微生物氣溶膠與呼吸道健康效應(yīng)研究.pdf

1、【研究背景】
　　空氣氣溶膠(aeroso1)是指大氣與懸浮于其中的固體和液體微粒共同組成的多相體系?？諝庵写嬖谥?xì)菌、真菌、病毒和放線菌等多種微生物顆粒—微生物氣溶膠(bioaerosol),這些微生物粒子是空氣污染物的重要組成部分。同時空氣微生物的多少及種類也是衡量空氣質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。空氣中的病毒、細(xì)菌、真菌是以氣溶膠的形式存在,主要來自地面及設(shè)施、人和動物的呼吸道、皮膚和毛發(fā)等,它附著于空氣氣溶膠細(xì)小顆粒物表面,其粒徑范

2、圍很寬:0.001-100μm,按顆粒物直徑可細(xì)分為胸腔顆粒(直徑<10μm,PM10)、粗顆粒(直徑10一2.5μm,PM10-2.5)、細(xì)顆粒(直徑<2.5μm,PM2.5)和超細(xì)顆粒(直徑<0.1μm,UFPs)。其中PM10可被吸入氣管或支氣管,又稱可吸入顆粒物;直徑<2.5μm的粒子可進(jìn)入細(xì)支氣管或附著于肺泡壁。由此可見顆粒物的粒徑越小,其進(jìn)入機(jī)體的部位就越深,對人體的暴露程度就越高,而產(chǎn)生的毒害作用也就越大。氣溶膠粒子形貌多

3、樣:有簡單的球體、圓柱體,也有復(fù)雜的不規(guī)則形,并能較長時間停留于空氣中,在適宜條件下可以直接在空氣中繁殖也可以在沉降基質(zhì)上繁殖。由于微生物能產(chǎn)生各種休眠體,故可在空氣中存活相當(dāng)長的時期而不致死亡,并能借助空氣介質(zhì)擴(kuò)散和傳輸,其中的病原體能引發(fā)人類的急、慢性疾病以及動植物疾病。因此,隨著工業(yè)發(fā)展和城市化進(jìn)程加快,空氣污染尤其是PM10,PM2.5污染日益嚴(yán)重,成為威脅人們健康的主要因素之一,氣溶膠越來越成為當(dāng)前前沿研究的熱點(diǎn)。而空氣病原微

4、生物氣溶膠的污染狀況:總數(shù)、病原譜、粒徑則能反映所在區(qū)域的空氣質(zhì)量,是空氣環(huán)境污染的一個重要參數(shù)。
　　【研究目的】
　　1.連續(xù)觀察3年廣州市3個功能區(qū)(清潔區(qū)、人口密集區(qū)、交通樞紐區(qū))夏季灰霾天氣空氣中PM1.0-10室外微生物氣溶膠濃度分布狀況、粒級分布特征及病原譜與呼吸道疾病的關(guān)系;
　　2.流感流行季節(jié)觀察廣州市5個功能區(qū)(火力發(fā)電廠旁、郊區(qū)、交通樞紐區(qū)、居民區(qū)內(nèi)、居民區(qū)外)小學(xué)空氣中PM1.0-10室內(nèi)外微

5、生物氣溶膠濃度分布狀況、粒級分布特征及病原譜與呼吸道疾病的關(guān)系。
　　【研究方法】
　　采用撞擊式空氣微生物采樣器對功能區(qū)同步進(jìn)行空氣采樣,并對空氣采樣物中的微生物總濃度、粒級濃度、微生物種類鑒定:病毒、真菌和細(xì)菌,(1)對其中的病毒通過QPCR進(jìn)行種類鑒定;(2)對其中的細(xì)菌、真菌通過MALDI-TOF技術(shù)進(jìn)行種類鑒定。
　　【研究結(jié)果】
　　一、廣州市夏季PM1.0-10中微生物氣溶膠濃度、粒徑分布特征及細(xì)菌

6、譜
　　1.微生物氣溶膠濃度、時空分布特征
　　廣州空氣中微生物氣溶膠的濃度含量依次為人口密集區(qū)(GMC)>交通樞紐區(qū)(DFR)>清潔區(qū)(GLLP)。微生物氣溶膠濃度日變化為:12:00時和17:00時空氣中的微生物氣溶膠濃度明顯低于8:00時和23:00時。
　　2.細(xì)菌氣溶膠、真菌氣溶膠濃度、粒級分布特征
　　廣州空氣中細(xì)菌氣溶膠占87-94％,均表現(xiàn)為細(xì)菌氣溶膠濃度明顯高于真菌氣溶膠濃度。革蘭氏陽性菌占全部

7、微生物氣溶膠的67-90%,革蘭氏陽性菌濃度明顯高于革蘭氏陰性菌。
　　廣州空氣中微生物氣溶膠濃度粒級分布表現(xiàn)為每粒級細(xì)菌濃度高于真菌濃度。細(xì)菌氣溶膠主要集中在2-4級,占64.7-92.0%。
　　3.細(xì)菌氣溶膠的細(xì)菌譜
　　廣州夏季灰霾天氣的空氣中共發(fā)現(xiàn)8屬16種空氣細(xì)菌,均為條件致病菌。其中革蘭氏陽性菌4屬11種,革蘭氏陰性菌4屬5種,優(yōu)勢菌屬(81-89%):葡萄球菌屬(Staphylococcus)、芽孢桿菌

8、屬(Bacillus)、腸桿菌屬(Enterobacte)、沙雷菌屬(Serratia);葡萄球菌(Staphylococcus)為絕對優(yōu)勢菌屬。
　　二、學(xué)校微環(huán)境PM1.0-10中微生物組成、來源、暴露評價
　　1.病毒氣溶膠濃度、時空分布特征
　　采樣點(diǎn)小學(xué)室內(nèi)外大氣PM1.0-10中均檢測到新型甲流病毒(H1N1),新型甲流病毒室內(nèi)主要沉降在3-4級(2.1-4.7μm);室外主要沉降在4-5級(1.1-3.3

9、μm)。
　　2.細(xì)菌氣溶膠的細(xì)菌譜
　　廣州2012年5月流感流行季節(jié)兒童聚集區(qū)-學(xué)校室內(nèi)外空氣中共發(fā)現(xiàn)24屬51種空氣細(xì)菌,由正常菌群、致病菌、條件致病菌組成。
　　5個功能區(qū)小學(xué)室內(nèi)空氣中發(fā)現(xiàn)20屬44種空氣細(xì)菌,由正常菌群、致病菌、條件致病菌組成。其中革蘭氏陽性菌10屬29種,革蘭氏陰性菌10屬15種,優(yōu)勢菌屬:革蘭氏陽性菌:微球菌屬(Micococcus)、微桿菌屬(Microbacterium)、葡萄球菌屬

10、(Staphylococcus)和芽孢桿菌屬(Bacillus);革蘭氏陰性菌:不動桿菌屬(Acinetobacter)、泛菌屬(Pantoea)和假單胞菌屬(Pseudomonas)。優(yōu)勢菌種:藤黃微球菌(M.luteus占2.43-37.99%)。
　　5個功能區(qū)小學(xué)室外空氣中發(fā)現(xiàn)23屬43種空氣細(xì)菌,由正常菌群、致病菌、條件致病菌組成。其中革蘭氏陽性菌12屬30種,革蘭氏陰性菌11屬13種,優(yōu)勢菌屬同室內(nèi)空氣優(yōu)勢菌屬,為:革

11、蘭氏陽性菌:微球菌屬(Micococcus)、微桿菌屬(Microbacterium)、葡萄球菌屬(Staphylococcus)和芽孢桿菌屬(Bacillus);革蘭氏陰性菌:不動桿菌屬(Acinetobacter)、泛菌屬(Pantoea)和假單胞菌屬(Pseudomonas)。優(yōu)勢菌種同室內(nèi)空氣空氣優(yōu)勢菌種,為:藤黃微球菌(M.luteus占1.79-30.59%)。
　　【結(jié)論】
　　1.廣州的優(yōu)勢菌屬是葡萄球菌屬(

12、Staphylococcus)、芽孢桿菌屬(Bacillus)、腸桿菌屬(Enterobacter)、沙雷菌屬(Serratia),占總濃度72-87%;絕對優(yōu)勢菌種人葡萄球菌(S.hominis占8–46%)和里昂葡萄球菌(S.lugdunensis占14–34%);
　　2.36-76%的微生物氣溶膠沉降在采樣器3-6級(0.65-4.7μm),相當(dāng)于人體下呼吸道;
　　3.由于環(huán)境因素的影響,特別是日間高溫和紫外線,微