Microbial mapping in air and surface samples collected from schools

Abstract

Indoor environmental quality has gained attention in the past decades due to the increased periods of time spent enclosed in buildings. Parameters such as ventilation, water damage, type of paints used, use of carpets, etc. affect the indoor air quality significantly. With the rising concern regarding outbreaks and pandemic, it is important to investigate the microbial load and consortium structure in schools. This thesis aims at determining the microbial loads in three selected schools in the Balçova District of İzmir, Türkiye. Two sampling campaigns were conducted, one in the winter break (February 2022) and one in the spring semester (May 2022). Surface swab samples and settle-plate air samples were collected from pre-defined spots at schools. Surface swab samples and settle-plate air samples were examined via both classical microbial culture methods and modern DNA analysis methods. Via classical microbial culture methods, culture comparison from the database, fungi cultures were dedicated up to genus level. Via modern DNA analysis method, Sanger sequencing, bacterial cultures were dedicated up to genus level too. All the results indicated that three schools were hosting possibly dangerous genera of both fungi and bacteria. But, this also showed that genus-level discrimination is still not enough to utter exact indoor air quality from the perspective of indoor microbiota to the identification of possible health risks for occupants. For further studies, microbial mapping should discriminate up to species level to demonstrate exact indoor air quality and indoor microbiota vie high throughput sequencing methods.

İç mekan çevre kalitesi, binalarda kapalı geçirilen zamanın artması nedeniyle son yıllarda önem kazanmıştır. Havalandırma, kullanılan boyaların türü, su hasarının olup olmaması, halı kullanımı vb. parametreler iç hava kalitesini önemli ölçüde etkiler. Salgınlar ve pandemi ile ilgili artan endişeler, okullarda mikrobiyal yükün ve konsorsiyum yapısının araştırılmasını önemli hale getirmektedir. Bu tez, Türkiye'nin İzmir ili Balçova ilçesinde seçilen üç okulda mikrobiyal yüklerin ve mikrobiyal konsorsiyumu oluşturan türlerin belirlenmesini amaçlamaktadır. Biri kış tatilinde (Şubat 2022) ve diğeri bahar döneminde (Mayıs 2022) olmak üzere iki örnekleme kampanyası yürütülmüştür. Okullarda önceden belirlenmiş noktalardan yüzey sürüntü örnekleri ve çökeltme plakası hava örnekleri toplanmıştır. Yüzey sürüntü örnekleri ve çökeltme plakası hava örnekleri hem klasik mikrobiyal kültür yöntemleri hem de modern DNA analiz yöntemleri ile incelenmiştir. Klasik mikrobiyal kültür yöntemleri ile veri tabanından kültür karşılaştırması yapılarak mantar kültürleri cins seviyesine kadar tahsis edilmiştir. Modern DNA analizi yöntemi, Sanger dizilimi ile bakteri kültürleri de cins seviyesine kadar tahsis edilmiştir. Tüm sonuçlar, üç okulun hem mantar hem de bakterilerin muhtemelen tehlikeli cinslerine ev sahipliği yaptığını göstermiştir. Ancak bu aynı zamanda, cins düzeyinde tespitin, iç mekan mikrobiyotası perspektifinden, kamu sakinleri için olası sağlık risklerinin belirlenmesinde iç mekan hava kalitesini tam olarak ifade etmek için yeterli olmadığını göstermiştir. Daha ileri çalışmalarda, mikrobiyal haritalamada, iç mekan hava kalitesini ve iç mekan mikrobiyotasını tam olarak göstermek adına yeni nesil dizileme yöntemleriyle tür seviyesine kadar ayrım yapılmalıdır.