðu için, elde ettiðimiz dýþ ortam mantar seviyeleri beklenildiði üzere nem oranlarý oldukça yüksek olan bölgelerdeki çalýþma sonuçlarýndan oldukça düþük olarak tespit edilmiþtir. Ýnsanlarýn biyoaerosole maruz kalmalarý sonucunda karþý karþýya kalacaðý riskler ve farklý atmosferik koþullarda hangi konsantrasyonlarýn potansiyel zararlý olacaðý konusu þimdiye kadar yapýlan çalýþmalar neticesinde henüz bir netlik kazanmamýþtýr (Safatov ve ark. 2008). Bu nedenle atmosferik koþullarda karþýlaþýlan toplam biyoaerosoller veya tek tür için belirlenmiþ limit veya tavsiye edilen deðerler mevcut deðildir. Ancak karþýlaþýlan türlere ve bu türlerden patojen veya belirlenmiþ alerjik etkileri olanlarýn gözlenip gözlenmediði ve konsantrasyonlarý halk saðlýðýnýn korunmasý açýsýndan önemlidir. Bu çalýþmada çeþitli biyoaerosol türlerinin yaný sýra, insan patojen CoNS türlerinin de gözlenmiþ olmasý, Ankara'da yaþayan insanlarýn halk saðlýðýnýn etkilenebilmesini göstermesi açýsýndan önemlidir. TEÞEKKÜR Bu çalýþma TÜBÝTAK tarafýndan desteklenmiþtir. Proje No: 106Y185. KAYNAKLAR Andersen AA (1958) New Sampler for the Collection, Sizing, and Enumeration of Viable Airborne Particles. J. Bacteriol. 76, Anonymous (2008) Ankara Ýli için meteorolojik parametreler. Devlet Meteoroloji Ýþleri Genel Müdürlüðü, Ankara. Anonymous (1998) National Institute for Occupational Safety and Health Method 0800-Bioaerosol Sampling (Indoor air), Culturable Organisms: Bacteria, Fungi, Thermophilic Actinomycetes. Anonymous (2008) Ulusal Hava Kalitesi Ýzleme Aðý sonuçlarý. T.C. Çevre Orman Bakanlýðý, Ankara. Aydogdu H, Asan A (2008) Airborne fungi in child day care centers in Edirne City, Turkey. Environmental Monitoring and Assessment 147, Barnett HL, Hunter BB (1998) Illustrated Genera of Imperfect Fungi. APS Press, St. Paul, Minnesota. Burrell R (1991) Microbiological Agents as Health Risks in Indoor Air. Environmental Health Perspectives 95, Charlson RJ, Lovelock JE, Andrea MO, Warren SG (1987) Oceanic phytoplankton, atmospheric sulphur, cloud albedo and climate. Nature 326, Demirað M, Sünbül M, Özcan Y, Yýlmaz H, Öztürk R, Leblebicioðlu H, Keçeligil HT, Hatýrla B (2006) Nadir görülen bir etkene (Staphylococcus hominis) baðlý pacemaker lead endokarditi olgusu ve cerrahi tedavisi. Cerrahi Teknik-Türkiye Klinikleri J Cardiovasc. Sci. 18, Di Giorgio C, Krempff A, Guiraud H, Binder P, Tiret C, Dumenil G (1996) Atmospheric pollution by airborne microorganisms in the city of Marseilles. Atmospheric Environment 30, Edwards D, Man J, Brand P, Katstra J, Sommerer K, Stone HA, Nardell E, Scheuch G (2004) Inhaling to mitigate exhaled bioaerosols. Proceedings of the National Academy of Sciences 101, Fang Z, Ouyang Z, Zheng H, Wang X, Hu L (2007) Culturable airborne bacteria in outdoor environments in Beijing, China. Microbial Ecology 54, Fiegel J, Clarke R, Edwards D (2006) Airborne infectious disease and the suppression of pulmonary bioaerosols. Drug Discovery Today 11, Godish T (2001) Indoor Environmental Quality. Lewis Publishers, Boca Raton. Gorny R, Reponen T, Willeke K, Schmechel D, Robine E, Boissier M, Grinshpun SA (2002) Fungal Fragments as Indoor Air Biocontaminants. Applied and Environmental Microbiology 68, No: 73,

8 Ekoloji Menteþeve ark. Goyer N, Lavoie J, Lazure L, Marchand G, Allard R, Bhérer L (2001) Bioaerosols in the Workplace: Evaluation, Control and Prevention Guide. Studies and Research Projects, Technical Guide T-24, Institut de recherché Robert-Sauvé en santé et en sécurité du travail du Québec 94. Guo H, Lee S, Chan L (2004) Indoor air quality investigation at air-conditioned and non-airconditioned markets in Hong Kong. Science of the Total Environment 323, Jaenicke R (2005) Abundance of cellular material and proteins in the atmosphere. Science 308, 73. Jones A, Harrison R (2004) The effects of meteorological factors on atmospheric bioaerosol concentrations: a review. Science of the Total Environment 326, Kloos W, Schleifer K (1975) Simplified scheme for routine identification of human Staphylococcus species. Journal of Clinical Microbiology 1, Larone DH (1995) Medically Important Fungi-A Guide to Identification. American Society for Microbiology, Washington DC. Lee S, Li W, Ao C (2002) Investigation of indoor air quality at residential homes in Hong Kong? case study. Atmospheric Environment 36, Li C, Kuo Y (1994) Characteristics of airborne microfungi in subtropical homes. Science of the Total Environment 155, Lighthart B (1997) The ecology of bacteria in the alfresco atmosphere. FEMS Microbiology Ecology 23, 4, Lin W, Li C (2000) Associations of Fungal Aerosols, Air Pollutants, and Meteorological Factors. Aerosol Science and Technology 32, Mohr AJ (2002) Fate and transport of microorganisms in air, Chapter 74. In: Hurst CJ, Crawford RL, Knudsen G, Mcinerney M, Stetzenbach LD (eds), Manual of Environmental Microbiology, 2nd edition, ASM Press, Washington DC. Mouli PC, Mohan SV, Reddy SJ (2005) Assessment of microbial (bacteria) concentrations of ambient air at semi-arid urban region: influence of meteorological factors. Applied Ecology and Environmental Research 3, 2, Nevalainen A, Pastuszka J, Liebhaber F, Willeke K (1992) Performance of Bioaerosol Samplers: Collection Characteristics and Sampler Design Considerations. Atmospheric Environment 26A, Pastuszka J, Kyaw Tha Paw U, Lis D, Wlazlo A, Ulfig K (2000) Bacterial and fungal aerosol in indoor environment in Upper Silesia, Poland. Atmospheric Environment 34, Paya-Vicent M, Suarez-Fernandez G (1984) A contribution towards the study of Madrid air microflora II. Genus cladosporium. Allergol Immunopathol Madr. 12, Pei-Chih W, Huey-Jen S, Chia-Yin L (2000) Characteristics of indoor and outdoor airborne fungi at suburban and urban homes in two seasons. Science of the Total Environment 253, Pitt JI (1979) The Genus Penicillium and its Teleomorphic States Eupenicillium and Talaromyces. Academic Press, London. Ren P, Jankun T, Leaderer B (1999) Comparisons of seasonal fungal prevalence in indoor and outdoor air and in house dusts of dwellings in one Northeast American county. Journal of Exposure Analysis and Environmental Epidemiology 9, Reponen T, Nevalainen A, Raunemaa T (1989) Bioaerosol and particle mass levels and ventilation in Finnish homes. Environment International 15, Safatov A, Andreeva I, Belan B, Buryak G, Emel'yanova E, Jaenicke R, Panchenko, MV, Pechurkina NI, Puchkova LI, Repin VE (2008) To What Extent Can Viable Bacteria in Atmospheric Aerosols be Dangerous for Humans? Clean-Soil Air Water 36, Schleifer KH, Kloos WE (1975) Isolation and characterization of staphylococci from human skin, I. Amended description of Staphylococcus epidermidis and Staphylococcus saprophyticus and descriptions of three new species: Staphylococcus cohnii, Staphylococcus haemolyticus and Staphylococcus xylosus. International Journal of Systematic Bacteriology 25, Shelton B, Kirkland K, Flanders W, Morris G (2002) Profiles of airborne fungi in buildings and outdoor environments in the United States. Applied and Environmental Microbiology 68, Stetzenbach L, Buttner M, Cruz P (2004) Detection and enumeration of airborne biocontaminants. Current Opinion in Biotechnology 15, Tsai F, Macher J, Hung Y (2007) Biodiversity and concentrations of airborne fungi in large US office buildings from the BASE study. Atmospheric Environment 41, No: 73, 2009