鄭州市空氣中細(xì)菌含量及其變化規(guī)律研究

郗悅 黨德建 劉慧瑩 徐亞珂 龍金照 黃璐 朱杰輝(.鄭州京廣實(shí)驗(yàn)學(xué)校 河南 鄭州 45000； .鄭州大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院 河南 鄭州 45000)

鄭州市空氣中細(xì)菌含量及其變化規(guī)律研究

郗悅1黨德建2劉慧瑩2徐亞珂2龍金照2黃璐2朱杰輝2
(1.鄭州京廣實(shí)驗(yàn)學(xué)校 河南 鄭州 450001； 2.鄭州大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院 河南 鄭州 450001)

目的 探究鄭州市城區(qū)空氣細(xì)菌含量、變化規(guī)律及其與空氣中PM10濃度的關(guān)系，為戶外活動(dòng)人群提供指導(dǎo)。方法 用六級(jí)篩孔撞擊式空氣微生物采樣器分別于鄭州市5個(gè)采樣點(diǎn)處采集空氣中細(xì)菌，采樣后平皿在37 ℃下培養(yǎng)48 h后計(jì)數(shù)。結(jié)果 鄭州市城區(qū)3、4、5、6、7、8月份空氣細(xì)菌含量變化范圍在148～2 045 cfu/m3(cfu：菌落形成單位)，月平均含量為686 cfu/m3。各個(gè)采樣點(diǎn)空氣細(xì)菌月平均含量(cfu/m3)分別為：河醫(yī)大(974)、煙廠(832)、供水公司(647)、銀行學(xué)校(520)、四十七中(457)；同時(shí)，空氣細(xì)菌含量呈現(xiàn)月份變化趨勢。細(xì)菌含量與PM10濃度相關(guān)系數(shù)為0.40(P=0.028<0.05)，呈現(xiàn)中等相關(guān)性。結(jié)論 鄭州市城區(qū)空氣細(xì)菌含量呈現(xiàn)區(qū)域差異和月份變化趨勢，與PM10呈現(xiàn)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的正相關(guān)。易感人群應(yīng)注意防范，同時(shí)公眾應(yīng)注意預(yù)防大規(guī)模空氣微生物感染的風(fēng)險(xiǎn)。

鄭州市；空氣細(xì)菌；變化規(guī)律

近年來大氣污染越來越受到人們的關(guān)注，目前國內(nèi)對(duì)大氣污染關(guān)注的重點(diǎn)是理化因素，而大氣中微生物污染并沒有得到應(yīng)有的重視。空氣微生物是指空氣中細(xì)菌、真菌和病毒等有生命的活體，是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分[1]。空氣微生物在參與自然界的物質(zhì)循環(huán)和維持自然人生態(tài)平衡中扮演了極其重要的角色。然而，空氣中微生物過高會(huì)對(duì)環(huán)境和人類健康造成一定的危害。世界衛(wèi)生組織認(rèn)為，空氣中細(xì)菌濃度為700～1 800 cfu/m3時(shí)，有發(fā)生空氣感染的明顯危險(xiǎn)因素，當(dāng)≤500 cfu/m3時(shí)，就安全得多[2]。空氣中的細(xì)菌是呼吸道傳染病的重要致病原，也是造成醫(yī)院內(nèi)感染的重要因素。真菌過敏是速發(fā)型變態(tài)反應(yīng)的重要致敏因素，可引起支氣管喘息、枯草熱及過敏性肺炎等[3]。因此，研究空氣微生物對(duì)于社會(huì)發(fā)展和人類疾病預(yù)防具有極其重要的意義。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 采樣時(shí)間和地點(diǎn) 2016年3、4、5、6、7月下旬下午16:00～18:00于選定的采樣點(diǎn)進(jìn)行采樣。采樣同時(shí)記錄該采樣點(diǎn)當(dāng)天空氣中實(shí)時(shí)PM10濃度數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來自于鄭州市城區(qū)空氣質(zhì)量信息發(fā)布系統(tǒng)(http://www.zzemc.cn/em_aw/)。

5個(gè)采樣點(diǎn)為鄭州市城區(qū)5個(gè)不同的地方，具體位置如下：供水公司，位于高新區(qū)科學(xué)大道與瑞達(dá)路交叉口東100米；河醫(yī)大，現(xiàn)為鄭州大學(xué)醫(yī)學(xué)院，位于中原路與大學(xué)路交叉口；四十七中，位于鄭東新區(qū)黃河路與祭城路交叉口；煙廠，即鄭州市卷煙廠，位于紫荊山路與隴海路交叉口附近；銀行學(xué)校，位于花園路與北三環(huán)交叉口附近。

1.1.2 采樣設(shè)備和材料 ETW-6型六級(jí)撞擊式空氣微生物采樣器、90 mm一次性培養(yǎng)皿、營養(yǎng)瓊脂。

1.2 方法

1.2.1 采樣 在采樣點(diǎn)選擇合適的位置采樣，避開十字路口，主干道兩側(cè)等車流量、人流量較大的地方。采樣高度設(shè)定為1.5 m，采樣器流量為28.3 L/min，采樣時(shí)間5 min，每個(gè)采樣點(diǎn)重復(fù)采樣3次。

1.2.2 培養(yǎng)和計(jì)數(shù) 采樣后的平皿密封運(yùn)送至實(shí)驗(yàn)室在37 ℃培養(yǎng)48 h，然后菌落計(jì)數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 鄭州市城區(qū)空氣細(xì)菌濃度 城區(qū)空氣細(xì)菌濃度最高為2 045 cfu/m3，最低為148 cfu/m3，平均值為(685.9±396.1) cfu/m3。參照中科院生態(tài)研究中心發(fā)布的大氣微生物評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，3月份河醫(yī)大、4月份銀行學(xué)校、5月份供水公司及8月份河醫(yī)大和煙廠這3個(gè)采樣點(diǎn)屬于較清潔級(jí)(1 000～2 500 cfu/m3)，其余時(shí)間各采樣點(diǎn)空氣細(xì)菌濃度屬于清潔級(jí)(<1 000 cfu/m3)，這表明鄭州市城區(qū)空氣中細(xì)菌含量處于較安全的程度。但根據(jù)世界衛(wèi)生組織的意見，在春秋季空氣細(xì)菌含量較高的地方仍需警惕空氣微生物感染的風(fēng)險(xiǎn)。見表1。

表1 鄭州市城區(qū)各采樣點(diǎn)空氣細(xì)菌濃度±s，cfu/m3)

2.2 鄭州市城區(qū)空氣細(xì)菌濃度地理分布特點(diǎn) 鄭州市城區(qū)不同采樣點(diǎn)空氣細(xì)菌濃度分布如圖1所示。鄭州市城區(qū)不同采樣點(diǎn)平均空氣細(xì)菌濃度高低分布為：河醫(yī)大(974)>煙廠(832)>供水公司(647)>銀行學(xué)校(520)>四十七中(457)。

圖1 鄭州市城區(qū)不同采樣點(diǎn)空氣細(xì)菌含量分布

這5個(gè)采樣點(diǎn)所屬不同功能區(qū)和綠化面積有關(guān)：河醫(yī)大和煙廠位于交通樞紐地帶，車流量較大；供水公司位于科學(xué)大道與瑞達(dá)路交叉口附近，有一定的綠化面積；銀行學(xué)校和四十七中采樣點(diǎn)分別為小區(qū)和濱河公園，環(huán)境和綠化較好。以區(qū)域分組空氣細(xì)菌濃度的Kruskal-Wall檢驗(yàn)，P=0.078 > 0.05，即尚不能認(rèn)為區(qū)域之間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。有文獻(xiàn)認(rèn)為空氣中細(xì)菌濃度與采樣點(diǎn)所屬功能區(qū)有關(guān)[4-5]，本次研究中不同采樣點(diǎn)細(xì)菌濃度分布與所屬功能區(qū)表現(xiàn)出一定的趨勢，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。出現(xiàn)這種情況的原因可能是樣本量較小和Kruskal-Wallis檢驗(yàn)的檢驗(yàn)效能不高。

2.3 鄭州市城區(qū)空氣細(xì)菌濃度時(shí)間分布特點(diǎn) 由圖2可見，鄭州市城區(qū)空氣細(xì)菌月均含量有較明顯的月份變化趨勢。其月份變化為：8月(928 cfu/m3)>3月(901 cfu/m3)> 4月(706 cfu/m3)> 5月(666 cfu/m3) > 6月(491 cfu/m3)> 7月(422 cfu/m3)。3、4、5、6、7、8月，鄭州市城區(qū)空氣細(xì)菌含量呈現(xiàn)先遞減后增加趨勢，這與之前報(bào)道的空氣中微生物含量的季節(jié)分布相一致[4]。出現(xiàn)這種趨勢的主要原因可能是：①人群是空氣中微生物的主要來源，3、4、5月天氣等氣象條件適宜，戶外人群增多；而6、7月天氣變熱，戶外活動(dòng)人群減少。而入秋之后，戶外人群活動(dòng)增加。②6、7月日均日照時(shí)間和強(qiáng)度較強(qiáng)，陽光中的紫外線對(duì)空氣中細(xì)菌也有一定的滅殺作用。

與區(qū)域分組類似，以月份分組空氣細(xì)菌濃度的Kruskal-Wall檢驗(yàn)，P=0.099>0.05，即尚不能認(rèn)為區(qū)域之間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

圖2 鄭州市城區(qū)各采樣點(diǎn)空氣細(xì)菌濃度月份變化

2.4 鄭州市城區(qū)采樣點(diǎn)空氣細(xì)菌濃度與PM10的關(guān)系 參照環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)技術(shù)規(guī)定(試行)(HJ 633—2012)，在采樣時(shí)間PM10空氣指數(shù)優(yōu)良天數(shù)總共為25 d，占總采樣天數(shù)的83.3%，輕度污染為4 d，重度污染為1 d。見表2。為了探究空氣中細(xì)菌濃度與PM10濃度的相關(guān)性，對(duì)空氣中細(xì)菌濃度和PM10濃度進(jìn)行相關(guān)性分析。Spearman秩相關(guān)系數(shù)為0.40，呈現(xiàn)中等相關(guān)性，相關(guān)性系數(shù)檢驗(yàn)，P=0.028<0.05，即可以認(rèn)為二者的相關(guān)性差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表2 鄭州市城區(qū)各采樣點(diǎn)空氣PM10濃度(μg/m3)

從以采樣點(diǎn)分組的散點(diǎn)圖(見圖3)可以看出大部分采樣點(diǎn)處空氣中細(xì)菌每立方米菌落數(shù)隨著PM10濃度的升高而增加。可以看出河醫(yī)大、四十七中、煙廠和銀行學(xué)校這4個(gè)采樣點(diǎn)處空氣細(xì)菌濃度與PM10濃度呈現(xiàn)為正相關(guān)，而在供水公司采樣點(diǎn)空氣細(xì)菌濃度隨著PM10升高則呈現(xiàn)輕微的下降趨勢。這是因?yàn)榭諝庵屑?xì)菌以空氣中顆粒物為載體，空氣固體顆粒物一定程度上是影響微生物污染現(xiàn)狀的重要因素[6]。供水公司采樣點(diǎn)出現(xiàn)輕微負(fù)相關(guān)的原因可能是影響空氣細(xì)菌濃度的因素有很多，包括大氣溫度、大氣污染因子、風(fēng)速、光照等，可能是其他混雜因素導(dǎo)致的這種情況。

圖3 鄭州市城區(qū)采樣點(diǎn)空氣細(xì)菌濃度與PM10的關(guān)系

3 討論

空氣微生物含量的多少可以反映一個(gè)區(qū)域的空氣質(zhì)量，是空氣污染的一個(gè)重要參數(shù)。空氣微生物還能使食品、日化產(chǎn)品、藥品等腐敗變質(zhì)，造成經(jīng)濟(jì)損失。此外，空氣中的微生物經(jīng)過沉降附著到文物表面，在適宜的環(huán)境條件下會(huì)萌芽生長，造成文物的生物腐蝕和破壞[7]。

根據(jù)中科院生態(tài)研究中心發(fā)布的大氣微生物評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，鄭州市城區(qū)月均空氣微生物含量為(685.9±396.1)cfu/m3，屬于清潔級(jí)。鄭州市城區(qū)空氣細(xì)菌的分布具有區(qū)域特點(diǎn)，這與采樣點(diǎn)所屬不同功能區(qū)有一定的聯(lián)系，綠化面積可能也是影響空氣細(xì)菌含量的一個(gè)重要因素，有報(bào)道表明植被對(duì)空氣微生物具有抑制作用[8]。空氣中細(xì)菌含量的月份變化趨勢也與之前文獻(xiàn)報(bào)道結(jié)果[4]相一致，春季空氣中微生物含量要高于夏季。

相關(guān)性分析結(jié)果表明空氣細(xì)菌含量與PM10濃度存在正的具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的相關(guān)性，因此治理城市顆粒物污染勢在必行，不僅可以減少顆粒物對(duì)人體的危害，同時(shí)也可能降低空氣中微生物對(duì)人體的危害，但目前國內(nèi)文獻(xiàn)關(guān)于空氣細(xì)菌含量與PM10的關(guān)系尚沒有統(tǒng)一的定論[9-10]。在空氣微生物含量較高和PM10濃度較高時(shí)，易感人群、老年人和小孩應(yīng)注意采取防護(hù)措施。此外，對(duì)于影響空氣細(xì)菌含量的其他影響因素需要進(jìn)一步的研究。

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The concentration and variation of airborne bacteria in Zhengzhou city

Xi Yue1, Dang Dejian2, Liu Huiying2, Xu Yake2, Long Jinzhao2, Huang Lu2, Zhu Jiehui2
(1.ZhengzhouNo.4MiddleSchool,Zhengzhou450001,China; 2.ZhengzhouUniversity,CollegeofPublicHealth,Zhengzhou450001,China)

Objective To investigate the concentration, variation of airborne bacteria and the relationship between the concentration of airborne and PM10 in Zhengzhou city and provide guidance for the activity of outdoor people.Methods We collected the airborne bacteria in five places in Zhengzhou city with a 6-mesh impact type air microorganism sampler, and then the Petri-dishes were cultured at 37 degrees Celsius for 48 hours. Results The concentration of airborne bacteria in Zhengzhou city from March to August ranged from 148 to 2 045 cfu (colony-forming unit) per cubic meters, and the average concentration was 686 cfu per cubic meters. The monthly average concentration of outdoor airborne bacteria at the Henan Medical University, the cigarette factory, water supply company, banking school and the 47th middle school were 974, 832, 647, 520 and 457 cfu per cubic meters respectively; furthermore, the concentration of airborne bacteria from March to August had a monthly change. The correlation coefficient of concentration of airborne and PM10 was 0.40 (P=0.028<0.05), which indicated a moderate correlation. Conclusion The concentration of airborne bacteria in Zhengzhou city has a regional difference, a variation trend of month, and a significant positive correlation with the concentration of PM10. The susceptible population should pay attention. Furthermore, the public should anticipate the risk of airborne infection in large scale.

Zhengzhou city；airborne bacteria；variation trend

X 172

10.3969/j.issn.1004-437X.2017.04.007

2016-10-03)