Indoor biological agents: evaluation of primary schools environments

Abstract

The association between children’s health and indoor air exposure in schools has been studied by several researchers, which documented strong associations between various exposures that characterize indoor air quality (IAQ) and the prevalence of asthma/allergy among children, considered a susceptible population. Recent findings suggest that the diversity of microbiological exposure seem to have protective effects on asthma development. This emphasizes the importance of increasing knowledge on indoor air microbiological characterization. This study aim was to evaluate and characterize children’s exposure to biological pollutants in indoor air of 20 primary schools in Porto, Portugal, through a cross-sectional study. Indoor air biological assessment took place in two heating season periods, in a total of 71 classrooms, comprising bacteria, fungi and endotoxins air sampling. Bacteria and fungi air sampling was carried out with a microbiological air sampler. Endotoxin assessment was performed through active air sampling and analysis through LAL (Limulus Amebocyte Lysate) method. Overall concentrations of bacteria and fungi were both higher than its respective reference values, while endotoxins concentrations were below the recommended value in all evaluated primary schools. Penicillium sp. and Cladosporium sp. were the prevalent fungi species found indoors. Bacteria and endotoxins concentrations were higher with higher levels of relative humidity and carbon dioxide and contrarily to what was expected, bacteria and endotoxins concentrations showed no relation between them. Endotoxins concentrations were found to be more influenced by different school building and classrooms characteristics than bacteria or fungi concentrations. To improve IAQ, strategies of source control and ventilation measures should be adopted for the prevention of adverse health consequences to children in schools, like the development and aggravation of asthma, allergies and respiratory symptoms.

A associação entre a saúde das crianças e a exposição a poluentes encontrados no ar interior das escolas tem sido estudada por diversos investigadores que referem fortes associações entre as diferentes exposições que caracterizam a qualidade do ar interior (QAI) e a prevalência da asma/alergia entre as crianças, que são consideradas uma população suscetível. Os estudos mais recentes sugerem que a diversidade de exposição a agentes microbiológicos poderá ter efeitos protetores para o desenvolvimento da asma. Este facto realça a importância de aumentar o conhecimento acerca da constituição microbiológica do ar interior. O objectivo principal deste estudo é avaliar e caracterizar a exposição de crianças a agentes biológicos no ar interior de 20 escolas primárias do Porto, Portugal, através de um estudo transversal. As avaliações decorreram em dois períodos de aquecimento, num total de 71 salas de aulas, incluindo amostragens de bactérias, fungos e endotoxinas no ar interior. As amostragens de bactérias e fungos foram realizadas com um amostrador microbiológico de ar. As avaliações de endotoxinas foram efetuadas através de um método ativo de recolha de ar e a sua análise através do método LAL (Limulus Amebocyte Lysate). Em todas as escolas primárias avaliadas, as concentrações globais de bactérias e fungos foram superiores aos seus respetivos valores de referência, enquanto as concentrações de endotoxinas foram inferiores ao valor recomendado. Penicillium sp. e Cladosporium sp. foram os principais fungos identificados no ar interior. As concentrações de bactérias e endotoxinas variaram positivamente com a humidade relativa e o dióxido de carbono e, ao contrário do que seria esperado, não demonstraram qualquer interdependência entre si. As concentrações de endotoxinas revelaram ser mais dependentes das diferentes características estruturais dos edifícios escolares e das salas de aulas do que as concentrações de bactérias e fungos. Para melhorar a QAI, devem ser adotadas estratégias de controlo na fonte e medidas de ventilação para a prevenção de efeitos negativos na saúde das crianças nas escolas, como o desenvolvimento e agravamento da asma, alergias e sintomas respiratórios.